DE69434128T2 - Methode und gerät zur automatischen durchführung von analysen bezüglich thrombose und blutgerinnung - Google Patents

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Description

  • Diese Anmeldung ist verwandt mit den folgenden, gleichzeitig anhängigen U.S.-Patentanmeldungen und erteilten Patenten, die der Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung besitzt, und die Offenbarungen von allen diesen, außer Nr. 6, werden in diese Unterlagen durch Bezugnahme aufgenommen:
    • (1) Serial No. 07/443,952 von Swope et al. mit dem Titel "Multichannel Optical Monitoring Systems", jetzt U.S.-Patent 5,002,392;
    • (2) Serial No. 07/443,956 von Karp et al. mit dem Titel "Cuvette and Linear Drive Mechanism Therefor", jetzt U.S.-Patent 5,040,894; und
    • (3) Serial No. 07/443,954 von Hoffman et al. mit dem Titel "Apparatus and Method for Cleaning Reagent Delivery Probes", jetzt U.S.-Patent 4,989,623.
    • (4) Serial No. 07/443,784 von Karp et al. mit dem Titel "Cuvette", jetzt U.S.-Patent Des. 325,090.
    • (5) Serial No. 07/674,957 von Keiter et al. mit dem Titel "Heated Liquid Sampling Probe for an Automated Sampling Apparatus", jetzt U.S.-Patent 5,178,019.
    • (6) Serial No. 07/916,712 von Lewis et al. mit dem Titel "Cassette and Cuvette Loading Mechanism".
    • (7) Serial No. 07/896,579 von Haugen mit dem Titel "Method for Scanning Photodiodes".
    • (8) Serial No. 07/443,953 von Driscoll mit dem Titel "Method of Monitoring Reagent Delivery in a Scanning Spectrophotometer", jetzt U.S.-Patent 5,068,181.
    • (9) Serial No. 07/833,950 von Fischer et al. mit dem Titel "Method and Instrument for Automatically Performing Analysis Relating to Thrombosis and Hemostasis".
    • (10) Serial No. 07/443,951 von Fischer et al. mit dem Titel "Method and instrument for Automatically Performing Analysis Relating to Thrombosis and Hemostasis".
  • Diese Erfindung betrifft ein neues, vollständig automatisiertes spektrophotometrisches Analysengerät und das Verfahren, das verwendet wird, um Thrombose- und Hämostaseeigenschaften von Blutproben zu bestimmen. Das Analysengerät testet Proben in einem vollständig randomisierten Format und ist vollständig automatisiert in den Bereichen Probenhandhabung, Probenvorbereitung, optische Untersuchung, Signalverarbeitung und Qualitätssicherung/Kontrolle hinsichtlich Ungenauigkeit und systemabhängiger Fehler, was ermöglicht, dass zahlreiche Assays an einer einzigen Probe ausgeführt werden können. Die Assays unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Natur beträchtlich und fallen in drei Kategorien: auf Gerinnung basierend, chromogen und immunologisch. Gegenwärtig existiert keine einzige automatisierte Methodik oder Instrumentierung, die erfolgreich alle diese Arten von Assays gleichzeitig ausführt.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Das Testen auf Thrombosen und Hämostase ist die in vitro-Untersuchung der Fähigkeit des Bluts, Gerinnsel zu bilden und Gerinnsel in vivo aufzubrechen. Da Thrombose- und Hämostasewege einen Teil von sehr wichtigen Krankheitszuständen, welche von Hämophilie zu Schlaganfällen und Herzinfarkten reichen, bilden, ist das Testen der Fähigkeiten eines Patienten bei Thrombose und Hämostase ein kritisches diagnostisches Werkzeug. Sollte die Fähigkeit eines Patienten, in vitro Gerinnsel zu bilden, aus der etablierten Norm herausfallen oder sollten bestimmte Marker sich außerhalb des normalen Bereichs befinden, wird die Serum- oder Plasmaprobe weiteren Assays unterzogen, um den Grund für das Problem zu bestimmen. Diese Assays werden standardmäßig in allen Krankenhauslaboratorien verwendet.
  • Gerinnungsassays begannen und erfolgen in vielen Fällen nach wie vor in einem Teströhrchen unter Verwendung von manuellen Methoden. In der Frühzeit bestand das Ziel darin, zu bestimmen, ob eine Blutprobe eines Patienten gerinnen würde, nachdem bestimmte Materialien zugesetzt worden waren. Später wurde festgestellt, dass die Menge Zeit, die es brauchte, bis die Probe gerann, in Beziehung zu ererbten oder erworbenen Krankheiten stand. Diese Art des Testens ist von dem Labortechniker extrem abhängig und so wurde festgestellt, dass irgendeine Form von Standardisierung erforderlich war. Als sich die Technik verbesserte und stärkere Korrelationen zwischen in vivo-Bedingungen und in vitro-Assays ermittelt wurden, begannen halbautomatische Gerinnungsanalysengeräte aufzutreten.
  • Der primäre Nutzen dieser Gerinnungsanalysengeräte besteht darin, die Subjektivität bei der Bestimmung der exakten Sekunde, in welcher sich ein Gerinnsel in einer Probe in vitro bildet, zu beseitigen. Jedoch hatten und haben diese Analysengeräte nicht die Automatisierung, welche erforderlich ist, um die Variabilität, die mit der Probenvorbereitung verbunden ist, zu beseitigen. Darüber hinaus haben Fortschritte bei klinischen Thrombose- und Hämostaseassays zu der Entwicklung von neuen Arten von Assays geführt, die zur Diagnose und Behandlung eines Patienten beigetragen haben, und halb-automatisierte Gerinnungsanalysengeräte besitzen selten die Fähigkeit, mehr als einen Assay zur gleichen Zeit auszuführen. Dies ist so, da Reagenzienwege einem einzigen Reagens gewidmet sind, was zu einer begrenzten Anzahl von Assays führt, die an jedem Instrument ausgeführt werden können. Im Allgemeinen führt die halb-automatisierte Instrumentierung einen Test in einem gruppenweisen Modus aus, wobei ein Profil von Temperatur gegenüber der Zeit für jeden unterschiedlichen Assaytyp beibehalten wird.
  • Halb-automatisierte Analysengeräte benötigen auch einen Techniker, um die Plasmaprobe manuell abzugeben. Für jede Probe wird eine neue Probennahmevorrichtung, im allgemeinen eine Pipettenspitze, verwendet, um eine Plasma-Kreuzkontaminierung zwischen Proben zu beseitigen. Die Verwendung eines gemeinsamen Probennahmemittels für Reagenzien und Proben erfordert neue Ansätze, um eine Kreuzkontaminierung von Proben und Reagenzien zu beseitigen.
  • Um über die nächste Generation von Analysengeräten zu verfügen, müssen vollständig automatisierte Analysengeräte entwickelt werden, um in der Lage zu sein, die gleiche Probennahmevorrichtung für alle Proben zu verwenden und um gemeinsame Wege für die Abgabe einer Mehrzahl von Reagenzien zu haben und um ein universelles Zeit- und Temperaturprofil, welches mit einer Mehrzahl von Assays verträglich ist, bereitzustellen.
  • Zusätzlich erfolgen jegliche komplexen Berechnungen, welche für einen Assay ausgeführt werden müssen, durch eine Bedienungsperson, wenn halb-automatisierte Analysengeräte verwendet werden. Unterschiede bei den Techniken von Bedienungspersonen beim Analysen von Daten führen zu erhöhten Ungenauigkeitsniveaus der Daten. Ein weiteres Merkmal, welches erforderlich ist, um die Gerinnungsbestimmung zu verbessern, sind verbesserte und standardisierte Datenanalysetechniken, um die gewünschten Leistungseigenschaften aus inter- und intra-Labor-Vergleichen zu erhalten, die zu einem höheren Standard der Pflege für den Patienten führen würden.
  • Qualitätskontrolle und Systemüberwachung der halb-automatisierten Gerinnungsanalysengeräte sind bei Vergleich mit dem Stand der Technik primitiv und inadäquat.
  • Die nächste Generation von Analysengeräten, ein vollständig automatisiertes Thrombose- und Hämostase-Analysengerät, erfordert ein statistisch kontrolliertes, on-line Qualitätssicherungsprogramm, das die Unversehrtheit des Systems überwacht, während die Analyse ausgeführt wird. Dieses Programm muss nicht nur Fehler oder Versagen identifizieren, nachdem sie aufgetreten sind, sondern muss potentielle Fehler oder Versagen vorhersagen, bevor sie auftreten.
  • Ein anderes Gebiet des klinischen Labors, das für klinische Chemie zuständige Labor, verfügte bereits seit einer Anzahl von Jahren über vollständig automatisierte Analysengeräte. Die ausgeführten Tests und die Arten von abgelesenen Reaktionen, einschließlich Kolorimetrie-, Fluoreszenz- und Lumineszenz-Messungen, unterscheiden sich substantiell und haben Endpunkte, die leichter zu detektieren sind als bei auf Gerinnung basierenden Tests, die in dem für Gerinnungsanalysen zuständigen Labor ausgeführt werden. Der gleiche Fortschritt in Richtung auf eine vollständige Automatisierung konnte in dem für Gerinnungsanalysen zuständigen Labor nicht in der Weise wie in dem für klinische Chemie zuständigen Labor festgestellt werden.
  • Im Allgemeinen umfassen die grundlegenden Untersuchungen oder Assays, die in dem für Gerinnungsanalysen zuständigen Labor unter Verwendung von Plasma, Serum oder Vollblut ausgeführt werden, das Bestimmen der partiellen Thromboplastinzeit ("PTT"), der Prothrombinzeit ("PT"), der aktivierten partiellen Thromboplastinzeit ("APTT"), das Testen auf Mangelzustände bei Faktoren, wie der Faktoren II, V, VII, VIII, IX, XI, XII und anderen, und das chromogene und immunologische Testen auf Thrombose- und Hämostase-Marker. Diese haben sich neben anderen an automatisierten Geräten als viel schwerer auszuführen erwiesen als die Tests im Rahmen der klinischen Chemie. Der Grund dafür ist, dass die in dem für Gerinnungsanalysen zuständigen Labor üblicherweise ausgeführten Tests: (1) einzigartige Zeit/Temperatur-Profile umfassen; (2) extrem empfindlich sowohl gegenüber Reagenzien- als auch Plasma-Weiterschleppen sind; (3) eine einzigar tige Datenanalyse erfordern; und (4) einzigartige Erfordernisse an die Qualitätskontrolle stellen.
  • Es werden ein Verfahren zum automatischen Ausführen von verschiedenen mit der Gerinnung in Zusammenhang stehenden Assays und ein vollständig automatisiertes Gerinnungsanalysengerät benötigt, um eine Vielzahl von Assays in einem vollständig randomisierten Format, das die Patientendiagnose beschleunigen würde, auszuführen. Es muss die Fähigkeit haben, die Probenvorbereitungsschritte eines in vitro-Assays zu kontrollieren; alle Thrombose- und Hämostase-Assays unter Verwendung eines gemeinsamen Temperaturprofils auszuführen; die Reaktion zu messen, die auftritt, wenn geeignete Materialien zugegeben werden; und sowohl die unmittelbar eintretende Reaktion zu bestimmen wie auch mathematische Werkzeuge bereitzustellen, um komplexe Ergebnisse zu berechnen. Dieser gesamte Prozess sollte unter Verwendung eines On-line-Qualitätskontrollpakets überwacht werden, das so gestaltet ist, dass mit statistischen Fehlern verbundene Ungenauigkeiten minimiert und systemabhängige Fehler, welche mit Fehlern aufgrund des Systems selbst verbunden sind, systematische Fehler minimiert werden.
  • Diese Art von vollständig automatisierten Gerinnungsanalysengeräten würde genauere Ergebnisse liefern, die ihrerseits eine schnellere und genauere Diagnose von bestehenden oder vorhergesagten Erkrankungen ermöglichen würde, wodurch eine bessere Behandlung des Patienten ermöglicht würde.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum automatischen Ausführen von Assays hinsichtlich Hämostase- und Thromboseparametern in einer Plasma-, Serum- oder Vollblutprobe nach Anspruch 1.
