DE69434702T2 - System und Verfahren zur automatischen Flüssigkeitsstandmessung - Google Patents

System und Verfahren zur automatischen Flüssigkeitsstandmessung Download PDF

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Kendall B. Southlake Hendrick
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III William J. Dallas Kanewske
Peter A. Park Ridge Lagocki
Richard R. Cuyahoga Falls Martin
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Richard A. Dallas Merriam
Larry W. Plano Moore
Carl M. Burleson Oleksak
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Paul R. Carrollton Schrier
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Gary E. Hanover Park Winter
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Description

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  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisiertes Analysensystem und Verfahren zur Analyse von flüssigen Testproben. Unter einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein Analysensystem mit wahlfreiem Zugriff, das in der Lage ist, gleichzeitig eine Vielzahl von Tests durchzuführen, insbesondere heterogene und/oder homogene Immunoassays, wobei das System auch ein fortlaufendes System ist insofern, als dass das System zusätzlich oder alternativ jederzeit mit Proben beladen werden kann und immer noch fortlaufenden und unterbrechungsfreien Testbetrieb aufrechterhält kann. Unter einem noch anderen Gesichtspunkt betrifft die vorliegende Erfindung die verschiedenen Komponenten, die in ein solches System eingegliedert sind und von diesem verwendet werden.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Das automatisierte Analysensystem
  • Auch wenn verschiedene bekannte klinische Analysengeräte zur chemischen, immunochemischen und biologischen Untersuchung von Proben erhältlich sind, verändert sich die klinische Technologie schnell wegen zunehmender Anforderungen im klinischen Labor, neue Serviceebenen bereitzustellen. Diese neuen Serviceebenen müssen kostenwirksamer sein, um die Betriebsausgaben wie Laborkosten und dergleichen zu verringern, und sie müssen kürzere Umschlagszeiten für Testergebnisse bereitstellen, um die Aufenthaltszeit eines Patienten im Krankenhaus zu verkürzen sowie die Wirksamkeit der ambulanten Behandlung zu verbessern. Die Modernisierung analytischer Apparate und Verfahren erfordert den Zusammenschluss von Arbeitsstationen, um der wachsenden Herausforderung gerecht zu werden, die an klinische Labors gestellt wird.
  • Im Allgemeinen schließt die Analyse einer Testprobe die Umsetzung von Testproben mit einem oder mehreren Reagenzien in Bezug auf einen oder mehrere Analyte ein, wobei es häufig erwünscht ist, dass die Analyse bezüglich jeder Testprobe auf einer selektiven Basis ausgeführt wird. Wegen der hohen Anforderungen, die an klinische Labors gestellt werden, nicht nur hinsichtlich des Volumendurchsatzes, sondern auch hinsichtlich der Zahl und Häufigkeit verschiedener Analysen, besteht jedoch ein Bedarf, ein automatisiertes Analysensystem bereitzustellen, das in der Lage ist, genaue Analysenergebnisse, Mehrfachversuch-Menüvielseitigkeit, niedrigen Reagenz- und Flüssigkeitsverlust und -verbrauch, und, von großem Vorteil und großer Bedeutung, fortlaufenden und hohen Durchsatz zu vereinen.
  • Die vorliegenden automatisierten klinischen Analysensysteme stellen eine stark verbesserte Genauigkeit von Analysen ergebnissen in Vergleich zu Genauigkeiten früherer Systeme bereit. In den vorliegenden Systemen schließt die Analyse einer Testprobe typischerweise die Bildung eines Reaktionsgemisches ein, das die Testprobe und ein oder mehrere Reagenzien umfasst, und das Reaktionsgemisch wird dann von einem Apparat auf ein oder mehrere charakteristische Merkmale der Testprobe analysiert. Sich Verlassen können auf automatisierte klinische Analysengeräte hat die Wirksamkeit der Laborverfahren insofern verbessert, als dass der Techniker weniger Aufgaben durchzuführen hat. Automatisierte klinische Analysensysteme liefern Ergebnisse viel schneller, indem sie häufig Bediener- und Technikerfehler vermeiden, und legen somit den Schwerpunkt auf Genauigkeit und Wiederholbarkeit von einer Vielfalt von Versuchen. Automatisierte klinische Analysensysteme, die derzeit für Routinelabortests erhältlich sind, umfassen ein Transport- oder Fördersystem, das ausgelegt ist, Behälter von Probenflüssigkeiten zwischen verschiedenen Betriebsstationen zu transportieren. Zum Beispiel kann ein Reaktionsröhrchen oder eine Küvette, die eine Testprobe enthalten, eine Reagenzfüllstation, Mischstation, Reaktionsbildungsstation, Detektionsstationen, Analysenstationen und der gleichen durchlaufen. Solche derzeitigen Transportsysteme sind jedoch nicht flexibel insofern, als dass der Transport in eine Richtung erfolgt und die Reaktionsröhrchen oder Küvetten, sobald sie in den Apparat eingesetzt sind, durchlaufen müssen ohne Zugriff, bevor die Analyse stattfindet. Noch weiter erlauben die derzeitigen Transportsysteme nur batchartigen Betrieb insofern, als dass der Versuch, sobald das System anfänglich geladen ist, nur an den anfänglich geladenen Probe während eines einzelnen Betriebszyklus durchgeführt werden kann; alternative oder zusätzliche Proben können während des Betriebszyklus nicht geladen werden, um fortlaufenden Betrieb für ausgedehnte Zeiträume zu ermöglichen.
  • Für Mehrfachversuch-Menüvielseitig nutzen einige derderzeit erhältlichen automatisierten klinischen Analysensysteme, wie automatisierte Immunoassayanalysengeräte wie das Abbott IMx® Analysengerät und das Abbott TDx® Analysengerät (Abbott Laboratories, Abbott Park, Illinois, USA), Verfahren, die eine Vielzahl verschiedener Testschritte einschließen. Diese derzeitigen Systeme beruhten typischerweise auf Detektion und Messung optischer Änderungen in einem Reaktionsgemisch während des Testverfahrens. Zum Beispiel umfassen einige gut bekannte Verfahren, die Einzel- oder Mehrfachwellenlängenfluoreszenz verwenden, Fluoreszenzpolarisation-Immunoassays (FPIA), die homogene Immunoassayverfahren einsetzen, Mikropartikel-Enzymimmunoassay (MEIA), die heterogene Immunoassayverfahren einsetzen, und dergleichen. Die MEIA-Technologie wie die, die in dem Abbott IMx® Analysengerät verwendet wird, wird für Analyte mit hohem oder niedrigem relativen Molekülgewicht verwendet, die eine größere Sensitivität erfordern, und die FPIA-Technologie wie die, die in dem Abbott TDx® Analysengerät verwendet wird, wird primär für Analyte mit niederem relativen Molekülgewicht verwendet. Ein Oberflächenfluorometer wird in diesen Systemen verwendet, um ein fluoreszierendes Produkt quantitativ zu bestimmen, das in den MEIA-Assays erzeugt wird, während ein Fluoreszenzpolarisations-optisches System verwendet wird, um den Grad der Tracerbindung an Antikörper in den FPIA-Assays quantitativ zu bestimmen. Die Testproben werden automatisch in einzelnen dieser Systeme, wie dem Abbott IMx® Analysengerät und dem Abbott TDx® Analysengerät, durch einen Roboterarm mit einer Pipettiersonde und ein Drehkarussell verarbeitet, welches die Proben für die Verabreitung positioniert. Diese Systeme sind typischerweise kompakte Tischanalysengeräte, welche voll automatisierte, selbsttätige Immunoassaytestfähigkeiten sowohl für Routine- als auch Spezial-Immunoassays anbieten. Diese nichtisotopen Verfahren beseitigen Radioaktivitätsentsorgungsprobleme und erhöhen die Reagenzlagerfähigkeit, während die diversen Anforderungen einer großen Menge unterschiedlicher Assays erfüllt werden. Obwohl diese derzeit erhältlichen automatisierten klinischen Analysengeräte einen Grad an verbesserter Mehrfachversuch-Menüvielseitigkeit in Vergleich zu früheren Systemen und Praktiken bereitstellen, bleiben die derzeitigen Analysengeräte beschränkt insofern, als dass diese Systeme Einwegsysteme oder Batchanalysengeräte sind, welche die Analyse mannigfaltiger Proben erlauben und für den Zugriff auf die Testproben für die Bildung nachfolgender Reaktionsgemische sorgen, aber nur einen Analysentyp gleichzeitig zulassen. Es wäre somit eine Verbesserung, ein Analysengerät mit wahlfreiem Zugriff bereitzustellen, welches die Analyse mannigfaltiger Testproben auf mannigfaltige Analyte erlaubt. Es wäre eine sogar noch weitere Verbesserung, wenn ein solches Analysengerät mit wahlfreiem Zugriff den fortlaufenden Betrieb ermöglichte; das heißt, falls zusätzliche oder alternative Proben für die Analyse während des Analysenbetriebs durch das System geladen werden könnten, ohne Unterbrechung des Analysenbetriebs.
  • Bezüglich des Reagenz- und Flüssigkeitsverbrauchs und -verlusts in derzeitigen automatisierten klinischen Analysengeräten ist ein gemeinsames Merkmal jener Analysengeräte die Eingliederung verschiedener Reagenzien innerhalb des Apparates selbst, oder in der Nähe des Apparates für Pipettierzwecke angeordnet. In diesen Systemen werden flüssige Reagenzien in Form großer Mengen für die verschiedenen Versuchsarten ausgewählt, die an der Testprobe ausgeführt werden sollen, und werden im Apparat oder in der Nähe des Apparates gelagert. Die Reagenzabgabeeinheiten wie Pumpen und dergleichen zusammen mit Ventilen, Steuerung und Pipettenmechanismus sind in den derzeitigen automatisierten Analysengeräten eingeschlossen, so dass unterschiedliche Reagenzien gemäß der durchzuführenden Versuchsart gemischt werden können. In bestimmten dieser derzeitigen Analysengeräte, zum Beispiel dem zuvor genannten Abbott IMx® Analysengerät, werden alle für die Analyse der Testproben erforderlichen Schritte automatisch ausgeführt, und jene Schritte schließen zahlreiche Prüfungen der Teilsysteme ein, um sicherzustellen, dass Tests vollständig durchgeführt werden mit gültigen Ergebnissen. Insbesondere in dem Abbott IMx® sind die quantitative Bestimmung der Fluoreszenzintensität in dem MEIA-Verfahren und der Polarisation in dem FPIA-Verfahren sowie die Enddatenreduktion auf dem Analysengerät voll automatisiert, und Ergebnisse werden durch das Analysengerät ausgegeben, und auf diese Ergebnisse kann über geeignete Mittel zur automatischen Datenerfassung durch einen Laborcomputer zugriffen werden. Diese verschiedenen Gesichtspunkte der derzeitigen automatisierten klinischen Analysengeräte, wie dem Abbott IMx®, helfen, den Reagenz- und Flüssigkeitsverbrauch- und -verlust zu begrenzen sowie andere Vorteile bereitzustellen. Selbst mit diesen Vorteilen wären jedoch Verbesserungen bei Reagenz- und Flüssigkeitsverbrauch- und -verlust in einem Analysensystem wünschenswert. Noch weiter wären solche Verbesserungen bei Verbrauch und Verlust durch diese, vereint mit Vorteilen des fortlaufenden Betriebs, Genauigkeit der Ergebnisse und Versuchsmenüvielseitigkeit, eine signifikante Verbesserung auf diesem Fachgebiet.
  • Bezüglich des fortlaufenden und hohen Durchsatzes in automatisierten Analysensystemen sind die vorhergehenden Systeme nicht in der Lage gewesen, diese wünschenswerten charakteristischen Merkmale bereitzustellen. In den vorhergehenden automatisierten Analysensystemen werden die Systeme anfänglich mit einer Vielzahl von Testproben beladen. Die Proben werden dann jeweils während eines vollen Untersuchungszyklus durch das System getestet. Obwohl die Zahl der Proben, welche ursprünglich in diese Systeme geladen werden können, ziemlich groß ist, ist es nicht möglich, zusätzliche Testproben in diese Systeme zu der gleichen Zeit zu laden, während die Systeme die anfängliche Beladung untersuchen. Zusätzliche Proben können nur geladen werden, nachdem die Untersuchung der vorhergehenden Probenbeladung abgeschlossen ist. Um den Durchsatz in diesen Systemen dann zu erhöhen, wäre es vorteilhaft, ein automatisiertes Analysensystem bereitzustellen, welches das Laden weiterer Proben jederzeit zulässt, selbst während das System dabei ist, andere Proben zu untersuchen. Es wäre ein noch weiterer Vorteil, wenn ein derartiges System genaue Ergebnisse, Mehrfachversuch-Menüvielseitigkeit und niedrigen Reagenz- und Flüssigkeitsverlust und -verbrauch bereitstellen könnte, während es gleichzeitig den fortlaufenden Zugriff darauf und Untersuchung von Proben zulassen würde. Die vorhergehenden Systeme sind nicht in Lage gewesen, diese Vorteile bereitzustellen. Das vorliegende automatisierte Analysensystem mit fortlaufendem und wahlfreien Zugriff stellt all diese Vorteile bereit. Zusätzlich zu diesen Vorteilen stellt die vorliegende Erfindung außerdem weitere Verbesserungen bereit, die auf spezielle Gesichtspunkte, Teile und Operationen dieser Systeme gerichtet sind.
  • Das System der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, mehr als einen geplanten Test in jeder beliebigen Reihenfolge auszuführen, in der eine Vielzahl von geplanten Tests vorliegen. Die inkubierten Reaktionsgemische werden unabhängig und individuell durch mindestens zwei Testverfahren analysiert, die zuvor geplant werden.
  • Der automatisierte Analysensystemapparat mit fortlaufendem und wahlfreien Zugriff dieser Erfindung setzt sich zusammen aus einer Vorverarbeitungskarussellbaugruppe einschließlich einem Probenschalenkarussell, einem Testreagenzpackungskarussell und einem Reaktionsgefäßkarussell, die konzentrisch befestigt sind und von einem Transferpipettiermittel bedient werden, das zum Zusammenstellen und/oder Mischen von Reagenzien mit einer Testprobe geeignet ist. Die zusammengestellten und pipettierten Reaktionsgefäße werden durch eine Transferstation überführt, die Mittel zum Überführen der zusammengestellten und pipettierten Reaktionsgefäße zu einem Verarbeitungsarbeitsplatz bereitstellt, der eine kontrollierte Umgebung zum Halten der Temperatur einschließt und die zeitliche Steuerung zum Mischen von Reagenzien und Inkubation bereitstellt. Mindestens zwei Testverfahrensapparate werden bereitgestellt, die für die verschiedenen Proben und zusammengestellten Reagenzien in einem Einheitsdosis-Wegwerfartikelmittel zum Analysieren des inkubierten Reaktionsgemisches geplant sind. Die Einheitsdosis-Wegwerfreaktionsgefäße werden von dem Prozesskarussell durch Betrieb der Transferstation entfernt, die Mittel zum Entfernen des Wegwerfreaktionsgefäßes aus dem System einschließt.
  • Ein automatisches Flüssigkeitsstand-Messsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der EP-A-504 637 bekannt. Ähnliche Systeme sind aus der US-A-4 736 638 und US-A-4 326 851 bekannt. Solche bekannten Systeme können jedoch durch Feuchtigkeit, alternde Teile, Varianz zwischen Teilen und die Sondenposition im Verhältnis zum System beeinträchtigt werden.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Flüssigkeitsstand-System bereitzustellen, das die oben genannten Nachteile vermeidet.
  • Diese Aufgabe sowie weitere Aufgaben, die im Folgenden deutlich werden, werden durch ein automatisches Flüssigkeitsstand-Messsystem und -verfahren erreicht, wie in den beigefügten unabhängigen Ansprüchen bestimmt. Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen bestimmt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine isometrische Ansicht eines hier beschriebenen automatisierten Analysensystems, worin der Systemgehäuseaufbau, das überragende Vorverarbeitungskarussell, der Computerbildschirm und die Tastatur dargestellt sind.
  • 2 ist eine isometrische Ansicht von Rahmen und Gehäuse des automatisierten Analysensystemapparates.
  • 3 ist eine Draufsicht des unteren Gehäuses von 1 und 2 im Querschnitt, die Wasser- und/oder Pufferversorgungsstation sowie Flüssigkeits- und Feststoffabfallbehälter des automatisierten Analysensystem veranschaulicht.
  • 4A ist eine Draufsicht des automatisierten Analysensystems im Querschnitt, wobei Komponentenabdeckungen entfernt sind, um den automatisierten Analysensystemapparat ausführlich und in relativer Position zu zeigen.
  • 4B ist eine vordere Aufrissansicht des automatisierten Analysensystems, für sich betrachtet, und ein Teilschnitt von Elementen des Vorverarbeitungskarussells.
  • 5 ist eine Draufsicht, für sich betrachtet, und ein Teilschnitt von Antriebs- und Führungselementen des Vorverarbeitungskarussells des automatisierten Analysensystems im ausgebauten Zustand.
  • 6 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines Prozesskarussells des automatisierten Analysensystems, für sich betrachtet, mit zwei eingesetzten Reaktionsgefäßen, von denen eines für eine FPIA-Lesung angeordnet ist.
  • 7 ist eine isometrische Ansicht der Sonde, des Sondenarms und der Pipettiervorrichtung des automatisierten Analysensystems, für sich betrachtet.
  • 8 ist eine schematische Seitenansicht der Sondenarmverdrahtung und der Sensormittel des automatisierten Analysensystems.
  • 9A ist eine seitliche Schnittansicht des Transferelementes des automatisierten Analysensystems, ein Reaktionsgefäß ergreifend für die Überführung von dem Hauptkarussell in die Transferstation.
  • 9B ist eine perspektivische seitliche Aufrissansicht der Transferstation des automatisierten Analysensystems.
  • 10 ist ein Blockdiagramm, das die Sequenz der Aktivitäten zeigt, die in einem ersten Test durchzuführen sind.
  • 11 ist ein Blockdiagramm, das die Sequenz der Aktivitäten zeigt, die in einem zweiten Test durchzuführen sind.
  • 12 ist ein Blockdiagramm, das einen Inkubationszeitraum zwischen zwei Aktivitäten zeigt, der sich zusammensetzt aus einem nominellen Inkubationszeitraum und einem variablen Inkubationsfenster.
  • 13 ist ein Satz von sechs Blockdiagrammen, wobei jedes eine unterschiedliche Kombination von Aktivitäten und Inkubationszeiträumen zeigt, die die Regeln einer flexiblen Protokolltechnik widerspiegeln.
  • 14 ist ein Blockdiagramm, welches das Zeitprotokoll für die Pipettieraktivität zeigt.
  • 15 eine Draufsicht des automatisierten Analysensystems im Querschnitt, wobei Komponentenabdeckungen entfernt sind, um den automatisierten Analysensystemapparat ausführlich und in relativer Position zu zeigen, einschließlich eines Chemilumineszenzlesers für eine Magnetpartikeleinfangtechnologie und eines Chemilumineszenzlesers für Membranpartikeleinfangtechnologie.
  • 16 ist eine Querschnittsansicht eines Detektionskopfes der Detektionsvorrichtung für Chemilumineszenzdetektion.
  • 17 ist eine Querschnittsansicht der Detektionsvorrichtungslichtröhre, die über einem chemilumineszenten Partikeleinfangbehälter mit eingebautem Lichtschutz positioniert ist.
  • 18 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm der bevorzugten Ausführungsform der Flüssigkeitsniveausensorvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die in Verbindung mit einem automatisierten Analysensystem verwendet wird.
  • 19 ist ein ausführlicheres Blockdiagramm des Flüssigkeitsniveausensorsystems von 18.
  • 20 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm, das den Stromfluss in dem Flüssigkeitsniveausensorsystem der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 21 ist eine Veranschaulichung der geometrischen Verhältnisse zwischen der Sonde, ihrem elektromagnetischen Feld, einem Flüssigprobenbehälter und der Antenne, wenn die Sonde in der Luft ist.
  • 22 ist eine Veranschaulichung der geometrischen Verhältnisse zwischen der Sonde, ihrem elektromagnetischen Feld, einem Flüssigprobenbehälter und der Antenne, wenn die Sonde die Flüssigkeit berührt.
  • 23 ist eine Veranschaulichung der geometrischen Verhältnisse zwischen der Sonde, ihrem elektromagnetischen Feld, einem Flüssigprobenbehälter und der Antenne, wenn die Sonde die Flüssigkeit berührt hat und der Abstand von der Sonde/Flüssigkeit-Kombination zu der Antenne zu groß ist, um eine Detektion auszulösen.
  • 24 ist eine Veranschaulichung einer Sensorhülse, deren Aufgabe es ist, das elektrische Signal von der Sonde/Flüssigkeit-Kombination in die Nähe der Empfangsantenne zu kanalisieren.
  • 25 ist eine grafische Darstellung des Systemrauschpegels über der Signalfrequenz.
  • 26 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer automatisch blasenaustreibenden Spritze des automatisierten Analysensystems.
  • 27 ist eine Endansicht im Querschnitt, für sich betrachtet, des Kolbens und der Bohrung der automatisch blasenaustreibenden Spritze von 26.
  • 28 ist eine seitliche Schnittansicht, für sich betrachtet, des Endteils der Spritzenbohrung der automatisch blasenaustreibenden Spritze, wobei der sich hin und her bewegende Kolben nahe am Ende der Bewegung in Richtung Bohrungsende und einer Phantomposition innerhalb der Bohrung ist, die das Kolbenzurückziehen von der Außenverlängerung veranschaulicht.
  • 29 und 30 stellen eine perspektivische seitliche Aufrissansicht und Teilendansicht einer Reagenzpackung und Reagenzpackungsabdeckmittel dar zur Verwendung mit dem automatisierten Analysensystems.
  • 31 ist eine Draufsicht der Reagenzpackung mit zugedeckten Reagenzbehältern.
  • 32, aufgenommen entlang des Abschnitts A-A von 31, stellt eine Seitenansicht im Querschnitt entlang der Linie A-A von 31 dar und veranschaulicht ein Abdeckmittel in verschiedenen Öffnungs- und Schließpositionen.
  • 33 ist eine isometrische Ansicht eines offenen Reagenzgefäßkappenmittels.
  • 34 ist eine perspektivische seitliche Aufrissansicht einer Reagenzbehälterdeckelöffnungs- und Schließstation, wobei die Reagenzbehälter in der Reagenzpackung die Deckel geöffnet haben.
  • 35 stellt eine unterschiedliche perspektivische seitliche Aufrissansicht zu der 34 dar, worin sich die Reagenzbehälter der Reagenzpackung unter Elementen der Öffnungs- und Schließstation befinden, wobei die Reagenzpackungsdeckel geschlossen sind.
  • 36 ist eine perspektivische Ansicht einer Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe.
  • 37 ist eine Bodenansicht der Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe von 36.
  • 38 ist eine Querschnittsansicht, für sich betrachtet, des Probenkarussells mit einer befestigten Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe, ebenfalls im Querschnitt.
  • 39 ist eine Querschnittsansicht einer modifizierten Probenschale mit Rändern.
  • 40 ist eine perspektivische Ansicht einer Segmentbaugruppe für kurze Vacutainer®-Testprobenröhrchen.
  • 41 ist eine Querschnittsansicht von oben einer Segmentbaugruppe für kurze Vacutainer®-Testprobenröhrchen entlang der Linie A-A von 40.
  • 42 ist eine Bodenansicht der Segmentbaugruppe für kurze Vacutainer®-Testprobenröhrchen von 40.
  • 43 ist eine Querschnittsansicht eines langen Testprobenschalenadapters mit eingebautem Röhrchen.
  • 44 ist eine Querschnittsansicht eines kurzen Testprobenschalenadapters mit eingebautem Röhrchen.
  • 45A und 45B stellen eine Ansicht eines Reaktionsgefäßes von oben bzw. eine Seitenansicht des Reaktionsgefäßes für die Verwendung mit dem automatisierten Analysensystem dar, mit markierten Reaktionsgefäßfächern, wo für FPIA-Verarbeitung geeignet.
  • 45C stellt eine Endansicht des Reaktionsgefäßes von 45B dar.
  • 46 ist eine isometrische Ansicht im Querschnitt der Reaktionsgefäßladevorrichtung, die die Vorrichtung beim Halten von zwei Gefäßen und Mittel zum Befestigen anderer Gefäße veranschaulicht.
  • 47 ist eine Draufsicht der Reaktionsgefäßladevorrichtung, dargestellt in einem Bogen, welcher dem Radius des Reaktionsgefäßkarussells entspricht, wobei an der Ladevorrichtung zehn Reaktionsgefäße befestigt sind.
  • 48 ist eine isometrische Ansicht im Querschnitt der Reaktionsgefäßladevorrichtung, die die Ladevorrichtung mit zwei eingebauten Reaktionsgefäßen und Mittel zum Befestigen anderer Reaktionsgefäße veranschaulicht.
  • 49 ist eine Draufsicht der Reaktionsgefäßladevorrichtung, wobei die Reaktionsgefäßladevorrichtung bogenförmige Längenabmessungen aufweist, welche dem Radius des Reaktionsgefäßkarussells entsprechen, wobei an der Ladevorrichtung zwei Reaktionsgefäße befestigt sind und sie die Kapazität zum Befestigen von acht weiteren Reaktionsgefäßen besitzt.
  • 50 ist eine schematische Ansicht, die die Systemkontrollumgebungsluftströmung und Temperaturkontrolle des auto matisierten Analysensystems darstellt.
  • 51 ist eine Aufriss-Querschnittansicht des Prozesskarussells, wie in der kontrollierten Umgebungszone angeordnet und eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen haltend.
  • 52 ist eine perspektivische Ansicht einer Heizbaugruppe zur Flüssigkeitstemperaturkontrolle.
  • 53 ist eine Querschnittsansicht durch die Heizbaugruppe von 52, die das Heizelement innerhalb des Blocks zeigt.
  • 54 ist eine partielle Querschnittansicht der Heizbaugruppe von 52, die die Flüssigkeitsverrohrung, zum Beispiel eine Rohrleitungsspule, innerhalb der Heizbaugruppe zeigt.
  • 55 ist eine seitliche Aufrissansicht als Teilschnitt einer MEIA-Patrone für die Verwendung mit dem automatisierten Analysensystem.
  • 56 ist eine seitliche Aufrissansicht als Schnitt einer MEIA-Patronenbeschickungsvorrichtung des automatisierten Analysensystems.
  • 57 ist eine seitliche Schnittansicht, für sich betrachtet, des MEIA-Patronenbeschickungsvorrichtung-Patronenausrichtungsstiftmechanismus der Patronenbeschickungsvorrichtung von 56.
  • 58 ist eine seitliche Querschnittansicht, für sich betrachtet, eines durch Spalten zu öffnenden Patronenkartons, in verschiedenen Öffnungspositionen gestrichelt dargestellt, eingerückt in Kooperation mit einem Patroneneinfülltrichter, der mannigfaltige Patronen enthält.
  • 59A ist eine isometrische Ansicht des Patronenkartons, von der Unterseite des Patronenkartons aus betrachtet.
  • 59B ist eine isometrische Teilansicht des Patronenkartons, die die Operation der Aufreißbandöffnung veranschaulicht.
  • 60 ist eine isometrische Ansicht des Patronenkartons, von der Oberseite des Patronenkartons aus betrachtet.
  • 61 ist eine isometrische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines frei stehenden Patroneneinfülltrichters, den Patroneneinfülltrichter gesondert zeigend, die zum Laden von Patronen aus einem Patronenkarton geeignet ist.
  • 62 ist eine schematische Darstellung des FPIA-Optiksystems des automatisierten Analysensystems.
  • 63 ist eine schematische Darstellung des MEIA-Optiksystems des automatisierten Analysensystems.
  • 64 ist ein Kästchendiagramm des optischen Steuerungssystems des automatisierten Analysensystems.
  • 65 ist ein illustriertes Zeitdiagramm der FPIA-Lesesequenz des automatisierten Analysensystems.
  • 66 ist ein illustriertes Zeitdiagramm der MEIA-Lesesequenz des automatisierten Analysensystems.
  • 67 ist eine schematische Reaktionssequenz eines FPIA für T4, ausgeführt auf einem automatisierten Analysensystem.
  • 68 ist eine schematische Reaktionssequenz eines einstufigen Sandwich-MEIA, ausgeführt auf einem automatisierten Analysensystem.
  • 69 ist eine schematische Reaktionssequenz eines zweistufigen Sandwich-MEIA, ausgeführt auf einem automatisierten Analysensystem.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Die folgende Beschreibung ist unterteilt in separate Abschnitte mit Überschriften, um die Erfindung deutlicher zu beschreiben, sie sollte aber nicht betrachtet werden, den Umfang der Erfindung zu beschränken.
  • Definitionen
  • Die folgenden Definitionen sind auf die vorliegende Erfindung anwendbar:
    Der Ausdruck "Testprobe", wie er hier verwendet wird, bezeichnet ein Material, von dem angenommen wird, dass es den Analyten enthält. Die Testprobe kann direkt, wie von der Quelle erhalten, oder im Anschluss an eine Vorbehandlung zum Modifizieren des Charakters der Probe verwendet werden. Die Testprobe kann von jeder biologischen Quelle wie einer physiologischen Flüssigkeit einschließlich Blut, Speichel, Augenlinsenflüssigkeit, Zerebrospinalflüssigkeit, Schweiß, Harn, Milch, Aszites-Flüssigkeit, Flüssigkeit des Stimmapparates (raucous), Gelenkflüssigkeit, Peritonealflüssigkeit, Fruchtwasser oder dergleichen abgeleitet werden. Die Testprobe kann vor der Verwendung vorbehandelt werden, z. B. Herstellen von Plasma aus Blut, Verdünnen viskoser Flüssigkeiten oder dergleichen; Verfahren zur Behandlung können Filtration, Destillation, Einengung, Inaktivierung von Störkomponenten und die Zugabe von Reagenzien einschließen. Neben physiologischen Flüssigkeiten können andere flüssige Proben verwendet werden, z. B. Wasser, Nahrungsmittelprodukte und dergleichen zur Ausführung von Umwelt- oder Nahrungsmittelproduktionstests. Zusätzlich kann ein festes Material, von dem angenommen wird, dass es den Analyten enthält, als Testprobe verwendet werden. In manchen Fällen kann es von Vorteil sein, eine feste Testprobe zu modifizieren, um ein flüssiges Medium zu bilden oder um den Analyten freizusetzen.
  • Der Ausdruck "Analyt" oder "interessierender Analyt", wie er hier verwendet wird, bezeichnet die Verbindung oder Zusammensetzung, die nachgewiesen oder gemessen werden soll und die mindestens ein Epitop oder eine Bindungsstelle besitzt. Der Analyt kann jede Substanz sein, für die es ein natürlich vorkommendes Bindungsglied gibt, oder für die ein Bindungsglied hergestellt werden kann. Analyte umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Toxine, organische Verbindungen, Proteine, Peptide, Mikroorganismen, Aminosäuren, Nukleinsäuren, Hormone, Steroide, Vitamine, Drogen (einschließlich solcher, die für therapeutische Zwecke verabreicht werden, sowie solcher, die illegal angewendet werden), Viruspartikel und Metabolite von irgendeiner der oben genannten Substanzen oder Antikörper gegen irgendeine der oben genannten Substanzen. Der Ausdruck "Analyt" schließt auch alle antigenen Substanzen, Haptene, Antikörper, Makromoleküle und Kombinationen davon ein.
  • Der Ausdruck "Analyt-Analog", wie er hier verwendet wird, bezeichnet eine Substanz, die mit einem Analyt-spezifischen Bindungsglied kreuzreagiert, auch wenn sie dies möglicherweise in einem größeren oder kleineren Ausmaß tut als der Analyt selbst. Das Analyt-Analog kann einen modifizierten Analyten sowie einen fragmentierten oder synthetischen Abschnitt des Analytmoleküls umfassen, solange das Analyt-Analog mindestens eine epitope Stelle gemeinsam mit dem interessierenden Analyten aufweist. Ein Beispiel eines Analyt-Analogs ist eine synthetische Peptidsequenz, die mindestens ein Epitop des Vollmolekülanalyten dupliziert, so dass das Analyt-Analog an ein Analyt-spezifisches Bindungsglied binden kann.
  • Der Ausdruck "Bindungsglied", wie er hier verwendet wird, bezeichnet ein Glied eines Bindungspaares, d. h. zwei unterschiedliche Moleküle, wobei eines der Moleküle spezifisch an das zweite Molekül durch chemische oder physikalische Mittel bindet. Zusätzlich zu Antigen- und Antikörperbindungspaargliedern umfassen andere Bindungspaare, als Beispiele ohne Einschränkung, Biotin und Avidin, Kohlenhydrate und Lectine, komplementäre Nucleotidsequenzen, komplementäre Peptidsequenzen, Effektor- und Rezeptormoleküle, Enzymcofaktoren und Enzyme, Enzyminhibitoren und Enzyme, eine Peptidsequenz und ein Antikörper, der für die Sequenz oder das ganze Protein spezifisch ist, Polymersäuren und -basen, Farbstoffe und Proteinbindemittel, Peptide und spezifische Proteinbindemittel (z. B. Ribonuclease, S-Peptid und Ribonuclease-S-Protein) und dergleichen. Darüber hinaus können Bindungspaare Glieder einschließen, die Analoge des ursprünglichen Bindungsgliedes sind, zum Beispiel ein Analyt-Analog oder ein Bindungsglied, das durch rekombinante Techniken oder Molekülgestaltung hergestellt wird. Wenn das Bindungsglied ein Immunoreaktant ist, kann es zum Beispiel ein monoklonaler oder polyklonaler Antikörper, ein rekombinantes Protein oder rekombinanter Antikörper, ein chimärischer Antikörper, ein Gemisch oder Fragment oder Gemische oder Fragmente des Vorhergehenden sowie eine Präparation derartiger Antikörper, Peptide und Nucleotide sein, deren Geeignetheit für die Verwendung als Bindungsglieder dem Fachmann gut bekannt ist.
  • Der Ausdruck "detektierbare Komponente", wie er hier verwendet wird, bezeichnet jede Verbindung oder herkömmlich detektierbare chemische Gruppe, die eine detektierbare physi kalische oder chemische Eigenschaft besitzt, und die verwendet werden kann, um ein Bindungsglied zu markieren, um damit ein Konjugat zu bilden. Solche detektierbaren chemischen Gruppen können, ohne dass sie jedoch darauf beschränkt sein sollen, enzymatisch aktive Gruppen sein wie Enzyme, Enzymsubstrate, prosthetische Gruppen oder Coenzyme; Spinmarkierungen; Fluoreszene und Fluorogene; Chromophoren und Chromogene; Lumineszene wie Chemilumineszene und Biolumineszene; spezifisch bindbare Liganden wie Biotin und Avidin; elektroaktive Spezies; Radioisotope; Toxine, Wirkstoffe; Haptene; DNA; RNA; Polysaccharide; Polypeptide; Liposome; farbige Partikel und farbige Mikropartikel und dergleichen.
  • Der Ausdruck "fortlaufender Zugriff", wie er hier verwendet wird, bezeichnet die Fähigkeit, weitere Testproben oder Reagenzien zu dem automatisierten Analysensystem der vorliegenden Erfindung hinzuzufügen ohne die Unterbrechung von Tests, die von dem automatisierten Analysensystem der vorliegenden Erfindung zum Zeitpunkt einer derartigen Zugabe gerade ausgeführt werden.
  • Der Ausdruck "wahlfreier Zugriff", wie er hier verwendet wird, bezeichnet die Fähigkeit des automatisierten Analysensystems der vorliegenden Erfindung, gleichzeitig mehr als einen geplanten Test in jeder beliebigen Reihenfolge auszuführen, in der eine solche Vielzahl geplanter Tests in dem automatisierten Analysengerät der vorliegenden Erfindung erscheinen.
  • Der Ausdruck "gleichzeitig", wie er hier verwendet wird, bezeichnet die Fähigkeit des automatisierten Analysensystems der vorliegenden Erfindung, unabhängig zwei oder mehr geplante Tests zur gleichen Zeit auszuführen.
  • Der Ausdruck "Zusammenstellen", wie er hier verwendet wird, bezeichnet die Fähigkeit des automatisierten Analysensystems der vorliegenden Erfindung, einen Einheitsdosis-Wegwerfartikel zu erzeugen, indem Testproben und Reagenzien getrennt zu dem Reaktionsgefäß der vorliegenden Erfindung überführt werden, ohne Initiierung einer Testreaktionssequenz.
  • Der Ausdruck "Quat" bezeichnet eine polykationische Materiallösung für Tests, welche diese Materialien verwenden, welche kein Antikörper oder Antigen sind, um den Analyten aus der Probe auf der Matrix von, zum Beispiel, einer MEIA-Patrone einzufangen. In dem vorliegenden erfinderischen System wird Quat auf die Matrix während der Testverarbeitung abgegeben, vor dem Transfer des Reaktionsgemischs aus dem Reaktionsgefäß.
  • DETEKTIONSSYSTEME
  • Das automatisierte Analysensystem der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, verschiedene Tests unter Einsatz verschiedener Detektionssysteme durchzuführen, die auf dem Fachgebiet bekannt sind und die folgendes einschließen, aber nicht beschränkt darauf sein sollen: spektrophotometrischer Extinktionstest, wie Endpunktreaktionsanalyse und Analyse der Reaktionsrate, turbidimetrische Tests, nephelometrische Tests, radioaktive Energiedämpfungstests (wie jene, die beschrieben sind in US-Patent Nr. 4.496.293 und US-Patent Nr. 4.743.561), Ioneneinfangtests, kalorimetrische Tests, fluorometrische Tests, elektrochemische Detektionssysteme, potentiometrische Detektionssysteme, amperometrische Detektionssysteme, und Immunoassays. Immunoassays umfassen, sollen aber nicht beschränkt sein auf, heterogene Immunoassays wie kompetitive Immunoassays, Sandwich-Immunoassays, immunometrische Immunoassays und dergleichen, worin die Menge einer detektierbaren Komponente, die darin eingesetzt wird, gemessen und mit der Menge des Analyten, die in einer Testprobe vorhanden ist, korreliert werden kann. Allgemein erzeugt in einem spektrophotometrischen Test, wie jene, die auf dem klinischen Analysengerät Abbott Spectrum und dem klinischen Analysengerät Abbott Spectrum Series II (Abbott Laboratories, Abbott Park, IL, USA) ausgeführt werden, die Wechselwirkung in einer Testlösung zwischen dem zu bestimmenden Analyten und einen Reagenzsystem, das für den Analyten spezifisch ist, eine detektierbare Änderung der Durchlässigkeitseigenschaften der Testlösung. Die Änderung der Durchlässigkeitseigenschaften ist zurückzuführen auf die Lichtmenge, die von einer Testlösung innerhalb eines bestimmten Wellenlängenbandes absorbiert oder gestreut wird, wenn ein Lichtstrahl bekannter Intensität durch die Testlösung durchgeleitet wird.
  • Die Änderung der Durchlässigkeitseigenschaften einer Testlösung wird gemessen, indem monochromatisches Licht mit einer bekannten Intensität durch die Testlösung hindurchgeleitet wird, und das Verhältnis der Intensität des durchgelassenen oder gestreuten Lichts zu der Intensität des einfallenden Lichts bestimmt wird. Nahezu alle Analyte absorbieren Energie einer bestimmten Wellenlänge, oder sie treten in einer Testlösung mit einem bestimmten Reagenzsystem in Wechselwirkung, um eine detektierbare Änderung der Durchlässigkeitseigenschaften der Testlösung zu erzielen, Merkmale, die zu der Entwicklung zahlreicher spezifischer spektrophotometrischer Tests geführt haben.
  • Spektrophotometrische Tests, die auf der Messung der Änderung der Durchlässigkeitseigenschaften einer Testlösung als ein Maß für einen Analyten in der Testlösung beruhen, umfassen zum Beispiel Tests, bei denen es eine Änderung der Farbe des Tests gibt, wenn es eine Änderung der Trübung der Testlösung gibt, das heißt turbidimetrische und nephelometrische Tests.
  • In einem kalorimetrischen Test wird die Änderung der Durchlässigkeitseigenschaften einer Testlösung allgemein als die Extinktion der Testlösung bezeichnet und ist abhängig von der Änderung der Farbe der Testlösung infolge der Wechselwirkung zwischen dem zu bestimmenden Analyten und dem für den Analyten spezifischen Reagenzsystem. Die Extinktion der Testlösung steht in Beziehung zu der Konzentration des Analyten in der Testlösung. Ein kalorimetrischer Test verwendet ein Farbreagenzsystem, das in der Lage ist, in einer Testlösung mit dem einzelnen interessierenden Analyten in Wechselwirkung zu treten, um eine detektierbare Änderung der Durchlässigkeitseigenschaften, insbesondere der Farbe, der Testlösung zu erzielen. Zahlreiche Farbreagenzsysteme, die für die Bestimmung spezifischer Analyte nützlich sind, sind entwickelt worden und sind kommerziell erhältlich.
  • Das Prinzip der turbidimetrischen Tests ist, die Lichtmenge zu bestimmen, die durch suspendierte Partikel gestreut oder abgefangen wird, wenn Licht durch eine Testlösung hindurchgeht. In einem turbidimetrischen Test tritt der interessierende Analyt mit einem für den Analyten spezifischen Reagenzsystem in Wechselwirkung, um eine Partikelsuspension in der Testlösung zu bilden. Wenn ein Lichtstrahl mit einer bekannten Intensität durch eine Testlösung hindurchgeht, fängt die Partikelsuspension, die durch die Wechselwirkung des Analytreagenzsystems gebildet wird, das einfallende Licht ab oder streut dieses einfallende Licht, wodurch die Intensität des durch die Testlösung durchgelassenen Lichts verringert wird. Die Änderung der Durchlässigkeitseigenschaften in einem turbidimetrischen Test ist zurückzuführen auf die Abnahme der Intensität des Lichts, das durch eine Testlösung durchgelassen wird, und steht in Beziehung zu der Menge an einfallendem Licht, die durch die Partikelsuspension gestreut oder abgefangen wird, und hängt von der Anzahl der vorhandenen Partikel und dem Querschnitt derartiger Partikel ab.
  • Ein nephelometrischer Test ähnelt einem turbidimetrischen Test insofern, als dass der interessierende Analyt mit einem für den Liganden spezifischen Reagenzsystem in Wechselwirkung tritt, um eine Partikelsuspension in der Testlösung zu bilden. In einem nephelometrischen Test steht die Änderung der Durchlässigkeitseigenschaften der Testlösung ebenfalls in Beziehung zu der Menge an einfallendem Licht, das durch die Partikelsuspension gestreut oder abgefangen wird, aber anders als in einem turbidimetrischen Test, worin die Intensität des Lichts gemessen wird, das durch die Testlösung durchgelassen wird, wird das gestreute oder abgefangene Licht in einem Winkel zu dem Licht gemessen, das in die Testlösung einfällt. Daher bezieht sich in einem nephelometrischen Test die Änderung der Durchlässigkeitseigenschaften auf die Differenz der Intensitäten des Lichts, das in die Testlösung einfällt, und des Lichts, das in einem Winkel zu dem einfallenden Licht gestreut wird. Turbidimetrische und nephelometrische Tests werden in der Analyse von Blut, Harn, Spinalflüssigkeit und dergleichen zur Bestimmung von Analyten wie Proteinen verwendet, worin es keinen vergleichbaren kalorimetrischen Test gibt aufgrund des Fehlens eines wirksamen Farbreagenzsystems. Yoe und Klimman, Photoelectric Chemical Analysis, Vol. II: Nephelometry, Wiley & Sons, Inc., New York, 1929, beschreiben verschiedene nephelometrische Tests. Verschie dene Reagenzien und Reagenzsysteme, die zum Ausführen spektrophotometrischer Tests auf den automatisierten Analysensystemen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, umfassen, ohne dass sie darauf beschränkt sein sollen, jene für die gleichzeitige Bestimmung von Glucose und Harnstoff, wie in US-Patent Nr. 5.037.738 beschrieben. Die gleichzeitige Bestimmung von Calcium und Phosphor; die gleichzeitige Bestimmung von Cholesterol und Triglyceriden; Bestimmung von Isoenzymen; Bestimmung von Blutammoniakspiegeln und dergleichen können auf dem Apparat und durch die Verfahren der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
  • Typischerweise wird in einem fluorometrischen Test ein Analyten in einer Testlösung chemisch oder immunologisch in einen fluoreszierenden Komplex oder ein fluoreszierendes Konjugat umgewandelt, wodurch eine detektierbare Änderung der fluoreszierenden Eigenschaften der Testlösung erzielt wird. Die Änderung der fluoreszierenden Eigenschaften der Testlösung wird gemessen, indem die erzielten fluoreszierenden Komplex- oder Konjugateigenschaften mit monochromatischem Licht einer Wellenlänge innerhalb des Anregungswellenlängenbandes der fluoreszierenden Komponente angeregt werden, und die Intensität des emittierten Lichts bei einer Wellenlänge des Emissionswellenlängenbandes der fluoreszierenden Komponente gemessen wird. Die Fluoreszenzintensität des emittierten Lichts steht in Beziehung zu der Konzentration des Analyten. Jedoch kann die Intensität der Fluoreszenz, die durch die Testlösung emittiert wird, gehemmt sein, wenn der zu bestimmende Ligand mit nicht fluoreszierenden Störsubstanzen wie Protein oder Phosphaten, die in der Probe vorhanden sind, Komplexe bildet, oder wenn die Probe, die den zu bestimmenden Liganden enthält, farbig genug ist, dass sie wie ein Filter wirkt und dadurch die Intensität der emittierten Fluoreszenz verringert. Es ist gut anerkannt, dass diese hemmenden Faktoren, falls vorhanden, entweder durch Entfernen der nicht fluoreszierenden Störsubstanzen oder des nicht fluoreszierenden farbbildenden Materials vor der Analyse, oder durch Kompensieren der Gegenwart solcher Faktoren unter Verwendung eines internen Standards, der einem zweiten Aliquot der Probe zugesetzt wird, und Ausführen des gesamten Testverfahrens unter Verwendung des Aliquots, das den internen Standard enthält, umgangen werden müssen, um die Sensitivität und Spezifität eines fluorometrischen Tests zu maximieren.
  • TESTFORMATE
  • Im Allgemeinen sind homogene und heterogene Immunoassays abhängig von der Fähigkeit eines ersten Bindungsglieds eines Bindungspaares, spezifisch an ein zweites Bindungsglied eines Bindungspaares zu binden, wobei ein Konjugat, das ein Glied derartiger Bindungsglieder umfasst und markiert ist mit einer detektierbaren Komponente, eingesetzt wird, um das Ausmaß einer derartigen Bindung zu bestimmen. Wo zum Beispiel solche Bindungspaarglieder ein Analyt und ein Antikörper zu diesem Analyten sind, wird das Ausmaß der Bindung bestimmt durch die Menge der detektierbaren Komponente, die in dem Konjugat vorhanden ist, welches in einer Bindungsreaktion mit dem Analyten entweder ausgefallen ist oder nicht, wobei die Menge der detektierbaren Komponente, die detektiert und gemessen wurde, korreliert werden kann mit der Menge an Analyt, die in der Testprobe vorhanden ist.
  • Homogene Immunoassays werden typischerweise in einem kompetitiven Immunoassayformat durchgeführt, worin eine Konkurrenz zwischen einem Analyten aus einer Testprobe und einem Tracer um eine begrenzte Zahl Rezeptorbindungsstellen auf einem Antikörper zu dem Analyten eingeschlossen ist. Der Tracer umfasst den Analyten oder ein Analog davon, der mit einer detektierbaren Komponente markiert ist, wobei die Konzentration von Analyt in der Testprobe die Menge der Tracersubstanz bestimmt, die an den Antikörper spezifisch binden wird. Die Menge des Tracer-Antikörper-Konjugats, die durch diese Bindung gebildet wird, kann quantitativ gemessen werden und ist umgekehrt proportional zu der Menge an Analyt, die in der Testprobe vorhanden ist. Zum Beispiel basieren Fluoreszenzpolarisationstechniken für die Durchführung einer derartigen Bestimmung, wie in Fluoreszenzpolarisation-Immunoassays, die wie hier beschrieben sind, auf dem Prinzip, dass eine fluoreszierend markierte Verbindung, wenn sie durch linear polarisiertes Licht angeregt wird, eine Fluoreszenz emittiert, die einen Polarisationsgrad besitzt, der sich umgekehrt proportional zu ihrer Rotationsgeschwindigkeit verhält. Wenn ein Molekül wie ein Tracer-Antikörper-Konjugat, das eine Fluoreszenzmarkierung besitzt, mit einem linear polarisierten Licht angeregt wird, wird es am Rotieren gehindert in der Zeit, wenn Licht absorbiert und emittiert wird. Wenn ein "freies" (d. h. nicht an einen Antikörper gebundenes) Tracermolekül durch linear polarisiertes Licht angeregt wird, ist seine Rotation viel schneller als die des entsprechenden Tracer-Antikörper-Konjugats, und die Moleküle sind zufälliger orientiert, deshalb ist das emittierte Licht polarisiert. Entsprechend wird, wenn planares polarisiertes Licht durch eine Lösung hindurchgeleitet wird, die die zuvor genannten Reagenzien enthält, eine Fluoreszenzpolarisations-Antwort nachgewiesen und mit der Menge an Analyt korreliert, die in der Testprobe vorhanden ist.
  • Verschiedene fluoreszierende Verbindungen, die zur Ausführung von Fluoreszenzpolarisation-Immunoassays auf dem automatisierten Analysensystem der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, umfassen, ohne dass sie jedoch darauf beschränkt sein sollen, Aminofluoresceine, wie in US-Patent Nr. 4.510.251 und US-Patent Nr. 4.614.823 beschrieben; Triazinylaminofluoresceine, wie in US-Patent Nr. 4.420.568 und US-Patent Nr. 4.593.089 beschrieben; Carboxyfluoresceine, wie in US-Patent Nr. 4.668.640 beschrieben, und dergleichen.
  • Heterogene Immunoassays schließen typischerweise ein markiertes Reagenz oder einen markierten Tracer ein, die einen Analyten, ein Analog des Analyten oder einen Antikörper dagegen umfassen, die mit einer detektierbaren Komponente markiert sind, um eine freie Spezies und eine gebundene Spezies zu bilden. Um die Menge an Tracer in einer dieser Spezien mit der Menge an Analyt zu korrelieren, die in der Testprobe vorhanden ist, muss die freie Spezies erst von der gebundenen Spezies getrennt werden, was gemäß bekannten Verfahren auf dem Gebiet erreicht werden kann, indem Festphasenmaterialien für die direkte Immobilisierung von einem der Bindungsteilnehmer in der Bindungsreaktion, wie z. B. dem Antikörper, dem Analyten oder dem Analog des Analyten, eingesetzt werden, wobei einer der Bindungsteilnehmer auf einem Festphasenmaterial, wie z. B. einem Reagenzglas, Kügelchen, Partikeln, Mikropartikeln oder der Matrix eines Fasermaterials und dergleichen, immobilisiert wird gemäß Verfahren, die auf dem Gebiet bekannt sind.
  • Heterogene Immunoassays können in einem kompetitiven Immunoassayformat ausgeführt werden, wie oben beschrieben, worin zum Beispiel der Antikörper auf einem Festphasenmaterial immobilisiert werden kann, wodurch nach Trennung die Menge des Tracers, die an dieses Festphasenmaterial gebunden ist, bestimmt und mit der Menge an Analyt, die in der Testprobe vorhanden ist, korreliert werden kann. Eine andere Form eines heterogenen Immunoassays, bei dem ein Festphasenmaterial eingesetzt wird, wird als ein Sandwich-Immunoassay bezeichnet, der das In-Kontakt-Bringen einer Testprobe, wie zum Beispiel ein Antigen, mit einem Protein wie einem Antikörper oder einer anderen Substanz, die in der Lage ist, das Antigen zu binden, und das auf einem Festphasenmaterial immobilisiert wird, einschließt. Das Festphasenmaterial wird typischerweise mit einem zweiten Antigen oder Antikörper behandelt, die mit einer detektierbaren Komponente behandelt wurden. Das zweite Antigen oder der zweite Antikörper wird dann an das entsprechende Antigen oder den entsprechenden Antikörper auf dem Festphasenmaterial gebunden, und im Anschluss an einen oder mehrere Waschschritte zum Entfernen allen ungebundenen Materials wird ein Indikatormaterial wie eine Farbsubstanz zugesetzt, die mit der detektierbaren Komponente reagiert (wo z. B. die detektierbare Komponente ein Enzym ist, wird ein Substrat für dieses Enzym zugesetzt), um eine Farbänderung hervorzurufen. Die Farbänderung wird dann nachgewiesen und mit der Menge an Antigen oder Antikörper korreliert, die in der Testprobe vorhanden ist.
  • Zum Beispiel ist ein heterogener Immunoassay, welcher durch das automatisierte Analysensystem der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann, entweder in einem kompetitiven oder Sandwich-Immunoassayformat, ein Mikropartikeleinfang-Enzymimmunoassay wie jener, der in Clinical Chemistry, Volume 34, Nr. 9, Seite 1726–1732 (1988) beschrieben wurde, bei dem Mikropartikel als Festphasenmaterial eingesetzt werden.
  • Zusätzlich wurde für die Verwendung von Sucrose in Mikropartikelverdünnungsmittel herausgefunden, dass sie die neutrale Dichte der Mikropartikel zustande bringt. Die Methodologie erfordert die Bestimmung der optimalen Sucrosekonzentration, welche das Absetzen von Mikropartikeln beseitigen wird. Die Sucrosekonzentration, die erforderlich ist um neutrale Dichte zu erreichen, ist Test-spezifisch und Mikropartikel-Losspezifisch. Das Prinzip schließt Auflösen von Sucrose in Lösung ein, um die Dichte des Verdünnungsmittels zu erhöhen. Wenn die Dichte des Verdünnungsmittels und der Mikropartikel gleichwertig sind, befinden sich die Mikropartikel in einem suspendierten Zustand. Dichteneutralisierung kann auch erreicht werden, indem andere Materialien wie Metrizamid und/oder Metrizoicsäure verwendet werden.
  • Trennung der gebundenen und freien Spezies wird erreicht durch Einfangen der Mikropartikel an einer Glasfasermatrix einer einfachen Patrone (hier die "MEIA"-Patrone), ein Verfahren, das auf der hohen Affinität von Glasfasern für die Mikropartikel beruht, wobei die Mikropartikel an der Oberfläche der Fasern irreversibel haften, und unspezifisch gebundenes Material wirksam durch Waschen der Matrix entfernt werden kann. Die Matrix stellt auch einen genau lokalisierten mechanischen Träger für die Mikropartikel während der optischen Quantifizierungsphase des Testprotokolls, wie hier beschrieben, bereit.
  • Bei der Durchführung eines Sandwich-Immunoassays werden Mikropartikel, die mit Antikörper gegen den Analyten in der Testprobe beschichtet sind, mit der Testprobe inkubiert, die den interessierenden Analyten enthält, um einen Einfangkomplex mit dem Analyten aus der Testprobe zu bilden. Ein Konjugat, das Antikörper gegen den Analyten umfasst, der mit einer detektierbaren Komponente markiert ist, vorzugsweise einem Enzym, wird dann mit dem Einfangkomplex inkubiert, um den zweiten Komplex eines Sandwich-Komplexes zu bilden. Bei der Durchführung eines kompetitiven Immunoassays werden Mikropartikel, die mit Antikörper gegen den Analyten in der Testprobe beschichtet sind, mit der Testprobe inkubiert, die den interessierenden Analyten und ein Konjugat enthält, das den Analyten oder ein Analog davon umfasst, und das mit einer detektierbaren Komponente markiert ist, vorzugsweise einem Enzym. Entfernung des ungebundenen Konjugats wird erreicht mit der Glasfasermatrix der MEIA-Patrone und, wo die detektierbare Komponente ein Enzym ist, wird ein Substrat für das Enzym hinzugefügt, das in der Lage ist, ein detektierbares Signal zu liefern, und das dadurch gelieferte Signal wird gemessen und mit der Menge an Analyt korreliert, die in der Probe vorhanden ist. Vorzugsweise ist das Enzym-Substrat-System, das in den kompetitiven und Sandwich-MEIA-Formaten eingesetzt wird, alkalische Phosphatase und 4-Methylumbelliferylphosphat (MUP), auch wenn andere Enzym-Substrat-Systeme, die auf dem Gebiet bekannt sind, ebenso eingesetzt werden können.
  • Die MEIA-Patrone, welche durch das automatisierte Analysensystem der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, umfasst eine Reaktionsvertiefung zum Zurückhalten und Immobilisieren von Mikropartikel-Analyt-Komplexen. Die Reaktionsvertiefung hat eine Eintrittsöffnung und Mittel zur Aufnahme einer Menge von Proben- und Testreaktionsgemischen, die über einer Fasermatrix angeordnet sind, die Mikropartikel-Analyt-Komplexe, wie oben beschrieben, zurückhält und immobilisiert. Die Fasermatrix ist zusammengesetzt aus Fasern, die einen mittleren räumlichen Abstand größer als dem mittleren Durchmesser der Mikropartikel haben. Vorzugsweise ist der mittlere räumliche Abstand größer als 10 Mikron. 1 Mikron entspricht 10–6 m.
  • Die Reaktionsvertiefung umfasst weiter ein saugfähiges Material, das unter der Fasermatrix angeordnet ist, um den Fluss von Probe und Testreaktionsgemischen durch die Fasermatrix zu steigern. Vorzugsweise ist das saugfähige Material ein Fasermaterial, dessen Fasern vorwiegend in einer Ebene senkrecht zu der Unterseite der Fasermatrix liegen. Das saugfähige Material steht in Flüssigkeitsverbindung mit der Fasermatrix. Im Allgemeinen steht das saugfähige Material in physikalischem Kontakt mit der Unterseite der Fasermatrix. Das Innere der Reaktionsvertiefung ist daher im Allgemeinen bemessen oder enthält Positionierungsmittel, um die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem saugfähigen Material und der Fasermatrix aufrechtzuerhalten. Vorzugsweise kann ein Dorn, platziert am Boden der Reaktionsvertiefung, verwendet werden, um das saugfähige Material in Kontakt mit der Unterseite der Fasermatrix zwangsweise zu bringen. Zusätzlich ist es vorzuziehen, die Gase, die in dem saugfähigen Material durch die Flüssigkeiten verdängt werden, die darin während der Ausführung eines Immunoassays absorbiert werden, an die Umgebung abzulassen.
  • Gemäß der oben beschriebenen Immunoassay-Methodologien werden Standardlösungen des Analyten mit bekannten Konzentrationen, die den klinischen Konzentrationsbereich abdecken, typischerweise wie die Testprobe, die untersucht werden soll, hergestellt und untersucht. Dieser Blindtest liefert eine Reihe von Signalmesswerten, die den bekannten Konzentrationen entsprechen, woraus eine Standardkurve erzeugt wird. Das optische Signal, das der unbekannten Probe entspricht, wird zu einem Konzentrationswert durch Interpretation der Blind- oder Standardkurve korreliert.
  • ANALYSENSYTEMVERFAHREN
  • Eine automatisierte analytische Methodologie zum Bewerkstelligen von Analysen für eine Vielzahl von Testproben gemäß der vorliegenden Erfindung wird erreicht, indem Reagenzpackungen, Testprobenbehälter und Reaktionsgefäße auf konzentrische Karusselle eines Hauptkarussells eingebracht werden. Der Testprobenbehälter kann ein Reagenzglas, eine Küvette, ein Vakutainerröhrchen und dergleichen zur Aufnahme einer Testprobe sein. Die Reagenzpackungen und Testprobenbehälter werden identifiziert und jeweils mit einem Reaktionsgefäß ausgerichtet zum Überführen und Zusammenstellen des Reaktionsgefäßes, indem Testprobe und spezifische Reagenzien aus der Reagenzpackung zur Vorbereitung eines vorherbestimmten Versuchs überführt werden. Das Reaktionsgefäß, das die Testprobe und ein oder mehrere Reagenzien enthält, wird zu einem Prozesskarussell überführt, in dem kontrollierte Umgebungsbedingungen für die Inkubation herrschen, sobald die Probe mit verschiedenen Reagenzien geeignet gemischt worden ist, um ein Reaktionsgemisch zu bilden. Wenn alle Testverarbeitungsschritte abgeschlossen worden sind, wird das Reaktionsgemisch identifiziert und überführt zu mindestens einer Vorrichtung wie, zum Beispiel, einem Fluoreszenzpolarisationsimmunoassayleser oder einer Mikropartikelenzymimmunoassaypatrone, die auf einem separaten Patronenrad oder -karussell für eine weitere Vorbereitung vor dem Lesen angeordnet ist. Die verarbeiteten Testproben werden ausgelesen und die Leseergebnisse werden berechnet, wobei die resultierenden Daten aufgezeichnet und/oder ausgedruckt werden.
  • Die Methodologie des automatisierten Immunoassay-Analysensystems wird erreicht durch die Verwendung eines geschlossenen, voll automatisierten Messgeräts mit fortlaufendem und wahlfreiem Zugriff, das eine Hauptkarussellbaugruppe umfasst, die aus dem Reagenzpackungskarussell, einem Reaktionsgefäßkarussell und einem Testprobenbehälterkarussell besteht, die konzentrisch und unabhängig voneinander drehbar sind. Die Hauptkarussellbaugruppe ist mit einer Transferpipette versehen, die durch einen Auslegerarm zum Überführen und Zusammenstellen von Testprobe und Reagenzien in das Reaktionsgefäß automatisch nach einem vorherbestimmten Versuchsplan betrieben wird. Die Hauptkarussellbaugruppe ist mit Strichcodelesern für Reagenzpackungen und Testprobenbehälter versehen und hat die Fähigkeit, das Reagenzpackungskarussell und das Testprobenbehälterkarussell und ein Reaktionsgefäß für Pipettentransferoperationen auszurichten. Sobald der Test, der ausgeführt werden soll, geplant ist, werden das Reaktionsgefäßkarussell, das Reagenzpackungskarussell und das Testprobenbehälterkarussell gedreht, bis für das Reaktionsgefäß, eine Reagenzpackung und eine Testprobe jeweils festgestellt wird, dass sie in der Transferpipettenzugriffsposition sind. Die Transferpipette überführt dann die Testprobe aus dem Testprobenbehälter, und abhängig von dem Test, der ausgeführt werden soll, werden die Reagenzien von der Reagenzpackung in das Reaktionsgefäß überführt. Das Reaktionsgefäßkarussell wird dann zu einer Transferstationsposition gedreht, welche das Reaktionsgefäß mit einem Transfermechanismus in Kontakt bringt und das Reaktionsgefäß in die Transferstation zieht. Das Reaktionsgefäß wird dann durch den Transfermechanismus auf das Prozesskarussell geladen.
  • Bei der Ausführung eines Fluoreszenzpolarisations-Immunoassays (FPIA) mit dem automatisierten Analysensystem der vorliegenden Erfindung, wie ausführlicher unten beschrieben, werden verschiedene Pipettieraktivitäten durch einen zweiten Transferpipettenapparat ausgeführt, welcher im Dienst des Prozesskarussells steht, und das Prozesskarussell wird gedreht, so dass sich das Reaktionsgefäß, wenn es richtig mit, zum Beispiel, FPIA-Reagenzien pipettiert ist, an der Lesestation der FPIA-Verarbeitungsstationen befindet und die FPIA-Bestimmung durch Lesen an dem Reaktionsgefäß vorgenommen wird. Das Prozesskarussell wird dann gedreht, so dass sich das gelesene Reaktionsgefäß an der Transferstation befindet. Das Reaktionsgefäß wird wieder kontaktiert und von der Transferstation überführt. Die Transferstation wird gedreht und stößt das Reaktionsgefäß in eine Abfallbehälteröffnung.