  • Die Erfindung stellt auch ein vollständig automatisiertes Gerinnungsanalysengerät, das alle der oben aufgeführten Bedürfnisse erfüllt, bereit. Das lineare, spektrophotometrische Analysengerät führt eine Mehrzahl von Hämostase- und Thromboseassays an Serum-, Plasma- oder Vollblutproben in einer vollständig willkürlichen Reihenfolge aus. Es ist vollständig automatisiert in Hinblick auf Probenhandhabung, Probenvorbereitung, optische Untersuchung, Signalverarbeitung und vollständige Qualitätskontrolle auf Ungenauigkeiten und systemabhängige Fehler. Alle an dem Analysengerät ausgeführte Hämostase- und Thromboseassays sind so gestaltet worden, dass sie ein gemeinsames Temperaturprofil aufweisen, wodurch die willkürliche Ausführung von Assays ermöglicht wird. Jede dieser Funktionen wird auch intern durch ein Qualitätssicherungsprogramm kontrolliert. Jeder Assay wird durch eine Assaydefinitionsdatei ("assay definition file"; "adf"), welche Flexibilität bei der Methodendefinition erlaubt, definiert. Diese Flexibilität ist erforderlich, um die einzigartigen Leistungsmerkmale für jeden Assay zu erhalten. Verbesserungen bei Linearität, Genauigkeit und die Minimierung von systemabhängigen Fehlern können durch Optiminierung von adf-Parametern erzielt werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 – Es ist das relative Signal bei verschiedenen Wellenlängen für zwei Proben gezeigt: eine Probe mit milder Hämolyse und eine Probe mit schwerer Hämolyse. Es werden die Wellenlängen von 515 nm und 535 nm angegeben. Die tatsächlich gesammelten Daten werden durch Datenmarkierungen repräsentiert und diese Datenmarkierungen sind für jede Probe verbunden.
  • 2 – Die Temperatur einer Probe ist für eine PT-Assay-Definition und eine APTT-Assay-Definition als Funktion der Zeit gezeigt. Es ist jede Proben/Reagenzienabgabe-Position angegeben. Die akzeptablen Temperaturbereiche werden zu jedem Zeitpunkt in dem Temperaturprofil durch "Zonen" angegeben.
  • 3 zeigt die relativen Absorptionsraten einer reihenverdünnten Farbstoffprobe. Es ist auch eine mittels der Methode der kleinsten Quadrate ermittelte Regressionsgerade und deren Messwert r2 für die Güte der Anpassung gezeigt.
  • 4 zeigt die aktuellen Datenpunkte, die die für eine reihenverdünnte Referenz ermittelten Gerinnungszeiten repräsentieren und zwar (1) die traditionelle Kurve und (2) die neue Kurve, die durch diese Punkte gelegt worden ist.
  • 5 zeigt ein geglättetes Signal, eine geglättete erste Ableitung von jenem Signal und eine geglättete zweite Ableitung für Daten, die ausgehend von einem normalen APTT-Assay gesammelt worden sind. Es ist die Lage des Maximums der zweiten Ableitung (die Gerinnungszeit) angegeben.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Der Bedarf eines klinischen, für Gerinnungsanalysen zuständigen Labors an einem vollständig automatisierten Gerinnungsanalysengerät ist durch diese Erfindung erfüllt worden. Bereitgestellt wird ein optisches Auswertungsinstrument und ein Verfahren, die eine hohe Durchsatzmenge von Patientenproben mit einem hohen Grad an Vielseitigkeit, Anpassbarkeit und verlässlicher Automatisierung handhaben können. Dies ist eine Automatisierung, bei welcher man sich von dem Gerät entfernen kann, sobald die Patientenproben, die nach wie vor in dem ursprünglichen evakuierten Sammelröhrchen eingeschlossen sind, in das System eingeladen worden sind.
  • Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum automatischen Testen auf Hämostase- und Thromboseparameter, wie oben beschrieben, in einer Plasma-, Serum- oder Vollblutprobe in einer Haltevorrichtung, wie einem evakuierten Sammelröhrchen, die mit einem Stopfen verschlossen sein kann. Die Assays können entweder gruppenweise oder willkürlich ausgeführt werden, wobei der gleiche Assay oder Test an allen Proben ausgeführt wird, eine Mehrzahl von unterschiedlichen Assays an jeder Probe ausgeführt wird und ein unterschiedlicher Assay an jeder Probe ausgeführt wird. Dies wird erreicht, indem ein integriertes Programmierungseingabemittel zum Identifizieren der Probe und zur Planung von einem oder mehreren, mit Hämostase und Thrombosen in Beziehung stehenden Assays, die an der Probe in einer beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden sollen, bereitgestellt wird. Das Programmierungsmittel wird akzeptieren und wird ermöglichen, dass die Assays in einem willkürlichen Format, d. h. in einer beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden können.
  • Als nächstes wird im Rahmen des Verfahrens ein Probenhandhabungsmittel zum automatischen Transferieren eines Aliquots der Probe aus einer Haltevorrichtung oder einem Sammelröhrchen, mit oder ohne Stopfen, zu einer Testvertiefung in einer Küvette bereitgestellt. Aufgrund von verschiedenen Problemen, die die Exposition von Beschäftigten in einem Labor gegenüber durch das Blut übertragenen ansteckenden Krankheiten betreffen, stellt die Fähigkeit, ein Probenhandhabungsmittel, um das Septum oder den Stopfen zu durchstechen, ohne dass ein Mensch anwesend ist, bereitzustellen, einen definitiven Pluspunkt bei einem klinischen Instrument oder Verfahren dar.
  • Auch wird im Rahmen des Verfahrens ein Probenvorbereitungs- oder -präparierungsmittel zum automatischen Zugeben der für einen Assay, um Hämostase- oder Thromboseparameter zu messen, benötigten Reagenzien zu der Probe in der Testvertiefung zu einem spezifizierten Zeitpunkt und bei einer spezifizierten Temperatur bereitgestellt unter Anpassung an ein universelles thermisches Profil, um eine Reaktion zu erhalten, und wobei die Reihenfolge der zugesetzten Reagenzien in einem willkürlichen Format sein kann, was die Notwendigkeit einer gruppenweise erfolgenden Analyse beseitigt. Diese Methodik wird benötigt, da jeder in dem für Gerinnungsanalysen zuständigen Labor ausgeführte Assay oder Test mit unterschiedlichen Anforderungen an Zeit und Temperatur erfolgt. Das Verfahren ermöglicht ein gemeinsames universelles thermisches Profil, innerhalb von welchem jeder Assay oder Test innerhalb von seinen besonderen Parametern ausgeführt werden kann. Das Verfahren stellt eine Erwärmungs- und Abkühlungsbahn, in welcher sich jede Probe vorwärts bewegt, aber jede mit der Geschwindigkeit, die benötigt wird, damit der Assay ausgeführt werden kann, und die Mittel zum automatischen Zugeben des benötigten Reagens bei der korrekten Temperatur bereit. Sind einmal die korrekten Reagenzien zu dem korrekten Zeitpunkt und bei der korrekten Temperatur zugesetzt worden, beginnt die Reaktion.
  • Als nächstes stellt das Verfahren ein Detektionsmittel zum Detektieren der Reaktion in der Vertiefung bereit und nimmt das Ergebnis der Detektion, um mathematisch Daten zu berechnen. Diese Daten oder das Rohergebnis des Assays oder Tests wird einem Verarbeitungsmittel bereitgestellt, in welchem die berechneten Daten ausgewertet werden, um die Veränderung bei oder die Größe der Reaktion in der Vertiefung zu bestimmen und, soweit erforderlich, die Daten in ein diagnostisch nützliches Ergebnis umzuwandeln.
  • Gleichzeitig mit allen obigen Schritten stellt das Verfahren ein Qualitätssicherungsmittel zum Überwachen des Funktionierens des Verfahrens und zum Auswerten der Gültigkeit der mitgeteilten Daten für die Probe bereit, wodurch automatisch mit Hämostase und Thrombosen in Zusammenhang stehende Assays ausgeführt und Ergebnisse über Hämostase- und Thrombose-Parameter in der Probe bestimmt und mitgeteilt werden.
  • Eine bevorzugte Weise zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens zum Testen einer großen Anzahl von Proben in einer willkürlichen Reihenfolge erfolgt mit dem folgenden Instrument.
  • I. Übersicht über das automatisierte Analysengerät
  • Das Analysengerät ist vollständig automatisiert in Hinblick auf Probenhandhabung, Probenvorbereitung, optische Untersuchung, Signalverarbeitung und vollständige Qualitätskontrolle hinsichtlich Ungenauigkeit und systemabhängiger Fehler und eines Qualitätssicherungsprogramms.
  • A. Der Probenhandhabungs-Abschnitt
  • Probenhandhabungs-Abschnitt des Analysengeräts ist in vier grundlegende Komponenten unterteilt, bestehend aus der positiven Patientenidentifizierung der Probe, Screening auf präanalytische Variablen, der Fähigkeit, eine Probennahme aus geschlossenen Behältern vorzunehmen, und der Fähigkeit, kontinuierlich Küvettenvertiefungen für die Probenauswertung bereitzustellen.
  • Detaillierter besteht der Probenhandhabungs-Abschnitt aus:
    • 1) einem Mittel zur Aufbewahrung und zum kontinuierlichen Bereitstellen einer Mehrzahl von Küvetten, die in den Assays verwendet werden sollen, wobei jede Küvette eine Mehrzahl von Reaktionsvertiefungen enthält;
    • 2) der optisch ablesbare Code, wie ein Strichcode oder eine andersartige Codierung, welche auf dem Probensammelröhrchen oder der Haltevorrichtung, das bzw. die eine Serum-, Plasma- oder Vollblutprobe enthält, vorhanden oder in diese s) inkorporiert ist, ist eine Patientenidentifizierungs- und -verfolgungseinrichtung und wird auch beim Eintritt in den Assay und bei der automatischen Verfolgung des Assays während der Probenauswertung verwendet;
    • 3) einem Mittel zum Screenen auf und zur Auswertung von präanalytische(n) Variablen vor dem Beginn eines jeden Assays, wie Hämolyse, Bilirubin und Lipämie; und
    • 4) einer Probeneinführstation, umfassend ein Mittel zum automatischen Ansaugen von Probe aus dem Probensammelröhrchen oder der Haltevorrichtung mit oder ohne Stopfen und zum automatischen Abgeben der angesaugten Probe in eine Reaktionsvertiefung einer Küvette.
  • B. Der Probenvorbereitungs-Abschnitt
  • Der Probenvorbereitungs- oder -präparations-Abschnitt des Analysengeräts besteht aus vier Komponenten: den Mittel zum Definieren von einzigartigen Reagenzientransferabfolgen für jeden Assay, Fähigkeit zum willkürlichen Zugriff oder die Fähigkeit, dass ein Aufnahme- und Abgabekopf Reagens aus einem Reagenzienbehälter ansaugt und dieses in eine vorher festgelegte Küvettenvertiefung in einer jeglichen Reihenfolge abgibt und verschiedene Plasmas ansaugt und abgibt ohne Kreuzkontaminierung; dem Testverfahren unter Verwendung eines universellen Profils; einem Mittel zur selbsttätigen Ausführung von Verdünnungen der Probe; und einem Mittel, um Reagenzien und Proben zu überwachen.