  • Für einen Mikropartikelenzymimmunoassay (MEIA), ausgeführt mit dem automatisierten Analysensystem der vorliegenden Erfindung, wie ausführlicher unten beschrieben, wird nach den verschiedenen Pipettieraktivitäten für den MEIA, die auf der Hauptkarussellbaugruppe abgeschlossen werden können, das Reaktionsgefäß zu dem Prozesskarussell überführt, wie in dem FPIA-Verfahren beschrieben. Pipettierung kann auch in dem Prozesskarussell oder gemeinschaftlich zwischen den zwei Karussellen vollbracht werden. Um den MEIA abzuschließen, wird das Reaktionsgemisch aus dem Reaktionsgefäß zu einer Matrix einer MEIA-Patrone auf einem Patronenkarussell mit der zweiten Transferpipette überführt. Die Matrix wird mit einem Puffer und einem Substrat wie MUP (zuvor definiert) oder einem anderen geeigneten, auf dem Gebiet bekannten Substrat gewaschen. Das Patronenkarussell wird dann gedreht, so dass die MEIA-Patrone bei einer MEIA-Verarbeitungsbaugruppe positioniert ist, und die MEIA-Bestimmung wird durchgeführt. Das MEIA-Reaktionsgefäß wird in den Abfallbehälter ausgeworfen, wie für das FPIA-Reaktionsgefäß beschrieben. Die MEIA-Patrone wird unabhängig von dem Patronenrad durch einen Auswerfer an einer entsprechenden Auswerferstation in einen Abfallbehälter ausgeworfen. Vorzugsweise werden zwei unterschiedliche Analysenverfahren, wie oben beschrieben, FPIA und MEIA, in das automatisierte Analysensystem der vorliegenden Erfindung aufgenommen; jedoch können mehr als zwei unterschiedliche Analysenverfahren in das erfinderische System eingegliedert werden. Diese Verfahren sind komplementär und teilen sich eine Allgemeinheit von Apparaten und Verfahrensschritten, wobei der FPIA im Allgemeinen das Verfahren der Wahl für Analyte mit niederem Molekülgewicht ist, und MEIA für Moleküle wie Proteinhormone, Antikörper oder Analyte mit niederem Molekülgewicht ist, die eine höhere Empfindlichkeit erfordern. Die zwei Verfahren teilen sich Systemkomponenten einschließlich dem Bediengerät, der Pipettierauslegerbaugruppe, strömungstechnischer Systeme, Luft- und Flüssigreagenzerhitzern, Druckern, Strichcodeleser und Schrittmotoren. Eine derartige Allgemeinheit der Verwendung von Systemkomponenten ermöglicht ein kompaktes Messgerät trotz der dualen FPIA- und MEIA-Fähigkeit.
  • Die FPIA-Optiksysteme (wie in US-Patent Nr. 4.269.511 beschrieben) können einen Polarisationsfilter verwenden, der ein elektrisch geschalteter Flüssigkristall ist, wodurch eine kompakte Abmessung erhalten bleibt und komplexe und möglicherweise unzuverlässige bewegte Teile vermieden werden. Bei der Ausführung von FPIA-Assays unter Verwendung des automatisierten Analysensystems der vorliegenden Erfindung umfassen FPIA-Reagenzpackungen typischerweise einen Tracer, der einen Analyten oder ein Analog davon umfasst, gekoppelt an eine detektierbare Komponente, einen Antikörper, der für diesen Analyten spezifisch ist, und ein Probenvorbehandlungsreagenz. In einem bevorzugten FPIA-Format konkurriert der zu bestimmende Analyt mit dem Tracer um eine begrenzte Zahl von Bindungsstellen auf den Antikörpern, die für den Teil oder die Teile des Analyten oder Tracers spezifisch sind. Die detektierbare Teilkomponente des Tracers ist vorzugsweise eine fluoreszierende Komponente gewählt aus der Gruppe bestehend aus Fluoresceinen, Aminofluoresceinen, Carboxyfluoresceinen, Fluoresceinaminen und dergleichen, besser Carboxymethyl-aminomethyl-fluorescein, Carboxyethylaminomethyl-car boxyfluorescein, 6-Carboxyfluorescein, 5-Carboxyfluorescein, Succinylaminomethyl-fluorescein, Thioharnstoff-amonifluorescein, Methoxytrianolylaminofluorescein, Aminofluorescein und dergleichen.
  • In einer anderen Ausführungsform verwendet das FPIA-Format eine außergewöhnliche, runde Kunststoffreaktionsküvette, die für Fluoreszenzpolarisations- und Extinktionsassayverfahren geeignet ist, welche keine andere Ausrichtung als von oben nach unten benötigen. Diese Kunststoffreaktionsküvette hat die physikalischen Merkmale einer niedrigen Doppelbrechung über der optischen Leseregion sowie strenge Abmessungstoleranzen, welche reproduzierbare Extinktionslesungen erlauben. Doppelbrechung ist definiert als das Ausmaß der Verzögerung des außerordentlichen Strahls, wenn er durch das Material hindurchgeht. Je höher das Ausmaß der Verzögerung, umso größer wird der Grad der Doppelbrechung sein. Die Verzögerung des außerordentlichen Strahls ist abhängig von der Höhe und Richtung der induzierten Spannung. Deshalb wird das Hindurchleiten eines Strahls von linear polarisiertem Licht durch ein Material mit induzierter Spannung zur Depolarisation des Strahls führen. Damit eine Küvette für Fluoreszenzpolarisationsmessungen verwendet werden kann, ist es wichtig, dass die Küvette unter Bedingungen hergestellt wird, die minimale Spannung ergeben. Die Geometrie der Küvette ist ausgelegt worden, die innewohnende Fluidik automatisierter medizinischer Diagnosegeräteausstattung zu nutzen, um die hydrophobe Wirkung von Kunststoff zu minimieren.
  • MEIA-Ergebnisse können bestimmt werden, indem die Geschwindigkeit quantitativ bestimmt wird, mit der sich Fluoreszenz entwickelt, wenn fluorogenes Substrat durch die Einwirkung eines Enzym-markierten Konjugats umgewandelt wird. Wenn zum Beispiel entweder ein kompetitiver MEIA oder ein Sandwich-MEIA ausgeführt wird, wird die auf den Mikropartikeln spezifisch gebundene alkalische Phosphatase durch Zusatz des fluorogenen Substrates MUP zu der Matrix nachgewiesen. Die alkalische Phosphatase katalysiert die Hydrolyse des MUP zu anorganischem Phosphat und fluoreszierendem 4-Methylumbelliferon (4-MU). Das freigesetzte 4-MU wird durch die MEIA-Optikbaugruppe Oberflächenfluorometer nachgewiesen, die ausgelegt ist, die Fluoreszenz niedriger Konzentrationen von 4-MU ohne Störungen durch die Fluoreszenz von 4-MUP bei einer Wellenlänge von 367 nm nachzuweisen. Ein System von Linsen und optischen Filtern fokussiert gefiltertes Licht (Wellenlänge = 365 nm) von einer Quecksilberdampflampe auf der Oberfläche der Matrix und fokussiert die emittierte Fluoreszenz von 4-MU (Wellenlänge = 448 nm) auf einen Photomultiplier. Wie die FPIA-Optikbaugruppe ist das MEIA-Optiksystem kompakt und hat keine bewegten Teile. Etwa fünf Prozent des Anregungslichtes wird durch eine Photodiode nachgewiesen, was eine Normalisierung der Fluoreszenzdaten und die Erzeugung eines Steuersignals ermöglicht, das von der Lampenstromversorgung verwendet wird, um die Intensität des Anregungslichtes innerhalb von fünf Prozent über die Lebensdauer der Lampe zu erhalten. Der MEIA-Postprozessor verwendet lineare Regressionsanalyse, um die Daten von mehrfachen aufeinanderfolgenden Bestimmungen der 4-MU-Fluoreszenz zu einer Geschwindigkeit umzuwandeln, die proportional zu der Konzentration von alkalischem Phosphatase-Konjugat ist, das spezifisch an die Mikropartikel gebunden ist.
  • MEIA-Formate können mit einem Multipositions-MEIA-Hilfskarussell und Prozesskarussell sowie einer MEIA-Reagenzpackung, die Mikropartikelreagenz, ein alkalisches Phosphatase-Konjugat und, in manchen Fällen, einen spezifischen Verdünnungspuffer für den auszuführenden Test enthält, ausgeführt werden. Da die Mikropartikel dazu neigen, sich nicht aus der Suspension im Verlauf des Assays abzusetzen, können sie ohne weiteres pipettiert werden. Die effektive Mantelfläche von Polystyrollatexmikropartikeln ist mehrfach größer als die einer Polystyrolkugel mit einem großem Durchmesser (z. B. Kugeln mit Zoll Durchmesser), die für gewöhnlich in kommerziellen Immunoassays verwendet wird. Wegen dieser großen Mantelfläche und des sehr kleinen Diffusionsabstandes zwischen den Analyten und den Einfangmolekülen auf der Oberfläche der Mikropartikel, erreicht die Einfangphase, die in vielen der MEIA-Verfahren eingesetzt wird, die ausgeführt werden, das Gleichgewicht innerhalb weniger Minuten, was ermöglicht, dass ein volles Karussell von Testproben in einem sehr kurzen Zeitrahmen abgeschlossen werden kann.
  • Anders als ein FPIA benötigen heterogene Immunoassays wie ein MEIA einen Trennschritt, wie oben beschrieben. Insbesondere werden nach Inkubation der Mikropartikel mit einer Testprobe die Mikropartikel von dem Reaktionsgemisch durch Überführen zu der Matrix getrennt, die wie oben beschrieben in der MEIA-Patrone enthalten ist. Die Matrix stellt einen genau platzierten mechanischen Träger für die Mikropartikel während der nachfolgenden optischen Lesephase des Tests bereit. Dieser genau platzierte mechanische Träger, d. h. die Patrone, wird in das Hilfskarussell mit einem vorherbestimmten Abstand von der Lesevorrichtung durch in Eingriff bringende Mittel eingepasst.
  • ANALYSENSYSTEMAPPARAT
  • Das automatisierte Immunoassayanalysensystem gemäß der vorliegenden Erfindung (nachfolgend das "Analysensystem" oder "System") ist sowohl mit fortlaufendem als auch mit wahlfreien Zugriff. Die folgende Beschreibung des Analysensystems schließt eine allgemeine Beschreibung mit ausreichendem Umfang für Fachleute auf den relevanten Gebieten ein, gefolgt von einer ausführlicheren Beschreibung von kritischen Komponenten und Teilsystemen, die einzigartig für das System sind. Die Zeichnungen veranschaulichen nicht alle der mechanischen und elektrischen Elemente zum Betreiben und Steuern der verschiedenen Komponenten des Systems, da die Struktur und der Betrieb solcher weggelassener Elemente dem Durchschnittsfachmann bekannt sind, der, wenn er Kenntnis von den Informationen besitzt, die hier bereitgestellt werden, den Betrieb des Systems und der verschiedenen Komponenten und verwandter Prozesse verstehen wird, die zur Behandlung von Proben und zur Bestimmung von Analysenergebnissen genutzt werden.
  • Bezugnehmend auf die Zeichnungen stellen 1 und 2 isometrische Ansichten des Apparates für das automatische Immunoassayanalysensystem der vorliegenden Erfindung dar. Der Systemapparat, wie er in 1 erscheint, stellt den Systemapparat dar, wie er vom Techniker verwendet wird, wobei 2 eine isometrische Ansicht des Rahmens und Gehäuseaufbaus veranschaulicht, wobei Komponententeile entfernt sind. Der Systemapparat der vorliegenden Erfindung wird allgemein gekennzeichnet als 2 in 1. Der Systemapparat 2 hat ein überragendes Vorverarbeitungskarussell 4, das durch einen ersten Transferpipettenmechanismus 6 bedient wird, um geplante Versuche zusammen mit Proben in einem Reaktionsgefäß zusammenzustellen. Das System stellt einen Rechnerbildschirm 8 und eine Rechnertastatur 10 zusammen mit Zugangsfrontplatten 12 für den Zugang zu Vorrats- und Abfallbehältern bereit. Der Systemapparat 2 ist mit Rollen 14 zum Verschieben des Systemapparates innerhalb eines Laborkomplexes nach Bedarf versehen. Die Freiheit zum Verschieben des Systemapparates durch Rollen 14 ist zulässig, da das System bis auf den Energiebedarf voll geschlossen ist.
  • Bezugnehmend auf 2 wird der Gehäuserahmen 16 von Systemapparat 2 veranschaulicht, wobei im wesentlichen alle Funktionskomponenten des Systemapparates entfernt sind. Eine kontrollierte Umgebungszone 18 ist eine während des Betriebs geschlossene Einheit, mit Lichtabschirmung und stabiler Steuerung von Luftströmung sowie Temperatur, im Gegensatz zu dem offenen Vorverarbeitungskarussell 4. Das Vorverarbeitungskarussell 4 steht mit der kontrollierten Umgebungszone 18 über eine Transferöffnung 20 in Verbindung. Das Vorverarbeitungskarussell 4 ist auf einer Aluminiumgrundplatte befestigt, die auf einer Trägerplattform 22 ruht, und der erste Transferpipettenmechanismus ist an Mittel 24 befestigt.
  • Bezugnehmend auf die 3 zeigt die Draufsicht des Systemapparates 2 einen Abschnitt des Gehäuserahmens 16 und des Vorverarbeitungskarussells 4, teilweise gestrichelt. Dieser Abschnitt des Gehäuses 16 trägt auch eine Stromversorgung 192, eine Versorgungsflasche 196, einen Festabfallbehälter 198 und einen Flüssigabfallbehälter 200. Die Versorgungsflasche 196 stellt Puffer für die Versuche bereit, die durchgeführt werden, während die Behälter 198 und 200 einen Speicher für das verarbeitete Abfallmaterial bilden.
  • Bezugnehmend auf 4A und 4B werden Komponenten des Systemapparates ausführlicher und in relativer Position gezeigt, um den Prozessfluss des Systemapparates weiter zu veranschaulichen. Zum Beispiel sind Probenschalen 26 auf einem Probenschalenkarussell 28 befestigt, das konzentrisch innerhalb des Vorverarbeitungskarussells 4 zusammen mit dem Reagenzpackungskarussell 32 und dem Reaktionsgefäßkarussell 36 eingepasst ist. Das Reagenzpackungskarussell 32 ist konzentrisch zwischen dem Probenschalenkarussell 28 und dem Reaktionsgefäßkarussell 36 eingepasst. Das Reagenzpackungskarussell trägt Reagenzpackungen 30 und das Reagenzgefäßkarussell 36 trägt Reaktionsgefäße 34. Das Vorverarbeitungskarussell 4 einschließlich der drei Vorverarbeitungskarusselle, das Probenschalenkarussell 28, das Reagenzpackungskarussell 32 und das Reagenzgefäßkarussell 36, kann zum Beispiel die folgenden Kapazitäten enthalten. Das Probenschalenkarussell 28 kann 60 Blutsammelröhrchen wie Vacutainer®-Blutsammelröhrchen oder 90 Probenschalen aufnehmen, die als ein Teil spritzgegossen sind, und es kann mit eigenständigen Bodenhalterungen versehen sein. Eigenständige Bodenhalterungen sind zur technischen Handhabung und Pipettierung von Proben in Probenschalen geeignet. Das Reagenzpackungskarussell 32 sorgt für 20 unterschiedliche Reagenzpackungen 30. Das Reagenzgefäßkarussell 36 stellt 90 Reaktionsgefäße 34 bereit.
  • Das Vorverarbeitungskarussell 4 hat einen betriebsfähigen Strichcodeleser 38 für die automatische Identifizierung von Reagenzpackungskarussell 32 und Probenkarussell 28. Eine Waschschale 40 ist für den ersten Transferpipettenmechanismus 6 zum Waschen nach Bedarf zwischen Überführungen verschiedener Proben und Reagenzien vorgesehen. Der erste Transferpipettenmechanismus 6 wird beim Zusammenstellen der verschiedenen Reagenzpackungsflüssigmaterialien und der Probe in einem Reaktionsgefäß 34 genutzt. Die Reagenzien und die Probe werden durch Mittel des ersten Transferpipettenmechanismus 6 einschließlich Pumpmittel richtig zusammengestellt. Die verschiedenen Karusselle werden gedreht und zum Zusammenstellen an der Pipettierstation ausgerichtet. Das zusammengestellte Reaktionsgefäß 34 wird durch Reaktionsgefäßkarussell 36 in die richtige Position zur Überführung zu der Transferstation 42 gebracht. Das Reaktionsgefäß 34 wird zu der Transferstation 42 durch Transfermittel überführt, die unten ausführlicher beschrieben werden (9), wobei die Transferstation 42 dann gedreht wird, um das Reaktionsgefäß auf das Prozesskarussell 46 zu verschieben.
  • Wie gezeigt wird das Prozesskarussell 46 durch einen Schrittmotor 48 angetrieben und über einen zweiten Pipettenmechanismus 50 bedient. Das Prozesskarussell 46 wird von drei Rädern zur Höhenkontrolle und zur Kontrolle jeder radialen Bewegung, die durch unregelmäßig geformte Karussellelemente verursacht wird, gestützt. Das FPIA- und das MEIA-Verfahren nutzen beide den Systemapparat gemeinsam hinauf bis einschließlich zum Prozesskarussell 46. Das Prozesskarussell 46 umfasst FPIA-Verarbeitung 52 und FPIA-Verarbeitungslampe 54 zum direkten Lesen der FPIA-Analyse einer zusammengestellten, pipettierten und richtig umgesetzten Reagenzienprobe aus dem Reaktionsgefäß 34. Das Prozesskarussell 46 hält zum Beispiel 36 Reaktionsgefäße 34 und hat einen Karusselldurchmesser von etwa 12,5 Zoll (31,75 cm). Das Prozesskarussell 46 verfährt das Reaktionsgefäß 34 zwischen der Transferstation 42, dem zweiten Transferpipettenmechanismus 50, der Pipettierposition und der FPIA-Leserverarbeitung 52. Die kontrollierte Umgebungszone 18, die die Transferstation 42 und das Prozesskarussell 46 einschließt, stellt FPIA-Verarbeitung mit Luftzirkulation unter Temperaturkontrolle durch Gehäuseluftzirkulationslüfter 56 bereit. Eine Waschschale 58 für den zweiten Transferpipettenmechanismus 50 ist vorgesehen. Die zweite Transferpipette 50 wird verwendet, um Reagenzien unter Inkubations- und Zeitplanungsbedingungen zu der Probe in dem FPIA-Versuchsplanreaktionsgefäß 34 für FPIA-Verarbeitung hinzuzusetzen (Pipettierung).
  • Die MEIA-Verarbeitung kann ebenfalls die zweite Transferpipette 50 nutzen, um Reagenzien zu der Probe hinzuzugeben, bevor das Reaktionsgemisch zu den MEIA-Patronen 68 hinzugegeben wird, die auf dem Hilfskarussell 64, auch als das Patronenradkarussell bezeichnet, befestigt sind. Die mit MEIA-Reagenz gemischte Probe wird zu der MEIA-Patrone 68 durch die zweite Transferpipette 50 überführt. Die zweite Transferpipette 50 verfährt die Pipettensonde zwischen den Vertiefungen in dem Reaktionsgefäß 34 auf dem Prozesskarussell 46 zu der MEIA-Patrone 68 auf dem Hilfskarussell 64 und zu der Waschschale 58. Ein Zahnstangenantrieb über zweiachsige Schrittmotorantriebe leistet präzisen Antrieb sowohl auf der R-Achse als auch auf der Z-Achse. Die Wegstrecke kann zum Beispiel auf der Z-Achse ungefähr 3 Zoll und auf der R-Achse ungefähr 4,5 bis 5,0 Zoll betragen. 1 Zoll = 2,54 cm.
  • Das Hilfskarussell 64 hält zum Beispiel 32 MEIA-Patronen 68 und hat einen Durchmesser von ungefähr 9,5 Zoll. Das Hilfskarussell 64 verfährt die MEIA-Patronen 68 zwischen verschiedenen Stationen einschließlich der Pipettenstelle des zweiten Transferpipettenmechanismus, der MUP-Abgabestation 72, der MEIA-Waschstation 70, und dem MEIA-Leser 74 und der MEIA-Patronenauswurfsstelle 62. Das Hilfskarussell 64 wird durch Schrittmotor-angetrieben und wird von drei Rädern getragen, wobei ein Rad bei der Z-Achsenhöhenkontrolle an der Patroneneinsetzstelle, das zweite Rad bei der Pipettenstelle und das dritte Rad bei dem MEIA-Leser angeordnet ist, um das Hilfskarussell 64 innerhalb gewünschter geometrischer Verhältnisse zu diesen verschiedenen Funktionen zu halten.
  • MEIA-Patronen 68 werden in einen Patroneneinfülltrichter 590 geladen, welcher die MEIA-Patronen 68 in das Hilfskarussell 64 einspeist. Die automatische Beschickung der MEIA-Patronen 68 ist mit einer richtigen Höheneinstellung der Patrone 68 in das Hilfskarussell 64, wie für MEIA-Lesung erforderlich, ausgestattet. Der Patroneneinfülltrichter 590 speist einzelne Patronen 68 in das Hilfskarussell 64 ein und ändert die Ausrichtungsachse der Patrone 68 von horizontal nach vertikal durch automatische Mittel. Die Entfernung der MEIA-Patronen 68 wird durch die Verwendung eines Auswerfers 62 erreicht, der über einen Auswurfsstab arbeitet und die MEIA-Patrone 68 von dem Hilfskarussell 64 zwingt, die in einen Feststoffabfallbehälter 200 (3) fallen gelassen wird. Das Hilfskarussell 64 wird weiter durch eine MEIA-Pufferheizung und -abgabesonde 70, MUP-Heizung und -abgabesonde 72 und MEIA-Leser 74 bedient. Die MEIA- Patronen 68 werden von dem Hilfskarussell 64 über einen Patronenauswerfer 62 entfernt, nachdem der MEIA-Lesevorgang abgeschlossen worden ist.
  • 5 liefert eine Draufsicht, für sich betrachtet, und einen Teilschnitt von Elementen der Antriebs- und Führungssysteme des Hauptkarussells 4, wobei die verschiedenen Karusselle entfernt sind. In 5 ist ein Probenschalenkarussell-Schrittmotor 76 dargestellt, der mit Befestigungsfeder 78 befestigt ist. Der Reagenzpackungskarussellmotor 80 ist ebenfalls mit einer Befestigungsfeder 82 dargestellt. Der Reagenzgefäßkarussellmotor 84 und die Befestigungsfeder 86 sind außen von den zwei inneren Karussellen, d. h. dem Probenschalenkarussell 28 und dem Reagenzpackungskarussell 32, angeordnet. Rollenführungen 88 und eine Spannfeder 90 sind für das Probenschalenkarussell 28 vorgesehen. Das Reagenzpackungskarussell ist mit Rollenführungen 92 und Spannmittel 94 versehen. Die Reaktionsgefäßrollenführungen 96 sind ebenfalls mit Federelementen 98 versehen, wobei der Zweck der Führung und dieser verschiedenen Federelemente darin besteht, eine sehr begrenzte Spurführung der konzentrischen Karusselle beizubehalten, wenn diese durch die einzelnen Schrittmotoren angetrieben werden.
  • Die Bewegungssteuerung für das System 2 wird durchgeführt über 22 Schrittmotoren verschiedener Größe, von denen einige hier gekennzeichnet sind. Die Spezifikation und Wirkungsweise der Schrittmotoren werden allgemein folgendermaßen beschrieben, wobei eine derartige Beschreibung für den Fachmann ausreichend ist. Alle Schrittmotoren sind Permanentmagnetmotoren mit 200 Vollschritten pro Wellendrehung, was einer Auflösung von 1,8 Grad pro Schritt entspricht. Ein einzelnes Schrittmotorsteuerungssystem umfasst die folgenden Elemente:
    • (1) Einen Schrittmotor, der an einen Mechanismus angeschlossen ist, um den Mechanismus bei Bedarf zu bewegen.
    • (2) Einen Antrieb, welcher Spannung an den Schrittmotor anlegt, welche verursacht, dass sich der Motor als Reaktion auf 3 Steuersignale von der Steuerelektronik dreht, d. h. einem "Indexer".
    • (3) Ein Indexer, welcher Elektronik zum Steuern des Motors durch den Antrieb umfasst. Er bestimmt Bewegungsprofile, welche Drehrichtung, Zahl der zu verfahrenden Schritte und Beschleunigung- und Geschwindigkeitsparameter einschließen.
    • (4) Ein Heimsensor wird für jeden Schrittmotor verwendet. Der Heimsensor wird als eine Positionsreferenz von dem Indexer verwendet und kann auch vom Indexer verwendet werden, um auf Fehler zu prüfen.
    • (5) Encoder werden von den Drehvorrichtungen, den Karussellen und den Transfermechanismen verwendet, um auf korrekte Bewegung zu überprüfen. Am Ende einer Bewegung wird der Encoderzählwert geprüft, um zu bestätigen, dass der Motor sich in die korrekte Position bewegte.
  • Der System-Mikroprozessor (CPU) wird verwendet, um den Abstand, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung einer Motorbewegung der Schrittmotoren zu bestimmen. Er überträgt die Informationen zum Indexer, welcher dann die Bewegung steuert. Am Ende der Bewegung signalisiert der Indexer dann dem System-Mikroprozessor (CPU), dass die Bewegung vollständig ist. Der System-Mikroprozessor (CPU) prüft dann die Encoder, um die Bewegung zu bestätigen, falls ein Drehmechanismus bewegt wurde, und fragt den Indexer ab, um zu prüfen, dass dieser keine Fehler detektiert hat.
  • Es gibt drei Indexerbaugruppen in jedem System 2. Jede Baugruppe ist identisch und kann bis zu acht Schrittmotoren steuern. Jede Baugruppe verwendet einen Hilfs-Mikroprozessor, um die acht Indexer-Funktionen auf jeder Baugruppe bereitzustellen. Eine solche Kombination von Funktionen wird als ein "8-Achsen" Indexer bezeichnet. Zwei der Indexerachsen werden nicht verwendet. Die Indexer-Baugruppen kommunizieren mit dem System-Mikroprozessor (CPU) über einen Rückwandplatinen-VME-Bus. Die Indexer haben Adressen, die durch Jumper vor der Installation in das System modifiziert werden. Das ist der Mechanismus, der es erlaubt, das sonst identische Baugruppen in dem gleichen Systemrückwandplatinen-VME-Bus vorhanden sein können. Jede Baugruppe ist über den Rückwandplatinen-VME-Bus mit einem Kabel pro Baugruppe verbunden, das die Indexersignale an die Antriebe leitet. Der Indexer stellt eine Vielzahl von Bewegungsprofilen bereit. Viele der Schrittmotorbewegungen erfordern, dass die Geschwindigkeit des Motors auf eine kontrollierte Weise erhöht wird, bis die Endgeschwindigkeit erreicht ist. Bei irgendeinem Punkt in der Bewegung muss die Geschwindigkeit dann auf eine kontrollierte Weise verringert werden. Das Verfahren wird als "Geschwindigkeitsprofil" bezeichnet und kann linear, sinusförmig oder parabolisch erfolgen. Der Typ des ausgeführten Geschwindigkeitsprofils wird von dem System-Mikroprozessor (CPU) bestimmt. Die Indexer sind als "Standard"-8-Achsen-Indexer von Händlern erhältlich.
  • Es gibt drei PC-Baugruppen, die verwendet werden, um die 22 getrennten Motorantriebsschaltungen bereitzustellen. Zwei der Baugruppen sind identisch und werden als "Schrittmotorantrieb"-Baugruppen bezeichnet. Jede der Schrittmotorantrieb-Baugruppen umfasst acht funktionell identische Schrittmotorantriebsschaltungen. Sie unterscheiden sich lediglich in den Strompegeln, die an jeden Schrittmotor angelegt werden. Der Strom wird über einen separaten Widerstand in jeder Antriebsschaltung kontrolliert. Die dritte Baugruppe wird als "Power I/O"-Baugruppe bezeichnet, da sie sieben Motorantriebsschaltungen und acht Magnetantriebsschaltungen enthält. Ein einzelner Antrieb empfängt die folgenden drei Eingangssignale von einem Indexer, welcher seine Ausgangssignale an den Schrittmotor lenkt:
    • (1) Schritteingangssignal – für jedes Schrittimpuseingangssignal wird der Schrittmotor um einen Schritt verfahren,
    • (2) Richtungseingangssignal – Signal mit konstantem Pegel, welches die Richtung der Motordrehung steuert,
    • (3) Power Hi-Eingangssignal – logisches Pegeleingangssignal, welches verursacht, dass der Antrieb maximale Leistung an den Schrittmotor während der Bewegung anlegt. Wenn Power Hi nicht geltend gemacht wird, wird ein niederer Leistungspegel an den Schrittmotor angelegt, um die Wärme zu reduzieren und den Systemleistungsverbrauch zu reduzieren, wenn der Motor nicht bewegt wird.
  • Jede Antriebsschaltung hat ein Paar Stromeinstell widerstände, um den Motorstrompegel für Power High einzustellen, und einen anderen Motorstrompegel einzustellen, wenn Power High nicht geltend gemacht wird. Es gibt zwei Paar Stromeinstellwiderstände für jede Antriebsschaltung. Zusätzlich verfügt jede Baugruppe über eine Logik, die verwendet wird, um die Position der Baugruppe in dem Kartenkäfig zu identifizieren. Es gibt zwei Pins in den Leistungsanschlüssen auf der Rückwandplatine, welche verwendet werden, um jeden Anschlusssteckplatz für die drei Baugruppen, die Motoren antreiben, zu codieren. Durch Erdung oder unverbunden lassen sind vier Kombinationen von zwei Pins möglich. Die Baugruppenlogik decodiert die Anschlussposition und, durch FET-Schalter, schließt dann jede Antriebsschaltung das richtige Paar Stromeinstellwiderstände an. Das Baugruppenausgangssignal ist nur aktiviert, falls der Schrittmotorantrieb in einen der zwei Anschlüsse eingesteckt ist, die für Schrittmotorantrieb-Baugruppen bestimmt sind. Jede Schrittmotorantriebsschaltung ist in der Branche bekannt und von den meisten Schaltungshändlern erhältlich. Die Schaltung ist bekannt als ein "bipolarer Chopper-Halbschrittantrieb". Obwohl es 200 "Vollschritte" pro Wellenumdrehung gibt, kann der Motor so angetrieben werden, dass die Welle veranlasst wird, in der Mitte zwischen der "Vollschritt"-Position anzuhalten. Sie kann selbstverständlich auch in den "Vollschritt"-Positionen angehalten werden, was insgesamt 400 Schritte pro Wellenumdrehung bereitstellt. Das erhöht die Auflösung des Bewegungsmechanismus und hilft, Motor-induzierte Vibrationen zu verringern.
  • Die Power I/O-Baugruppe umfasst sieben Schrittmotor-Antriebsschaltungen und acht Magnetantriebe, wie oben angegeben. Sechs der Schrittmotorschaltungen sind in der Funktion identisch mit jenen der Schrittmotorantrieb-Baugruppen. Der Siebte ist funktionell der gleiche, außer dass er mit weniger Kühlfläche versehen ist und deshalb auf den Antrieb von Motoren niedrigerer Leistung beschränkt ist. Diese Schaltung wird verwendet, um den kleinen Auswerfer 62 anzutreiben. Es gibt nur ein Paar Stromeinstellwiderstände pro Antriebsschaltung, da es nur ein Baugruppe Power I/O pro System gibt. Die Positionsdecodierlogik auf der Power I/O aktiviert Ausgangssignale nur, wenn die Baugruppe in den Anschluss gesteckt ist, der für die Power I/O-Baugruppe bestimmt ist.
  • Die Heimsensoren werden in den Indexer eingespeist und die Encoder-Schaltungen werden in eine VME-Allzweckbaugruppe eingespeist, welche Zähler zum Zählen der Encoderimpulse bereitstellen; und welche die Zähler auch verfügbar machen für den System-Mikroprozessor (CPU). Zu Beginn einer Bewegung setzt der System-Mikroprozessor (CPU) den entsprechenden Encoderzähler auf null. Er befiehlt dann einem Indexer, den entsprechenden Schrittmotor die erforderliche Anzahl von Schritten zu verfahren. Am Ende der Bewegung frägt der System-Mikroprozessor (CPU) den Encoderzähler ab, um zu prüfen, ob der Motor die richtige Anzahl von Schritten verfahren hat. Es gibt ein "Fenster" der Zulässigkeit, so dass der Zähler um wenige Zählungen abweichen kann. Falls der Zähler um mehr als die zulässige Anzahl von Zählungen abweicht, wird ein Fehler von dem System-Mikroprozessor (CPU) deklariert und eine geeignete Aktion wird durch den System-Mikroprozessor (CPU) aufgenommen.
  • Die Power I/O-Baugruppe stellt "Chopperantriebe" bereit, um verschiedene Magnetventile in dem System zu steuern. Der System-Mikroprozessor (CPU) setzt ein Bit von einer der digitalen I/O-Baugruppen, um ein Ventil unter Strom zu setzen. Das Bit ist optisch gekoppelt mit der Power I/O-Magnetantriebsschaltung. Die Magnetantriebsschaltung liefert dann eine 36 V-Einschaltspannung für ungefähr 300 ms, wonach die Spannung auf ungefähr 27 V verringert wird, um die Verlustleistung und den Magnettemperaturanstieg zu reduzieren. Die niedrigere Spannung wird durch Anlegen der 36 V auf eine zerhackte Art und Weise erreicht, so dass das zeitliche Mittel ungefähr 27 Volt ist, auch wenn die tatsächliche Wellenform nur aus 36 V- und Massesignalpegeln zusammengesetzt ist. Dies ist auch als Pulsbreitenmodulation bekannt.
  • Bezugnehmend auf die 6 ist das Prozesskarussells 46 in einer isolierten Querschnittansicht dargestellt. Ein Reaktionsgefäß 34 befindet sich in Ruheposition oder Nicht-betriebsposition, und ein zweites Reaktionsgefäß 34 befindet sich in der Position für FPIA-Lesung. Das Prozesskarussell 46 ist in der Lage, sich in zwei Richtungen zu drehen für zeitlich günstiges Verfahren der verschiedenen Reaktionsgefäße 34 zu Pipettieraktion, Lesen oder Überführung zu und von dem Karussell. Bis zu ungefähr 36 oder mehr Reaktionsgefäße 34 können auf einmal auf dem Prozesskarussell 46 verarbeitet werden, je nach Durchmesser und Größe der Reaktionsgefäße 34.
  • Bezugnehmend jetzt auf die 7 umfasst der erste Transferpipettenmechanismus 6, ausführlicher dargestellt, einen Transferpipetten-Z-Achsenmotor 102, der den Sondenarm 104, die Sonde 106 und die Sondenspitze 108 in einer vertikalen Richtung verfährt, während Transferpipetten-R-Achsenmotor 100 den Sondenarm 104, das Sondeneinstellmittel 106 und die Sondenspitze 108 in einer horizontalen Bewegung antreibt. Der erste Transferpipettenmechanismus 6, manchmal als "Probensondenarmmechanismus" bezeichnet, verfährt die Sonde zwischen der Probenschale 26, der Reagenzpackung 30, dem Reaktionsgefäß 34 und der Waschschale 40. Die Waschschale 40 wird verwendet, um die Innen- und Außenflächen der Sonde des ersten Transferpipettenmechanismus 6 abzuwaschen. Der Antrieb des ersten Transferpipettenmechanismus ist ein Zahnstangenantriebsmittel entlang der Z- und R-Achse über Zwei-Schrittmotorantriebe. Eine Bremse ist vorgesehen, um die Z-Achsenposition zu halten, wenn es zu einem Stromverlust kommt, um somit eine Beschädigung des Systemapparates zu vermeiden. Zum Beispiel kann der erste Transferpipettenmechanismus ausgelegt sein, dass er eine Z-Achsenwegstrecke von etwa 3 Zoll (7,62 cm) und eine R-Achsenwegstrecke von etwa 11–1/2 Zoll (29,21 cm) aufweist.
  • Der erste Transferpipettenmechanismus 6 und der zweite Transferpipettenmechanismus 50 sind in allgemeiner Systemapparatefunktion und -gestaltung eng verwandt, wobei Variationen von Wegstrecke und Größe die einzigen wesentlichen Unterschiede sind. Beide Einheiten haben eine Sondenarmschaltung 110, wie durch die schematische Seitenansicht von 8 veranschaulicht wird. Die schematische Darstellung veranschaulicht den R-Achsenmotor 100 und den Z-Achsenmotor 102 in Beziehung zu einer oberen PCB (printed circuit board, gedruckte Schaltung) 112 und einem R-Achsenheimsensor 114. Eine untere PCB 116 ist veranschaulicht in Beziehung zu dem Z-Achsenheimsensor 118, wobei die verschiedenen Elemente durch ein Spiralkabel 120 verbunden sind.
  • Die Transferstation 42 spielt eine Schlüsselrolle in Apparat und Prozessfunktion. Bezugnehmend auf 9A und 9B wird das Transferelement an der Transferstation 42 dargestellt, wie es Reaktionsgefäß 34 mittels eines Reaktionsgefäßtransferfortsatzes 172 ergreift. Der Transferarm 173 ragt zwischen Reaktionsgefäßelementen des Reagenzgefäßkarussells 36 heraus und greift durch Drehung der Transferstation 42 in den Reaktionsgefäßtransferfortsatz 172 ein. Mittels eines Transferarmantriebsgetriebes 174 schiebt der Zahnstangenantrieb 176 des Transferarms 173 den Transferarm 173 in Bezug auf die Transferstation 42 raus und rein. Die Transferstation 42 hat eine Drehachse 178. Ein Reaktionsgefäß 34', gestrichelt dargestellt, wird auf dem Vorverarbeitungskarussell 4 befestigt gezeigt, wobei der Transferarm 173 mittels Reaktionsgefäßtransfervorsatz 172 in Reagenzgefäßkarussell 36 eingreift. Das Reaktionsgefäß 34' besitzt ein Transferhandhabungsmittel, d. h. einen Transfervorsatz 172, welcher erlaubt, dass der Transferarm 173 des Transferkarussells ein Eingreifmittel oder einen Pickel 184 zum Eingreifen in den Transfervorsatz 172 von Reaktionsgefäß 34' positioniert. Das Reaktionsgefäß 34 ist auf der Transferstation veranschaulicht; durch Einwirkung verschiebt Transferstation 42 das Reaktionsgefäß 34 zwischen dem Vorverarbeitungskarussell 4 und dem Prozesskarussell 46. Die Transferstation 42 schiebt das ausgeschiedene Reaktionsgefäß 34 von dem Prozesskarussell 46 zu der Abfallauswurfsstation (nicht gezeigt). Die Transferstation 42 wird über einen Schrittmotor angetrieben und durch Präzisionslinearkugellager und Achse aus Drehkugellagern gehalten.
  • SYSTEMPLANUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Analysensystem 2 durch Software gesteuert, die durch den System-Mikroprozessor (CPU) ausgeführt wird, der außerdem Anwendungssoftware zum Erzeugen und Optimieren der Versuche ausführt, die auf dem Analysensystem 2 ausgeführt werden (nachfolgend "Planung" genannt). Die Planung plant die Aktivitäten von Tests, die modelliert worden sind unter Verwendung einer flexiblen Protokolltechnologie, welche der Planung ermöglicht, die Zeit zu minimieren, während der die mechanischen Komponenten des Analysensystems 2, d. h. die Ressourcen, unbeschäftigt verbleiben, durch richtige zeitliche Abfolge der Aktivitäten, welche den Test zusammensetzen. Diese Aktivitäten können zum Beispiel Pipettierung (P), optische oder andere Arten von Lesungen (R), Patronenwaschungen (W) und MUP-Abgabe (D) sein, welche alle unter Verwendung der Ressourcen des Systems vollbracht werden. Die Ressourcen gemäß der bevorzugten Ausführungsform des Analysensystems 2 umfassen das Primärkarussell 46, das Hilfskarussell 64 und die Prozesspipettier-Vorrichtung 50. Im Allgemeinen verwendet eine Aktivität nur eine Ressource, d. h. Lesen (R), Waschen (W) oder Abgabe (D) an einer Station eines Karussells. Jedoch verwendet das Pipettieren (P) mehr als eine Ressource, d. h. die Pipettiervorrichtung 50 und eines oder beide der Karusselle 46 und 64. Die flexible Protokolltechnologie kommt von einer Entwicklungssoftware, die von einem Chemiker verwendet wird, um Assays, wie die FPIA- und MEIA-Assays, zur Ausführung durch Messgerätesoftware auf dem Analysensystem 2 zu modellieren. Wenn der Chemiker einen Assay modelliert, hemmt das flexible Protokoll jede Sequenz von Aktivitäten für den Assay, die nicht auf dem System 2 laufen wird. Deshalb sieht das System 2 niemals einen gestörten Assay, da die Regeln des flexiblen Protokolls in dem Testprotokoll bereits eingebettet sind.
  • Die flexible Protokolltechnologie, die verwendet wird, um einen Assay zu modellieren, gibt an: (1) welche Aktivitäten für einen bestimmten Assay ausgeführt werden sollen und die Reihenfolge, in der die Aktivitäten ausgeführt werden sollen, (2) die Inkubationszeiträume zwischen den Aktivitäten, (3) wie die Aktivitäten ausgeführt werden sollen und deren Zeitdauer, und (4) die Gleichgewichts- und Verdunstungszwänge für jeden Assay. Bezüglich der ersten Beschreibung des flexiblen Protokolls, dem Aktivitätsprotokoll, zeigen 10 und 11 Aktivitäten, die von einem Assay ausgeführt werden sollen, und die Reihenfolge, in der die Aktivitäten ausgeführt werden sollen. Bezugnehmend spezieller auf 10 ist eine Sequenz von vier Aktivitäten gezeigt: eine erste Pipettieraktivität (P1), eine erste Leseaktivität (R1), eine zweite Pipettieraktivität (P2) und eine zweite Leseaktivität (R2). Diese Sequenz von Aktivitäten kann zum Beispiel die Sequenz für den FPIA-Assay sein, wie ausführlicher unten beschrieben. Bezugnehmend auf 11 wird eine zweite Sequenz von Aktivitäten gezeigt, die zwei Pipettieraktivitäten (P1) und (P2), eine Waschaktivität (W), eine Abgabeaktivität (D) und eine Leseaktivität (R) einschließt. Diese Sequenz stellt zum Beispiel die MEIA-Sequenz von Aktivitäten dar, die ebenfalls unten ausführlicher beschrieben wird.
  • Die zweite Beschreibung des flexiblen Protokolls, d. h. der Inkubationsplan, betrifft die Inkubationszeiträume zwischen den Aktivitäten, wie in 12 und 13 dargestellt. Der Inkubationsplan definiert die Zeiträume zwischen den Aktivitäten, d. h. die Zeitabhängigkeiten zwischen den Aktivitäten. Spezieller umfasst der Inkubationszeitraum einen Nennzeitverlauf zwischen zwei Aktivitäten, d. h. den Nenninkubationszeitraum (NIP), und die Zeitdauer, um die er variiert werden kann, d. h. das Inkubationsfenster. Das Inkubationsfenster umfasst die Zeiten, die die Planung zu dem Nenninkubationszeitraum (NIP) hinzufügen oder davon abziehen kann, um den Durchsatz des Systems 2 zu optimieren. Bezugnehmend spezieller auf die 12 definiert der Nenninkubationszeitraum (NIP) die Zeit zwischen der Pipettieraktivität (P) und der Leseaktivität (R). Der Nenninkubationszeitraum kann um die Zeitdauer verringert werden, die durch den negativen Abschnitt des Fensters angezeigt wird, in welchem Fall die Leseaktivität (R) früher eintreten wird, oder um die Zeitdauer erhöht werden, die der positive Abschnitt des Fensters anzeigt, in welchem Fall die Leseaktivität (R) später eintreten wird. Somit hat die Planung genug Flexibilität, um den Inkubationszeitraum von Zeit T1 auf Zeit T2 zu ändern, um die Aufgabe, die auf dem System 2 ausgeführt wird, zu optimieren.
  • Bezugnehmend auf die 13 sind sechs Inkubationsplanregeln bezüglich der Zeit dargestellt. Diese Regeln beschreiben die korrekte und unkorrekte Sequenz von Aktivitäten, die mit Inkubationszeiträumen verbunden sind. Regel (1) gibt an, dass eine Aktivität mehr als einen Inkubationszeitraum initiieren kann. Ausdrücklicher initiiert die erste Pipettieraktivität (P1) einen ersten Inkubationszeitraum (IP1), der die Leseaktivität (R) erzwingt, sowie einen zweiten Inkubationszeitraum (IP2), der das Auftreten einer zweiten Pipettieraktivität (P2) erzwingt. Jedoch ist das Gegenteil nicht erlaubt. Bezugnehmend auf Regel (2) kann nur ein Inkubationszeitraum in einer Aktivität enden. Anders ausgedrückt, eine Aktivität kann nicht durch mehr als einen Inkubationszeitraum erzwungen werden. Zum Beispiel kann die zweite Pipettieraktivität (P2) nicht erzwungen werden durch die beiden Inkubationszeiträume (IP1) und (IP2), die durch die erste Pipettieraktivität (P1) bzw. die Leseaktivität (R) initiiert werden. Die flexible Protokolltechnologie würde diese Sequenz für ungültig erklären. Bezugnehmend auf Regel (3) muss die letzte Aktivität eines Assays ein Endpunkt für einen Inkubationszeitraum sein. Folglich würde die flexible Protokolltechnologie die zweite Leseaktivität (R2) für ungültig erklären, da sie anders als die erste Leseaktivität (R1), welche den Inkubationszeitraum (IP) beendet, der durch die Pipettieraktivität (P) initiiert wird, keinen Inkubationszeitraum beendet. Derartige "Post-Inkubation"-Aktivitäten sind nicht zulässig. Bezugnehmend auf Regel (4) sind Aktivitäten zulässig, die nicht durch einen Inkubationszeitraum erzwungen werden, der vor dem ersten Inkubationszeitraum auftaucht. Diese "Pre-Inkubation"-Aktivitäten, wie zum Beispiel die erste Pipettieraktivität (P1) und die erste Leseaktivität (R1), sind zulässige Aktivitäten in einem Assay, auch wenn sie nicht durch einen dazwischenliegenden Inkubationszeitraum erzwungen werden, so lange sie vor dem ersten Inkubationszeitraum (IP) eintreten, der die zweite Pipettieraktivität (P2) und die zweite Leseaktivität (R2) erzwingt. Obwohl Pre-Inkubation-Aktivitäten zulässig sind, gibt Regel (5) an, dass Aktivitäten, die durch einen Inkubationszeitraum erzwungen werden, nicht einem Paar nicht verwand ter Aktivitäten vorausgehen können, die durch einen zweiten Inkubationszeitraum erzwungen werden. Ausdrücklicher gilt, bezugnehmend auf das spezielle Beispiel von Regel (5), auch wenn die Pipettieraktivität (P2) und die Leseaktivität (R2) in Bezug zueinander erzwungen werden durch den zweiten Inkubationszeitraum (IP2), treiben sie in der Zeit, da keine von beiden erzwungen wird durch entweder die erste Pipettieraktivität (P1) oder die erste Leseaktivität (R1). Zuletzt gibt Regel (6) an, dass eine Aktivität zwischen zwei anderen Aktivitäten unerzwungen betrieben werden kann, die durch einen Inkubationszeitraum erzwungen werden. Ausdrücklicher werden die erste und die zweite Pipettieraktivität (P1) und (P2) erzwungen durch den Inkubationszeitraum (IP), welcher die Leseaktivität (R) nicht erzwingt. Die Leseaktivität (R) ist eine treibende Aktivität, welche nicht durch Zeit erzwungen wird, sondern nur durch ihre Reihenfolge bezüglich der anderen beiden Aktivitäten beschränkt ist, d. h. sie muss nach der ersten Pipettieraktivität (P1) und vor der zweiten Pipettieraktivität (P2) eintreten.
  • Die dritte Beschreibung der flexiblen Protokolltechnologie, die Aktivitätsbeschreibung, gibt an, wie Aktivitäten ausgeführt werden sollen und ihre Zeitdauer, d. h. das Zeitprotokoll, wie oben angegeben. Ausdrücklicher bezugnehmend auf 14 ist das Zeitprotokoll für eine Pipettieraktivität (P) gezeigt. Diese einzelne Pipettieraktivität (P) ähnelt der Pipettieraktivität, die für den MEIA-Assay verwendet wird, welche drei Ressourcen des Analysensystems 2 benötigt, einschließlich dem Primärkarussell 46, dem Hilfskarussell 64 und der Prozesspipettiervorrichtung 50. Die Pipettieraktivität (P) besteht aus 6 Ereignissen, beginnend mit einem Vorwäscheereignis zur Zeit T1, wenn die Anwendungssoftware bestimmt, dass die Pipettiervorrichtung 50 von Verunreinigungen aus einer vorhergehenden Pipettieraktivität gereinigt werden muss. Falls jedoch die Systemsoftware weis, dass die vorhergehende Pipettieraktivität die aktuelle Pipettieraktivität (P) nicht verunreinigen wird, wird das Vorwäscheereignis nicht stattfinden. Das Vorwäscheereignis wird unten ausführlicher beschrieben.
  • Die Dauer des Vorwäschezeitraums ist der Systemsoftware bekannt, welche die Ausführung der Pipettieraktivität (P) relativ zu dem zweiten Ereignis bezogen auf das Primärkarussell 46 beginnt. Das zweite Ereignis findet zur Zeit T2 statt, entsprechend der Zeit, die abgelaufen ist, bevor das Reaktionsgefäß 34 auf dem Primärkarussell 46 für die Pipettiervorrichtung 50 verfügbar ist. Das Reaktionsgefäß 34 wird solange nicht verfügbar sein, bis andere Aktivitäten abgeschlossen worden sind und das Primärkarussell 46, falls notwendig, neu positioniert worden ist. Zur Zeit T2 beginnt die Pipettiervorrichtung 50, Flüssigkeit aus dem Reaktionsgefäß 34 anzusaugen. Wenn sie vollgesaugt ist, bewegt sich die Pipettiervorrichtung 50 in Position mit dem Hilfskarussell 64. Der Pipettierzeitraum für das Primärkarussell 46, Zeit T2 bis Zeit T4, umfasst die Zeit, die für die Pipettiervorrichtung 50 erforderlich ist, um Flüssigkeit aus dem Reaktionsgefäß 34 anzusaugen, und die Zeit, die für die Pipettiervorrichtung 50 erforderlich ist, um sich deutlich vom Primärkarussell 46 fortzubewegen. Das dritte Ereignis findet zu Zeit T3 statt und stellt die Zeit dar, die verstreicht, bevor die Patrone 68 auf dem Hilfskarussell 64 für die Prozesspipettiervorrichtung 50 verfügbar ist. Zur Zeit T3 ist das Hilfskarussell 64 in Position, damit die Pipettiervorrichtung 50 damit beginnen kann, die Flüssigkeit in die Patrone 68 abzugeben. Ereignisse 4 und 5 ereignen sich zu den Zeiten T4 bzw. T5 und stellen die Zeit dar, nach der die Karusselle 46, 64 nicht länger für die aktuelle Pipettieraktivität (P) benötigt werden und für nachfolgende Aktivitäten verfügbar sind. Wenn das Hilfskarussell 64 verfügbar wird, ist der Pipettierzeitraum von Zeit T2 bis Zeit T5 vollständig. Nach dem Pipettierzeitraum endet die Pipettieraktivität (P) mit der Beendigung eines Nachwäschezyklus zur Zeit T6. Ob der Nachwäschezyklus notwendig ist oder nicht hängt davon ab, ob die aktuelle Pipettieraktivität (P) die nächste Aktivität, die ausgeführt werden soll, verunreinigen würde.
  • Die vorangehende Beschreibung zeigt deutlich, dass die flexible Protokolltechnologie der Planung ermöglicht, Assayaktivitäten zeitlich korrekt einzuordnen, Inkubationszeiträume zu komprimieren und andere Funktionen auszuführen, so dass das Aanalysensystem 2 optimiert ist, fortlaufend bei hohen Durchsatzraten zu arbeiten. Die flexible Protokolltechnologie muss von einem "festen" Protokoll unterschieden werden, so wie das Protokoll, das in dem europäischen Patent 410.645, veröffentlicht am 30.Januar 1991, offenbart ist, welches ein Analysengerät beschreibt, das auf einen festen Zyklus beschränkt ist, der nicht optimiert werden kann. Wenn die Planung den Prozess der Planung eines Versuchs beginnt, wird der Prozess in zwei Phasen geteilt: (1) die Planung prüft die gerade beschriebenen Assayaktivitäten und die festen Systemaktivitäten, wie zum Beispiel Lade- und Entladeaktivitäten für Reaktionsgefäß 34 und Lade- und Entladeaktivitäten für Patrone 68, um sicherzustellen, dass die Ausführung des Versuchs nicht mit den Aktivitäten anderer Versuche, die in Arbeit sind, kollidiert, bevor der Versuch zusammengestellt wird, und (2) ein Versuch, jede Versuchsaktivität vor ihrer ursprünglich geplanten Ausführungszeit innerhalb der Parameter des Testprotokolls auszuführen, um die Zeitdauer zu minimieren, in der die Ressourcen beschäftigt sind, und den Durchsatz von Versuchen in dem System zu erhöhen.
  • In der ersten Phase wählt der Bediener die Reihenfolge, in der Versuche vorbereitet werden, um auf dem System 2 ausgeführt zu werden, indem die Anordnung von Proben 26 auf dem System 2 gewählt wird. Die Probe 26, die am nächsten zu der Pipettenstation angeordnet ist, ist die erste Probe, die vorbereitet wird, um auf dem System 2 ausgeführt zu werden. Zum Schutz vor Verdunstung wird ein Versuch nicht vorbereitet, bis die Planung sicherstellt, dass alle Ressourcen, die von den Aktivitäten des Versuchs verwendet werden, zu den erforderlichen Zeiten, die in dem Testprotokoll des Versuchs aufgeführt sind, verfügbar sein werden. Die Vorbereitung des nächst folgenden Versuchs wird hinausgeschoben, wenn Aktivitäten von anderen Versuchen, die gerade in Arbeit sind, gerade Ressourcen verwenden, die von einer Aktivität der nächsten Untersuchung benötigt werden. Der Probenvorbereitungsbereich des Systems 2 bleibt im Leerlauf, bis der nächste Versuch erfolgreich ohne Konflikte geplant ist. Wenn zum Beispiel eine Pipettieraktivität (P), die zwanzig Sekunden benötigt, manchmal während eines Zwei-Minuten-Fensters innerhalb von 3–5 Minuten nach einer Zusammenstellungsaktivität ausgeführt werden muss, wird die Vorbereitung hinausgeschoben, bis die Pipettieraktivität irgendwo in diesem Fenster vollbracht werden kann. Wenn eine korrekte Planung des nächsten Versuchs erreicht werden kann, wird der Versuch vorbereitet und in den Verarbeitungsbereich überführt.
  • Die zweite Phase im Planungsprozess ist, die Auslastung für jede Systemressource zu minimieren, um sowohl die Leerlaufzeit der Ressource als auch die Zeit, die zum Ausführen der Arbeitsbelastung der Ressource notwendig ist, zu minimieren. Sobald Versuche in den Verarbeitungsbereich überführt sind, optimiert die Planung den vorhandenen Plan für jede Ressource. In vorherbestimmten Intervallen prüft die Planung das nächste Arbeitsintervall für jede Ressource. Falls es irgendeine Leerlaufzeit in diesem Intervall gibt, versucht die Planung, die Leerlaufzeit durch Neuanordnen der Auslastung der Ressource zu minimieren, um Leerlaufzeiten zu vermeiden, vorausgesetzt, dass die Aktivitäten innerhalb ihrer zulässigen Inkubationsfenster bleiben. Wenn die Optimierung dieses Intervalls abgeschlossen ist, wird dieser Abschnitt der Auslastung von der Ressource zu den geplanten Zeiten ausgeführt. Die Planung fährt fort, Proben vorzubereiten, solange es Proben 26 auf dem System 2 gibt, für die Versuche angeordnet sind, ausgeführt zu werden. Optimierung der Auslastung der Ressource wird fortgesetzt, bis für alle Versuche, die in das System überführt wurden, die Verarbeitung beendet ist.
  • Ein anderes Merkmal der Erfindung stellt ein Verfahren bereit zur Unterbrechung der Vorbereitung von Probe 26 durch die Planung. Gemäß dieses Merkmals kennzeichnet der Bediener des Systems eine Probe 26 für Prioritätsbehandlung (nachfolgend die "sofortige Probe") sowohl im Vorverarbeitungsprobenbereich, als auch im Verarbeitungsbereich des Analysensystems 2. Der Bediener wählt die Reihenfolge, in der Versuche vorbereitet werden, um auf dem System 2 ausgeführt zu werden, indem er die Anordnung der Proben 26 auf dem Probenkarussell 28 wählt. Die Probe 26, die am nächsten zu der Pipettierstation angeordnet ist, ist die erste Probe, die vorbereit wird, um auf dem System 2 ausgeführt zu werden. Dieses Muster der Vorbereitung von Probe 26 wird jedes Mal unterbrochen, wenn der Bediener einen sofortigen Versuch auf dem System 2 anordnet. Sobald ein sofortiger Versuch angeordnet ist, beendet das System 2 die Untersuchung der aktuellen Probe und geht dann direkt weiter zu der sofortigen Probe, um all ihre Untersuchungen vorzubereiten. Zum Schutz vor Verdunstung wird die Probenvorbereitung für einen Versuch nicht beginnen, bevor eine korrekte Planung der Aktivitäten des Versuchs im Verarbeitungsbereich sichergestellt ist.
  • Der Systemplanungsalgorithmus wird ebenfalls für sofortige Verarbeitung modifiziert. Der Planungsalgorithmus, der für normale Versuche verwendet wird, versucht, die Zahl der Versuche zu maximieren, die jede Stunde in dem Messgerät verarbeitet werden. Dies geschieht, indem ausreichend Zeit zwischen Versuchsaktivitäten zugelassen wird, um Aktivitäten anderer Versuche zu ermöglichen, dass sie in diesen Lücken ausgeführt werden. Der Planungsansatz, der für sofortige Versuche verwendet wird, versucht, diesen einen Versuch in der kürzest möglichen Zeit zu verarbeiten. Jede Aktivität eines sofortige Versuchs wird zu der frühest möglichen Ausführungszeit geplant, wie in den Testdefinitionen des Versuchs definiert. Wenn für alle Aktivitäten eines Versuchs garantiert ist, dass sie in dem System 2 korrekt geplant sind, wird die Probenvorbereitung des Versuchs beginnen. Nachdem alle Versuche an der sofortigen Probe vorbereitet sind, wird das System 2 zu der Probe 26 zurückkehren, die es gerade am bearbeiten war, bevor es die sofortige Probe bediente.
  • Sofortige Versuche erfahren besondere Berücksichtigung im Verarbeitungsbereich, wenn es in der Auslastung einer Ressource zu Leerlaufzeiten kommt. In vorherbestimmten Intervallen prüft die Planung das nächste Arbeitsintervall, das jeder Ressource im Verabreitungsbereich des Systems zugeteilt ist. Falls es irgendeine Leerlaufzeit in diesem Intervall gibt, versucht die Planung, diese durch Neuanordnen der Auslastung der Ressource zu minimieren, wie oben ausführlicher beschrieben. Versuchs aktivitäten, die für diese Ressource geplant sind und die früher ausgeführt werden können, als sie gegenwärtig geplant sind, wie durch ihre Testprotokolle definiert, werden nach vorne verschoben, um die Leerlaufzeit zu füllen. Aktivitäten von sofortigen Versuchen sind die ersten Kandidaten, die in der Arbeitsbelastung nach vorne gezogen werden, womit sich die Zeit weiter verringert, die benötigt wird, um den sofortigen Versuch in dem Messgerät zu verarbeiten. Obwohl sofortige Versuche eine spezielle Planungsbehandlung erfahren, geschieht dies ohne negative Auswirkung auf den Durchsatz des Systems.
  • INTELLIGENTES WASCHEN
  • Die vorliegende Erfindung stellt zusätzlich ein Verfahren und einen Apparat zum Identifizieren analytischer Wechselwirkungen bereit, welche voraussichtlich zwischen verschiedenen Schritten in einem Analysensystem mit wahlfreien Zugriff auftreten, insbesondere Schritte, die Pipettiersequenzen einschließen, worin die voraussichtlichen Wechselwirkungen Verschleppung und Kreuzverunreinigung von Testproben oder Reagenzien sind. Das Verfahren und der Apparat der vorliegenden Erfindung bestimmen, wann solche Wechselwirkungen wahrscheinlich sind, und erlauben wahlfreie Zugriffsverarbeitung selbst in derartigen Situationen (das heißt, das Verfahren und der Apparat erlauben dem System, anders zu reagieren in Fällen, in denen solche Wechselwirkungen wahrscheinlich sind, als in Fällen, in denen Wechselwirkungen weniger wahrscheinlich sind). Die Erfindung kann das tun, weil die Systemsoftware (insbesondere die Planungssoftware) in der Lage ist, Pipettierereignisse wahlfrei in die Verarbeitungszeitlinie einzuschieben und daraus zu entfernen, um Verschleppung oder Kreuzverunreinigung zu kontrollieren. Dadurch, dass Pipettierereignisse so eingeschoben oder entfernt werden, variiert das System Testproben- und Reagenzwaschvolumina, dass sie den Waschvolumina entsprechen, die für die einzelnen Testproben oder Reagenzien, die verarbeitet werden, notwendig sind, um die Möglichkeit von Wechselwirkungen zu beseitigen.
  • Die vorliegende Erfindung ist in der Lage, die Verschleppung oder Verunreinigung zu kontrollieren, indem sie eine einfache Matrix verwendet, wie ausführlich unter beschrieben wird. Die Matrix wird aufgestellt, um die einzelnen Pipettierschritte, die von dem System ausgeführt werden, mit dem Potential dieser Schritte für Verschleppung und Verunreinigung in Beziehung zu bringen. Beruhend auf Werten, die vom System aus dieser Matrix bestimmt wurden, modifiziert das System Waschvolumina zwischen Pipettierschritten, um Waschvolumina zu minimieren, jedoch genug Waschvolumina zuzulassen, um Verunreinigung oder Verschleppung zu beseitigen. Der Apparat oder das Verfahren der Erfindung sind besonders nützlich, wenn sie in das insbesondere hier beschriebene automatisierte Analysensystem eingegliedert werden, ein System, das in der Lage ist, gleichzeitig zwei oder mehrere Tests an einer Vielzahl von Testproben auf eine Art mit fortlaufendem und wahlfreien Zugriff auszuführen.
  • Um Verschleppung und Verunreinigung zu reduzieren, betrachtet das vorliegende System und Verfahren tatsächlich die Quellen, die das Problem verursachen. Das kann besser vom Konzept her verstanden werden bei Betrachtung des allgemeinen Schemas der Planungssoftware und der Pipettier- und Waschschritte. Da jeder Pipettenschritt zu Verschleppung und Verunreinigung führen kann, sowie möglicherweise empfindlich für Verschleppung sein kann, stellt die vorliegende Erfindung einfache Kategorien für das Verunreinigungspotential jedes Pipettierschrittes bereit und identifiziert dann, für welche dieser Kategorien jeder Testschritt empfindlich ist. Hier kommt die zuvor erwähnte Matrix ins Spiel. Die Matrix wird aufgestellt, um zu identifizieren, wann Verschleppung oder Verunreinigung wahrscheinlich ist, auf der Grundlage von vorhergehenden und erfolgreich verlaufenden Pipettierschritten, die von der Planungssoftware geplant sind. Auf der Grundlage von Werten aus der Matrix entsprechend der vorhergehenden und erfolgreich verlaufenden Pipettierschritte bringt der Apparat und das Verfahren das Analysensystem dazu, mit geeigneten Waschmerkmalen zu reagieren, um die Möglichkeit von unerwünschter Verschleppung oder Verunreinigung zu beseitigen, wenn sie als wahrscheinlich erscheinen. Im Betrieb wird das Analysensystem automatisch auf ein Nennniveau gereinigt, das geeignet ist Verschleppung oder Verunreinigung unter den normalen Umständen zu beseitigen. In den vorhergehenden Systemen war es notwendig, dass das Systems bis zu einem extremen Niveau gereinigt wurde, welches Verschleppung oder Verunreinigung in den schlimmsten Fällen beseitigen würde. Die vorliegende Erfindung jedoch stellt Extrawaschungen in solchen Fällen bereit, in denen die Systemsoftware, auf der Grundlage der geplanten Sequenz, die Situation erkennt, dass ein potentieller Verunreinigungsschritt vor einem empfindlichen Schritt auftritt. Für den Fall dieser Kombination zwingt die Software das System, eine vorherbestimmte Superwäsche zu aktivieren, die geeignet ist, die Verschleppung in solch extremen Fällen zu kontrollieren.