  • Detaillierter besteht der Probenvorbereitungs-Abschnitt aus
    • 1) einer Assaydefinitionsdatei ("adf"), die Flexibilität ermöglicht darin, wie die Reagenzien und Plasmas abgegeben werden. Diese Flexibilität wird in Hinblick auf Ansaugungs- und Abgabegeschwindigkeiten, Temperatur, Zeitsperre (Wartedauer) oder Abfolge der zeitlichen Einstellungen definiert;
    • 2) einer Reagenzienstation, umfassend ein Probenvorbereitungsmittel, welches die Fähigkeit hat, willkürlich ausgewählte Mengen von ausgewählten Reagenzien aus ausgewählten Reagenzienbehältern, wie benötigt, anzusaugen und um die angesaugten Reagenzien in eine Reaktionsvertiefung einer Küvette entsprechend den Anweisungen, die in einem programmierten Test für die Probe in jener Reaktionsvertiefung gegeben werden, abzugeben. Jede Vertiefung der Küvette kann programmiert werden, so dass in ihr ein unterschiedlicher Assay ausgeführt wird, und das Reagens und die Probe in der Reaktionsvertiefung bilden ein Reaktionsvolumen, das optische Eigenschaften aufweist, die durch das Analysengerät überwacht werden sollen;
    • 3) einem Mittel zur Bereitstellung eines universellen Temperaturprofils für die verschiedenen, an dem Analysengerät programmierten Assays, welches eine Einrichtung zur Temperaturregulierung einer Fluidprobe in einer Küvette, die durch verschiedene Stationen des automatisierten Systems zum optischen Überwachen der Probe in der Küvette transportiert wird, ist, umfassend: ein Mittel zum Transportieren der Küvette durch die verschiedenen Stationen des Proben- und Reagenzienabgabesystems und des optischen Überwachungssystems, wobei die Probentemperatur durch das System kontrolliert wird; Abkühlungsmittel zum Abkühlen der Probe in dem ersten Abschnitt des Profils; Erwärmungsmittel zum Erwärmen der Probe in dem dritten Abschnitt des Profils derart, dass die Probentemperatur innerhalb der als Basis dienenden zwingenden Toleranzerfordernisse gehalten wird; und einen zweiten Abschnitt, welcher ein Mittel zum Bereitstellen einer Temperaturrampe, die den Probenübergang von der anfänglichen kühlen Temperatur zu der abschließenden warmen Temperatur definiert, bereitstellt;
    • 4) einem Mittel zum automatischen Verdünnen von Proben, Referenzmaterialien und Kontrollmaterialien durch die Verwendung von programmierten Aufnahme- und Abgabeköpfen, die ein breites Spektrum von Reihen- und Nicht-Reihenverdünnungen ausführen; und
    • 5) einem temperaturkontrollierten Gehäuse zur Aufbewahrung einer Mehrzahl von Reagenzienbehältern, wobei jeder ein jeweiliges Reagens enthält, und einer Mehrzahl von Probensammelröhrchen, welche jeweils eine Fluidprobe enthalten und einen optisch ablesbaren Code, wie einen Strichcode, oder eine andersartige äquivalente Codierung aufweisen, zur Identifizierung der Probe und eines Tests, der an der Probe ausgeführt werden soll. Es gibt auch ein Reagenzienverfolgungssystem, das die Menge von verfügbarem Fluid in jedem diskreten Reagenzienfläschchen oder -behälter überwacht, welches als ein Mittel zum Fühlen von Flüssigkeitsfüllständen vorliegt, wobei eine Ausführungsform ein Flüssigkeitsfüllstandsfühler an jedem Aufnahme- und Abgabekopf, der Flüssigkeit ansaugt und abgibt, ist.
  • C. Der optische Untersuchungsabschnitt
  • Der optische Untersuchungsabschnitt des automatisierten Analysengeräts besteht aus drei Komponenten, 1) einem Mittel zur Analyse bei einer Mehrzahl von Wellenlängen; 2) der Verwendung eines breiten Spektrums von Wellenlängen; und 3) einer kontinuierlichen Normalisierung/Normierung der Schwankungen der Helligkeitsgrade, welche mit der Variabilität von Probe zu Probe verbunden sind.
  • Der optische Untersuchungsabschnitt des Analysengeräts wird bereitgestellt durch:
    • 1) und 2) ein optisches Mehrkanalüberwachungssystem, wie in dem U.S.-Patent 5,002,392, erteilt am 26. März 1991, das ebenfalls der Anmelderin gehört und in diese Unterlagen durch Bezugnahme aufgenommen wird, und in der U.S.-Patentanmeldung mit der Serial-No. 07/896,579, "Method for Scanning Photodiodes", welche ebenfalls der Anmelderin gehört und ebenfalls in diese Unterlagen durch Bezugnahme aufgenommen wird, beschrieben; und
    • 3) Schwankungen bei den Helligkeitsgraden, die mit der Variabilität von Probe zu Probe verbunden sind, wie Unterschiede in der Farbe von Probe zu Probe, werden durch ein Qualitätssichervngsprogramm vor der Datenanalyse der Testergebnisse normalisiert/normiert.
  • D. Der Signalverarbeitungsabschnitt
  • Der Signalverarbeitungsabschnitt des Analysengeräts besteht aus drei Komponenten: der Bestimmung der kinetischen Endpunkte; komplexe Verarbeitung, die andere Endpunkte als die Gerinnselbildung, wie immunologische Komplexe oder chromogene Endpunkte, bestimmt; und einer On-line-Datenbank, mit welcher jedes Testergebnis verglichen werden kann.
  • Detaillierter besteht der Signalverarbeitungsabschnitt des Analysengeräts aus:
    • 1) einem Mittel zur Bestimmung von kinetischen Endpunkten, beispielsweise einem Computerprogramm, das in der Lage ist, die Beschleunigungsrate, mit der ein Gerinnsel gebildet wird, zu bestimmen. Diese Analyse ist einzigartig darin, dass sie auf den Kinetiken der Gerinnselbildung basiert im Gegensatz zu der Verwendung eines Schwellenwerts, der gegenüber biologischen, mechanischen und elektrischen Artefakten anfällig ist, wodurch genauere Testergebnisse erhalten werden.
    • 2) einem Mittel zur Bestimmung des Endpunkts von verschiedenen anderen Assays als jenen, die auf einer Gerinnselbildung basieren. Beispielsweise werden chromogene Assays, wie ATIII und Protein C, und immunologische Assays, die auf den Wechselwirkungen von Antigenen und Antikörpern basieren, wie der Assay auf D-Dimere, basierend auf Farbveränderungen oder der Anwesenheit oder Abwesenheit von Agglutination oder irgendeiner Art von Markierung abgelesen; und
    • 3) einem Mittel zur Erzeugung und Speicherung von Referenzkurven, die für die Auswertung von Kontrollen und Patientenproben verwendet werden können.
  • In jeden der obigen Abschnitte des Gerinnungsanalysengeräts sind On-line-Qualitätskontroll- und -Qualitätssicherungsprogrammierung integriert. Diese werden ausgeführt, um systemabhängige Fehler und Ungenauigkeiten innerhalb des gesamten Analysengeräts zu minimieren.
  • E. Der Qualitätssicherungs-Abschnitt
  • Das zufrieden stellende Funktionieren eines jeglichen und aller klinischen Laborassays hängt von einem effektiven Qualitätskontroll- oder Qualitätssicherungsprogramm, das jeden der nachfolgend aufgelisteten Parameter kontrolliert, ab. Eine Kontrolle dieser Parameter minimiert Ungenauigkeiten, die mit statistischen Fehlern verbunden sind, und minimiert systemabhängige Fehler, die mit systemimmanenten Fehlern verbunden sind. Die durch das Analysengerät kontrollierten Parameter sind:
    • A) Probenunversehrtheit und -handhabung;
    • B) Reagenzien- und Einwegartikelverfügbarkeit und -qualität;
    • C) Eignung und Empfindlichkeit von mechanischen Messvorrichtungen;
    • D) Eignung und Empfindlichkeit von Reaktionsuntersuchungs- und -messvorrichtungen;
    • E) Eignung und Empfindlichkeit von Datenanalysemethoden, wobei eine Analyse der Kontrolldaten durch die Regeln/Gleichungen der statistischen Qualitätskontrolle das überwachen des Systems in statistischer Kontrolle erlaubt, wodurch die Gültigkeit der Ergebnisse sichergestellt wird; und
    • F) minimierter systemabhängiger Fehler verglichen mit Referenzmethoden.
  • Um akkurate Laborassayergebnisse sicherzustellen, ist es immer erforderlich gewesen, Qualitätssicherungsmethoden zu ersinnen, um wichtige Variablen von jedem der obigen kritischen Parameter zu überwachen. Diese Art von Überwachung ist gleichfalls bei manuellen, halbautomatisierten und automatisierten Analysenverfahren erforderlich. Vor der Erfindung waren die im Labor arbeitenden Fachleute dafür verantwortlich, diese wichtigen Variablen für manuelle und halbautomatisierte Analysenmethoden unter Verwendung von rudimentären Off-line-Mitteln zu überwachen. Einige dieser Mittel umfassten einen traditionellen Levy-Jennings-Ansatz, um Linienziehung, visuelle Untersuchung von Proben auf Anomalien zu kontrollieren, und es stand keine Realzeit-Überwachung von einigen Instrumentenparametern zur Verfügung. Die Erfindung erfordert aber eine On-line-Überwachung unter Verwendung einer komplexen Computerprogrammierung und von integrierten Mitteln.
  • Obwohl jede Art von Gerinnungslaborassay spezielle kritische Parameter innerhalb der oben beschriebenen allgemeinen Parameter aufweist, umfassen einige zusätzliche für Hämostase- und Thromboseassays kritische Parameter:
    • 1) positive Patientenidentifizierung, welche das Verfolgen eines Strichcodes oder einer ähnlichen Identifizierung, eine Delta- oder Dreiecksüberprüfung mit früheren Proben von dem gleichen Patienten umfasst; physiologische Panikwertauswertung; die Probe betreffende Kommentare von der Bedienungsperson, die den Daten für den endgültigen Bericht folgen; und eine statistische Auswertung von wiederholt ausgeführten Tests.
    • 2) Präanalytische Variablen sind Variablen, die zu einem anormalen Ergebnis beitragen können. Beispiele sind Probenalter, Plasma mit Verunreinigungen durch Gerinnsel, das Verhältnis der Menge von gerinnungshemmendem Mittel, die in dem Blutsammelröhrchen vorhanden ist, zu dem gesammelten Plasma, Interferenzen durch Nicht-Analyte, optimierte thermische Aufbewahrung von Proben, um einen Abbau mit Aktivierung auszugleichen, Hämolyse von Proben, Bilirubin-Gehalt und lipämische Proben.
    • 3) Probennahme aus einem primären Probenbehälter, die eine wiederholte Testung aus dem gleichen verschlossenen Behälter ohne Plasma-Mitschleppungseffekte oder Vernebelung der Blutproben ermöglicht.
    • 4) Reagenzien- und Einwegartikel-Verfügbarkeit – eine breite Auswahlfunktion für den diagnostischen Assay, unterstützt mit den korrekten Reagenzien, die überwacht, verfolgt und für die Bedienungsperson gekennzeichnet werden, wenn die Füllstände niedrig sind; ein Flüssigkeitsfüllstandsfühler an dem Aufnahme- und Abgabekopf über beispielsweise Kapazitätsberührungseinrichtungen; Kennzeichnung eines Versagens des Analysengeräts bei einer Abgabe; logische Programmierung, die den Ablauf eines Assays unterbindet, wenn keine ausreichenden Reagenzien zur Verfügung stehen; Strichcode oder ähnliche Identifizierungsidentifizierung der aktuellen Platzierung eines Reagens in einem Reagenzienkorb; und vorbeladene Küvettenkassetten, welche eine große Anzahl von Küvetten handhaben, stellen die optische Klarheit der Küvette durch Minimierung der Handhabung von Küvetten sicher.
    • 5) Die Reagenzienqualität wird sichergestellt durch gekühlte Aufbewahrung; durch eine Reagenzienkorbabdeckung, die Verdampfung und Kondensation minimiert; durch das Verfolgen von Verfallsdaten; durch Verfolgen der Reagenzienqualität innerhalb von jedem Lauf, von Tag zu Tag und von Monat zu Monat über ein On-Board-Qualitätskontrollprogramm unter Verwendung von Kontrollen; durch ein Assay-spezifisches Qualitätskontrollprogramm, das statistische Regeln mit der Fähigkeit, Fehler in den Reagenzien zu detektieren, einsetzt; durch Verfolgen der Reagenzienqualität unabhängig von biologischem Kontrollplasmas unter Verwendung von Bemittelten Patientendatenparametern; durch Normalisierung von geringfügigen Abweichungen bei der Reagenzienlebensfähigkeit über die Zeit durch Assaykalibrierung unter Verwendung von Kalibrierungsplasmas; und durch Rühren von Reagenzien, die ein Rühren erfordern, um eine homogene Suspension aufrechtzuerhalten.
  • Wie aus den obigen Beschreibungen der verschiedenen Abschnitte des automatisierten Gerinnungsanalysengeräts ersehen werden kann, sind die Abschnitte voneinander wechselseitig abhängig. Jeder der vier Abschnitte, Probenhandhabung, Probenvorbereitung, optische Untersuchung und Signalverarbeitung, und überwacht und reguliert und überprüft durch On-Board-Qualitätssicherungs- und -Qualitätskontrollprogramme, wodurch eine Übersichtsfunktion für alle kritischen Parameter bereitgestellt wird. Jeder dieser Abschnitte wird jetzt vollständiger zusammen mit der Integration der Qualitätskontroll- und Qualitätssicherungsmerkmale des automatisierten Gerinnungsanalysengeräts in diese Abschnitte diskutiert werden.