  • Dieser Ansatz in der vorliegenden Erfindung verringert die Zahl der Waschungen, die von dem System durchgeführt werden, da empfindliche Schritte nicht notwendigerweise immer auf verunreinigende Schritte folgen und folglich die Superwäsche nicht immer eingesetzt wird. Kurz gesagt, das Verfahren des Systems ist verantwortlich sowohl für die Situation, in der normale Wäsche erforderlich ist, als auch für die Situation, in der eine größere Wäsche erforderlich ist, und bestimmt, welche Art der Wäsche in irgendeinem Fall notwendig ist, auch wenn es wegen der Natur des wahlfreien und fortlaufenden Zugriffs des Systems nicht möglich ist, von vornherein zu erkennen, wann es wahrscheinlich ist, dass Verschleppung auftritt oder nicht. Die vorliegende Erfindung ermöglicht auch, dass Pipettenschritte in der Verarbeitungszeitlinie bei Bedarf entfernt oder eingefügt werden aufgrund der Natur des wahlfreien Zugriffs des Systems, und lässt das System die Möglichkeit einer verunreinigenden Situation beseitigen. Noch weiter ermöglicht die Erfindung, dass die Software die erforderliche Wäsche festsetzt, ohne dass andere Pipettierschritte in der Verarbeitungszeitlinie geändert werden müssen, selbst in einem System, das fortlaufenden Betrieb erlaubt.
  • Das Verfahren und der Apparat sind ausgelegt, den Waschflüssigkeitsverbrauch durch das Messgerät zu minimieren, indem die Systemsoftware einige Grundinformationen bezüglich der Pipettierschritte verfolgen muss, die unmittelbar vorhergehen, und jeden vorgegebenen Schritt auf der Zeitlinie verfolgen muss. Da sie die Wechselwirkung aller Tests miteinander einschließen, wird es vorgezogen, dass alle Tests den gleichen Ansatz verwenden, um die Pipette innerhalb ihres Protokolls zu reinigen. Anders als Waschsysteme und Verfahren, die zuvor beschrieben wurden, reduziert das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung (1) die Waschmengen, was die Verwaltung der Flüssigkeiten und Abfälle im Gerät unterstützt; und (2) die Waschzeiten, was den Durchsatz zu verbessern hilft.
  • Insbesondere wurde Sondenwäschekontrolle in Systemen, die zuvor beschrieben wurden, durch Empfehlungen für die Nachwäsche nach jedem Pipettierblock bereitgestellt wie folgt: Pipettiersequenz 1|Nachwäsche 1 → Pipettiersequenz 2|Nachwäsche 2
  • Erfindungsgemäß wird die Grundpipettenreinigung wie zuvor bereitgestellt, d. h. mit einer Nachwäsche, welche ausreichend sein sollte, um Verschleppung für die meisten Versuchsschritte zu kontrollieren, die folgen könnten. Falls jedoch die empfohlene Nachwäsche ungeeignet ist zur Kontrolle von Kreuzverunreinigung oder Verschleppung zum nachfolgenden Schritt, dann wird eine Vorwäsche für diesen zweiten Schritt folgendermaßen eingegliedert: Pipettiersequenz 1|Nachwäsche 1 → Vorwäsche 2|Pipettiersequenz 2|Nachwäsche 2
  • Die Vorwäsche ist variabel und hat zwei Niveaus, nominell und super. Die nominelle Vorwäsche ist das Volumen, das immer verwendet werden sollte. Wenn Verschleppung möglich ist, würde dann die Superwäsche verwendet werden. Normalerweise wäre das Nennwaschvolumen null. Da das Methodologie-Softwaremerkmal identifiziert, wann Verschleppung möglich ist, können die Nachwaschvolumina, die innerhalb des Systems verwendet werden, in der Menge gegenüber den Mengen reduziert werden, wie sie früher in dem Verfahren üblich waren, wodurch jeder Test nicht länger so gut gereinigt werden muss, um den schlimmsten Fall einer Verschleppung zu kontrollieren. Zusätzliche Wäsche, die benötigt wird, um Verschleppung zu verhindern, wird durch die Superwäsche hinzugefügt werden, wenn die Software ein Verschleppungspotential identifiziert.
  • Parameter, Tabellen und Terminologie für intelligentes Waschen
  • Das Verfahren nutzt vorzugsweise fünf Parameter, um jeden Pipettierschritt zu beschreiben, zwei Indexwerte und drei Waschparameter, worin (i) die zwei Indexwerte sus (Anfälligkeit für Verunreinigung) und con (Wahrscheinlich für Verunreinigung) sind; und (ii) die drei Waschparameter nom (Zahl der nominellen Vorwäsche), sup (Zahl der Supervorwäsche) und pw (Zahl der Nachwäsche) sind. Die Waschparameter sind Zahlen, wie unten beschrieben, die die Waschungen in einer Waschbibliothek kennzeichnen.
  • Aktuelle Waschbibliothek
    Figure 00570001
  • Die Parameter sus und con werden verwendet, um die Wahrscheinlichkeit zu kennzeichnen, dass Verschleppung oder Kreuzverunreinigung auftreten. Sie werden durch die Matrix des vorliegenden Verfahrens miteinander in Beziehung gebracht.
  • Die Matrix des vorliegenden Verfahrens enthält nur Nullen und Einsen, entsprechend für aus bzw. ein; 0 = keine Wahrscheinlichkeit für Verschleppung; 1 = Wahrscheinlichkeit für Verschleppung besteht.
  • Verfahrensmatrix
    Figure 00580001
  • con Beschreibung
    • 1 keine Verunreinigung (keine Probe)
    • 2 Ansaugung von Probe oder Probenmischung mit Luftzwischenraum
    • 3 Ansaugung von Probe oder Probenmischung ohne Luftzwischenraum
  • sus Beschreibung
    • 1 nicht empfänglich für Verunreinigung
    • 2 empfindlich für Ansaugung von Probe oder Probenmischung mit Luftzwischenraum
    • 3 empfindlich für Ansaugung von Probe oder Probenmischung mit und ohne Luftzwischenraum
  • Ein Pipettenblock ist zum Beispiel empfänglich für alle Probenpipettierungen (sus-Index = 3). Für einen vorausgehenden Pipettenschritt, welcher einen con-Index von 1 hat (Matrixwert 0) wird keine Superwäsche durchgeführt. Für einen vorausgehenden Pipettenschritt, welcher einen con-Index von 2 oder 3 hat (Matrixwert = 1), wird die Superwäsche durchgeführt.
  • Die Matrix des vorliegenden Verfahrens liefert Informatio nen an die Software, dass die Wahrscheinlichkeit für Verschleppung oder Kreuzverunreinigung besteht, aber sie liefert keine Informationen an die Software, welche Volumina für einen Waschschritt zu verwenden sind, was stattdessen von den Parametern nom, sup und pw geliefert wird. Die Matrix des vorliegenden Verfahrens kann erweitert werden, sollten andere verunreinigende Spezies zusätzlich zu der Probe definiert werden.
  • Der con-Parameter und die pw-Zahlen beschreiben für die Software, in welchem Zustand die Sonde vor dem nächsten Pipettierschritt ist. Die Regeln, die zur Identifizierung dieser Parameter für Pipettierschritte eingeführt wurden, sind Anforderungen, die von allen Tests befolgt werden müssen.
  • Die Parameter con und pw sind folgendermaßen definiert:
    Figure 00590001
  • Von Ansaugen von mehr als 150 μl Probe oder Probenmischung mit einem Luftzwischenraum wird abgeraten wegen der Notwendigkeit, übermäßige Wäsche zu verwenden.
  • Bei Ansaugen von Probe/Probenmischung ohne einen Luftzwischenraum 3 die gleichen pw-Werte wie oben verwenden.
  • "*" zeigt an, dass das Niveau von Probenverschleppung, die in der Probe vorhanden ist, wenn das Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht genutzt wird (nur Nachwäsche), 10 ppm oder weniger mit den obigen Empfehlungen ist. In allen Fällen ist der mindest zulässige pw-Wert 2 ml Wäsche.
  • Die Parameter sus, nom und sup sind unter der Kontrolle des Testprotokolls. Es sollte verstanden werden, dass alle Kriterien, die zur Identifikation dieser Parameter eingeführt wurden, Empfehlungen sind, und dass der Testprotokollentwickler am besten wissen wird, welche Pipettiersequenzen empfindlich für Verschleppung sind, welche Sequenzen das Problem erzeugen und welches Waschvolumen notwendig ist, um die Sonde zu reinigen.
  • Nominal- und Superwäschen werden für einen empfänglichen Pipettenblock zur Kontrolle von Verschleppung verwendet. Verwenden Sie 0 für die Waschbibliothekzahlen 8 bis 12, wo nur Wäsche in Waschschale benötigt wird: nom = 0 – keine nominelle Vorwäsche wird durchgeführt; nom = 8 bis 12 – Verwenden Sie Waschbibliothekszahlen 8 bis 12 (1–5 ml Wäsche-Waschschale); sup = 0; keine Supervorwäsche wird durchgeführt; sup = 8 bis 12 – Verwenden Sie Waschbibliothekszahlen 8 bis 12 (1–5 ml Wäsche-Waschschale).
  • Wegen der Planungszwänge kann das Superwaschvolumen nicht größer sein als die Mindestnachwäsche (2 ml) plus die Nominalwäsche; falls es notwendig ist, mehr Superwaschvolumen zu verwenden, sollte die Nominalwäsche auch erhöht werden. Falls zum Beispiel die Nominalwäsche 0 ml ist, kann die Superwäsche nur 0, 1 oder 2 ml sein. Falls die erforderliche Superwäsche 4 ml ist, muss die Nominalwäsche mindestens 2 ml sein.
  • Die Mindestnachwäscheanforderung und die Superwaschvolumen-Beschränkung stellen nicht nur eine korrekte Planung sicher, sondern schützen das System davor, dass ein hoch verunreinigender Schritt "versteckt" wird von einem empfänglichen Schritt, weil ein einfacher Schritt zwischen ihnen auf der Zeitlinie sitzt, der nur eine Mindestwäsche benötigt. Die Mindestnachwäscheanforderung garantiert, dass die Sonde korrekt gereinigt wird, wenn der empfängliche Schritt pipettiert werden soll.
  • Das Zusammenstellungszentrum wird als ein Pipettenblock behandelt. Verschleppungsexperimente haben gezeigt, dass eine Nachwäsche von mindestens ungefähr 2 ml ausreichend ist, um die Sonde auf ein Verschleppungsniveau von 1 ppm oder weniger zu reinigen, wenn die Probe zuerst zusammengestellt wird, gefolgt von Wäsche und Pipettieren von Reagenzien. Die Gesamtwäsche im Anschluss an die Probe sollte ungefähr 4 ml Gesamtwäsche vor der nächsten Zusammenstellungsaktivität sein. Verunreinigung der Reagenzflasche im Anschluss an die Probe wird von der Außenfläche der Sonde kommen. Das wird durch Wäsche in Abfallschale auf unsignifikante Niveaus reduziert, z. B. 200 bis 1000 μl, gefolgt von zwischen ungefähr 1 ml bis ungefähr 2 ml Wäsche in die Waschschale.
  • Chemilumineszenztest
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform werden Verfahren und Apparate zum Messen eines chemilumineszenten Signals bereitgestellt, das von einem Immunkomplex gebildet wird, der mit Analyt aus einer Testprobe gebildet wird, wie chemilumineszente homogene Immunoassays und chemilumineszente heterogene Immunoassays. Gemäß einer Ausführungsform wird ein chemilumineszentes Detektionssignal produziert von einem immobilisierten Immunkomplex, der Antikörper-beschichtete magnetische Partikel umfasst, welche durch ein Magnetfeld abgetrennt werden können. Gemäß eines solchen Verfahrens wird eine optische Küvette verwendet, die den Immunkomplex enthält, der an magnetische Partikel gebunden ist, die in Lösung suspendiert sind, wobei ein Magnetfeld entlang der Wand der Küvette angelegt wird, um die Trennung durchzuführen. Die Partikel, die den Immunkomplex enthalten, werden gewaschen, ein Triggerreagenz wird hinzugegeben, und die resultierende Chemilumineszenz von den markierten Partikeln wird in der Küvette unter Verwendung eines Chemilumineszenzdetektionssystems detektiert und gemessen. Gemäß eines noch anderen Verfahrens wird Analyt in einer flüssigen Phase eingefangen, unter Einsatz von zum Beispiel Mikropartikeln, polyonischen Einfangmitteln und dergleichen, die eine Bindungsaffinität für den Analyt aufweisen, wobei der eingefangene Analyt nachfolgend durch ein poröses Element immobilisiert wird, und ein chemilumineszentes Signal wird dann chemisch angeregt und detektiert. Entsprechend setzt ein solches Verfahren innerhalb eines Analysensystems mit fortlaufendem und wahlfreien Zugriff vorteilhafterweise schnelle Fusionsraten in Lösung ein, um hochempfindliche Tests für ein breites Spektrum an Analyten bereitzustellen. Derartige Verfahren sind besonders nützlich mit einem automatisierten Analysensystem mit fortlaufendem und wahlfreien Zugriff, wie hier beschrieben, und welches weiter Fluoreszenz- und Chemilumineszenzassayverar beitung auf der gleichen Plattform einschließen kann. Ein derartiges automatisiertes Analysensystem der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, gleichzeitig zwei oder mehrere Tests an einer Vielzahl von Testproben auf eine Art mit fortlaufendem und wahlfreien Zugriff durchzuführen. Insbesondere kann der automatisierte Immunoassay-Analysensystemapparat der Erfindung als ein mikroprozessorgestütztes System von integrierten Teilbaugruppen angesehen werden, wobei unterschiedliche Gruppen von Assays durch getrennte und änderbare Softwaremodule ausgeführt werden können. Das mikroprozessorgestützte System verwendet Roboterarm-Pipettiervorrichtungen mit zwei Freiheitsgraden und bidirektionale Drehkarusselle, um Proben zu verarbeiten. Kritische Testschritte wie Inkubationen, Waschungen und Probenverdünnung werden automatisch durch das Messgerät wie geplant ausgeführt.
  • Insbesondere ist der automatisierte Analysensystemapparat mit fortlaufendem und wahlfreien Zugriff in der Lage, Chemilumineszenztests durchzuführen, wie beschrieben in dem US-Patent Nr. 5.089.424 und der US-Patentanmeldung Nr. 206.645, eingereicht am 14. Juni 1988, die sich im gemeinsamen Eigentum befinden. Wie beschrieben sind mindestens zwei Arten von Chemilumineszenztests durch den Systemapparat möglich, Magnetpartikeleinfang und Mikropartikelmembraneinfang. Chemilumineszenztestverfahren funktionieren, indem sie den Vorteil der Lichtstreuungseigenschaften bestimmter Konjugatmoleküle nutzen. Solche Verfahren können entweder homogen oder heterogen sein. In den homogenen Testverfahren wird die Lichtabsorption eines flüssigen Mediums gemessen, das bestimmte Antikörper enthält. Die Antikörper werden dann mit Antigenen umgesetzt, um einen Niederschlag zu bilden. Die Lösung mit dem Antigen-Antikörper-Niederschlag wird dann dem Licht ausgesetzt, welches durch den Antikörper absorbierbar ist. Die Differenz in der Lichtabsorption, die durch die zwei Lichtabsorptionsschritte gemessen wird, wird bestimmt, und diese Differenz ist ein Hinweis auf das Vorhandensein oder das Fehlen von Agglutination von Antikörper und Antigen. Da die Agglutinationsreaktion die Konzentration von Antikörper in Lösung verringert, wird die Lichtabsorption durch das flüssige Medium proportional zu der Menge an gebildetem Antigen-Antikörper-Niederschlag verringert. Wie für Verfahren und Apparate zur Durchführung homogener Tests typisch ist, erfordern diese Verfahren keine Abtrennung einer festen Phase von dem Reaktionsgemisch für die weitere Analyse. In heterogenen Testverfahren muss andererseits Festphasenmaterial abgetrennt werden. In diesen Verfahren werden kleine Mengen klinisch signifikanter Verbindungen in einer flüssigen Testprobe quantitativ bestimmt durch Fokussieren einer Lichtquelle auf die Probe. Zum Beispiel könnte eine fluoreszente Lichtquelle verwendet werden. In diesem Fall verursachen Fluoreszenzpartikel in der Probe Fluoreszenzzustände, deren Intensität zu der Intensität des Lichtstrahls und der Konzentration von Fluoreszenzpartikel in der Probe in Beziehung steht. Ein Detektor, der in Verbindung mit dem Lichtstrahl eingesetzt wird, empfängt Photonen, die die Fluoreszenzemission der Partikel bilden, wenn sie mit dem Lichtstrahl angeregt werden. Festphasenmaterial in der Probe muss anschließend von dem Gemisch für die weitere Analyse abgetrennt werden, und bevor die Fluoreszenzemission detektiert und gemessen werden kann.
  • Die 15 ist eine Draufsicht des automatisierten Analysensystems im Querschnitt, wobei Komponentenabdeckungen entfernt sind, um den automatisierten Analysensystemapparat ausführlich und in relativer Position der beiden Arten von Detektionssystemen zu zeigen, die Chemilumineszenztesttechnologie verwenden, ein Magnetpartikeleinfangsystem und ein Mikropartikelmembraneinfangsystem, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können. In dem einem dieser Detektionssysteme hat das Prozesskarussell zwei Magnettrennstationen 67 und ein Chemilumineszenzleser-Detektionsmodul 69 für Magnetpartikeleinfang daran integriert, um Chemilumineszenz-Magnetpartikeleinfangtests bereitzustellen. In dem anderen der Detektionssysteme ist auf dem Patronenradkarussell ein Chemilumineszenzleser 71 befestigt, um Mikropartikel-Membraneinfangtests bereitzustellen.
  • Eine Darstellung in Querschnittsansicht eines Signaldetektionsmoduls 69 für die Verwendung in dem Magnet partikeleinfangsystem 67, 69 ist in der 16 gezeigt. Das Detektionsmodul 69 umfasst eine Lichtführung 602. Das Modul 69 ist horizontal in einem Gehäuse 638 befestigt und nahe der Wegwerfküvetten 140 (gestrichelt dargestellt) auf dem Reaktionskarussell 46 positioniert (nicht gezeigt in 16). In dieser Position kann das Detektionsmodul 69 Ablesungen von dem Inhalt jeder Küvette 140 vornehmen, wenn sie an dem Modul 69 vorbeikommt.
  • In 17 ist eine Darstellung einer Querschnittsansicht eines Signaldetektionsmoduls 71 für die Verwendung in dem Mikropartikel-Membraneinfangsystem veranschaulicht. Das Detektionsmodul 71 schließt eine Lichtröhre 650 ein. Auf beiden Seiten der Lichtröhre 650 befinden sich Injektionskanäle 652. Das Modul 71 ist senkrecht über den Faserpatronen 654 des Reaktionskarussells 46 (nicht gezeigt in 17) befestigt, um das Modul 71 für die Detektion des Inhalts jeder Patrone 654 zu positionieren, wenn sie an dem Modul vorbeikommen. Das Modul 71 umfasst auch eine Lichtabschirmung 660, welche dazu dient, Umgebungslicht abzuschirmen, damit es die Lesung nicht stört. Die Patrone 654, die in dieser Art vom System eingesetzt wird, ist ein Behälter, welcher eine trichterförmige Öffnung 656 zu der Patrone 654 hin und ein festes, poröses Element 658 aufweist, vorzugsweise in Form einer Fasermatrix.
  • Es ist ausdrücklich zu verstehen, dass jedes System des Magnetpartikeleinfangsystems 69 und des Mikropartikelmembraneinfangsystems 71, die in der 16 bzw. 17 gezeigt sind, als Beispiel für eine solche Art von Systemen zu verstehen sind. Andere Systeme und Anordnungen und Konfigurationen sind möglich. Der Betrieb jedes solcher Systeme wird jedoch auf ungefähr die gleiche Art und Weise funktionieren. Chemilumineszenz-freisetzende Photonen aus dem Inhalt der Küvette 140 oder der Patrone 654, je nach Fall, werden durch eine Lichtröhre 602, 650 des Detektionsmoduls 69, 71 an einen Photomultiplier übertragen (nicht gezeigt). Das Modul 69, 71 und die Photomultiplier-Baugruppe messen je nachdem das Chemilumineszenzsignal des Inhalts der Küvette 140 oder der Patrone 654.
  • FLÜSSIGNIVEAUERKENNUNG
  • Die vorliegende Erfindung umfasst ein einzigartiges System und Verfahren zum Erkennen von Flüssigkeitsniveaus in den verschiedenen Probenbehältern des automatisierten Analysensystems. Das Flüssigkeitsniveausensorsystem detektiert, wann immer die automatisierte Pipettensonde eine Flüssigkeit berührt. Das System detektiert Amplitudenänderungen in einem Nah-Hochfrequenz(HF)-Signal, welches durch die Sonde abgestrahlt wird, und durch eine Reihe von Antennen, die unter den verschiedenen Probenbehältern angeordnet sind, empfangen wird. Das System kann man sich vorstellen als Detektieren einer Änderung der Kapazität zwischen der Sonde und der passenden Antenne, wenn die Sonde Flüssigkeit berührt. Das System überwacht kontinuierlich die Kapazität der Sonde in Luft und detektiert eine schnelle Änderung der Kapazität als Reaktion auf die Flüssigkeit berührende Sonde.
  • Ein signifikantes Merkmal des Flüssigniveausensorsystems ist, dass Flüssigkeit nur gemeldet wird, wenn sowohl Signalamplitude als auch Geschwindigkeit der Signaländerung anzeigen, dass die Sonde Flüssigkeit berührt. Vorhergehende Systeme, die eine Signalamplitude verwendeten, um Flüssigkeiten zu detektieren, meldeten Flüssigkeitsdetektionen nur auf der Grundlage von Signalamplituden, die über einen voreingestellten Schwellwert hinausgingen. Deshalb wirkten sich auf diese Systeme Änderungen von Temperatur, Feuchtigkeit, Alterung von Teilen, Teileänderung und, am signifikantesten, Sondenposition in Bezug auf andere Komponenten in dem automatisierten Analysensystem nachteilig aus. Diese Zustände führten bei früheren Systemen gelegentlich dazu, das Vorhandensein von Flüssigkeit fälschlicherweise anzuzeigen, oder umgekehrt, das Vorhandensein von Flüssigkeit nicht zu detektieren. Dadurch, dass die Flüssigkeitsdetektion sowohl auf der Signalamplitude als auch auf der Geschwindigkeit der Änderung der Signalamplitude beruht, reduziert sich die Zahl solcher falschen oder fehlgeschlagenen Detektionen.
  • Einige frühere Flüssigkeitsniveaudetektionssysteme detektierten eine elektrische Phasenverschiebung eines sinusförmigen Signals, das an der Pipettensonde vorhanden ist, immer wenn die Sonde eine Flüssigkeit berührt. Diese Phasenverschiebungssysteme waren jedoch beschränkt auf Analysensysteme, welche nur deionisiertes Wasser in der Flüssigkeitsleitung zu der Sonde verwendeten. Die Verwendung der Signalamplitude zur Flüssigkeitsdetektion der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Verwendung eines leitfähigen Verdünnungsmittels, wie eine Salzlösung, in der Flüssigkeitsleitung zu der Pipettensonde.
  • 18 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm der bevorzugten Ausführungsform des Flüssigkeitsniveausensorsystems 800 der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem automatisierten Analysensystem. Eine Flüssigkeitsniveauerfassungs-Schaltungsbaugruppe 801 wird verwendet, um Pipettensonden 806 und 807 zu überwachen, wenn sie durch den Computer des automatisierten Analysensystems (nicht gezeigt) aktiviert werden, und die Sondenbewegung zu stoppen, wenn die Sonden Flüssigkeit berührt haben. Die Flüssigkeitsniveauerfassungs-Schaltungsbaugruppe 801 wird in einen Standard-VME-Kartenkäfig eingebaut, wobei sie nur ungefähr +5 V und Erde (GND) von dem VME-Bus an den Anschlüssen 814 und 818 empfängt. DC/DC-Wandler (nicht gezeigt) auf der Baugruppe erzeugen lokale Betriebsspannungen, die die Baugruppe von dem VME-Bus isolieren. Steuersignale zu und von der Baugruppe werden auf System-Ein/Ausgabe-Baugruppen (nicht gezeigt) über die Anschlüsse 816 und 820 geführt.
  • Die Baugruppe 801 enthält eine Prozessflüssigkeitsniveau-Sensorschaltung 803 und eine Zusammenstellungsflüssigkeitsniveau-Sensorschaltung 805, jede vollständig unabhängig von der anderen. Die Prozessflüssigkeitsniveausensorschaltung 803 ist für Flüssigkeitsdetektionen durch Sonde 806 in dem Verarbeitungszentrum bestimmt, und die Zusammenstellungsflüssigkeitsniveau-Sensorschaltung 805 ist für Flüssigkeitsdetektionen durch Sonde 807 in dem Zusammenstellungszentrum bestimmt.
  • Die Flüssigkeitsdetektionssysteme in dem Verarbeitungszentrum und in dem Zusammenstellungszentrum sind im Wesentlichen identisch, und Flüssigkeitsdetektionen erscheinen auf die gleiche Art und Weise in jedem System. Deshalb ist die folgende Beschreibung genauso anwendbar auf das Zusammenstellungszentrum, auch wenn sie das Flüssigkeitdetektionssystem in dem Verar beitungszentrum beschreibt.
  • Jede der beiden Schaltungen 803 und 805 wird durch ein "CALIBRATE"-Signal von dem Computer des Analysensystems gesteuert, und jede Schaltung liefert zwei Ausgangssignale, "READY" und "DETECT". In Betrieb wird CALIBRATE gesetzt, außer wenn Niveauerkennung erwünscht ist. Kalibrierung wird durchgeführt durch eine Schaltung für automatische Nullpunkteinstellung 811, die ausführlicher unten beschrieben wird. Die Sonde 806 wird über einem Flüssigprobenbehälter 819 angeordnet, vorzugsweise unmittelbar über der Flüssigkeit, und der Computer des Analysensystems setzt gewünschte Verstärkungsbits, welche die verschiedenen Größen der Probenbehälter 819 kompensieren. Wenn die Schaltung kalibriert ist, so dass ihr Ausgangssignalpegel null ist, wird CALIBRATE aufgehoben und READY geltend gemacht. Die Sonde wird dann in Richtung des Probenbehälters 819 bewegt, bis auf Flüssigkeit gestoßen wird, zu welcher Zeit DETECT eingestellt wird. Der Computer des automatisierten Analysensystems empfängt das DETECT-Signal und signalisiert wiederum der Motorsteuerung (nicht gezeigt), die vertikale Sondenbewegung zu stoppen. DETECT bleibt solange eingestellt, wie die Sonde 806 in Flüssigkeit ist. Wenn die Sonde aus der Flüssigkeit entfernt wird, wird DETECT aufgehoben, aber wird wieder eingestellt, falls erneut Flüssigkeit berührt wird. Wenn die Sonde von der Flüssigkeit gezogen wird, und Flüssigkeitserkennung nicht länger erforderlich ist, wird wieder CALIBRATE geltend gemacht. Im CALIBRATE-Modus erscheinen DETECT-Signale nicht und sind logisch deaktiviert, unabhängig von dem empfangenen Analogsignal.
  • Ein Koaxkabel 802 leitet ein HF-Übertragungssignal von einer Treibersignalquelle niedriger Impedanz 824 auf der Erfassungssystemschaltungsbaugruppe 801 zu der Sonde 806. Eine Empfangsantenne 813 ist in einer stationären Position unter jedem Drehkarussell befestigt, und unterhalb des Bereichs, wo Flüssigkeitserkennung gewünscht wird. Im Zusammenstellungszentrum findet Flüssigkeitsdetektion an mehrerer Stellen statt; folglich sind Antenne 810 und Antennengruppe 812 unter dem Reaktionsgefäß 34, der Reagenzpackung 30 und dem Versuchsprobensegmentbehälter 26 befestigt. Die Antennen sind an die Sensorsystemschaltungsbaugruppe 801 über Triaxkabel 808 und 809 angeschlossen.
  • Das HF-Signal wird erzeugt durch die Treibersignalquelle niedriger Impedanz 824, bei einer Frequenz von ungefähr 125 kHz, und wird an die Sonde 806 über das Koaxkabel 802 angelegt. Das HF-Signal koppelt dann über den Luftraum zwischen der Sonde 806 und der Empfangsantenne 813 an, die unter dem Flüssigprobenbehälter 819 angeordnet ist. In Betrieb, wenn die Sonde 806 gesenkt wird und Flüssigkeit berührt, übersteigt das Signal von der Sonde an die Antenne leicht das Signal, das empfangen wird, wenn die Sonde in Luft ist. Das Signal wird größer, da die Flüssigkeitsoberfläche tatsächlich ein Teil der übertragenden Sonde wird, was die Amplitude des übertragenen Signals erhöht und das elektromagnetische Feld der Sonde in Richtung der Empfangsantenne 813 umleitet.
  • Das Signal wird von der Sonde 806 an die Antenne 813 primär durch ein elektrisches Feld angekoppelt, was mathematisch über Kapazität modelliert werden kann. Das Übertragungsmedium kann als eine kleine Kapazität von der Sonde 806 zu der Empfangsantenne 813 betrachtet werden. Diese Art von Niveauerkennung kann deshalb als kapazitive Niveauerkennung bezeichnet werden. Da das elektrische Feld tatsächlich Teil eines elektromagnetischen Feldes ist, das von der Sonde abstrahlt, kann die Erkennungsvorrichtung auch als ein "HF"(Hochfrequenz)-Sensorsystem bezeichnet werden, auch wenn die tatsächlich eingesetzte Frequenz mehrere Oktaven unter den Standardradiofrequenzen liegt.
  • Die 19 ist ein ausführlicheres Blockdiagramm der bevorzugten Ausführungsform des Flüssigkeitsniveausensorsystems 800 der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang mit einem automatischen Analysensystem. Das Flüssigkeitsniveausensorsystem 800 umfasst einen synchronen (Überlagerungs-) Empfänger, welcher einen Amplitudendetektor 841 und ein Tiefpassfilter 845 einschließt. Der Empfänger bietet außergewöhnlichen Nahbandempfang der elektrischen Signale, die von den Antennen detektiert werden. In dem synchronen Empfänger vervielfacht der Amplitudendetektor 841 das eingehende Signal 830 durch ein Referenzsignal 843, um die Extraktion der Amplitudeninformation zu ermöglichen. Die Signalquelle 824 verwendet ebenfalls das Referenzsignal 843, um das übertragene Signal 826 zu erzeugen, deshalb sind sowohl das übertragene als auch das empfangene Signal im Wesentlichen von der gleichen Frequenz. Das eingehende Signal muss auch im Wesentlichen in Phase mit dem Referenzsignal sein.
  • Nachdem das eingehende Signal 830 durch das Referenzsignal 843 vervielfacht wurde, wird der Ausgang des Amplitudendetektors 841 durch das Tiefpassfilter 845 hindurchgeleitet, um die gewünschte Amplitudeninformation zu extrahieren. Das Filter, der in dem Empfänger der bevorzugten Ausführungsform eingesetzt wird, ist ein Bessel-Linearphasenfilter, welches minimales oder kein Überschwingen und minimales oder kein Nachschwingen zeigt. Das Flüssigkeitssensorsystem 800 umfasst auch eine Schaltung für automatische Nullpunkteinstellung 811, welche die Signaldetektion in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steigert. Da der Abstand von der Sonde 806 zu der Antenne 813 sich ändert, und da die Sonde sich Komponenten innerhalb des automatisierten Analysensystems mit dielektrischen Konstanten, die höher als die der Umgebungsluft sind, nähert, ändert sich langsam der Pegel des Signals, das die Antenne 813 erreicht. Die Schaltung für automatische Nullpunkteinstellung 811 aktiviert das Flüssigkeitssensorsystem 800, Flüssigkeit bei einer sehr kleinen Zunahme in der Empfangssignalstärke (ungefähr 0,2 pF) zu detektieren, da die Zunahme, wenn die Sonde Flüssigkeit berührt, im Vergleich zu der Änderung sehr schnell erfolgt, die auftritt, wenn die Sonde 806 in Richtung der Antenne 813 in Luft bewegt wird. Die Schaltung für automatische Nullpunkteinstellung 811 stellt Signale auf Null, welche sich langsam in der Amplitude ändern, und meldet nur sich schnell ändernde Signale, welche einen vorherbestimmten Grenzwert überschreiten.
  • Das Timing der Schaltung für automatische Nullpunkteinstellung ist so, dass das Ausgangssignal der Schaltung auf ungefähr Null gehalten wird, wenn die Sonde 806 stationär ist oder senkrecht bewegt wird. Änderungen der Signalamplitude, welche langsam auftreten, wie jene, die durch die Sonde hervorgerufen werden, die sich anderen Komponenten des automatisierten Analysensystems nähert, werden deshalb durch die Schaltung für automatische Nullpunkteinstellung unter den vorherbestimmten Grenzwert reduziert und werden nicht als Flüssigkeitsdetektionen gemeldet, selbst falls die Amplitudenänderungen den Grenzwert überschreiten. Eine schnelle Signalzunahme kann in weniger als 200 Mikrosekunden aufgrund des Flüssigkeitskontakts durch die Sonde auftreten. Wenn eine schnelle Signalzunahme auftritt, ermöglicht die Schaltung für automatische Nullpunkteinstellung, dass das Ausgangssignal von dem Tiefpass-Bessel-Filter 894 größer wird. Das Signal gelangt dann durch ein zweites Tiefpassfilter 845 und wird an einem einfachen festen 2-Volt-Grenzwert 846 angelegt. Falls das Signal den Grenzwert nicht überschreitet, wird das Flüssigkeitssensorsystem in dem READY-Modus bei 847 gehalten. Falls die Zunahme, verursacht durch Flüssigkeitskontakt, ausreichend ist, um den Grenzwert 846 zu überschreitet, dann wird ein digitales Bit ausgegeben, um DETECT bei 848 geltend zu machen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Schaltung für automatische Nullpunkteinstellung 811 deaktiviert. Die DETECT-Signale werden zu der Systemmotorsteuerbaugruppe bei 849 geführt, so dass, wenn Flüssigkeit detektiert wird, die Motorsteuerungsbaugruppe (nicht gezeigt) sofort die Sondenbewegung stoppen kann.
  • Immer noch bezugnehmend auf die 19, kann gesehen werden, dass die Flüssigkeitssensorschaltung 803 in der unmittelbaren Nachbarschaft zu ihrer zugeordneten Empfangsantenne 813 auf die Systemerde bezogen ist. Wie zuvor angemerkt, ist die Schaltung 803 über das Triaxkabel 808 an ihre Antenne angeschlossen, welches in der bevorzugten Ausführungsform insgesamt ungefähr zehn Fuß (etwa 3 m) lang ist. Der äußerste Leiter des Triaxkabels 851 ist an die Erdungsplatte für die Antenne 852 und an eine Systemgrundplatte 853 angeschlossen und stellt die Erdreferenz für die Schaltung bereit. Der innere Schirm des Triaxkabels 854 ist ein "gespeister Schirm". Der innere Schirm 854 ist an einem Ende an eine gespeiste Schirmplatte für die Antenne 855 angeschlossen, und am anderen Ende an die Schirmausgangsseite einer Signal- und gespeisten Schirmschaltung 840. Das Signal von der Antenne 813 wird über den inneren Leiter 856 an den Eingang der Signal- und gespeisten Schirmschaltung 840 geleitet. Die Signal- und gespeiste Schirmschaltung 840 agiert als ein Puffer, welcher wiederum den inneren Schirm 854 speist. Das verringert die effektive Kapazität des Kabels 808 und der Antenne 813 um einen Faktor von ungefähr sechzig. Die Gesamtkapazität der Antenne und des 3-m-Kabels ist normalerweise ungefähr 600 pF. Die Signal- und gespeiste Schirmschaltung 840 verringert diese Kapazität tatsächlich auf ungefähr 10 pF. Die Reduktion vereinfacht außerordentlich die Detektion der 0,2-pF-Zunahme in der Signalstärke, die auftritt, wenn die Sonde 806 Flüssigkeit berührt.
  • Bessel-Filter werden in den Übertragungsschaltungen für Wiederholbarkeit und in der Empfangsschaltung für minimales Nachschwingen infolge von Rauschimpulsspitzen verwendet, die zu minimalen Rauschpegeln innerhalb des Systems führen. Steilflankigere Filter weisen potentiell höhere Überschwingungen auf und führen tatsächlich zu einem höheren Rausch- und Brummgeräuschpegel.
  • 20 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm, das den Stromfluss durch das Flüssigkeitsniveausensorsystem 800 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Der Gesamtstrom 826 fließt von der Signalquelle 824 zu der Sonde 806, wo er in zwei Wege geteilt wird. Auf einem Weg verlässt Strom 836 die Sonde und fließt durch Verdünnungsmittel zur Erde, die zu der Signalquelle 824 zurückkehrt. Das Verdünnungsmittel ist durch Verdünnungsmittelwiderstand 834 und Verdünnungsmittelkoppelkapazität 838 dargestellt. Getrennt gelangt ein sehr viel kleinerer Strom 830 in die Sonde 806 und koppelt durch den Raum an die Empfangsantenne 813 an. Kondensator 828 stellt die Kapazität der Sonde 806 in Luft dar. Wenn die Sonde Flüssigkeit berührt, fließt zusätzlicher Strom durch die zusätzliche Flüssigkeitskapazität 832, die durch die vergrößerte Oberfläche der Flüssigkeit hinzugefügt wird. Die Wellenlänge des übertragenen Signals ist klein im Vergleich zu den Geometrien innerhalb des automatisierten Analysensystems, deshalb erfolgt nahezu die gesamte Kopplung von der Sonde 806 zu der Antenne 813 durch ein elektrisches Feld. Durch Anlegen eines Übertragungssignals niedriger Impedanz an die Sonde und Empfangen des Signals mit einer getrennten Antenne werden Nebenschlusseffekte des leitfähigen Verdünnungsmittels in der Sondenhohlleitung vermieden. Es sollte beachtet werden, dass die Signal- und gespeiste Schirmschaltung 840 (19) nur Strom von der Antenne 813 misst, und nicht den Strom durch das Verdünnungsmittel.
  • 21 ist eine Veranschaulichung der geometrischen Verhältnisse zwischen der Sonde 806, ihrem elektromagnetischen Feld 815, einem Flüssigprobenbehälter 819 und der Antenne 813, wenn die Sonde in Luft ist. Die Antenne 813 ist direkt unter dem Flüssigprobenbehälter positioniert, entlang der Verlängerung der Längsachse der im Wesentlichen geradlinigen Sonde 806. Wie in 21 gezeigt, ist das elektrische Signal 815, das von der Sonde in Luft abgestrahlt wird, am stärksten in der Ebene X-X, welche senkrecht zu der Längsachse und in der Mitte von der Länge der Sonde ist. Es gibt ein Null-Y in dem elektrischen Signal entlang der Verlängerung des Längsachse. Deshalb erreicht ein sehr kleines Signal die Antenne 813, wenn die Sonde 806 in Luft ist.
  • 22 ist eine Veranschaulichung der geometrischen Verhältnisse zwischen der Sonde 806, ihrem elektromagnetischen Feld 815, einem Flüssigprobenbehälter 819 und der Antenne 813, wenn die Sonde die Flüssigkeit berührt. Entlang der Verlängerung der Längsachse wird ein größerer Signalpegel abgestrahlt als von der Sonde in Luft (siehe 21). Deshalb steigt der Signalpegel, der von der Antenne 813 empfangen wird, signifikant, wenn die Sonde 806 Flüssigkeit berührt.
  • 23 veranschaulicht, dass selbst das elektromagnetische Feld 815, das von der Sonde in Flüssigkeit erzeugt wird, unzureichend sein kann, um ein genügend großes Signal an der Antenne 813 zu erzeugen, um eine Detektion auszulösen, falls der Abstand von dem Flüssigprobenbehälter 819 zu der Antenne 813 zu groß ist. Dieser Zustand kann auftreten, wenn kurze Probenschalen in dem Probensegmentbehälter 600 (36) verwendet werden. Deshalb ist der Probensegmentbehälter 600 mit Flüssigkeitsniveausensorhülsen 608 ausgestattet, die direkt unter den Positionen befestigt sind, wo kurze Probenschalen eingesetzt werden. Die Sensorhülsen 608 können aus Aluminium oder jedem anderen elektrisch leitfähigen Material gefertigt sein.
  • Wie in der 24 gezeigt, hat die Sensorhülse 608 die Funktion, das elektrische Signal 815 von der Sonde/Flüssigkeit-Kombination in die Nähe der Empfangsantenne 813 zu kanalisieren. Die Hülsen 608 sind auf einer Höhe befestigt, bei welcher die Oberseite der Hülse ungefähr mit der Oberseite der Flüssigkeit in der Probenschale übereinstimmt. Falls die Hülse zu hoch montiert ist, kann sie fehlerhafte Flüssigkeitsdetektionen hervorrufen wegen der Kanalisierung des Signals von der Sonde in Luft. Falls die Hülse zu niedrig montiert ist, werden Flüssigkeitsdetektionen vermisst werden, da die Hülse nicht richtig funktionieren wird, um das elektrische Signal zu der Antenne 813 zu kanalisieren.
  • 43 und 44 sind Querschnittsansichten einer langen Testprobenschalenadapterhülse 649 bzw. einer kurzen Testprobenschalenadapterhülse 655. Diese Adapterhülsen können mit der Segmentbaugruppe für kurze Vacutainer®-Testprobenröhrchen von 40 verwendet werden. Jede Adapterhülse 649 und 655 ist mit einem elektrisch leitfähigen Kernmaterial 651 konstruiert, das zum Beispiel Aluminium sein kann. Eine Flüssigprobenschale 653 wird oben in beide Arten von Adapterhülsen platziert. Wenn die Sonde Flüssigkeit in der Probenschale berührt, leitet das Kernmaterial 651 das elektrische Signal von der Sonde/Flüssigkeit-Kombination in die Nähe der Empfangsantenne 813, die darunter montiert ist.
  • 25 ist eine grafische Darstellung des Systemrauschpegels über der Signalfrequenz. Die Kurve veranschaulicht, wie wichtig es ist, eine hohe Mittenfrequenz (125 kHz) zusammen mit einer schmalen Filterbandbreite (250 Hz) zu haben. Der Systemrauschpegel wird größer bei niedrigeren Frequenzen, und sinkt mit zunehmender Frequenz. Somit ist es vorteilhaft, bei höheren Frequenzen mit engen Bandbreiten zu arbeiten, um Rauschen zu reduzieren.
  • Es versteht sich, dass das Flüssigniveausensorsystem der vorliegenden Erfindung in jedem automatisierten Messgerät eingesetzt werden kann, wo Flüssigkeitsniveauerkennung erwünscht ist.
  • SPRITZENBLASENAUSTREIBER
  • Die Spritze gemäß der Erfindung kann in jedem automatisierten Analysensystem oder anderen Anwendungen verwendet werden, in denen Flüssigkeiten in Prozessen verwendet werden, welche von der Präzision und Genauigkeit abhängig sind, mit der eine Spritze Flüssigkeiten ansaugen und abgeben kann. Eine Spritze, welche die Leistungsfähigkeit besitzt, Blasen automatisch vollständig aus dem Fluidiksystem auszutreiben, kann eine solche Präzision und Genauigkeit erreichen und aufrechterhalten. Die Spritze gemäß der vorliegenden Erfindung ist so konfiguriert, dass sich ein Kolben durch eine Dichtung in einer dicht-passenden Bohrung hin- und herbewegt. Die Bohrung hat ein geschlossenes Ende, und die Bohrung und der Kolben definieren eine Kreisringkammer, die mit den Flüssigkeitseingangs- und -ausgangsmitteln in Verbindung steht. Flüssigkeit wird durch das Flüssigkeitseingangsmittel nahe der Dichtung und in den Kreisring um den Kolben herum eingeführt, wodurch eine Kreuzströmung erzeugt wird, die Blasen aus dem Kreisring austreibt. Während sich die Kreuzströmung ereignet, wird der Kolben innerhalb der Bohrung hin- und herbewegt. Die Hin- und Herbewegung verursacht hohe Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeiten in dem Kreisring zwischen dem Kolben und der Bohrung. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit vertreibt alle Blasen, die an dem Kolben oder an der Bohrungswand haften können. Wenn der Kolben ganz nach innen gestoßen wird, kommt er sehr nah an das Bohrungsende heran, wodurch alle Blasen, die an dem Bohrungsende oder Kolbenende festsitzen, vertrieben werden. Blasen, die durch die Kolbenbewegung innerhalb der Kreisringkammer vertrieben wurden, werden aus der Spritze durch die querströmende Flüssigkeit nahe der Dichtung ausgetrieben.
  • Bezugnehmend jetzt auf 26, 27 und 28 in Kombination wird dort eine Spritze 122 gezeigt, die Flüssigkeiten für die verschiedenen Pipettiermechanismen ansaugt und abgibt und die Fähigkeit hat, Blasen automatisch aus der Spritze 122 auszutreiben. Die Fähigkeit diagnostischer Instrumentierung, einen Test genau auszuführen, ist kritisch abhängig von der Präzision und Genauigkeit, mit der Spritzen, d. h. die Pipettierung, Reagenzien und Proben ansaugen und abgeben können. Die Präzision und Genauigkeit einer Spritze wird ernsthaft durch das Vorhandensein kleiner Luftblasen innerhalb der Spritze herabgesetzt. Blasen sind unglücklicherweise allzu verbreitet und sind schwer zu entfernen oder zu vermeiden. Spritze 122 vermeidet diese Schwierigkeiten, indem sie Blasen automatisch vollständig aus dem Flüssigkeitssystem herausspült. Die Spritze 122 ist so ausgelegt, dass ein Kolben 124 sich durch eine Dichtung 126 und in einer dicht-passenden Bohrung 128 hin- und herbewegt. Das Ende der Bohrung 130 ist verschlossen. Der Kolben 124 hat ein Kolbenende 132, das ungefähr die geometrische Form des geschlossenen Bohrungsendes 130 aufweist. Ein Kreisring 138 besteht zwischen dem Kolben 124 und der Bohrung 128. Eine Flüssigkeitseingangsöffnung 134 und eine Flüssigkeitsausgangsöffnung 136 sind um 180 Grad versetzt angeordnet und befinden sich nahe der Dichtung 126. Unter Druck gesetzte Flüssigkeit wird in die Flüssigkeitseingangsöffnung 134 eingeführt. Die Flüssigkeit strömt aus in den Kreisring 138, um beide Seiten des Kolbens 124 herum, und strömt dann durch die Flüssigkeitsausgangsöffnung 136 heraus. Diese Kreuzströmung spült Luftblasen aus dem Bereich nahe der Dichtung 126 aus.
  • Immer noch bezugnehmend auf 26, 27 und 28 in Kombination, wird, während sich die Kreuzströmung durch den Kreisring 138 nahe der Dichtung 126 ereignet, der Kolben 124 innerhalb der Bohrung 128 hin- und herbewegt. Diese Hin- und Herbewegung verursacht hohe Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeiten in dem Kreisring 138 zwischen dem Kolben 124 und der Bohrung 128. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit vertreibt alle Blasen, die an dem Kolben 124 oder an der Bohrungswand haften können. Der nach innen gerichtete Hub des Kolbens 124 schiebt diese vertriebenen Luftblasen in den Kreuzströmungsbereich, wo sie aus der Spritze 122 durch die Kreuzströmung ausgetrieben werden. Das Kolbenende 132 und das Bohrungsende 130 haben ähnliche räumliche Formen. Wenn der Kolben 124 ganz nach innen gestoßen wird, kommt er sehr nah an das Bohrungsende 130 heran. Alle Blasen, die an dem Bohrungsende 130 festsitzen können, werden zertrümmert und vertrieben. Ähnlich werden die Blasen von dem Bohrungsende 130 und dem Kolbenende 132 vertrieben und in den Kreuzströmungsbereich gedrückt, wo sie aus der Spritze 122 durch die Kreuzströmung ausgetrieben werden. Die Sequenz aus Hin- und Herbewegen des Kolbens, während sich die Kreuzströmung ereignet, kann automatisch jederzeit von dem Systemapparat ausgeführt werden.
  • Immer noch bezugnehmend auf 26, 27 und 28, muss die Flüssigkeit, sobald sie die Flüssigkeitsausgangsöffnung 136 der Spritze 122 verlässt, durch eine Rohrverschraubung, durch eine Rohrlänge, durch eine andere Rohrverschraubung, in eine Sonde 106 und aus der Sondenspitze 108 herauswandern. Die Sondenspitze 108 ist die Stelle, an der das Ansaugen und Abgeben von Reagenzien tatsächlich stattfindet. Irgendwelche Luftblasen, die zwischen der Spritze und der Sondenspitze eingeschlossen sind, werden ebenfalls die Leistung erniedrigen, so dass hier kein Raum sein darf, in dem sich die aus der Spritze ausgetriebenen Luftblasen niederlassen könnten. Es ist daher notwendig, bei der Verschraubung zwischen der Spritze und der Sonde Rohrverschraubungen ohne Totvolumen zu verwenden. Bei Betrieb des blasenaustreibenden Gesichtspunkts der Spritze 122 der vorliegenden Erfindung ist die anfängliche Rückzugsgeschwindigkeit des Kolbens von der Ruhe- oder Heimposition 124' langsamer als die Geschwindigkeit des Kolbens, wenn er sich einer Gesamtrückzugsposition 124'' nähert. Diese Art der Manipulation der Kolbenaktion in Bezug auf das Ende der Bohrung vermeidet hohe Vakuum- und Blasenerzeugung innerhalb der Bohrung. Andererseits kann der Kolben von der Heimposition 124' mit voller Geschwindigkeit zurückgezogen werden, um die Entfernung von zuvor geformten Blasen in dem Ende der Bohrung zu fördern. Nach solchen Blasenaustreibungsprozeduren werden die Ventile geschlossen und eine Ansaugung kann durchgeführt werden. Falls jedoch die Spritze für den Gesichtspunkt der Abgabe verwendet wird, kann das Ventil geöffnet sein, damit abgemessene Mengen an Flüssigkeit für Abgabezwecke hindurchströmen.
  • Bezugnehmend jetzt auf die 26 kann der Betrieb des ansaugenden Gesichtspunktes der Spritze 122 erklärt werden. Im Anschluss an die Blasenaustreibungsoperation, die oben erklärt wird, wird der Kolben 124 in einer Heimposition 124' angeordnet und ein totvolumenfreies 2-Wege-Magnetventil 135 wird geschlossen. Bei geschlossenem Magnetventil 135 ist die Flüssigkeit in dem Fluidik-System mit Ausnahme der Sondenspitze 108 eingeschlossen. Die Flüssigkeit in dem Fluidik-System ist eine gebündelte Flüssigkeit oder ein hydraulisches Flüssigmedium, welches vorzugsweise mit der anzusaugenden Probe oder dem anzusaugenden Reagenz nicht reagiert oder sich nicht damit mischt. Beispiele für hydraulische Flüssigmedien würden umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, deionisiertes Wasser, Salzlösung und dergleichen, abhängig von den Eigenschaften der Flüssigkeit, die angesaugt werden soll.
  • Immer noch bezugnehmend auf die 26 wird zum Ansaugen einer Flüssigkeit die Sondenspitze 108 innerhalb der anzusaugenden Flüssigkeit positioniert. Der Kolben 124 wird dann aus der Heimposition 124' zu eine Position bewegt, welche die Menge an angesaugter Flüssigkeit darstellt. Der Rückzug des Kolbens führt dazu, dass sich das hydraulische Flüssigmedium von der Sondenspitze 108 zurückzieht, wodurch die Flüssigkeit, die angesaugt werden soll, in die Sondenspitze 108 gezogen wird. Die Sondenspitze 108 wird dann an einer Stelle positioniert, um die Flüssigkeit, die angesaugt werden soll, auszustoßen. Die anzusaugende Flüssigkeit wird dann ausgestoßen, indem der Kolben 124 zurück in die Heimposition 124' geschoben wird. Restliche angesaugte Flüssigkeit kann hin und wieder aus dem Fluidik-System ausgetrieben werden, indem die Sondenspitze 108 an einer Stelle zum Beseitigen von Flüssigkeiten positioniert wird, das Magnetventil 135 geöffnet wird, und das hydraulische Flüssigmedium durch das Fluidik-System gezwungen wird. Sobald das Fluidik-System ausgespült worden ist, wird das Magnetventil 135 geschlossen, und die Spritze 122 kann weiter zum Ansaugen von Flüssigkeiten verwendet werden.
  • Bezugnehmend wieder allgemein auf 26, 27 und 28 in Kombination kann die Konfiguration der Spritze 122, aber ohne dass sie darauf beschränkt sein soll, ungefähr 8,3'' lang, 3,5'' breit und ungefähr 2,7'' tief sein. Ein Schubantrieb 125 ist an den Rahmen 123 montiert. Ein Stellmotor 121 dreht ein Muttermittel 127, in welches eine dazu passende Führungsschraube 137 eingeschraubt ist. Die Führungsschraube 137 ist an dem Kuppler 129 festgeklemmt, welcher ein Auflager 131 besitzt, das an seiner Unterseite befestigt ist. Das Auflager 131 läuft in einer Aussparung im Rahmen 123. Da der Kuppler 129 durch das Auflager 131 in Drehrichtung beschränkt ist, bewegt sich der Kuppler 129 hin und her, wenn der Schubantriebsmotor 121 das Muttermittel 127 dreht, und der Kolben 124, der in den Kuppler 129 eingeklemmt ist, schiebt den Kolben 124 durch die Dichtung 126 hin und her. Der Kolben 124 schiebt sich durch die Dichtung 126 hin und her, welche unter Federspannung steht und durch einen Polyethylen-Spaltring 133 geführt wird, wobei die Dichtung 126 aus einem O-Ring über dem Polyethylen-Spaltring zusammen gesetzt ist. Die lichte Weite zwischen dem Kolben und der Bohrung ist klein und, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, zwischen ungefähr 0,002'' und ungefähr 0,008''. Wenn der Kolben 124 sich hin- und herbewegt, werden sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten in dem Kreisring 138 zwischen dem Kolben 124 und der Bohrung 128 erzeugt. Diese hohen Strömungsgeschwindigkeiten spülen Blasen in der Bohrung 128 zu dem Dichtungsbereich, wo sie aus der Spritze 122 durch die Kreuzströmung ausgetrieben werden. Anschlusstücke mit Null (0) Totvolumen sind zwischen der Spritze 122 und dem Spitzenfreisetzungsmittel positioniert, um sicherzustellen, dass Blasen, die aus der Spritze 122 ausgespült werden, keinen Platz haben, um sich festzusetzen, wenn sie das Verbindungsrohr heruntergetrieben und aus der Spitze ausgetrieben werden.
  • Es versteht sich, dass die Spritze der vorliegenden Erfindung in allen Fällen verwendet werden kann, wo die präzise Manipulation von Flüssigkeiten erwünscht ist, egal ob die Spritze von Hand betrieben wird oder durch ein automatisiertes Messgerät, einschließlich, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Präzisionsansaugung und -abgabe von Flüssigkeiten, wie sie in vielen medizinischen Diagnostikinstrumenten und -geräten vorgefunden werden, analytische Präzisionpipettierung und ähnliche Situationen, wo Präzisionsmanipulation von verschiedenen Volumina an Flüssigkeit notwendig ist, insbesondere von kleinen Volumina an Flüssigkeit. Zusätzlich verwandelt die Integration eines zweiten Ventils stromabwärts von der Spritze die Spritze in eine positive Präzisionsverdrängungspumpe.
  • Die Spritze der vorliegenden Erfindung ist besonders nützlich mit einem automatisierten Analysensystem, welches in der Lage ist, gleichzeitig zwei oder mehrere Tests an einer Vielzahl von Testproben auf eine Art mit fortlaufendem und wahlfreien Zugriff auszuführen, so wie das ausführlicher hier beschriebene System. Insbesondere kann der automatisierte Immunoassay-Analysensystemapparat der Erfindung angesehen werden, als ein Mikroprozessorbasiertes System von integrierten Teilbaugruppen, wobei unterschiedliche Gruppen von Tests durch getrennte und änderbare Software-Module durchgeführt werden. Das Mikroprozessor-basierte System verwendet Roboterarm-Pipettiervorrichtungen mit zwei Freiheitsgraden und bidirektionale Drehkarusselle, um Proben zu verarbeiten. Kritische Assayschritte wie Inkubationen, Waschungen und Lösungsverdünnung werden automatisch von dem Instrument wie geplant ausgeführt.
  • REAGENZKAPPEN- UND PACKUNGBETÄTIGER
  • Diagnosesysteme, die Reagenzien nutzen, um Flüssigkeiten zu analysieren, sind stark abhängig von der richtigen Konzentration dieser Flüssigkeiten und Reagenzien. Da Verdunstung die Reagenzkonzentration beeinträchtigen kann, ist es wichtig, die Verdunstung dieser Flüssigkeiten aus ihren Aufbewahrungsbehältern zu minimieren. Es sind zum Beispiel Reagenzbehälter beschrieben worden, welche selbstdichtende Septumausführungen nutzen, um Verdunstung kontrollieren zu helfen, nachdem zum Beispiel eine Versanddichtung aufgebrochen ist, nach Entfernung von Reagenzien und dergleichen. Jedoch tragen solche Ausführungen zur Kreuzverunreinigung oder Verschleppung von Reagenzien von einem Behälter zu einem anderen Behälter mit einer Pipettensonde bei. Zusätzlich kann die manuelle Bedienung derzeit bekannter Behälterverschlusssysteme oder die Verwendung einer Septumkappe zur Verunreinigung und Verdunstung wertvoller Reagenzien führen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Apparat und ein Verfahren zur Kontrolle der Verdunstung von Reagenzien bereitgestellt, welche die Operation von vielen Behältern von einem verdunstungsdicht gekapselten Zustand in eine offene Position erleichtern, um auf Reagenzien aus den Behältern über einen Transferpipettenmechanismus des Systems zuzugreifen. Wie ausführlicher weiter unten beschrieben, ist der Apparat in der Lage, viele Behälter in einem verdunstungsdicht gekapselten Zustand unter Einsatz von Öffnungs- und Schließmitteln zu schließen. Insbesondere werden die Reagenzbehälter durch einen Apparat auf eine Weise geöffnet und geschlossen, welche die Zeit so kurz wie möglich macht, die der Behälter in einem offenen Zustand bleibt, so dass Verdunstung minimiert oder eliminiert wird, während gleichzeitig der Zugriff auf das Flüssigreagenz, das darin enthalten ist, über eine Pipettensonde oder einen Transfermechanismus maximiert wird. Die Systemmethodologie zum Öffnung und Schließen der Verschluss- und Kappenmittel stellt sich auf Schwankungen von Behälterverdampfungsunterschieden ein und öffnet und schließt Behälter korrekt, wobei eine Verdunstungsdichtung beibehalten wird, wenn sie nicht verwendet werden.
  • Wie in der 34 und 35 gezeigt, wird eine Schließstation 464 zum Öffnen und Schließen von Verschluss- und Kappenmitteln 454 eines Reagenzgefäßes 450 bereitgestellt, um Verunreinigung oder Verschleppung zwischen unterschiedlichen Reagenzbehältern durch eine gemeinsame Pipettensonde zu verhindern, während gleichzeitig die Verdunstung minimiert wird. Auch wenn Verschlusssysteme mit Behälterverschlüssen, die offen bleiben, ohne automatische Schließmittel beschrieben worden sind, sind derartige Verschlusssysteme nicht in der Lage, Verschluss- und Kappenmittel, wie hier beschrieben, zu öffnen und zu schließen. Zum Beispiel ist die Öffnungs- und Schließstation 464 der vorliegenden Erfindung in der Lage, das Verschluss- und Kappenmittel 454 in verschiedenen Positionen zu öffnen und zu schließen, wie zum Beispiel einen verdunstungsdicht gekapselten weichen Verschluss zur täglichen Routinenutzung zum Öffnen und Schließen, oder einen verdunstungsdicht gekapselten festen Verschluss für Zeiträume der Nichtverwendung von Reagenzien oder zur Handhabung der Reagenzpackung.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Reagenzbehälter oder eine Reagenzpackung 30 (31 und 32) unter die Öffnungs- und Schließstation 464 geschoben, wo die Station ein Verschluss- und Kappenmittel 454 öffnet. Die Flüssigkeit in dem Behälter wird durch eine Pipettensonde abgezogen, und die Öffnungs- und Schließstation schließt den Behälter zu einem verdunstungsdicht gekapselten Zustand. In einer Ausführungsform der Erfindung, die in 29 und 30 gezeigt ist, hat eine Reagenzpackung 30 einen Deckel 31, welcher sich zwischen einer offenen und geschlossenen Position um eine Achse 37 dreht. Die Achse 37 kann abgeschrägte Federmittel einschließen, um die Bewegung des Deckels 31 zwischen der geöffneten und geschlossenen Position zu erleichtern. Zum Beispiel können solche Federmittel ein Gelenk sein, geformt aus einem gedehnten Material, wie ein gedehnter Kunststoff, um die gewünschte Neigung bereitzustellen.
  • Der Apparat und das Verfahren der vorliegenden Erfindung sind auch in der Lage, die Öffnungsbeschleunigung der Reagenzbehälterverschlusssysteme zu steuern, um Verunreinigung zwischen Reagenzbehältern zu verringern oder zu vermeiden, und um den Verlust von Reagenz durch, zum Beispiel, zufällig verspritzte Flüssigreagenzien oder Flüssigreagenzien in der Luft, typischerweise in Form von Tropfen, zu verhindern, welche sonst aus abruptem Öffnen der Behälter resultieren könnten. Der Deckel 31 ragt radial auf der anderen Seite der Achse 37 heraus und bildet einen Mitnehmer 33 als einen Hebelarm für den Deckel 31. Gemäß dieser Ausführungsform umfasst der Systemapparat einen Schubantrieb (nicht gezeigt), der an einer Öffnungs- und Schließstation (nicht gezeigt) des Vorverarbeitungskarussells 4 positioniert ist. Der Schubantrieb schiebt einen Kolben 35, der ein eingekerbtes unteres Ende 35' zum Eingreifen in den Mitnehmer 33 besitzt, hin und her. Wenn der Schubantrieb den Kolben 35 nach unten ausfährt, greift sein eingekerbtes unteres Ende 35' in den Mitnehmer 33 ein, um den Deckel zu öffnen. Wenn der Antrieb den Kolben 35 zurückzieht, zieht das eingekerbte untere Ende 35' den Mitnehmer 33 nach oben, um die Kappe 31 zu schließen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform (31–35) ist in 31 eine Draufsicht einer Reagenzpackung 30 gezeigt, die Reagenzbehälter 450 enthält, deren Reagenzbehälteröffnungen 452 durch Verschluss- und Kappenmittel 454 verschlossen sind. Die Reagenzbehälter 450 werden in Reagenzpackungswänden 456 sowie einem offenen Großpackungsflüssigkeitsbehälter 460 gehalten. Die Reagenzpackungswände 456 geben der Reagenzpackung 30 eine Form, die für den Einsatz in das Reagenzpackungskarussell 32 (3) des Vorverarbeitungskarussells 4 (3) geeignet ist. Die Reagenzbehälter 450 und die offenen Großpackungsflüssigkeitsbehälter 460 werden innerhalb der Reagenzpackung 30 durch Reagenzpackungsbehältermontage- und -stabilisationsflächen 458 gehalten. Die seitliche Querschnittsansicht von 32 ist ein Abschnitt, aufgenommen entlang des Abschnitts A-A von 31, und zeigt drei Positionen des Verschluss- und Kappenmittel 454. Zum Beispiel wird das Verschluss- und Kappenmittel 454 in einer offenen Position 454', vorzugsweise abgeschrägt durch Federmittel in einer gesperrten Position, um ein Verschließen des Verschluss- und Kappenmittels 454 zu verhindern, wie zum Beispiel durch Bewegung des Vorverarbeitungskarussells 4, und in einer offenen, aber nicht gesperrten Position 454'' und einer geschlossenen Position 454 gezeigt. Es versteht sich, dass die offenen Positionen 454' und 454'' einen geeigneten Zugang für eine Pipettensonde bereitstellen, um flüssige Reagenzien aus einem Reagenzbehälter 450 durch die Behälteröffnung 452 abzuziehen. Unter diesem Gesichtspunkt ist nicht beabsichtigt, dass Bewegung und Positionen des Verschluss- und Kappenmittels 454 wie gezeigt beschränkt sein sollen, und andere offene Positionen werden in Betracht gezogen, vorausgesetzt, dass das Reagenz in einem Reagenzbehälter 450 über eine Pipettensonde zugänglich ist. Die isometrische Ansicht von 33 veranschaulicht einen Reagenzbehälter 450, Verschluss- und Kappenmittel 431, Kontaktfläche 433 und Reagenzbehälteröffnung 452. Das Verschluss- und Kappenmittel 454 wird in einer offenen Position gezeigt, wobei ein Kappenglied 462 gezeigt wird, welches in die Reagenzbehälteröffnung 452 passt, und, zusammen mit einem räumlich getrennten Ringglied 463, einen verdunstungsdicht gekapselten Reagenzbehälter 450 bereitstellt, wenn das Verschluss- und Kappenmittel 454 in einer geschlossenen Position ist, wie oben beschrieben. Es versteht sich, dass eine solche verdunstungsdicht gekapselte geschlossene Position entweder eine Hartdichtung wie oben beschrieben ist, wobei das Kappenglied 462 sicher auf der Öffnung 452 für längere Zeiträume des Nichtgebrauchs oder zur Handhabung der Reagenzpackung 30 befestigt ist, oder es kann eine weiche Dichtung sein, wobei das Kappenglied 462 gegen die Öffnung 452 angelehnt, aber trotzdem in einer verdunstungsdicht gekapselten Position ist, ohne oder mit minimaler Hilfe des Ringglieds 463.