  • II. Probenhandhabung
  • Die Erfindung handhabt die zu testende Probe automatisch ab dem Moment, wo das Sammelröhrchen, das die Probe enthält, in das Analysengerät gesetzt wird. Das Analysengerät weist eine erste Transportvorrichtung zum Transportieren der Probensammelröhrchen in der Reihenfolge zuerst zu der Programmierungsstation und dann zu der Probeneinführstation, und eine zweite Transportvorrichtung zum Transportieren der Küvetten durch die Probeneinführstation und die Reagenzienstation hindurch und weiter zu der optischen Überwachungsvorrichtung, wo die optischen Eigenschaften des Reaktionsvolumens in den jeweiligen Reaktionsvertiefungen überwacht werden können, auf.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Probensammelröhrchen evakuiert und durch ein Septum verschlossen, werden aus den Röhrchen Proben entnommen mit einem durchbohrenden/ansaugenden Probenaufnahme- und -abgabekopf, der die korrekte Menge Probe in die Vertiefung einer Küvette abgibt. Die bevorzugte Küvette wird in Karp et al., U.S. Des. 325,090 und US 5,040,894 beschrieben.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung hält das temperaturkontrollierte Gehäuse die Temperatur der evakuierten Sammelröhrchen und der Reagenzienbehälter zwischen 9°C und 15°C.
  • Ferner umfasst die zweite Transportvorrichtung vorzugsweise eine lineare Bahn zum Führen der Küvetten und einen Antriebsmechanismus zum periodischen Bewegen der Küvetten entlang der Bahn in diskreten Inkrementen. Der Antriebsmechanismus umfasst vorzugsweise eine Verstellschraubenspindel und die Küvetten sind jeweils so geformt, dass sie mit der Verstellschraubenspindel in Eingriff kommen, um entlang der linearen Bahn bewegt zu werden in der Weise, die in dem oben aufgeführten Dokument US 5,040,894 beschrieben ist. Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der Küvettenaufbewahrungsort eine Vorrichtung zum Entfernen der Küvetten aus dem Aufbewahrugsort und Plazieren der Küvetten auf der linearen Bahn.
  • Zusätzlich umfasst die erste Transportvorrichtung vorzugsweise eine Mehrzahl von Förderschiffchen jeweils zur Aufnahme einer Mehrzahl von Probensammelröhrchen und Mittel, um die Förderschiffchen durch die Programmierungs- und Probeneinführstationen zu bewegen.
  • Jeder Probe wird eine maschinenlesbare Identifizierung, wie ein Strichcode, gegeben, die beim Eintritt in den Assay und während der Verfolgung des Assays verwendet wird. Beispielsweise wird ein frisch abgenommenes Blutröhrchen manuell mit einem Strichcode markiert und der Strichcode, die Patientenidentifizierung und die benötigten Tests werden manuell in den Computer des Analysengeräts eingegeben. Das Röhrchen wird dann in ein Förderschiffchen gesetzt und das Förderschiffchen in den Förderschiffchenaufbewahrungsbereich gesetzt, wo dessen Strichcode automatisch durch das Analysengerät abgelesen wird und durch das Qualitätskontrollprogramm verfolgt wird. Das Septum wird durch den Probennahmekopf, bezeichnet als Kopf 1, durchbohrt, der programmiert worden ist, wie in der adf definiert, um eine spezifizierte Menge Probe aus dem Röhrchen oder der Sammelvorrichtung zu entnehmen, der so vorgeht, dass er die Probe ansaugt und diese in eine vorher festgelegte Vertiefung einer vorher festgelegten Küvette abgibt. Der Aufnahme- und Abgabekopf wird dann gewaschen, um im wesentlichen die Gesamtmenge der Probe, die daran zurückbleibt, zu entfernen, um eine Kreuzkontaminierung der nächsten Probe zu vermeiden. Waschlösungen umfassen unter anderem Wasser, Bleichlösungen, vorzugsweise eine 10%-ige Bleichlösung, oder speziell formulierte Waschlösungen, die in der Lage sind, im Wesentlichen die Gesamtmenge der Probe von dem Aufnahme- und Abgabekopf zu entfernen. Zu späteren Zeitpunkten in dem Assay kann jeder Aufnahme- und Abgabekopf aus den gleichen Gründen nach jeder Verwendung gewaschen werden. Ein anderer Grund für das Waschen eines Aufnahme- und Abgabekopfs liegt jedoch darin, da bei diesen Arten von Assays, sollten Thrombin, Thromboplastin oder Phospholipide den Aufnahme- und Abgabekopf verunreinigen, sie extrem schwierig zu entfernen sind und dadurch die nächste Assayvertiefung verunreinigen. Eine Entfernung dieser extrem klebrigen Substanzen von dem Aufnahme- und Abgabekopf ist sowohl für das Verfahren als auch das Instrument erforderlich, damit diese funktionieren können.
  • Das Analysengerät ist so programmiert worden, dass in dieser speziellen Vertiefung ein spezieller Assay ausgeführt werden wird. Das Qualitätssicherungsprogramm verfolgt die Vertiefung zu angegebenen Zeitpunkten während des gesamten Testverfahrens, wobei Assayidentifizierung, Abgabe der korrekten Volumen, korrekte adf-Interpretation und Kontrolle der korrekten Temperatur zu kritischen Zeitpunkten bestätigt werden.
  • Präanalytische Variablen, wie das Vorhandensein von Hämolyse, Bilirubin, Lipämie und Fibrin-Gerinnseln, werden in Verbindung mit der Ausführung eines Assays bestimmt. Dies wird bewerkstelligt durch Einsatz einer Zweifarbentechnik, welche eine Grundlinien-Wellenlänge und eine Wellenlänge, wo die Substanz von Interesse detektiert werden kann, untersucht. Dann werden einzigartige Algorithmen angewendet, um jede Substanz zu quantifizieren. Beispielsweise wird Hämolyse detektiert durch Überwachen des Lichtdurchlassgrads bei 535 nm und 515 nm und Berechnen eines Hämolyseindex, der
    Figure 00130001
    ist.
  • Die Häm-Einheit des Hämoglobinmoleküls weist eine Adsorption an dem 535 nm-Banddurchlassbereich auf (siehe 1).
  • Bilirubin wird auf die gleiche Weise ausgeführt, verwendet aber 450 nm und 710 nm als Wellenlängen von Interesse, während Lipämie durch Überwachen des normalisierten Lichtdurchlassgrads bei 710 nm gemessen wird.
  • III. Probenvorbereitung
  • Der nächste Schritt ist die automatische Vorbereitung der Probe für das Testen. Dies umfasst die Fähigkeit des Analysengeräts, auf ein jegliches Reagens Zugriff zu haben und dieses in eine Küvettenvertiefung abzugeben; den Aufnahme- und Abgabekopf, durch welchen auf das Reagens zugegriffen wird, nachdem jedes Reagens abgegeben worden ist, mit einer Waschlösung, wie oben beschrieben, zu waschen, um Kreuzkontaminierungsprobleme zwischen Reagenzien oder Reagenzien und Proben zu vermeiden; ein universelles Profiltestverfahren für alle Gerinnungsassays; ein Mittel zum automatischen Verdünnen der Probe; und ein Mittel zum Überwachen der Füllstände der Reagenzien und Proben in ihren Küvetten und Röhrchen.
  • Die willkürliche Zugriffsbewegung der Aufnahme- und Abgabeköpfe wird verwendet, um Reagenzien und Proben gemäß dem Testprotokoll für einen bestimmten Assay (definiert durch die adf-Parameter) hinsichtlich der Reihenfolge oder der zeitlichen Abfolge durch den Strichcode eines gegebenen Sammelröhrchens determiniert anzusaugen und abzugeben. Diese Bewegung und eine Beschreibung der Instrumentierung des Analysengeräts wird vollständiger in der gleichzeitig anhängigen Stammanmeldung USSN 07/833,950 erläutert. Die korrekte Reagens/Plasmavolumenabgabe wird durch die Verwendung eines neuen Farbstoffverfolgungssystems überwacht, von dem eine Art in dem U.S.-Patent mit der Nummer 5,068,181 beschrieben wird. Die durch das Vorhandensein von adf's bereitgestellte Vielseitigkeit ermöglicht es, dass das vollständig automatisierte Analysengerät für jeden speziellen Assay optimiert werden kann, wodurch die Flexibilität ermöglicht wird, die für radikal unterschiedliche Assayformate benötigt wird.
  • Es folgen Diagramme von adf's für drei Assays (Tabellen 1–3), Faktor VIII-Referenzkurven, PT- und Plasminogenreferenzkurven. Die Angaben in der ersten Spalte A1, A2, A3 und A4 beziehen sich auf die automatisierten Arme des Analysengeräts, die Angaben in der zweiten Spalte beziehen sich auf verschiedene Vorgänge, wie Pumpgeschwindigkeit, Verdünnung und Ansaugung. Die Zahlen nach den Doppelpunkten sind die editierbaren/eingebbaren Parameter, welche sich auf jeden der verschiedenen Vorgänge beziehen, wie Volumenmenge oder Anzahl von Verdünnungen oder Geschwindigkeit. Eine Zahl von 000 bedeutet, dass durch den jeweiligen Arm zu jenem bestimmten Zeitpunkt keine Funktion ausgeübt wird. Die Angaben nach A4 beziehen sich auf die optische Einstellung des Analysengeräts.
  • TABELLE 1 – adf-Parameter für FVIII-Ref.kurven
    Figure 00140001
  • Figure 00150001
  • Figure 00160001
  • TABELLE 2 – adf-Parameter für PT
    Figure 00170001
  • Figure 00180001
  • Figure 00190001
  • TABELLE 3 – adf-Parameter für Plasminogen
    Figure 00200001
  • Figure 00210001
  • Figure 00220001
  • Das universelle Testprofil ist ein extrem wichtiger Teil dieser Erfindung. Alle bekannten Gerinnungsanalysengeräte, halbautomatisiert und automatisiert, arbeiten auf der Grundlage, dass jeder Test ein einzigartiges Profil erfordert. Beispielsweise können nur Prothrombin (PT)-Assays oder nur APTT-Assays zu einem gegebenen Zeitpunkt als Gruppe ausgeführt werden, und dementsprechend sind solche Geräte so programmiert, dass sie für jede Probe gleich vorgehen. Sie sind nicht in der Lage, einen Prothrombinzeit-Test an einer Probe und einen APTT-Test an der Nächsten auszuführen, da die Temperatur-gegen-Zeit-Parameter von jedem Test unterschiedlich sind. Einige Analysengeräte können eine Mehrzahl von gruppenweise erfolgenden Analysen gleichzeitig ausführen, verwenden aber nicht das gleiche Profil. Ein Weg, um dies zu tun, besteht darin, einzigartige Wege für jeden Gruppenmodus zu haben. Das universelle Thrombose- und Hämostase-Temperaturprofil (Temperatur gegen Zeit) ist eine Methode, die ermöglicht, dass alle Gerinnungsassays an dem Analysengerät ausgeführt werden mittels des gleichen linearen Transportsystems unter Verwendung der gleichen Zeitabfolge, um das notwendige Profil zu erzeugen, wobei Variablen die Aufnahme- und Abgabekopf-Abgabetemperaturen und -volumina, die Funktionen von Parametern, die durch die adf etabliert werden, sind, sind.
  • Das universelle Profil repräsentiert einen Kompromiss zwischen den verschiedenen thermischen Anforderungen für jeden Assay. Dies erlaubt, dass Gerinnungsassays in einem kontinuierlichen, vollständig automatisierten Format ausgeführt werden.
  • Es gibt neun kritische Anforderungen an das bevorzugte universelle Thrombose- und Hämostaseprofil:
    • 1. Die Temperatur der in die Küvette abgegebenen Probe beträgt vorzugsweise zwischen ungefähr 4°C und ungefähr 25°C.
    • 2. Die Probe muss in einem Temperaturbereich von ungefähr 4°C bis ungefähr 25°C bleiben, bis die Erwärmungssequenz beginnt.
    • 3. Die Zeit, die benötigt wird, um die Probentemperatur von dem Vor-Rampen-Temperaturbereich bis zu dem Nach-Rampen-Temperaturbereich zu erwärmen, beträgt 80 ± 10 s.