  • Eine Öffnungs- und Schließstation 464 wird in einer perspektivischen seitlichen Aufrissansicht in 34 gezeigt, und eine andere perspektivische seitliche Aufrissansicht der Öffnungs- und Schließstation ist in 35 gezeigt. Die Öffnungs- und Schließstation 464 hat ein Gehäuse 466 und einen Antriebsmotor 468, der darauf montiert ist. Das Gehäuse 466 besitzt ein Montagemittel 470 zum Montieren und Fixieren der Öffnungs- und Schließstation über dem Reagenzkarussell 32 (3). Die Öffnungs- und Schließstation 464 umfasst Öffnungsstifte 472, welche einen Mitnehmerabschnitt 453 des Verschluss- und Kappenmittels 454 in einer Abwärtsbewegung berühren, um dadurch das Verschluss- und Kappenmittel 454 in eine gewünschte offene Position zu bringen, wie in 34 gezeigt. Eine Drehbewegung des Reagenzkarussells 32 positioniert die gewünschten Reagenzbehälter 450 unter die Öffnungs- und Schließstation 464, entweder zum Öffnen des Verschluss- und Kappenmittels 454, oder zum Schließen des Verschluss- und Kappenmittels 454 durch die Öffnungs- und Schließstation 464, wie zuvor beschrieben.
  • Im Betrieb dreht das Reagenzkarussell 32 die Behälter 450 in der 34 weg von den Öffnungsstiften 472 und unter Reagenzpackungsverschlussbetätiger 474, welche in Reibungskontakt mit dem offenen Verschluss- und Kappenmittel 454 gebracht werden, um dadurch die Verschluss- und Kappenmittel 454 von der im Wesentlichen vertikalen offenen Position 454' in die offene gesperrte Position 454'', in 32 gezeigt, zu drücken, wobei die Verschluss- und Kappenmittel 454 durch innere Federmittel (nicht gezeigt) gesperrt werden, wie oben beschrieben. Zum Beispiel veranschaulicht 34 das Verschluss- und Kappenmittel 454 in einer offenen Position nach der Berührung des Mitnehmers 453 des Verschluss- und Kappenmittels 454 durch Öffnungsstifte 472, wodurch der Verschluss und die Kappe 454 sich um das Drehmittel 476 drehen, um das Verschluss- und Kappenmittel 454 in eine im Wesentlichen senkrechte Position, wie gezeigt, zu öffnen. Die Öffnungs- und Schließstation 464 umfasst weiter Reagenzpackungverschluss-Stellglieder 474, welche in Form von drei ventilförmigen Köpfen sind und welche in einer inaktiven Position sind, während die Öffnungsstifte 472 herunter und gegen den Mitnehmer 453 des Verschluss- und Kappenmittels 454 zum Öffnen der Reagenzbehälter 450 gedrückt werden. Alternativ können die Reagenzpackungverschluss-Stellglieder 474 in Form eines einzelnen ventilförmigen Kopfes sein, mit Abmessungen ähnlich denen des Verschluss- und Kappenmittels 31 (30) oder des Verschluss- und Kappenmittels 454 (34).
  • Um die Reagenzbehälter 450 zu schließen, wenn sie in der offenen Position 454' oder 454'' sind, wie gezeigt in 34, wird der Reagenzbehälter 450 unter die Reagenzpackungverschluss-Stellglieder 474 durch Drehbewegung des Karussell 32 positioniert, wodurch die Verschluss- und Kappenmittel 454 in Reibungskontakt gebracht werden mit entweder teilweise gesenkten Öffnungsstiften 472 oder teilweise gesenkten Reagenzpackungsverschluss-Stellgliedern 474, welche gegen das offene gesperrte Verschluss- und Kappenmittel 454 drücken, um das Federmittel zu überwinden und das Verschluss- und Kappenmittel 454 in eine teilweise geschlossene oder weiche Dichtungsposition zurückzubringen. Alternativ dazu kann das Verschluss- und Kappenmittel 454 auf den Reagenzbehältern 450 durch Kontakt des Reagenz packungverschluss-Stellglieds 474 mit dem Verschluss- und Kappenmittel 454 eine weiche Dichtung bilden, oder die Stellglieder 474 können in einen festeren Kontakt mit den weich geschlossenen Verschluss- und Kappenmitteln 454 gebracht werden, um das Verschluss- und Kappenmittel in eine fest geschlossene Position zu bringen, oder beides. Es versteht sich, dass eine derartige weiche Dichtung und feste Dichtung durch Verwendung der Öffnungsstifte 472 ähnlich erreicht werden können, ohne Hilfe der Reagenzpackungsverschluss-Stellglieder 474, wobei unter allen Umständen der Reagenzbehälter 450 dann in einen geschlossenen verdunstungsdicht gekapselten Zustand zurückkehren wird.
  • Es versteht sich, dass das Verschluss- und Kappenmittel 454 für jeden Reaktionsbehälter 450 einzeln sein kann, wie in 33 gezeigt, oder von einem Gruppentyp sein kann, wie in 34 und 35 gezeigt. Zusätzlich kann die Öffnungs- und Schließstation 464 zum Beispiel drei Öffnungsstifte 472 und drei Reagenzpackungsverschluss-Stellglieder 474 haben, welche unabhängig arbeiten können und zum Öffnen entweder einzelner Reagenzpackungsbehälter oder, vorzugsweise, gleichzeitigen Öffnen aller Reagenzbehälter 450 arbeiten können, sei es, dass die Verschluss- und Kappenmittel 454 für jeden Reagenzbehälter 450 einzeln sind, oder miteinander verbunden sind, wodurch sie ein ausgedehntes Verschluss- und Kappenmittel darstellen, das mehrere Reagenzbehälter 450 bedeckt, wie in 30 und 34 gezeigt.
  • Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird die Beschleunigung des Öffnens des Verschluss- und Kappenmittels 454 durch die Reagenzpackungsverschlussglieder 474 kontrolliert, wobei die Reagenzpackungsverschlussglieder 474 die Oberseite von den Verschluss- und Kappenmitteln 454 berühren und sich mit diesen während des Vorgangs des Öffnens der Verschluss- und Kappenmittel 454 nach unten hin- und herbewegen, wie oben beschrieben. Beim wechselseitigen Berühren der Oberseite des Verschluss- und Kappenmittels 454 leisten die Reagenzpackungsverschlussglieder 474 Widerstand nach unten auf das Verschluss- und Kappenmittel 454, um dessen nach oben gerichtete oder Öffnungsbeschleunigung zu kontrollieren, während gleichzeitig ermöglicht wird, dass sich das Verschluss- und Kappenmittel 454 für den Zugriff auf flüssiges Reagenz in dem Reagenzbehälter 450 durch eine Pipettensonde in die gewünschte offene Position öffnet.
  • Es versteht sich, dass andere Variationen des Verschluss- und Kappenmittels 454 und des Betriebs der Öffnungs- und Schließstation 464 erwägt werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können Federmittel mit den Drehmitteln 476 des Verschluss- und Kappenmittels 454 oder mit dem Gelenkmittel 437 des Verschluss- und Kappenmittels 431 (33) verbunden sein, wobei Schließen des Verschluss- und Kappenmittels 454 bzw. 431 ohne Hilfe der nach unten gerichteten Kraft der Öffnungsstifte 472 oder der Reagenzpackungsstellglieder 474 erreicht werden kann. Zum Beispiel kann das Verschluss- und Kappenmittel 454 oder 431 durch eine Feder in die geschlossene Position abgeschrägt sein, wodurch die Öffnungsstifte 472 mit dem Mitnehmer 453 des Verschluss- und Kappenmittels 454 oder dem Mitnehmer 433 des Verschluss- und Kappenmittels 431 in Kontakt bleiben nach der Öffnungsoperation, wie oben beschrieben, um das Verschluss- und Kappenmittel 454 oder 431 in einer offenen Position beizubehalten, um die Entfernung von Reagenzien aus einem Reagenzbehälter 450 mit einer Pipettensonde zu ermöglichen. Sobald die Pipette von dem Reagenzbehälter 450 abgezogen worden ist, bewegen sich die Öffnungspins 472 nach oben weg von den Mitnehmern 453 oder 433, um dadurch zu ermöglichen, dass das Verschluss- und Kappenmittel 454 oder 431 zurückkehrt in seine verdunstungsdicht gekapselten geschlossenen Positionen. Das Federmittel kann in Form eines gedehnten Materials, wie ein gedehnter Kunststoff, Spannfedern und dergleichen sein, wobei die gewünschte Neigung von einem Fachmann ermittelt werden kann, der von den vorangehenden Betrachtungen in Kenntnis gesetzt wurde. Wie von einem Fachmann verstanden werden würde, könnten solche Ausführungsformen zum Beispiel eingesetzt werden in einem Abbott IMx® Analysengerät oder TDx® Analysengerät, wobei Mittel für die Bewegung einer Reagenzpackung, die darin befestigt ist, nicht bereitgestellt werden.
  • Zusätzlich kann sich ein Pipettensondentransfermechanismus entweder an einer entfernten Stelle oder Station von der Öffnungs- und Schließstation 464 befinden, wodurch eine Verschiebung einer Reagenzpackung zu einem solchen Pipettensondentransfermechanismus für den Zugriff auf Reagenzien in einem Reagenzbehälter durch die Pipettensonde erforderlich ist, oder er kann mit der Öffnungs- und Schließstation 464 verbunden sein, wodurch eine solche Verschiebung oder Positionierung einer Reagenzpackung nicht notwendig ist. Darüber hinaus ist nicht beabsichtigt, dass die Öffnungs- und Schließstation 464 auf die Verwendung mit der Drehbewegung eines Karussells beschränkt sein soll, wie hierin beschrieben. Zum Beispiel kann eine Reagenzpackung an einem nicht-konzentrischen oder linearen Transportsystem befestigt oder sonst wie positioniert sein, wobei sich ein derartiges nicht-konzentrisches System mit einer Reagenzpackung hin- und herbewegt, um das Öffnen und Schließen eines Verschluss- und Kappenmittels, wie hierin beschrieben, zu erleichtern. Ähnlich kann die Öffnungs- und Schließstation in Verbindung mit Karussellen und nicht-konzentrischen Transportsystemen genutzt werden, die nicht notwendigerweise in der horizontalen Ebene sind.
  • Ein Zusammenstellungszentrum wird wie ein Pipettenblock behandelt. Verschleppungsexperimente haben gezeigt, dass eine Nachwäsche von mindestens ungefähr 2 ml ausreichend ist, um die Sonde auf ein Verschleppungsniveau von 1 ppm oder weniger zu reinigen, wenn die Probe zuerst zusammengestellt wird, gefolgt von Wäsche und Pipettieren von Reagenzien. Die Gesamtwäsche im Anschluss an Probe sollte ungefähr 4 ml Gesamtwäsche vor der nächsten Zusammenstellungsaktivität sein. Verunreinigung der Reagenzflasche im Anschluss an die Probe wird von der Außenseite der Sonde kommen. Das wird auf nicht signifikante Niveaus reduziert durch Wäsche in Abfallschale, z. B. 200 bis 1.000 μl, gefolgt von zwischen ungefähr 1 ml bis ungefähr 2 ml Wäsche in die Waschschale.
  • Um gleichmäßige, schnelle erneute Suspension und fortgesetztes Mischen von Reagenzien bei minimaler Bedienerbeteilung sicherzustellen, werden die Reagenzien automatisch jedes Mal gemischt, wenn eine neue Reagenzpackung zu dem Reagenzkarussell hinzugefügt wird, und periodisch während des Messgerätebetriebs. Dieses automatisierte Mischen kann durch eine Vor- und Zurückbewegung des Reagenzkarussells mit asymmetrischen Pausen erreicht werden und ist innerhalb von ungefähr 1–2 Minuten abgeschlossen. Die Karussellbeschleunigung, -geschwindigkeit, verschobene Strecke und Pausenasymmetrie sind optimiert, um die schnellste erneute Reagenzsuspension ohne Schaum- oder Blasenbildung für den Bereich an Füllvolumina zu ergeben, die auf dem Messgerät verwendet werden.
  • Automatisiertes Reagenzmischen bietet die folgenden Vorteile. Der Bediener braucht nicht von Hand (z. B. durch Umdrehen oder Schütteln) Reagenzien zu mischen, welche vor ihrer Platzierung auf dem Messgerät gelagert worden sind. Dadurch wird es möglich, dass die Reagenzien auf dem Messgerät in kürzerer Zeit und mit weniger Eingreifen des Bedieners geladen werden. Bei automatischem Mischen ist die Tendenz von Reagenzien, zu schäumen oder Blasen zu bilden, geringer als beim Mischen von Hand, wie z. B. durch Umkehren. Schaum- und Blasenbildung sind schädlich für die Gerätefunktion und können die Testleistung negativ beeinflussen. Durch automatisches Mischen wird sichergestellt, dass Reagenzien stets ausreichend gemischt und dass sie gleichmäßig gemischt werden. Durch gelegentliches automatisches Mischen während des Gerätebetriebs werden Reagenzien in einer gleichmäßigen Suspension gehalten und machen es überflüssig, dass der Bediener periodisch Reagenzpackung entfernt, um die Reagenzien zu mischen. Unter manchen Umständen kann automatisiertes Mischen Blasen vertreiben, die am Anfang des Mischens vorhanden sind. Eine ausführliche Beschreibung von Zusammenstellungs- und Verarbeitungsaktivitäten gemäß der Erfindung wird später hier vorgestellt für FPIA-Verfahren für einen Phenobarbitaltest; und für MEIA-Verfahren für einen CEA-Test.
  • TESTPROBENBEHÄLTERSEGMENT
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine Testproben behälter-Segmentbaugruppe bereitgestellt, die angepasst ist, eine Vielzahl von Testprobenbehältern unterschiedlicher Abmessungen zur Verwendung mit einem automatisierten Analysengerät aufzunehmen. Die Segmentbaugruppe arbeitet zusammen mit einem Testprobenkarussell des automatisierten Analysengeräts, um eine Variabilität für Testprobenbehälter bereitzustellen, welche durch ein solches automatisiertes Analysengerät verarbeitet werden können. Entsprechend beugt die Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe dem Bedürfnis vor, Testproben von einem sonst unkompatiblen Testprobenbehälter zu einem Testprobenbehälter zu überführen, welcher für die Verwendung mit einem Analysengerät erforderlich ist.
  • Insbesondere umfasst das Testprobenkarussell eine Vielzahl von Positionen zur Aufnahme der Testprobensegmente der vorliegenden Erfindung. Zum Beispiel ist das Karussell vorzugsweise angepasst, sechs Testprobensegmente aufzunehmen, wobei jedes Segment Aufnahmepositionen für entweder zehn oder fünfzehn Testprobenbehälter enthält. Das Segment kann zum Beispiel Platz haben für ein oder mehrere Probenschalen und Primärröhrchen, wobei die Zahl der Primärröhrchengrößen und -abmessungen variieren wird. Die Primärröhrchen und Probenschalen können innerhalb des gleichen Probensegments gemischt werden. Die unterschiedlichen Probensegmente werden die Primärröhrchen und Probenschalen so halten, dass die Ansaugung von Proben bei im Wesentlichen der gleichen Höhe vollbracht werden wird, um das automatisierte Analysensystem mit einem gemeinsamen Niveau für eine Sonde zu versehen, welche in Kombination mit Pipettiermitteln genutzt wird, um Probentransfer und Zusammenstellung von Reagenzien in ein Reaktionsgefäß auf einem Reaktionsgefäßkarussell bereitzustellen. Da Sondenpipettiermittel in Bezug auf Zeit und Verwendung gefragt sind, ermöglicht entsprechend die Testprobensegmentbaugruppe zum Beispiel weniger Verkehr und Niveauabtastzeit, wenn solche Primärröhrchen und Probenschalen genutzt werden, um dadurch den Durchsatz des Systems zu erhöhen. Vorzugweise umfasst jedes Probensegment eine Kennnummer und einen Code, welcher von einem Gerät gelesen wird und mit Probensegmenten zum Zusammenstellen und Verarbeiten innerhalb des automatisierten Analysensystemgerätes mit wahlfreiem Zugriff in Zusammenhang gebracht wird. Entsprechend stellt das Testprobenkarussell in Kombination mit den Testprobensegmentbaugruppen eine maximale Höhe an Zugänglichkeit zum Laden und Entladen von Probenbehältern bereit, wie die Primärröhrchen, Probenschalen und ähnliche Behälter, wie hier beschrieben.
  • Die Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe 600 ist in der 36 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Es versteht sich, dass Testprobenbehälter, die gemäß der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden, folgendes einschließen, aber nicht darauf beschränkt sein sollen: Vacutainer®-Röhrchen, Teströhrchen, Küvetten, Glasfläschchen, Probenschalen und dergleichen, welche alle von unterschiedlicher Größe und Abmessungen sein können. Die Baugruppe hat einen Rahmen 601 und ein Handhabungsmittel 603. Die Baugruppe 600 hat ein Testprobenbehältermontagegestell 604, worin Testprobenbehälter durch Behältereinsetzöffnungen 606 eingesetzt werden können. Sobald die Behälter in die Behältereinsetzöffnungen 606 eingesetzt sind, werden sie aufgenommen und umgeben von Flüssigniveausensorhülsen 608. Jedoch können die Einsetzöffnungen 606 der Baugruppe die Testprobenbehälter ohne Verwendung von Hülsen 608 geeignet halten und fixieren. Die Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe 600 hat zwei gekrümmte Abmessungen, welche zueinander parallel sind und dem Radius der Krümmung des Testprobenbehälterkarussells entsprechen. Der äußere gekrümmte Abschnitt 610 der Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe 600 und der innere gekrümmte Abschnitt 612, die sowohl vertikal als auch in Beziehung zu dem Behältermontagegestell 604 sind, präsentieren eine Baugruppe, welche sich mit dem Testprobenbehälterkarussell verbinden kann. Das Testprobenbehälterkarussell 28 hat Positionier- und Montagestifte, die in den Stiftaufnahmen 614 und 616 der Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe 600 aufgenommen werden können. Die Stiftaufnahmeelemente ermöglichen es einem Bediener, die Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe 600 richtig in dem Testprobenbehälterkarussell 28 zu positionieren und einzubauen. Das Testprobenbehälterkarussell 28 hat Montagestifte 618, wie in 38 gezeigt, welche von den Aufnahmesegmenten 614 und 616 der Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe 600 aufgenommen werden. Diese Aufnahmesegmente 614 und 616 sind in der 37 gezeigt, was eine Bodenansicht der Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe von 36 ist.
  • Eine Querschnittsansicht, für sich betrachtet, des Testprobenbehälterkarussells mit einer darin montierten Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe 600 ist in der 38 gezeigt. Die Ansicht in der 38 veranschaulicht deutlich die Anpassung der Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe 600 an das Testprobenbehälterkarussell 28, indem einem Bediener das Handhabungsmittel 603 und Ausrichtungsstifte 618 zum Einpassen in die aufnehmenden gekrümmten Abschnitte 610 und 612 der Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe 600 bereitgestellt wird.
  • Eine Querschnittsansicht einer modifizierten Testprobenschale 620 mit oberen und unteren Randabschnitten 624 bzw. 622 ist in 39 gezeigt. Eine derartig modifizierte Testprobenschale 620 kann innerhalb der Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe zum Vorlegen an die einheitliche Außenabmessung der Baugruppe genutzt werden, welche mechanisch in die Testprobenbehälter-Segmentbaugruppe 600 passt, auch wenn das Innere der Testprobenschale 620 aus verschiedenen Gründen verborgen ist.
  • Eine Segmentbaugruppe für kurze Vacutainer®-Testprobenröhrchen 626 ist in perspektivischer Ansicht in 40 gezeigt. Die Segmentbaugruppe für kurze Vacutainer®-Testprobenröhrchen 626 hat einen Rahmen 628 und ein Handhabungsmittel 630. Die Baugruppe hat eine Montagehülse 632, in welcher Einsetzöffnung 634 für Vacutainer®-Röhrchen zum Führen und Montieren der kurzen Vacutainer®-Testprobenröhrchen in die Segmentbaugruppe für kurze Vacutainer®-Testprobenröhrchen 626 vorgesehen ist.
  • Eine Querschnittansicht von oben der Segmentbaugruppe für kurze Vacutainer®-Testprobenröhrchen ist in 41 gezeigt; die Ansicht ist entlang der Linie A-A von 40 genommen. Vacutainer®-Röhren-Montagefedermittel 636 stellt ein Haltemittel bereit für die einsetzbaren Vacutainer®-Röhrenelemente, welche röhrenförmig oder von einer Reagenzglasform sind. Zusätzlich zu den Vacutainer®-Röhren-Montagefedermitteln 636 sind Vacutainer®- Röhrchenhaltearme 637 dargestellt, die die Vacutainer®-Röhrchen weiter in einer angegebenen Position in Bezug auf die Segmentbaugruppe für kurze Vacutainer®-Testprobenröhrchen 626 stabilisieren und beibehalten, so dass, wenn die Baugruppe in das Testprobenkarussell 28 eingesetzt wird, die Vacutainer®-Testprobenröhrchen nicht nur in einer einheitlichen Höhe positioniert werden, sondern auch an einer bestimmten Stelle innerhalb des Karussells und der montierten Segmentbaugruppe für kurze Vacutainer®-Testprobenröhrchen 626 positioniert werden.
  • Eine Bodenansicht der Segmentbaugruppe für kurze Vacutainer®-Testprobenröhrchen von 40 ist in der 42 gezeigt. Die Montagestiftaufnahmeelemente 642 und 644 des Testprobenkarussells 28 stellen Baugruppenmontage-Positionierungsführungen innerhalb des Testprobenkarussells 28 bereit. In 43 und 44 werden Testprobenschalen-Adapterhülsen verschiedener Länge vorgestellt. In der 43 ist eine Querschnittsansicht einer langen Testprobenschalen-Adapterhülse 649 gezeigt. In 44 ist eine Querschnittsansicht einer kurzen Testprobenschalen-Adapterhülse gezeigt. 43 und 44 ermöglichen es, dass die Probenschalen von 39 in Vacutainer®-Röhrchensegmenten verwendet werden können.
  • Das Probenakquisitionskarussell, das in dem vorliegenden Gerät verwendet wird, hat vorzugsweise zum Beispiel sechs Positionen oder Abschnitte zur Montage von Testprobenbehälter-Segmentbaugruppen, wie in 36 und 40 veranschaulicht. Die Testprobensegmentbaugruppen sind untereinander auswechselbar, wie vom Bediener erwünscht, mit Positionierungsstiften entweder an den Segmenten oder an dem Karussell, wobei entsprechende Aufnahmemittel die richtige Positionierung der Segmente auf dem Karussell sicherstellen. Entsprechend ermöglichen solche untereinander auswechselbaren Segmente die Akquisition einer Vielzahl von Testprobenbehältern, welche auf dem Karussell zu jedem beliebigen Zeitpunkt ruhen können. Es versteht sich selbstverständlich, dass die Zahl der Probenakquisitionskarussellspositionen oder -abschnitte variieren kann, und eine derartige Zahl wird abhängen von der Größe jedes Abschnittes oder jeder Sektion und Abmessungen des Karussells.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können unterschiedliche Arten von Segmentbaugruppen in das Testprobenkarussell eingesetzt werden, wie zum Beispiel (1) Testprobenschalensegmente, welche in Zusammenhang mit den Messgeräteprobenschalen 620 verwendet werden können, wobei das Segment bis zu fünfzehn derartiger Testprobenschalen halten kann; (2) Segmente für große Vacutainer®-Röhrchen, welche mit Vacutainer®-Röhrchen von ungefähr 0,400 bis ungefähr 0,650 Zoll Durchmesser und ungefähr 3,000 bis 4,000 Zoll Länge verwendet werden können. Solch große Vacutainer®-Röhrchen können in den Segmenten positioniert werden, um bis zu zehn Vacutainer®-Röhrchen unterzubringen; und (3) kurze Vacutainer®-Röhrchen, welche mit der Segmentbaugruppe für kurze Vacutainer®-Röhrchen von 40 verwendet werden können, können Vacutainer®-Röhrchen von ungefähr 0,400 bis ungefähr 0,650 Zoll Durchmesser und ungefähr 2,000 bis 3,000 Zoll Länge unterbringen, mit ungefähr zehn Positionen, um bis zu zehn Vacutainer®-Röhrchen unterzubringen.
  • Probenbehälteradapter sind auch verfügbar, welche ermöglichen, dass Probenschalenbehälter in ein Segment für Vacutainer®-Röhrchen gesetzt werden, besonders für Probenschalen 620. Solche Adapter erlauben, dass Probenbehälter verwendet werden, wenn eine Mindestzahl von Probenbehältern benötigt werden, und Platz für einen Probenbehälter nicht verfügbar ist. Niveauerkennung von Flüssigkeiten in beliebigen Testprobenbehältern in den Probensegmenten kann vollbracht werden, wie ausführlich oben beschrieben. Zusätzlich wird Strichcode-Erkennung auf den Segmentbaugruppen und Adapterhülsen bereitgestellt. Derartige Strichcode-Erkennungen werden verwendet, um den Segmenttyp und die Substitution von zum Beispiel einer Adapterhülse zu identifizieren, sowie selbstverständlich um die Testprobe selbst zu identifizieren.
  • In einer Ausführungsform kann ein Bediener leere Testprobenschalen 620 in ein Testprobensegment laden und Testproben in die Testprobenschalen 620 pipettieren. Der Bediener kann wählen, die Testprobenschalen gemäß einer vorherbestimmten Ladeliste anzuordnen, die über einen Dateneingabevorgang erzeugt wurde. Vacutainer®-Röhrchen-Adapterhülsen und andere Röhrchen können selbstverständlich anstelle einer Probenschale 620 in dem entsprechenden Segment verwendet werden. Der Bediener wird dann das Testprobensegment auf das Testprobenkarussell setzen und dem eigenständigen Planungs- und Computersystem anzeigen, dass weitere Testproben zu verarbeiten sind. Das Testprobenkarussell wird alle Segmente zu geeigneter Zeit abtasten, um alle geladenen Testproben zu verfolgen. Das Messgerät wird fortfahren, nacheinander Testproben zu verarbeiten, sofern kein sofortiger Versuch angefordert ist. Wenn ein sofortiger Versuch angefordert ist, wird das Messgerät alle Segmente abtasten, bis es das Segment findet, welches die sofortige Testprobe enthält. Wenn der sofortige Zusammenstellungszyklus abgeschlossen ist, wird das Vorverarbeitungskarussell zu einer vorhergehenden Sequenz zurückkehren. Der Bediener kann wählen, das Messgerät während des Ladens und Entladens von Testprobensegmentbaugruppen in einer Haltephase zu verankern. Der Zusammenstellungsprozess wird nach dem nächsten Zusammenstellungszyklus ausgesetzt werden. Sobald das Laden und Entladen abgeschlossen ist, wird eine zweite Anweisung dazu führen, dass der Zusammenstellungsprozess wieder aufgenommen wird. Der Status von Testproben auf dem Gerät wird einer Prüfung durch den Dateneingabebildschirm des Messgerätes unterworfen. Mit einer derartigen Prüfung wird der Bediener wissen, welche Segmentbaugruppen abgeschlossen sind und entfernt werden können. Einzelne Testproben können in eine Segmentbaugruppe eingesetzt werden, welche auf dem Testprobenkarussell ruht.
  • REAKTIONSGEFÄSS UND LADEVORRICHTUNG
  • Einheitsdosis-Wegwerfartikel-Reaktionsgefäße spielen eine wichtige Rolle in automatisierten Analysensystemen mit fortlaufendem und wahlfreien Zugriff, welche in der Lage sind, gleichzeitig mindestens zwei unterschiedliche Formen von Tests an einer Vielzahl von Testproben auf eine Art mit fortlaufendem und wahlfreien Zugriff auszuführen, wobei allgemein ein Reaktionsgefäß für jeden Test erforderlich ist, wobei viele Reaktionsgefäße durch solche Systeme genutzt werden. Mittel zum Handhaben und Laden solcher Reaktionsgefäße in vielfachen Einheiten in das Reaktionsgefäßkarussell sind besonders nützlich für den einheitlich und fortlaufenden Betrieb des Systems durch den Bediener.
  • Bezugnehmend auf 45A–C in Kombination ist dort ein Reaktionsgefäß 34 veranschaulicht, konstruiert in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Das Reaktionsgefäß 34 hat eine Oberseite 141 mit Seitenkanten 143 und 145. Die Seitenkanten 143 und 145 des Reaktionsgefäßes 34 laufen an einem Ende zu einem abgerundeten Profil 147 aus. An dem gegenüberliegenden Ende der Oberseite 141 ragt eine senkrechte Lasche 151 über die Oberseite 141 hinaus. Am Ende der Oberseite 141 nahe dem abgerundeten Profil 147 ist ein Haltemittel 149, das unter der Oberseite herausragt, um die Küvette 140 an dem Reaktionsgefäß 34 zu sichern. Das Haltemittel 149 ist typischerweise eine Presspassungsöffnung, die die Küvette 140 unter der Oberseite 141 sichert. Durch die Oberseite 141 hindurch und darunter erstrecken sich Vertiefungen 142, 144, 146, 148, 150, 152 und 154. Die Vertiefungen 142, 144, 146, 148, 150, 152 und 154 können gewählt werden für eine bestimmte Größe, Anordnung und Form, die zum Aufnehmen von Reagenzien, Proben, Puffern und/oder Verdünnungsflüssigkeiten für den Apparatebetrieb notwendig sind. Am Boden von Vertiefung 154 ist eine Reaktionsgefäßlasche 153 zur Verwendung bei der Verschiebung des Reaktionsgefäßes 34 durch die Transferstation, wie oben erklärt. Bezugnehmend auf die 46 ist eine isometrische Ansicht des Reaktionsgefäßladestreifens 175, im Schnitt, gezeigt, woran zwei Reaktionsgefäße 34 montiert sind, wobei die fortlaufenden Streifenoberteilhandhabungsleistensegmente 177 veranschaulicht sind, welche durch Leistenausschnitte 179 getrennt sind. Jedes Leistensegment 177 fällt zusammen mit einem Reaktionsgefäßmontagemittel 182, wobei Mittel 182 sich an einem unteren Teil der fortlaufenden Streifenwand 181 befindet. Das Reaktionsgefäßmontagemittel 182 umfasst flexible Schenkelabschnitte 183, die doppelte Rippensätze 187 an jedem Schenkelabschnitt 183 zum Montieren jedes Reaktionsgefäßes 34 besitzen. Die doppelten Rippensätze 187 ragen senkrecht aus der Ebene der fortlaufenden Streifenwand 181 und der Schenkelabschnitte 183 heraus. Die Schenkelabschnitte 183 sind flexibel und ermöglichen in Kombination mit den doppelten Rippensätzen 187, die Reaktionsgefäße 34 fest zu halten, wenn sie auf dem Reaktionsgefäßladevorrichtungsstreifen 175 montiert werden, und geben die Reaktionsgefäße 34 jedoch frei, wenn sie in das Reaktionsgefäßkarussell eingesetzt werden.