    • 4. Die Temperatur der Probe am Ende der Rampe muss 33°C ± 1°C betragen.
    • 5. Wenn der Test ein APTT ist, wird das Aktivierungsreagens unmittelbar am Ende der Rampe zugesetzt (Arm 3).
    • 6. Die Temperatur des bei R1 abgegebenen Reagens beträgt 40°C ± 1°C, was die Reaktionstemperatur auf 37°C erhöht.
    • 7. Wenn der Test ein PT ist, muss die Probe 37°C ± 1°C in 120 ± 10 s nach dem 80 s-Rampenabschnitt erreichen (Arm 4).
    • 8. Die Temperatur des an R2 abgegebenen Reagens beträgt 37°C ± 1°C.
    • 9. Die Temperatur der Mischung muss bei 37°C ± 1°C für wenigstens 360 s nach R2 bleiben.
  • Diese Temperatur- und Zeitkontrollen treten aufgrund der Wechselwirkung der erwärmten Aufnahme- und Abgabeköpfe, die Flüssigkeiten ansaugen und abgeben, die detaillierter in US 5,178,019 von Keiter beschrieben werden, und dem Abschnitt des Probenhandhabungssystem, der Erwärmungs- und Abkühlungsbahn auf, wie in USSN 07/833,950 beschrieben.
  • Die Flexibilität in der adf ermöglicht geringfügige Änderungen bei den Temperaturprofilen, die die vollständige Optimierung jedes Assays erlauben. Diagramme der Profil- und Optimierungsbereiche für die PT- und APTT-Assays sind beigefügt (siehe 2).
  • Ein anderer Aspekt des Probenvorbereitungs-Abschnitts des automatischen Gerinnungsanalysengeräts ist ein Mittel zum automatischen Verdünnen von Proben. Das Analysengerät führt ein breites Spektrum von Reihen- und Nicht-Reihenverdünnungen für einen großen Satz von Assays in einem Echtzeitformat aus. Die adf für jede komplexe Methode (Methoden, die Verdünnungen erfordern) definiert die Verdünnung Reihenverdünnung und Nicht- Reihenverdünnung, welche Puffer verwendet werden sollen, wie konzentrierte Puffer verdünnt werden müssen und an welchem Arm die Verdünnung ausgeführt wird (Arm 1 oder 2). Erfolgreiche Verdünnungen sind abhängig von der Fluidbewegung, der Gestaltung des Aufnahme- und Abgabekopfs und der Robotergestaltung. Zusätzlich stellt das Analysengerät mit seiner eingebauten Qualitätskontroll- und Qualitätssicherungsprogrammierung die Genauigkeit der Verdünnungen sicher. 3 zeigt die relativen Absorptionsraten einer reihenverdünnten Farbstoffprobe. Es sind auch eine mittels der Methode der kleinsten Quadrate erstellte Regressionsgerade und deren Messwert r2 für die Güte der Anpassung gezeigt.
  • Schließlich stellt das Analysengerät ein Mittel zur Überwachung der Füllstände der Reagenzien in ihren Behältern und der Proben in ihren Probenröhrchen oder Haltevorrichtungen bereit. Dies ist eine andere notwendige Funktion für ein vollständig automatisiertes Analysengerät, da ein Assay nicht ohne die korrekte Menge von Reagenzien ausgeführt werden kann. Bei dem vorliegenden Analysengerät enthält eine Reagenzienkammer eine große Anzahl von Reagenzienbehältern bei einer Temperatur von ungefähr 7°C und einige Reagenzien können automatisch gemischt werden, um eine homogene Suspension aufrechtzuerhalten. Sofern notwendig, wird das Reagens in dem Aufnahme- und Abgabekopf vor der Abgabe erwärmt. Das Fühlen der Fluidfüllstände wird verwendet, um die Höhe eines Reagenzienaufnahme- und -abgabekopfs bezogen auf den Füllstand eines Reagens in dessen Behälter zu kontrollieren.
  • IV. Optische Untersuchung
  • Sind die Reagenzien einmal zu der Testprobe hinzugesetzt, wird die Reaktion, sofern eine solche stattfindet, durch spektrophotometrische Mittel abgelesen. Der optische Untersuchungsabschnitt des Analysengeräts besteht aus einem Mittel zur Analyse bei einer Mehrzahl von Wellenlängen; einem Mittel, um die Schwankungen der Helligkeitsgrade, die mit der Variabilität von Probe zu Probe verbunden sind, zu normalisieren; und einem Mittel zur Verwendung eines breiten Spektrums von Wellenlängen, um die Ergebnisse von verschiedenen Testreaktionen bei der geeigneten Wellenlänge für jenen Test abzulesen.
  • Wie oben angegeben, wird ein bevorzugtes Format für diese Funktionen in US 5,002,392 und USSN 07/869,579 gut beschrieben.
  • Die Qualitätskontrollprogrammierung stellt die korrekte Wellenlängenauswahl sicher, indem das Signal-Rausch-Verhältnis für jede Probe überwacht wird, wie in der adf definiert. Wenn der Signal-Rausch-Schwellenwert überschritten wird, dann wird eine andere Wellenlänge verwendet. Wenn alle Wellenlängen inakzeptabel sind, dann wird eine Fehlerkennzeichnung (Fehler-"Flag") an den Verwender gesandt.
  • Die Qualitätssicherungsprogrammierung stellt sicher, dass die wahre Wellenlänge ausgewertet wird, indem ein Stück Spektralglas mit bekannten Absorptionseigenschaften ein gebaut wird. Die Peaks werden durch das Analysengerät gemessen und mit den bekannten Werten verglichen. Darüber hinaus ist ein Flüssigkristallgerinnselsimulator in das Optik-Modul eingebaut worden, der, wenn er korrekt stimuliert wird, ein Signal erzeugt, das einem Gerinnsel ähnlich ist. Die Ausgabe wird überprüft, um die Unversehrtheit der Optik-Einheit wie auch die Unversehrtheit der Analysenalgorithmen sicherzustellen.
  • V. Signalverarbeitung
  • Der Signalverarbeitungs-Abschnitt des Analysengeräts ist ein Abschnitt, der die Ergebnisse der Assays mitteilt. Das Analysengerät hat die Fähigkeit, kinetische Endpunkte zu bestimmen; eine Analyse der endgültigen Testergebnisse durch eine Mehrzahl von Gleichungen (Multiregel ("multirule")-Analyse) vorzunehmen; eine komplexe Verarbeitung auszuführen, die andere Endpunkte als die Gerinnselbildung bestimmt; und stellt eine On-line-Datenbank bereit, mit welcher jedes Testergebnis verglichen werden kann.
  • Es wird eine Endpunkt-Algorithmus-Bibliothek benötigt, um die Analyse der verschiedenen Arten von Assays zu vereinfachen. Die Hauptkategorien der Endpunktanalyse sind lineare Raten, logarithmische Raten, relative Größen und kinetische Endpunkte basierend auf den biologischen Charakteristiken von Mischungen, die eine Mehrzahl von Analyten enthalten (d. h. Gerinnselbildung).
  • Beispielsweise besteht ein Standardweg zur Bestimmung einer PT- oder APTT-Gerinnungszeit darin, eine Probe zu nehmen, die geeigneten Reagenzien zuzusetzen und visuell oder spektrophotometrisch zu bestimmen, wann ein Gerinnsel sich gebildet hat. Bei einer visuellen Überprüfung einer Probe auf Gerinnselbildung wird die Probe trüber werden, nachdem ein Gerinnsel sich gebildet hat. Halbautomatisierte Analysengeräte setzen einen Endpunkt bei einem willkürlich gewählten Niveau der Lichtreduktion, was in etwa vergleichbar mit der visuellen Methode ist. Diese Methode ist jedoch fehleranfällig aufgrund des Vorhandenseins von mechanischen, optischen, elektrischen und biologischen Artefakten. Darüber hinaus können, wenn das Instrument "altert", Abnahmen bei der Lichtdurchlässigkeit zu einer Verschiebung der Endpunktzeiten führen.
  • Eine sichtbare Gerinnselbildung tritt auf, wenn die Probenmischung trübe wird. Dies kann physiologisch mit der anfänglichen Umwandlung von Fibrinogen zu Fibrin in Verbindung gebracht werden (siehe E. Ludvigh, "Perception of Contour", Bureau of Medicine and Surgery, Proj. Nr. NM001 075.01.04, 17. August 1953). Die maximale Beschleunigungsrate, der Zeitpunkt des Peaks der zweiten Ableitung, zeigt die anfängliche Fibrinogen-Fibrin-Umwandlung an und korreliert direkt mit einem visuellen Verfahren (siehe 5). Da die Zeit auf einem Datenstrom berechnet wird, der von willkürlichen Schwellenwerten unabhängig ist, werden die üblichen Artefakte, die mit dem Instrument und der Biologie verbunden sind, negiert, was zu genaueren und präziseren Ergebnissen führt. Der gleiche Ansatz zum Analysieren von Merkmalen des Signalstroms für einzigartige Parameter wird auf die Berechnung der Rate und Größe für chromogene, immunologische und quantitative Fibrinogenassays angewendet.
  • Für komplexe Assays, kinetische Endpunkt-Ergebnisse, wie Gerinnungszeiten und Reaktionsraten, wird eine zusätzliche Verarbeitung benötigt. In diesen Assays ist der gewünschte mitgeteilte Wert einer Probe eine Funktion von irgendeiner Referenzkurve, die eine Menge eines bekannten Analyten zu mitgeteilten Endpunkten in Beziehung setzt. Typischerweise wird eine Reihe von auf Endpunkten basierenden Tests an einer Reihe von Konzentrationen aus Verdünnungen eines Referenzmaterials ausgeführt. Die gepaarten Datensätze von gewonnenen und mitgeteilten Werten werden dann verwendet, um die Referenzkurve zu konstruieren.
  • Die Referenzkurve repräsentiert eine Funktion, die ein Modell darstellt, das unter Verwendung der Probendaten erstellt worden ist (siehe "Computer Evaluation of Reference Curves for the Estimation of Extrinsic Coagulation Factors", Frank et al., Comput Biol Med, Jan. 1978). Traditionell ist angenommen worden, dass diese Funktionen von einer ähnlichen Form sind zu f(gewonnener Wert) = a1g (mitgeteilter Wert) + a0 wobei f( ), g( ) typischerweise log10( ) sind. Diese Funktion kann besonders leicht mit der Hand graphisch dargestellt werden und die Koeffizienten können numerisch durch einfache lineare Regression gewonnen werden unter Verwendung der Gleichungen
  • Figure 00260001
  • Diese Art von Funktion ist, obwohl sie genau erscheint, speziell wenn sie graphisch mit der Hand berechnet wird, nicht repräsentativ für die wahren biologischen Prozesse und führt zu Fehlern, da angenommen wird, dass Punkte, die von einer geraden Linie auf einer log-log-Referenzkurve abweichen, aufgrund von statistischen Fehlern abweichen und vernachlässigt werden.
  • Diese einfachen Funktionen beschränken die Freiheitsgrade, die notwendig sind, um Modell-Gerinnungsassays, die komplexer sind als einfache chemische Bestimmungen, die auf bekannten Gleichungen basieren, zu präzisieren. Es sind Mittel zusätzlich zu dem Analyt von Interesse vorhanden, die die Ursache-Wirkungs-Beziehung verkomplizieren.
  • Die im Rahmen dieser Erfindung verfügbaren Verfahren ermöglichen mehr Flexibilität bei der Gestaltung eines Modells der Referenzfunktion, welches die gewünschten mitgeteilten Ergebnisse zu gewonnenen Werten in Beziehung setzt. Diese Funktionen bieten eine genauere Repräsentation der Gestalt der Referenzkurve für jeden Assay unter Berücksichtigung unbekannter, von außen zugeführter Agentien, was zu akkurateren und genaue ren Ergebnissen führt; bieten auch Robustheit in Gegenwart von kleinen Fehlern in den Daten; liefern eine akkurate Repräsentation aller Probendaten, ohne dass Punkte vernachlässig werden; und liefert einen erweiterten Bereich von Referenzrekonstruktionen aufgrund des Einbringens aller Verdünnungen, einschließlich jener, die früher aufgrund von Abweichungen von der geraden Linie ignoriert worden waren.
  • Drei Methoden, die allgemein verwendet werden, um Modelle ausgehend von experimentellen Daten zu erzeugen, sind: (1) Gauss-Jordan und (2) "Singular Value Decomposition" (SVD) für lineare Systeme und (3) die Levenberg-Marquardt-Methode für nicht-lineare Systeme. Gauss-Jordan wird im allgemeinen als eine einfachere, aber weniger genaue Methode zum Lösen von linearen Systemen angesehen. "Singular-Value" ist aufwändiger in Hinblick auf die Anzahl von Operationen, hat aber den Vorteil, genauer zu sein, und ist in Gegenwart von Singularitäten, wo Gauss-Jordan nicht funktionieren kann, robust. Man trifft auf diese Singularitäten, wenn es zwei Lösungen gibt, die einander sehr nahe kommen, was nicht selten vorkommt. Gauss-Jordan wird fehlerhaft, wenn zwei sehr große Zahlen einander aufheben, wenn es ein sehr kleines Pivot gibt (d. h. nahezu singulär). Die Genauigkeit von SVD- und Levenberg-Marquardt-Methoden ist vergleichbar.
  • Die allgemeine Form eines (in seinen Koeffizienten) linearen Datenmodells ist
  • Figure 00270001
  • Die Leistungsfunktion, die typischerweise verwendet wird, um den besten Satz von Parametern ak zu bestimmen, ist,
  • Figure 00270002
  • Das Minimum dieser Funktion wird gefunden, wenn die Ableitung von χ2 bezogen auf alle M Parameter ak = 0, was dazu führt, was bekannt ist als die normalen Gleichungen oder ein lineares System
  • Figure 00270003
  • Um Flexibilität bei der Bestimmung der optimalen Referenzfunktion für jeden Assay zu ermöglichen, wurden mehrere Komponenten in dem komplexen Datenanalysemodul verfügbar gemacht:
    • • Verschiedene Datenumwandlungen, d. h. log10, 1/u. s. w.;
    • • Wechseln der x- und y-Variablen;
    • • Polynome von jeglicher Ordnung; und
    • • Stückweises Anpassen, einschließlich Überlappen.
  • Die allgemeine Form der Funktionen ist f(y) = c0 + c1f(x) + c2f(x)2 ... cnf(x)n wobei
  • Figure 00280001
  • Die "stückweise" Form ist f(y) = [f1(x)]x=bx=a ,[f2(x)]x=cx=b ,[fn(x)]x=hx=g wobei jede "Subfunktion" ein unterschiedlicher Typ basierend auf einer beliebigen Kombination der Probendaten sein kann. Da die Möglichkeit bestand, aus den obigen Optionen auszuwählen, wurde eine optimale Referenzfunktion für jeden komplexen Assay ausgewählt. Diese optimierten Referenzfunktionen verbessern sowohl die Genauigkeit als auch die Präzision der Assays. Jede Methode wurde getestet, um zu bestimmen, ob Proben mit bekannten mitgeteilten Werten akkurat wiedergegeben wurden, ob verdünnte Proben zu mitgeteilten Werten in den erwarteten Höhen führten und ob Probendaten gut eingepasst wurden (R2).
  • VI. Qualitätssicherung
  • Ein wichtiger Teil des Qualitätskontrollpakets ist die Verwendung von statistischen Qualitätskontrollgleichungen oder -regeln, die auf die Testdaten angewendet werden. Dies ist sehr ähnlich zu den Tests, die ursprünglich für Qualitätskontrollprogramme im Bereich der klinischen Chemie eingesetzt wurden, welche als "Westgard multirule Systems" bekannt sind, die aber auf Gerinnungsassays angewendet worden sind (siehe Westgard, J., Wiebe, D. "Cholesterol Operational Process Specifications for Assuring the Quality Required by CLIA Proficiency Testing", Clinical Chemistry, Band 37, Nr. 11, S. 1938–1944, 1991; und Westgard, J., Peterson, P., Wiebe, D., "Laboratory Process Specifications for Assuring Quality in the U.S. National Cholesterol Education Program", Clinical Chemistry, Band 37, Nr. 5, S. 656–661, 1991). Dies steht zur Verfügung zur Anwendung in zwei Abschnitten des Analysengeräts, dem Systemqualitätskontrollprogramm und der On-line-Testqualitätskontrolle.
  • Die Systemqualitätskontrolle gibt einen neuen Kontrolllaufmodus vor, wenn die für die Kontrolllauffrequenz bestimmte bemessene Zeit erreicht ist. Das System pausiert für den Kontrollauf, der nur übersprungen werden kann, wenn eine Notfallprobe angefordert wird. Sind die Kontrollen einmal dem Assay unterzogen, wird die gewählte statistische Qualitätskontrollgleichung oder -regel aktiviert, um die Ergebnisse der Kontrollen zu interpretieren. Wenn Daten die Gleichungen bestehen, werden Qualitätskontrollergebnis se auf einer Papierkopie gedruckt, während sie gleichzeitig auf dem bordinternen Computer gespeichert werden. Wenn Daten eine der Gleichungen verletzen, werden sie durch eine Papierkopie und den Monitor des Analysengeräts gekennzeichnet. Der Verwender hat die Optionen, die Kontrolle entweder zu wiederholen, die Ursache der Kennzeichnung ("Flag") durch Fehlersuche zu untersuchen oder gekennzeichnete Kontrollwerte zu akzeptieren.
  • Eine bevorzugte Variation der Datenstruktur der statistischen Gleichungen oder Regeln ist in der folgenden Tabelle 4 gezeigt.
  • Tabelle 4. Datenstruktur der statistischen Gleichungen/Regeln
    Figure 00300001
  • Der Zweck der statistischen Qualitätskontrollgleichungen oder -regeln besteht darin, eine Anordnung von rohen Daten (die Daten aus mehreren unterschiedlichen Kontrollen oder Stufen umfassen können) zu nehmen und einen Satz von Tests darauf anzuwenden. Der Satz von Tests, sofern er korrekt gewählt wird, kann eine sehr geringe Zurückweisungsrate von falschen Ergebnissen, gekoppelt mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit einer Zurückweisung von schlechten Ergebnissen haben. Bevor die Tests auf die Daten angewendet werden, werden sie in z-Noten (nomalisiert) unter Verwendung der Stufendaten umgerechnet, um zu ermöglichen, dass verschiedene Kontrollen zusammen analysiert werden. In einer statistischen Gleichung oder Regel kann es eine beliebige Anzahl von Tests geben und für jeden individuellen Test wird ein Paar von Ergebnissen erhalten: eines basierend auf signifikanten klinischen Bereichen und eines basierend auf signifikanten statistischen Bereichen. Es kann eine beliebige Anzahl von Rohdatenpunkten verwendet werden, da die Gleichungen annehmen, dass die Gesamtheit der Daten untersucht werden soll. Wenn GRUPPE Fenster_Flag ("GROUP window_flag") ausgewählt wird, werden die Daten in n/N Gruppen aufgeteilt. Wenn GLEITENDE Fenster Flag ("SLIDING window_flag") gewählt wird, werden die Daten in (n-N) Gruppen angeordnet, wobei jede Gruppe bei einem Punkt nach dem vorherigen beginnt. Für alle Gruppen wird ein Testergebnis erhalten – wenn eine Gruppe nicht besteht, ist das erhaltene Ergebnis NICHT BESTANDEN ("FAILED"); wenn alle Gruppen bestehen, ist das erhaltene Ergebnis BESTANDEN ("PASSED"). Im dem Falle, wo GRUPPE und n nicht durch N teilbar sind, werden die letzten übrigbleibenden Punkte ignoriert. Die gesamte Datenauswahl erfolgt außerhalb der Multiregeln ("multirules"). Wenn es einen "fehlenden Punkt" ("missing point") gibt oder wenn historische Daten ("historical data") benötigt werden, wird dies berücksichtigt, bevor die Funktion aufgerufen wird, im Rahmen der Datenbankanfrage oder von deren Äquivalent. In dem unerwarteten Falle eines Satzes von Gleichungen, die N's ohne einen gemeinsamen Nenner aufweisen, kann eine Gruppe von statistischen Gleichungen verwendet werden. Dies kann bewerkstelligt werden, indem ein Objekt mit statistischen Regeln für eine Mehrzahl von Mitgliedern konstruiert wird, welches das Ergebnis des kumulativen Ergebnisses von dessen Mitgliedern ausgibt.
  • Jetzt wird der Betrieb des Probenhandhabungssystems im Kontext der folgenden speziellen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei sich versteht, dass die Erfindung nicht auf diese besonderen Ausführungsformen beschränkt ist.
  • Beispiel I. Mechanischer Betrieb des Analysengeräts
  • Ein Beispiel für den Betrieb eines bevorzugten Analysengeräts ist das folgende. Der Betrieb des erfindungsgemäßen Probenhandhabungssystems erfolgt um eine lineare Bahn herum, entlang welcher Küvetten von Station zu Station durch eine Verstellschraubenspindel vorwärts bewegt werden. Die grundlegende zeitliche Steuerung und Abfolge des Systems basiert auf der Vorwärtsbewegung der Küvetten entlang der linearen Bahn um einen Abstand, der gleich dem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Reaktionsvertiefungen ist.
  • Anfänglich lädt eine Bedienungsperson Küvetten in das Instrument ein, indem eine Kassette von Küvetten in einen Kassettenrahmen eingesetzt wird. Jede Kassette enthält beispielsweise 120 Küvetten. Die Küvetten werden automatisch aus der Kassette auf eine Laderampe bewegt, wodurch ein ununterbrochener Fluss von Küvetten ermöglicht wird, während eine Kassette zu dem System hinzugefügt wird. Küvetten werden von der Rampe aus auf die lineare Bahn aufgeladen, wie zeitlich geplant, durch einen Arm, wo sie mit der Verstellschraubenspindel in Eingriff kommen. Jede Küvette weist vorzugsweise vier 1/4 Zoll-Vertiefungen auf. Die Verstellschraubenspindel wird alle zwanzig Sekunden aktiviert, um die Küvetten in 0,25 Zoll-Inkrementen in 0,2 s zu bewegen. Die Instrumentenkontrolleinrichtung überwacht jede Küvette anhand der zeitlichen Steuerung, die mit der Verstellschraubenspindel verbunden ist. Die Verstellschraubenspindel bewegt die Küvetten vorwärts zu der ersten Station, d. h. der Probeneinführstation, wo eine Probe in eine Reaktionsvertiefung, die gegenüber dem Probenaufnahme- und -abgabekopf ausgerichtet ist, abgegeben wird. Nach der Abgabe der Probe wird der Kopf automatisch gewaschen. Zwei Minuten und 40 Sekunden später kommt die Reaktionsvertiefung der Küvette an dem ersten Reagenzienabgabekopf an, wo Verdünnungsmittel oder ein Reagens abhängig von dem ausgeführten Test zugesetzt wird. Der Kopf wird nach jeder Abgabe automatisch mit einem Waschmittel, das für die Entfernung von jenem speziellen Reagens geeignet ist, gewaschen. Der zweite Reagenzienkopf befindet sich zwei Minuten und vierzig Sekunden nach dem ersten Reagenzienkopf, wo ein Aktivator zugesetzt werden kann. Drei Minuten und vierzig Sekunden später erreicht die beladene Reaktionsvertiefung der Küvette den dritten Reagenzienkopf, wo ein Reagens zugesetzt wird und das Überwachen der Reaktion beginnt. Die Reaktion wird elektrooptisch durch ein optisches Überwachungssystem, das Veränderungen bei der Lichtdurchlässigkeit des Reaktionsvolumens, wenn sich ein Gerinnsel bildet oder wenn die chromometrische Reaktion fortschreitet, misst, überwacht. Wenn die Küvette entlang der Bahn bewegt wird, dauert die optische Überwachung über zwanzig aufeinanderfolgende Stationen an, d. h. für 300 Sekunden. Nach der optischen Überwachungsstation verlässt die Küvette die Bahn und wird zu einem Abfallbehälter gesandt.
  • Patientenplasmaproben werden aufbewahrt in einem gekühlten Gehäuse in den ursprünglichen evakuierten Blutsammelröhrchen, die verwendet wurden, um die Probe des Patienten zu erhalten, die zuvor zentrifugiert worden sind, um das Plasma zu erhalten, und mit einem Strichcode zur Patientenidentifizierung und hinsichtlich des Testprotokolls, das ausgeführt werden soll, versehen worden sind. Die evakuierten Probensammelröhrchen werden in die Haltevorrichtungen von Förderschiffchen gesetzt und durch den Förderschiffchenantriebsmechanismus zu dem Strichcode-Ablesegerät befördert. Die evakuierten Probensammelröhrchen können in einer beliebigen Reihenfolge angeordnet werden, da der Strichcode auf jedem Probensammelröhrchen es ermöglicht, dass das Instrument automatisch einen Patienten mit einer gegebenen Probe korreliert. Der durch das Strichcode-Ablesegerät abgelesene Strichcode programmiert auch die Instrumentenkontrolleinrichtung zur Bestimmung der durch den Probenaufnahme- und -abgabekopf anzusaugenden Probenmenge, hinsichtlich der Anzahl von mit der Probe zu befüllenden Reaktionsvertiefungen und der Mengen und Arten von Reagenzien/Puffern/Zusatzstoffen/Aktivatoren, die in die jeweiligen Reaktionsvertiefungen durch eine Mehrzahl von Reagenzienaufnahme- und -abgabeköpfe injiziert werden müssen. Nach der Programmierungsstation wird ein Probensammelröhrchen zu einem Dorn bewegt, wo das Stanzwerkzeug oder -röhrchen dazu veran lasst wird, das Septum des evakuierten Probenröhrchens zu durchstechen, um es dem Probenaufnahme- und -abgabekopf zu ermöglichen, in das Probensammelröhrchen herabgesenkt zu werden, um eine programmierte Menge Probe anzusaugen. Der Probenaufnahme- und -abgabekopf wird als nächstes aus dem evakuierten Probensammelröhrchen entfernt und horizontal über eine Reaktionsvertiefung, die sich an der Probeneinführstation befindet, bewegt und in die Reaktionsvertiefung herabgesenkt, wo eine programmierte Menge Probe in die Reaktionsvertiefung ausgestoßen wird. Das evakuierte Probensammelröhrchen kann aus dem gekühlten Gehäuse zu einem jeglichen Zeitpunkt, nachdem das Ansaugen der Probe abgeschlossen ist, entfernt werden; da die Proben bei abgesenkten Temperaturen gehalten werden, können sie jedoch für ein weiteres Testen darin belassen werden, ohne dass sie unverzüglich aus ihrem Förderschiffchen entfernt werden müssen. In der Reagenzienkammer lagern verschiedene Kontrollen, Verdünnungsmittel, Aktivatoren und Reagenzien. Bei einer Ausführungsform des Systems werden bis zu zweiundzwanzig Behälter von diesen Materialien in der Reagenzienkammer aufbewahrt. Alle Behälter werden bei einer Temperatur von ungefähr 9–15°C gehalten und die Reagenzien werden, sofern erforderlich, in dem Reagenzienaufnahme- und -abgabekopf erwärmt, wenn sie ausgegeben werden.
  • In allen Fällen erfolgt das Pumpen mit Verdrängerspritzenpumpen, die funktionsfähig mit jeweils solchen der Köpfe verbunden sind. Es ist keine Manipulation von Pumpenschläuchen erforderlich, wie dies bei peristaltischen Pumpen der Fall ist. Ein Reagens wird in eine Reaktionsvertiefung ausgegeben in einer Weise, die ein Mischen mit der Probe und anderen Inhalten der Reaktionsvertiefung fördert. Die Reagenzientemperatur und das Reagenzienvolumen werden durch die Instrumentenkontrolleinrichtung kontrolliert.
  • Wünschenswerterweise wird ein Fluidfüllstandsfühlen eingesetzt, um die Höhe eines Reagenzienaufnahme- und -abgabekopfs bezogen auf den Füllstand eines Reagens in dessen Behälter und bezogen auf den Inhalt einer Reaktionsvertiefung zu kontrollieren. Dies erlaubt, die Außenseite eines Aufnahme- und Abgabekopfes mit einer minimalen Menge Reagens in Kontakt zu bringen. Dies verringert wiederum die Möglichkeit für ein Weiterschleppen. Zusätzlich wird ein Füllstandsfühlen verwendet, um die Höhe eines Aufnahme- und Abgabekopfes über dem Fluidfüllstand während einer Ausgabe zu kontrollieren, um Weiterschleppen zu minimieren und Mischen zu maximieren.
  • Zu der gleichen Zeit, wo die gesamten obigen mechanischen und programmierten Funktionen stattfinden, werden automatisch verschiedene Qualitätssicherungs-/Qualitätskontrollübexprufungen ausgeführt. Es werden auch automatisch Datenberechnungen ausgeführt, um ein Endergebnis des Parameters, auf den getestet wird, zu erzeugen und auszugeben. Dies wird in dem folgenden Beispiel gezeigt.
  • Beispiel II. Beispiel für Faktor VIII an einem automatisierten Analysengerät
  • Es wurde ein Faktor VIII-Assay ausgeführt, um die relative Menge des intrinsic-System-Cofaktors VIII (FVIII) zu bestimmen. Die FVIII-Konzentration ist bei der Gerinnselbildung kritisch und Mangelzustände daran sind symptomatisch für einen Hämophiler- Zustand. Es ist wichtig, in der Lage zu sein, die FVIII-Konzentration in Patientenproben genau zu quantifizieren. Die Erfindung berücksichtigt alle Aspekte einer korrekten Ausführung des komplexen FVIII-Assays.
  • Ein FVIII-Assay besteht aus drei Arten von Probenauswertungen:
    • 1. Referenzmaterialien, um das Reagenziensystem zu normalisieren.
    • 2. Kontrollmaterialien, um die Qualität der Referenzkurve sicherzustellen.
    • 3. Patientenproben, um zu der Diagnose und Behandlung des Patienten beizutragen.
  • Probenhandhabung und -verdünnungen (Arm 1)
  • Der Faktor VIII-Assay erfordert die Reihenverdünnung der Probe (sei es Referenz, Kontrolle oder Patient) von 1 : 5 bis 1 : 1280. Jede Art von Material erfordert einen unterschiedlichen Satz von Verdünnungen, der zum Zeitpunkt der Probennahme vorgeschrieben werden kann. Die Probe wurde mit Imidazol-Puffer, der in dem ARM1-Reservoir enthalten war, verdünnt. Die Faktor VIII-Referenzkurve wurde und wird typischerweise, wie folgt, erzeugt:
    • 1. Die Spritze wurde ausgehend von dem Reservoir von Arm 1 mit 90 μl Imidazol beladen.
    • 2. Der Arm bewegte sich zu dem geeigneten Probenreservoir und saugte 10 μl Plasma an.
    • 3. Es wurden insgesamt 100 μl an die Küvette abgegeben.,
    • 4. Der Kopf wurde dann mit 50 μl Imidazol aus dem Reservoir für Arm 1 beladen.
    • 5. Aus der Küvette wurden 50 μl der 100 μl angesaugt.
    • 6. Die Bahn wurde schrittweise vorwärts bewegt und die aus der vorangegangenen Vertiefung angesaugten 50 μl wurden zusammen mit den 50 μl Imidazol in die neue Vertiefung ausgegeben.
    • 7. Die Schritte 4 bis 7 wurden für jede zusätzliche erforderliche Reihenverdünnung wiederholt.
  • Das Endergebnis war eine FVIII-Referenzkurve mit sieben Reihenverdünnungen ausgehend von einer Ausgangsverdünnung von 1 : 10. Die Patienten- und Kontrollproben wurden auf die gleiche Weise verdünnt. An einer Patientenprobe wurden beginnend bei 1 : 20 drei Reihenverdünnungen und an dem Kontrollmaterial beginnend bei 1 : 20 2 Verdünnungen ausgeführt. Das System ermöglicht eine Modifizierung des anfänglichen Verdünnungsverhältnisses und der Anzahl von Reihenverdünnungen auf einer pro Patienten-Basis.
  • Qualitätsüberprüfungen: Die Fähigkeit, Verdünnungen korrekt auszuführen, wurde verifiziert unter Verwendung des bei der detaillierten Beschreibung der Probenvorbereitung beschriebenen Farbstoffverifizierungsverfahrens (siehe 3). Wenn das Plasmavolumen in den primären Reservoiren nicht ausreicht, wird ein Füllstandsfühl-Fehler erzeugt. Wenn ein nicht ausreichendes Volumen für das Imidazol-Reservoir detektiert wird, erfolgt eine Fehlermeldung.
  • Reagenzienzugabe und Inkubation
  • Nachdem das geeignete Volumen Plasma und Puffer zu der Testvertiefung hinzugesetzt worden ist, muss dann das geeignete Reagens zu den geeigneten Zeitpunkten hinzugesetzt werden, um die Vertiefung für die optische Untersuchung vorzubereiten.
  • Zugabe von Faktor-defizientem Plasma (Arm 2)
  • Der FVIII-Assay erforderte die Zugabe von 50 μl Faktor-defizientem Material 2 min und 40 s nach Arm 1. Die Vertiefung wurde nach wie vor bei Umgebungstemperatur gehalten.
  • Zugabe von Aktivator (Arm 3)
  • Der FVIII-Assay ist ein auf APTT basierender Assay (Test des intrinsic-Systems) und erforderte die Zugabe eines Aktivatormaterials bei Arm 3 ungefähr 2 min und 40 s nach der Zugabe des Faktor-defizienten Materials. Während der 2 min und 40 s wird die Testvertiefung von Umgebungstemperatur auf ungefähr 33°C erwarmt, dann wurden 50 μl Aktivator bei 39°C zugesetzt, wodurch die Temperatur in der Testvertiefung auf 37°C erhöht wurde. Der Akvivator wurde auf dem Reagenzienkorb bei 8°C aufbewahrt und automatisch gemischt, um eine homogene Suspension aufrechtzuerhalten.
  • Zugabe von Calciumchlorid (Arm 4)
  • Die Probe wurde dann 3 min 40 s bei 37°C inkubiert. Die Inkubations/Aktivierungszeit ist für einen auf Gerinnung basierenden Test, welcher Parameter des intrisic-Systems misst, kritisch. Am Ende der Aktivierung wurden 50 μl 0,25 M Calciumchlorid bei 37°C zugesetzt, wodurch die Reaktion gestartet wurde.
  • Qualitätsüberprüfungen: Die korrekten Volumen von ausgegebenen Reagenzien wurden durch das Farbstoffverfolgungssystem sichergestellt. Die Qualität der Reagenzien wurde durch Verwendung des früher definierten Multiregel("multirules")-Analyse-Qualitätskontrollprogramms sichergestellt. Das thermische Profil wurde überwacht, indem Temperatusensoren abgefragt wurden, wenn eine Testvertiefung sich über diese hinweg bewegte. Wenn bestimmt wird, dass die Temperatur außerhalb des Bereichs liegt, dann wird an den Verwender eine Fehlermeldung mitgeteilt.
  • Optische Untersuchung
  • Die Testvertiefung wurde bis zu 300 s optisch untersucht. Während dieses Untersuchungsprozesses wurde die Testvertiefung fünfzehn unterschiedlichen optischen Fenstern für jeweils 20 s ausgesetzt. An den ersten optischen Fenstern war ein Normierungsprozess erforderlich, der alle anderen Fenster gegenüber dem ersten normiert. Zusätzlich beseitigt der Normierungsprozess auch die Differenzen bei den Helligkeitsgraden, die mit der Variabilität aufgrund der einzigartigen Trübung von jedem Plasma verbunden sind. Die Daten wurden für einen einzigartigen Satz von Assay-spezifischen Wellenlängen gesammelt und in einer Datendatei gespeichert. Die Datendatei enthielt auch den Datensatz, der erforderlich war, um Mengen von präanalytischen Variablen und Farbstoffkonzentrationen für die Volumenverifizierung zu bestimmen.
  • Qualitätsüberprüfungen: Es gibt Qualitätsüberprüfungen für die Wellenlängenverifizierung, optische Integrität (Flüssigkristall-Gerinnsel-Simulator) und ein annehmbares Signal-Rausch-Verhältnis als ein Hinweis auf eine korrekte Normierung.
  • Datenanalyse
  • Endpunktbestimmungen und Kalibrierungen
  • Für die Testvertiefungs-Datendateien wurden alle Endpunkte unter Verwendung des oben beschriebenen Peaks der zweiten Ableitung berechnet. Die Endpunkte wurden unter Verwendung eines einzigartigen Kalibrierungsschemas standardisiert. Der mit der Variabilität von Reagenziencharge zu Reagenziencharge und der Variabilität von Instrument zu Instrument verbundene systematische Fehler wurde durch Kalibrierung des Systems unter Verwendung von markierten Kalibrier-Plasmas minimiert. Bei geläufigeren Gerinnungssystemen beruht der systematische Fehler bei der Messung von Gerinnungszeiten auf Temperatur- und Fluidschwankungen des Geräts wie auch auf Schwankungen bei der Reagenzienempfindlichkeit von Charge zu Charge. Dementsprechend sind Referenz- und therapeutische Intervalle für jedes Gerät und jede Reagenziencharge spezifisch und werden routinemäßig erneut bestimmt. Die Kalibrierungsprozedur des Analysengeräts normierte die mechanischen Instrumentenvariablen und die Reagenzienempfindlichkeit zwischen einzelnen Chargen, wodurch gleichförmige APTT-Gerinnungszeiten sichergestellt werden, die für eine direkte Mitteilung oder für eine Verwendung in standardisierten Methoden geeignet sind. Die APTT-Assays des Analysengeräts (einschließlich FVIII) wurden durch wiederholte Analyse von VeriCal Calibration PlasmasT M (Organon Teknika), die zugewiesene Gerinnungszeiten haben, kalibriert. Es wurde eine Regression der beobachteten Werte gegenüber den zugewiesenen Werten ausgeführt und die resultierenden Regressionskoeffizienten wurden verwendet, um das Instrumenten/Reagenziensystem zu normieren.
  • Referenzkurvenerzeugung
  • Referenzkurven wurden konstruiert, indem die Verdünnung und bekannte Konzentration des Referenzmaterials herangezogen wurden und damit eine Regression mit dem erhaltenen Endpunkt für jede Testvertiefung ausgeführt wurde. Die Art der Regression und das verwendete Analysenwerkzeug bestimmt die Qualität der Referenzkurve und letztendlich die Qualität des Patientenergebnisses. Die traditionelle Methode zur Konstruktion einer Faktor VIII-Referenzkurve, log-log-Transformation, welche an ein Polynom erster Ordnung angepasst wird, ist für die wahren biologischen Prozesse nicht repräsentativ. Die Kurve wird besser durch die für diese Erfindung verwendete Technik repräsentiert. Die Verbesserungen sind am deutlichsten in dem 50 bis 100% Bereich und 1 bis 10% Bereich, wobei beide Bereiche klinisch signifikant sind. Die Referenzkurve wurde durch graphisches Auftragen der Aktivität in % für die sieben Verdünnungen als unabhängige Variable (x) und der Gerinnungszeit als abhängige Variable (y) konstruiert. Die Funktion ist stückweise und diskontinuierlich und wird aus zwei linearen Unterkurven, die an überlappende Datensätze angepasst sind, gebildet. Die erste Unterkurve verwendet die ersten vier Verdünnungen und passt ein Polynom zweiter Ordnung an untransformierte Daten an. Die zweite Unterkurve passt ein Polynom zweiter Ordnung an log10 (Gerinnungszeiten) und log10 (% Aktivität) an (von) alle(n) Verdünnungen nach der ersten an. Ein Abschnitt ("cutoff"), der bestimmt, welche Unterkurve verwendet wird, um die Aktivität ins zu entnehmen, wird basierend auf der Gerinnungszeit, welche dem Wert der vierten Verdünnung, der aus der Kurve entnommen wird, entspricht, ermittelt. Die Kurve repräsentiert genau die Gestalt der erwarteten Werte und bleibt in Gegenwart von geringfügigen Varianzen bei den Daten robust. 4 zeigt einen Vergleich zwischen der traditionellen Faktor VIII-Referenzkurve und der Referenzkurve aus dem mittels automatischer Analyse ausgeführten Faktor VIII-Assay.
  • Die Patientenproben wurden hinsichtlich einer gespeicherten oder neu erzeugten Referenzkurve ausgewertet und der mitgeteilte Wert wurde automatisch hinsichtlich der Verdünnung korrigiert.
  • Qualitätskontrollüberprüfungen: Messungen der Güte der Anpassung für den verwendeten Kalibrierungsprozess und die verwendete Referenzkurvenstruktur wurden früher definiert. Die Kontrollwerte wurden überwacht und Qualitätskontroll-Multiregel-Analyseprozeduren unterworfen. Die Steigung der Probenverdünnungen wird bei Vergleich mit den Kontrollen oder der Referenzkurve bestimmt, um die Anwesenheit von Faktor VIII-Inhibitoren, wie des Bethesda-Inhibitors, zu bestimmen.
  • Es versteht sich, dass die obige Beschreibung der Erfindung verschiedenen Modifikationen, Veränderungen und Anpassungen unterliegen kann und das gleiche soll sich in Zusammenhang mit der Bedeutung und dem Äquivalenzbereich der beigefügten Ansprüche verstehen.

Claims (14)

  1. Verfahren zum automatischen Ausführen von Gerinnungs-, chromogenen und immunologischen Assays hinsichtlich Hämostase- und Thromboseparametern an einer Anzahl von Proben von Plasma, Serum oder Vollblut, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – eine Probe zu identifizieren und einen oder mehrere Assays, die ausgeführt werden sollen, zu planen; – ein Aliquot von der Probe aus einer Haltevorrichtung zu einer Testvertiefung in einer Küvette zu transferieren; – Reagenzien auszuwählen und zu der Testvertiefung hinzuzugeben; – das Aliquot entlang einer Erwärmungs- und Abkühlungsbahn zu bewegen; – die Reaktion in der Vertiefung zu detektieren und Daten aus der Detektion zu berechnen; – die berechneten Daten auszuwerten, um die Veränderung bei oder die Größe der Reaktion in der Vertiefung zu bestimmen; – die Ergebnisse der Auswertung zu berichten; dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungs- und Abkühlungsbahn ein universelles Zeit- und Temperaturprofil aufweist, welches ermöglicht, dass alle Assays mittels des gleichen linearen Transportsystems unter Verwendung der gleichen zeitlichen Abfolgen durchgeführt werden; und dass jedes Reagens zu der Testvertiefung zu einem spezifizierten Zeitpunkt und bei einer spezifizierten Temperatur, welche an das universelle Zeit- und Temperaturprofil angepasst sind, zugesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 2, welches die Schritte umfasst: – eine Kühleinheit zu kontrollieren und jede Probe anfänglich innerhalb eines niedrigen Temperaturbereichs zu halten; – eine Erwärmungseinheit zu kontrollieren, die jede Probe innerhalb eines vorher festgelegten Messtemperaturbereichs, der höher als der anfängliche niedrige Temperaturbereich ist, hält; – die Temperatur jeder Probe von dem anfänglichen Bereich zu der Messtemperatur übergehen zu lassen; und – den Effekt der Umgebungstemperatur auf jede Probe zu verringern.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das universelle Zeit- und Temperaturprofil umfasst: – das Aliquot bei einem Temperaturbereich von ungefähr 4°C bis ungefähr 25°C in die Testvertiefung zu verteilen und die Aliquottemperatur in jenem Bereich zu halten; – das Aliquot innerhalb von 80 ± 10 Sekunden auf 33°C ± 1°C zu erwärmen; und – unverzüglich ein Aktivierungsreagens bei einer Temperatur von 40°C ± 1°C zuzusetzen und die Aliquottemperatur auf 37°C zu erhöhen; wodurch ein universelles Zeit- und Temperaturprofil bereitgestellt wird, bei dem ein Assay zur Bestimmung der aktivierten partiellen Thromboplastin-Zeit ausgeführt werden kann.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das universelle Zeit- und Temperaturprofil umfasst: – das Aliquot bei einem Temperaturbereich von ungefähr 4°C bis ungefähr 25°C in die Testvertiefung zu verteilen und die Aliquottemperatur in jenem Bereich zu halten; – das Aliquot innerhalb von 80 ± 10 Sekunden auf 33°C ± 1°C zu erwärmen; und – die Aliquottemperatur innerhalb von 110 Sekunden bis ungefähr 130 Sekunden auf 37°C ± 1°C zu erhöhen, nachdem ein Reagens in die Testvertiefung bei einer Temperatur von 37 ± 1°C zugesetzt worden ist, und die Temperatur des Reagens und des Aliquots bei 37°C ± 1°C für ein Minimum von 360 Sekunden zu halten; wodurch ein universelles Zeit- und Temperaturprofil bereitgestellt wird, bei dem ein Assay zur Bestimmung der Prothrombin-Zeit ausgeführt werden kann.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Auswerten der berechneten Daten die Schritte umfasst: – Berechnen einer zweiten Ableitung eines Verfahrenssignals und Bestimmen des Peaks davon, der die maximale Beschleunigung der Gerinnselbildung anzeigt; und/oder – Berechnen einer Größe einer Veränderung eines Verfahrenssignals; und/oder – Berechnen einer Rate einer Veränderung eines Parameters, wobei eine erste Ableitung des Parameters bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welches den Schritt umfasst, die Probenhandhabung, Probenvorbereitung, Reaktionsdetektion und die berichteten Ergebnisse hinsichtlich Qualitätssicherung zu überwachen und aus zuwerten, wobei die Qualitätssicherung Überprüfungen hinsichtlich Unversehrtheit der Probe, Unversehrtheit der Reagenzien, mechanischer Eignung und optischer Qualität umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Überprüfung auf Unversehrtheit der Probe umfasst, wenigstens eine präanalytische Variable zu detektieren.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Überprüfung auf Unversehrtheit der Reagenzien umfasst, Kontrollmaterial auszuwerten und statistische Qualitätskontrollregeln anzuwenden und einen Vergleich eines gegenwärtig erhaltenen Ergebnisses mit einem früheren Probenergebnis.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Überprüfung auf Systemeignung umfasst, elektrische, volumetrische und thermische Ausgabedaten von kritischen mechanischen Komponenten zu messen.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Überprüfung auf optische Qualität umfasst, ein optisches Referenzgerinnsel bei einer geeigneten Wellenlänge zu überwachen und das Signal-Rausch-Verhältnis zu überwachen, wodurch die Verwendung von akzeptablen Signalen sichergestellt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welches den Schritt umfasst, für jeden Assay ein Testprotokoll zu definieren.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Testprotokoll mechanische Instruktionen, optische Instruktionen, Datenanalyse- und Qualitätssicherungsparameter umfasst.
  13. Vorrichtung zum automatischen Ausführen des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend: – Programmierungseingabemittel zum Identifizieren einer Probe und zur Planung von einem oder mehreren Assays, die ausgeführt werden sollen; – Probenhandhabungsmittel zum Transferieren eines Aliquots der Probe von einer Haltevorrichtung zu einer Testvertiefung in einer Küvette; – Aliquotpräparierungsmittel zum Auswählen und Zugeben von Reagenzien zu der Testvertiefung; – Mittel zum Bewegen des Aliquots entlang einer Erwärmungs- und Abkühlungsbahn; – Detektionsmittel zum Detektieren der Reaktion in der Vertiefung und zum Berechnen von Daten aus der Detektion; – Verarbeitungsmittel zum Auswerten der berechneten Daten, um die Veränderung bei oder die Größe der Reaktion in der Vertiefung zu bestimmen; – Berichtmittel zum Berichten der Ergebnisse der Auswertung; dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungs- und Abkühlungsbahn ein universelles Zeit- und Temperaturprofil aufweist, welches ermöglicht, dass alle Assays mittels des gleichen linearen Transportsystems unter Verwendung der gleichen zeitlichen Abfolgen durchgeführt werden; und dass jedes Reagens zu der Testvertiefung zu einem spezifizierten Zeitpunkt und bei einer spezifizierten Temperatur, welche an das universelle Zeit- und Temperaturprofil angepasst sind, zugesetzt wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, umfassend: – Kühlungskontrollmittel, um eine Kühleinheit zu kontrollieren und jedes Aliquot anfänglich innerhalb eines niedrigen Temperaturbereichs zu halten; – Erwärmerkontrollmittel, um eine Erwärmungseinheit zu kontrollieren, die jedes Aliquot innerhalb eines vorher festgelegten Messtemperaturbereichs, der höher als der anfängliche niedrige Temperaturbereich ist, hält; – eine Vorrichtung zum Übergehenlassen, um die Temperatur von jedem Aliquot von dem anfänglichen Bereich zu der Messtemperatur übergehen zu lassen; und – eine Verringerungsvorrichtung, um den Effekt der Umgebungstemperatur auf jedes Aliquot zu verringern.
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