  • Bezugnehmend jetzt auf die 47 ist dort eine Draufsicht des Reaktionsgefäßladevorrichtungsstreifens 175 gezeigt, woran zehn Reaktionsgefäße 34 befestigt sind. Die Reaktionsgefäße 34 sind auf dem Reaktionsgefäßladevorrichtungsstreifen 175 durch Eingreifen des Reaktionsgefäßmontagemittels 182 in die Vertiefung 152 montiert. Der Reaktionsgefäßhaltevorrichtungsstreifen wird, zum Laden vielfacher Reaktionsgefäße gleichzeitig in das Reaktionsgefäßkarussell, genutzt durch Krümmen der fortlaufenden Streifenwand 181, um dem Radius der Krümmung des Reaktionsgefäßkarussells zu entsprechen. In der veranschaulichten Ausführungsform sind zehn Reaktionsgefäße 34 gezeigt, die an einer fortlaufenden Streifenwand 181 befestigt sind; der Reaktionsgefäßladevorrichtungsstreifen 175 kann jedoch in der Länge erweitert werden, um mehr als zehn Reaktionsgefäße unterzubringen, oder weniger als zehn Reaktionsgefäße können auf dem gleichlangen Streifen oder auf reduzierten Streifenlängen montiert werden.
  • Bezugnehmend jetzt auf die 46 und 47 in Kombination ist die Reaktionsgefäßladevorrichtung 175 zusammengesetzt aus einem halbfesten Kunststoffstreifen, welcher eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen 34 gleichzeitig hält, zum Laden der Reaktionsgefäße 34, auf dem Reaktionsgefäßkarussell. Ein Bediener würde die Ladevorrichtung 175 in einen Bogen biegen, welcher dem Radius des Karussells entspricht. Dann werden die Vielzahl von Reaktionsgefäßen 34, die auf der Ladevorrichtung 175 montiert sind, in ihre entsprechenden Schlitze auf dem Karussell eingesetzt. Die vielfachen Reaktionsgefäße 34 werden an Ort und Stelle auf dem Karussell eingeschnappt, und dann wird die Reagenzgefäßladevorrichtung 175 zur Wiederverwendung oder zum Wegwerfen entfernt.
  • Bezugnehmend jetzt auf die 48 ist dort eine isometrische Ansicht einer alternativen Reaktionsgefäßladevorrichtung 451 im Querschnitt gezeigt, woran zwei Reaktionsgefäße 34 befestigt sind. Die Ladevorrichtung 451 hat eine ebene Fläche 453. Unter der eingesenkten ebenen Fläche 453 ragen eine Vielzahl von eingesenkten ebenen Flächen 455 heraus, welche eine Form haben, die allgemein der Formoberfläche 141 der Reaktionsgefäße 34 entsprechen. Unter den eingesenkten ebenen Flächen 455 herausragend sind Küvettenzapfen 459, welche zum Einsetzen in die Küvette 140 des Reaktionsgefäßes 140 bemessen und angeordnet sind. Ebenfalls unter den eingesenkten ebenen Flächen 455 herausragend sind Vertiefungszapfen 457, welche zum Einsetzen in eine der Vertiefungen 142, 144, 146, 148, 150, 152 oder 154 der Reaktionsgefäße 34 bemessen und angeordnet sind. Der Vertiefungszapfen 457 und der Küvettenzapfen 459 haben einen kleiner werdenden Durchmesser, oder eine Verjüngung, so wie sich die Zapfen von den eingesenkten ebenen Flächen 455 nach unten fortsetzen, wodurch sie für ein leichtes Einsetzen oder Entfernen der Vertiefung und Küvette 140 des Reaktionsgefäßes 34 sorgen. Nach oben um den Außenparameter der ebenen Fläche 453 herum herausragend ist ein fortlaufender hochragender Flansch 461. Auf der Oberkante des hochragenden Flansches 461 befindet sich eine Oberseite 462, welche im Wesentlichen flach ist und parallel zu der ebenen Fläche 453. An beiden Enden der Ladevorrichtung 451 sind Handhabungsstege 465, welche parallel zu dem hochragenden Flansch 461 sind und daraus nach oben herausragen.
  • Bezugnehmend jetzt auf die 49 ist dort eine Draufsicht der alternativen Reaktionsgefäßladevorrichtung 451 von 48 gezeigt, die zehn (10) eingesenkte ebene Flächen 455 zum Halten von zehn (10) Reaktionsgefäßen 34 aufweist. Auch wenn die veranschaulichte Ausführungsform zehn (10) der Reaktionsgefäße 34 hält, kann die Ladevorrichtung 451 ausgelegt sein, jede beliebige Zahl von eingesenkten ebenen Flächen 455 zum Halten von jeder beliebigen Zahl von Reaktionsgefäßen 34 zu haben. Der Vertiefungszapfen 457 und der Küvettenzapfen 459 der Ladevorrichtung 451 werden eingesetzt in die Vertiefung 152 bzw. die Küvette 140 und greifen darin ein, wodurch das Reaktionsgefäß 34 an der Ladevorrichtung 451 gesichert wird. Auch wenn die Ladevorrichtung 451 das Reaktionsgefäß 34 durch Eingreifen in die Vertiefung 152 und die Küvette 140 sichert, könnte die Ladevorrichtung das Reaktionsgefäß 34 sichern durch Eingreifen, einzeln oder in Kombination, in jede beliebige Anzahl von Vertiefungen 142, 144, 146, 148, 150, 152 und 154 und die Küvette 140.
  • Bezugnehmend jetzt auf 48 und 49 in Kombination wird die Ladevorrichtung 451 vorzugsweise aus einem halbstarren Kunststoff hergestellt und wird allgemein ausgebildet in einer Form, die dem Radius der Krümmung des Reaktionsgefäßkarussells entspricht. Die eingesenkten ebenen Flächen 455 sind räumlich angeordnet, um den Stellen zum Montieren der Reaktionsgefäße 34 auf dem Reaktionsgefäßkarussell zu entsprechen. Die Reaktionsgefäße 34 werden auf die Ladevorrichtung 451 durch Einsetzen des Vertiefungszapfens 457 und des Küvettenzapfens 459 in die entsprechenden Vertiefung 152 und Küvette des Reaktionsgefäßes 34 geladen. Auf diese Weise stellen die eingesenkten ebenen Flächen 455 einen Deckel für die Reaktionsgefäße bereit. Auch stellen der Vertiefungszapfen 457 und der Küvettenzapfen 459 eine positive Dichtung für die Vertiefung 152 und die Küvette 140 bereit.
  • Immer noch bezugnehmend auf die 48 und 49 in Kombination wird die Ladevorrichtung 451 mit Reaktionsgefäßen 34 daran auf dem Reaktionsgefäßkarussell positioniert, wobei die Stelle der Reaktionsgefäße 34 auf der Ladevorrichtung 451 den Stellen auf dem Reaktionsgefäßkarussell für die Reaktionsgefäße 34 entspricht. Es ist nicht erforderlich, dass ein Bediener besondere Vorsicht beim Beladen der Ladevorrichtung 451 anwendet, da die Ladevorrichtung 451 vorgeformt ist, um zu den Abmessungen des Reaktionsgefäßkarussells zu passen. Unter diesem Gesichtspunkt ist die Reaktionsgefäßladevorrichtung ein "Einrast-Typ" einer Ladevorrichtung für Reaktionsgefäße 34. Sobald die Reaktionsgefäße 34 auf der Ladevorrichtung 451 ausgerichtet sind, werden die Reaktionsgefäße an Ort und Stelle auf dem Reaktionsgefäßkarussell eingeschnappt unter Verwendung der Handhabungsstege 465 und des hochragenden Flansches 461 der Ladevorrichtung 451. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen 34 auf das Reaktionsgefäßkarussell gleichzeitig geladen werden, was dem Bediener Zeit gegenüber einem Verfahren einzelner Beladung der Reaktionsgefäße 34 in das Reaktionsgefäßkarussell erspart.
  • Immer noch bezugnehmend auf die 48 und 49 in Kombination kann die Ladevorrichtung 451, sobald die Reaktionsgefäße 34 in das Reaktionsgefäßkarussell geladen sind, an Ort und Stelle belassen werden, um einen Deckel und eine Dichtung für die Reaktionsgefäße 34 bereitzustellen, bis sie wie hier beschrieben verwendet werden. Eine Entfernung der Ladevorrichtung 451 von den Reaktionsgefäßen 34 wird dann vollbracht durch Ziehen an der Ladevorrichtung nach oben unter Verwendung von, zum Beispiel, der Handhabungsstege 465 oder des herausragenden Flansches 461. Die Entfernung der Ladevorrichtung 451 verdrängt nicht die Reaktionsgefäße 34 aus dem Reaktionsgefäßkarussell, da die Haltekraft des Vertiefungszapfens 457 und des Küvettenzapfen 459 gegenüber den Reaktionsgefäßen 34 kleiner ist als die Reaktionsgefäßkarussellhaltekraft gegenüber den Reaktionsgefäßen 34. Diese reduzierte Kraft wird teilweise verursacht durch das verjüngte Profil des Vertiefungszapfens 457 und des Küvettenzapfens 458, welches auch das Einsetzen der Reaktionsgefäße 34 auf die Ladevorrichtung 451 erleichtert.
  • UMGEBUNGS- UND TEMPERATURKONTROLLE
  • Eine kontrollierte Umgebungszone ist notwendig für Inkubation und chemische Reaktionen innerhalb automatisierter Analysensysteme mit fortlaufendem und wahlfreien Zugriff. Eine Temperaturkontrolle wird aufrechterhalten in der kontrollierten Umgebungszone für Zwecke des Kontrollierens der Temperatur von Wegwerfprodukten, Chemikalien, Verrohrung, Mechanismen und dergleichen in der Inkubations- und Reaktionszone, welche für die entsprechenden chemischen Reaktionen optimal ist. Die Temperaturkontrolle wird erreicht durch Nutzung von Luftströmung und Lufttemperatur als das thermisch dynamische Arbeitsfluid. Auch wenn Luft oder Gase Wärme nicht so schnell übertragen wie ein Flüssigkeitsbad, besitzt Luft nicht die damit verbundenen Probleme von Lecks, Verdunstung oder Verunreinigung.
  • Die kontrollierte Umgebungszone enthält Karusselle, die Chemikalien unterschiedlicher Reagenzien und Volumina tragen, so dass sie einen unüblichen Temperaturkontrollansatz erforderlich machen, um die erwärmte Luft zu zwingen, einen Weg mit einem wesentlichen Druckanfall unmittelbar vor dem Prozesskarussell zu nehmen. Der Druckabfall des Weges ist höher als der Druckabfall, den die Luft erfährt, wenn sie unter dem Karussell hindurchströmt, egal ob das Karussell voll beladen ist oder nicht. Folglich verteilt sich die erwärmte Luft selbst gleichmäßig über dem Karussell, anstatt sich selbst vorzugsweise in eine Lücke hinein zu schleusen, die an der leeren Position des Karussells vorhanden sein kann. Eine Luftströmungskontrolle innerhalb der kontrollierten Umgebung sorgt für minimale Luftströmung über die Oberseite des Karussells. Langsam bewegte Luft über Flüssigkeitsoberflächen, die durch die offenen Behälter in den oberen Abschnitten ausgesetzt sind, verursacht weniger Verdunstung als Luft, die sich schnell bewegt. Jedoch ist die gesamte Luftströmung relativ hoch innerhalb der kontrollierten Umgebungszone, und die Luftströmung entlang der Karussellunterseite kann eine Kombination von turbulenter und laminarer Strömung sein. Eine vernünftig hohe Umschlagsrate und Luftströmung ist notwendig, um Temperaturschwankungen zu minimieren.
  • Bezugnehmend jetzt auf die 50 ist dort eine schematische Ansicht gezeigt, die das Umgebungsluftströmungs- und Temperaturkontrollsystem veranschaulicht, das in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde. Temperaturkontrolle für Reaktions- und Inkubationszonen eines fortlaufenden Analysensystems wird erreicht durch Nutzung erwärmter Luftströmung, um ein Karussell 19 der kontrollierten Umgebungszone 18 zu kontrollieren, was, von prinzipieller Bedeutung, ein Prozesskarussell 46 einschließt. Luftströmung 202 wird angeregt durch ein Lüfterelement 210 und tritt durch einen Lufteinlass 205 einschließlich eines geeigneten Luftfiltersystems ein. Die Luftströmung 202 wird hinter ein Lufterhitzerelement 208 und durch Führungsmittel gezwungen, die in der Bodenplatte des Messgerätes dargestellt sind. Sobald die Luft aus dem Kanal herauskommt, wird die Luft in Richtung der Unterseite des Karussells 46 geleitet, welches die Karussellumgebungszone 19 ist und die Proben, die zu analysieren sind, die notwendigen Reagenzien und die Wegwerfprodukte enthält, die in dem Verfahren verwendet werden. Sobald die erwärmte Luft durch die Karussellumgebungszone 19 hindurchströmt, wird ihre Temperatur von einem Sensor 212 abgetastet. Der Ausgang des Sensors 212 wird überwacht durch einen Controller, und wenn der Controller bestimmt, dass das System weitere Wärmezufuhr benötigt, erregt der Controller ein Festkörperrelais, welches elektrische Spannung an das Heizelemente 208 anlegt.
  • Immer noch bezugnehmend auf die 50 kann gesehen werden, dass nach Verlassen der Karussellumgebungszone 19 Luft innerhalb der kontrollierten Umgebungszone 18 zirkulieren darf. Eine Luftauslassführung 206 ermöglicht Luft, die kontrollierte Umgebungszone 18 auf eine kontrollierte Art und Weise durch vielfache Öffnungen zu verlassen. Während Lüfterelement 210 die erwärmte Luft durch das System zwingt, wird Umgebungsluft durch Lufteinlass 207 hinter den kritischsten Bereichen der Temperaturkontrolle innerhalb der kontrollierten Umgebungszone 18 eingeführt, um Kühlung für die Fluidik des Systems bereitzustellen durch Bereitstellen von Kühlfluid an die Heizbaugruppe 501, welche in dem Fluidik-System genutzt wird. Die Einführung von Umgebungsluft durch Lufteinlass 207 befindet sich nahe der Luftauslassführung 206 und den verschiedenen Ausgängen, welche mit der kontrollierten Umgebungszone und der Luftauslassführung 206 in Verbindung stehen.
  • Bezugnehmend immer noch auf 50 wird die kontrollierte Umgebungszone 18 bei einer gewünschten Temperatur gehalten, indem Luft auf die richtige Temperatur erwärmt wird und Luft in großen Mengen auf die kritischsten Bereiche der Zone, wie die Karussellumgebungszone 19, aufgebracht wird. Wärme wird durch Konvektion an die kritischen Bereiche übertragen unter Verwendung von Luft, welche im Allgemeinen einer turbulenten Strömung unterliegt, so dass auf diese Art und Weise kritische Bereiche so schnell wie möglich auf Temperatur gebracht werden können. Die weniger kritischen Bereiche liegen stromabwärts und werden unter weniger kraftvollen Bedingungen erwärmt, d. h. durch sich langsam bewegende Luftströmung. Zusätzlich zum Vorliegen turbulenter Strömung in den kritischen Bereichen, ist die gesamte Luftströmung relativ hoch innerhalb der kontrollierten Umgebungszone 18, wobei die Luft vollständig ausgestoßen wird. Mögliche Probleme, welche bei der Behandlung voll beladener Karusselle gegenüber teilweise beladenen Karussellen auftreten könnten, werden gelöst, indem erwärmte Luft gezwungen wird, einen Weg mit einem großen Druckabfall unmittelbar vor dem Karussell zu nehmen. Der Druckabfall des Weges ist größer als der Druckabfall, den die Luft erfährt, wenn sie unter dem Karussell hindurchströmt, egal ob das Karussell voll beladen ist oder nicht. Somit verteilt sich die erwärmte Luft selbst gleichmäßig über dem Karussell, anstatt sich selbst vorzugsweise in eine Lücke hinein zu schleusen, die an der leeren Position des Karussells vorhanden sein kann. Sowohl FPIA- als auch MEIA-Verfahren nutzen den Systemapparat gemeinsam bis einschließlich dem Prozesskarussell 46.
  • Bezugnehmend jetzt auf die 51 ist dort eine Querschnittsansicht des Prozesskarussells 46 gezeigt, das in Übereinstimmung mit den Prinzipen der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde. Das Karussell 46 hält eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen 34. Der untere Abschnitt der Reaktionsgefäße 34 ist innerhalb der Karussellumgebungszone 19 der kontrollierten Umgebungszone 18 angeordnet. Das Karussell 46 umfasst Reaktionsgefäßoberzonen 47, welche zu der kontrollierten Umgebungszone 18 offen sind. Am Boden der Reaktionsgefäßoberzonen 47 dichtet das Karussell 46 und die Reaktionsgefäße 34 im Wesentlichen die Oberzonen 47 vom Austausch mit der Karussellumgebungszone 19 ab. Immer noch bezugnehmend auf die 51 kann gesehen werden, dass die Wände der Reaktiongefäßoberzonen 47 die Luft über den Reaktionsgefäßen 34 von der Bewegung der Luftströmung 202 in der kontrollierten Umgebungszone 18 isolieren werden. Da die Luft in den Reaktionsgefäßoberzonen 47 nicht direkt der Luftströmung 202 unterworfen ist, wird weniger Bewegung der Luft direkt über den offenen Behältern der Reaktionsgefäße 34 sein, wodurch die Verdunstungsmenge aus den Reaktionsgefäßen 34 reduziert wird. Ein Abdichten der Oberzonen 47 von der Karussellumgebungszone 19 ermöglicht der Luftströmung 202, über die Unterseite der Reaktionsgefäße 34 ohne eine Verteilung der Luft direkt über den Reaktionsgefäßen 34 zu strömen, wodurch Wärme an die Reaktionsgefäße und von den Reaktionsgefäßen übertragen wird, ohne dass die Verdunstung der Flüssigkeiten in den Reaktionsgefäßen 34 erhöht wird.
  • Bezugnehmend jetzt auf die 52–54 in Kombination ist dort die Heizbaugruppe 501 von 50 gezeigt. Die Heizbaugruppe umfasst allgemein einen Heizblock oder Heizkörper 502, worin sich ein Paar Heizelemente 505a–b befinden, und eine spulenförmige Flüssigkeitsverrohrung 521 zwischen den Heizelementen 505a–b. Der Heizkörper 502 ist zum Beispiel aus einem Metall wie Aluminium, Silber, Kupfer oder dergleichen aufgebaut, oder jedem anderen geeigneten temperaturleitenden Material, das auf dem Gebiet bekannt ist, mit den verschiedenen elektrischen Anschlüssen für ein elektrisches Widerstandsheizsystem sowie Sensor- und Kontrollelementen zum Kontrollieren der genauen Temperatur der Heizbaugruppe für Zwecke des genauen Temperaturkontrollwärmeaustauschs mit Flüssigkeiten, welche durch die Heizbaugruppe strömen und bei spezifischen Temperaturen gehalten werden. Montagemittel 516 und 518 werden ebenso gezeigt wie ein Erdstift 519, die in den Metallblock 502 eingebettet sind.
  • Immer noch bezugnehmend auf die 52–54 in Kombination tritt Flüssigkeit in die spulenförmige Flüssigkeitsverrohrung 521 ein durch einen Flüssigkeitseingang 513. Nach Hindurchströmen durch die spulenförmige Flüssigkeitsverrohrung 521 verlässt die Flüssigkeit die Heizbaugruppe über einen Flüssigkeitsausgang 515, um sich in einer MEIA-Patrone 68 (nicht gezeigt) abzuscheiden. Eine Teflonhülse 517 ist an der Außenseite des Flüssigkeitsausgangs 515 befestigt, um die Akkumulation von Flüssigkeit zu verhindern, die an dem Flüssigkeitsausgang 515 haften könnte. Die Heizelemente 505a–b sind innerhalb des Heizkörpers 502 auf gegenüberliegenden Seiten der spulenförmigen Flüssigkeitsverrohrung 521 positioniert. Elektrische Heizanschlüsse 504 und 506 liefern kontrollierte Mengen an Energie an die Widerstandsheizelemente 505a–b. Ein Thermistor 508 ist in dem Heizkörper 502 so positioniert, dass er zentral bezüglich der Heizelemente 505a–b und der spulenförmigen Flüssigkeitsverrohrung 521 angeordnet ist. Der Thermistor 508 stellt einen elektrischen Widerstand bereit, dessen Widerstand deutlich oder auf eine genaue Art und Weise mit der Temperatur variiert. Der Thermistor 508 arbeitet zusammen mit einem Thermostatanschluss 509 und einem Reserve-Thermostatanschluss 511, um die Heizelemente 505a–b unter Strom zu setzen und die Temperatur der Heizbaugruppe 501 sowie jeder beliebigen Flüssigkeit, die darin enthalten ist oder durch diese hindurchströmt, genau zu kontrollieren.
  • Bezugnehmend immer noch auf 52–54 in Kombination kann die Heizbaugruppe 501 ausgelegt sein, sich auf erhöhte oder verringerte Flüssigkeitsvolumenkapazität sowie auf Heizmittel für solche erhöhten oder verringerten Flüssigkeitskapazitäten einzustellen. Die Positionierung der Heizbaugruppe 501 unmittelbar über dem Benutzungspunkt vermeidet signifikante Temperaturänderung während der Übertragung von der Heizbaugruppe 501 zu den empfangenden Materialien. Temperaturkontrollen der Flüssigkeiten innerhalb der Heizbaugruppe werden geregelt zwischen ungefähr ±1,0°C bis ungefähr ±°C der erforderlichen Flüssigkeitstemperatur. Die Positionierung der Heizbaugruppe 501 bezüglich des empfangenden Mittels, zum Beispiel einer MEIA-Patrone, erlaubt ungefähr 3/8 Zoll oder weniger eines Luftlückentransfers von der Spitze des Flüssigkeitsausgangs 515 bis zu dem Punkt der Abscheidung einer Flüssigkeit auf der Patrone, wodurch die Flüssigkeit mit geringer oder keiner Temperaturänderung abgeschieden wird.
  • MEIA-PATRONE, BESCHICKUNGSVORRICHTUNG UND KARTON
  • Bezugnehmend jetzt auf 55 wird dort eine MEIA-Patrone 68 gezeigt, die in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert wurde. Die MEIA-Patrone ist allgemein eine zylindrische Form, die ein Trägermatrixmaterial 222 darin enthält. Im oberen Teil der MEIA-Patrone 68 ist ein Trichterhals 216, welcher sich nach unten in eine Patronenöffnung 218 verjüngt. Die Patronenöffnung 218 ermöglicht Zugang zu dem darin enthaltenen Trägermatrixmaterial 222. Der Boden der MEIA-Patrone 68 ist flach und hat keinen Trichterhals oder Öffnung.
  • Bezugnehmend jetzt auf die 56 ist dort ein Patronenbeschickungsapparat 500 gezeigt, welcher MEIA-Patronen 68 einzeln, aufrecht und bei Bedarf von einem Einfülltrichter 590 in eine Falltür 700 speisen wird. Der Patroneneinfülltrichter 590 enthält eine Vielzahl von MEIA-Patronen 68, welche horizontal und seitlich im Patroneneinfülltrichter 590 positioniert sind, wobei die Patronenöffnung 218 in beide Richtungen zeigt. Der Patroneneinfülltrichter 590 ist entfernbar an einer Brücke 510 befestigt, die ein stationärer Abschnitt des Patronenbeschickungsapparates 500 ist. Die Brücke 510 hat einen Brückenhals 514, welcher die MEIA-Patronen 68 aus dem Einfülltrichter 590 annimmt und ermöglicht, dass diese Patronen durch den Patronenbeschickungsapparat 500 hindurch gelangen. Die Brücke 510 hat außerdem Führungsbolzen 512a–b, auf denen ein Schiffchen 520 verschiebbar befestigt ist.
  • Bezugnehmend immer noch auf die 56 verschiebt ein Linearmotor 530 das Schiffchen 520 auf den Führungsbolzen 512a–b der Brücke 510 vor und zurück. Das Schiffchen 520 hat einen Schiffchenhals 522 zur Aufnahme von MEIA-Patronen 68 von dem Brückenhals 514, wenn das Schiffchen 520 in einer Heimposition ist. Der Linearmotor 530 schiebt dann das Schiffchen 520 in eine Abwurfposition. Wenn der Linearmotor 530 das Schiffchen 520 aus der Heimposition verschiebt, ergreifen die Halbrundstifte 550a–b die MEIA-Patrone 68. Wenn das Schiffchen 520 die Abwurfposition erreicht, setzen die Halbrundstifte 550a–b die MEIA-Patrone 68 aufrecht in einen Schacht 560 frei.
  • Immer noch bezugnehmend auf 56 hat der Schacht 560 ein sich verjüngendes Innenprofil, welches dabei behilflich ist, die MEIA-Patrone 68 in der aufrechten Position auszurichten, wenn die MEIA-Patrone 68 in die Falltür 700 fällt. Der Schacht 560 ist drehbar an dem Patronenbeschickungsapparat 500 befestigt. Eine Feder 562 hilft, den Schacht 560 zum Betrieb des Patronenbeschickungsapparates 500 in Position zu halten. Ein Abwurfhebel 564 ist an den Schacht 560 gekoppelt, und wenn er gedrückt wird, dreht er den Schacht 560 gegen die Kraft der Feder 562. Auf diese Weise kann jede MEIA-Patrone 68, welche sich in dem Schacht befindet, durch Pressen des Abwurfhebels 564 befreit werden, wodurch der Schacht 560 gedreht und die MEIA-Patrone 68 abgeladen wird. Nachdem die MEIA-Patrone 68 abgeladen worden ist, wird der Abwurfhebel 564 losgelassen, und die Feder 562 kehrt den Schacht 560 in seine normale Betriebsposition zurück.
  • Bezugnehmend immer noch auf 56 kann gesehen werden, dass an dem Schiffchen 520 Ausstoßer 540a–b befestigt sind. Die Ausstoßer 540a–b ragen durch eine Öffnung in dem Patroneneinfülltrichter 590 hindurch und berühren die MEIA-Patronen 68, um zu verhindern, dass die MEIA-Patronen 68 die Passage durch den Brückenhals 514 des Patronenbeschickungsapparates 500 blockieren. In der Heimposition des Schiffchens 520 ragt der Ausstoßer 540a durch eine Öffnung in dem Einfülltrichter 590 und richtet die MEIA-Patronen 68 über dem Brückenhals 514 aus. In der Abwurfposition des Schiffchens 520 ragt der Ausstoßer 540b durch eine gegenüberliegende Öffnung in dem Patroneneinfülltrichter 590 hindurch und richtet ebenfalls die MEIA-Patronen 68 für die Passage durch den Brückenhals 514 aus.
  • Bezugnehmend jetzt auf 57 sind dort die Halbrundstifte 550a–b aus 56 gezeigt. Die Halbrundstifte 550a–b haben ein Mittelprofil 552a–b, welches nach außen ragt und eine Kontur hat, die zu dem Trichterhals 216 der MEIA-Patronen 68 passt. Das Mittelprofil 552a–b besitzt nicht genügend Höhe, um über den Trichterhals 216 hinauszuragen und mit der Patronenöffnung 218 oder dem Trägermatrixmaterial 222 der Patrone 68 in Kontakt zu kommen. Die Halbrundstifte 550a–b haben außerdem eine Außenlippe 554a–b, welche umfänglich um das Mittelprofil 552a–b herum herausragt. Die Außenlippe 554a–b hat einen Innendurchmesser, der ausreichend ist, um zuzulassen, dass die MEIA-Patrone 68 in die Außenlippe 554a–b passt. Außerdem ragt die Außenlippe 554a–b nicht über das Mittelteil 552a–b hinaus.
  • Bezugnehmend jetzt auf 56 und 57 in Kombination kann gesehen werden, wie der Patronenbeschickungsapparat 500 Patronen einzeln in einer aufrechten Position zu einer Falltür 700 speisen kann. Wie zuvor erwähnt, gelangen die MEIA-Patronen 68 aus dem Brückenhals 514 zu dem Schiffchenhals 522, wenn das Schiffchen 520 in der Heimposition ist. Wenn das Schiffchen aus der Heimposition fortschreitet, schließen die Halbrundstifte 550a–b die MEIA-Patrone 68 ein. Wenn die Halbrundstifte 550a–b die Patrone 68 einschließen, wird das Mittelprofil 552a–b des Halbrundstifts 550a–b, der der Patronenöffnung 218 gegenüberliegt, in den Trichterhals 216 der Patrone 68 eingreifen und sich einpassen. In dieser Position wird das Mittelprofil 552a–b des Halbrundstifts 550a–b, der der Patronenöffnung 218 gegenüberliegt, in den Trichterhals 216 eingreifen, und wird außerdem die Außenseite der MEIA-Patrone 68 mit der Außenlippe 554a–b umrunden. Der Boden der MEIA-Patrone 68 hat keine Aussparung, in die das Mittelprofil 552a–b des Halbrundstiftes 550a–b hinein passt. Als Ergebnis wird die Außenlippe 554a–b des Halbrundstiftes 550, der den Boden der Patrone 68 ergreift, nicht den Boden der Patrone 68 mit der Außenlippe 554a–b umrunden.
  • Bezugnehmend immer noch auf die 56 und 57 in Kombination beginnen die Halbrundstifte 550a–b, wenn das Schiffchen 520 sich der Abwurfposition nähert, sich zu trennen, um die Patrone 68 in den Schacht 560 fallen zu lassen. Wenn die Halbrundstifte 550a–b sich zu trennen beginnen, wird die Schwerkraft die Patrone 68 nach unten ziehen. Da der Halbrundstift 550a–b, der den Boden der Patrone 68 ergreift, weder in einen Trichterhals hineinragt, noch die Patrone 68 mit einer Außenlippe umrundet, wird der Boden der Patrone 68 der erste Abschnitt der Patrone 68 sein, der in Richtung des Schachts 560 fällt. Wenn die Halbrundstifte 550a–b sich weiter trennen, wird das Mittelprofil 552a–b und die Außenlippe 554a–b des Halbrundstiftes 550a–b, der in das Oberteil der Patrone 68 eingreift, weiter in den oberen Abschnitt der Patrone 68 eingreifen, während der untere Abschnitt der Patrone 68 aufgrund der Schwerkräfte fällt. Sobald die Halbrundstifte 550a–b durch genügend Abstand getrennt wurden, wird der Trichterhals 216 der Patrone 68 sich von dem Mittelprofil 552a–b lösen, und die Außenlippe 554a–b der Halbrundstifte 550a–b, die den oberen Abschnitt der Patrone 68 greift, wird loslassen, um der Patrone 68 zu ermöglichen, auf eine aufrechte Weise durch den Schacht 560 zu fallen. Es kann aus der 18 ersehen werden, dass die Form der Halbrundstifte 550a–b die Patrone 68 in einer aufrechten Position abwerfen wird, ungeachtet dessen, ob die Patrone 68 in den Halbrundstiften 550a–b verkehrt herum ist oder nicht. Auf diese Weise werden MEIA-Patronen bei Bedarf, einzeln und in einer aufrechten Position, von dem Einfülltrichter 590 durch den Patronenbeschickungsapparat 500 in eine Falltür 700 abgegeben.
  • Bezugnehmend zurück auf die 56, hat die Falltür 700 einen Falltürkörper 710 mit einem Patronendurchgang 712 und eine halbrunde Tür 720 mit einem Patronenhöheneinsteller 722. Die MEIA-Patrone 68, die vom dem Patronenbeschickungsapparat 500 fallengelassen wurde, fällt in den Patronendurchgang. Anfänglich blockiert die halbrunde Tür 720 den Patronendurchgang 712. Wenn das Karussell unter der Falltür 700 positioniert ist, um die Patrone 68 aufzunehmen, dreht sich die halbrunde Tür 720 zu einer Position, die den Patronendurchgang 712 nicht blockiert, und ermöglicht der Patrone, zu dem Karussell hindurch zu gelangen. Nachdem die Patrone 68 durch die Patronenpassage 712 hindurchgelangt ist, dreht sich die halbrunde Tür 720 weiter, bis der Patronenhöheneinsteller 722 die Patrone in das Karussell auf eine Höhe eindrückt, die für eine genaue Untersuchung zu einem späteren Zeitpunkt ausreichend ist.
  • Bezugnehmend jetzt auf die 58 ist dort eine seitliche Querschnittansicht eines Patroneneinfülltrichters 590 mit einem Patronenkarton 480 gezeigt, positioniert zum Entladen von Patronen 68 in den Patroneneinfülltrichter 590. Der untere Abschnitt des Patroneneinfülltrichters 590 ist verjüngt zu einer Einfülltrichterfreigabeöffnung 486. Der obere Abschnitt des Patroneneinfülltrichters 590 ist groß genug, um als ein Reservoir für die Patronen 68 zu agieren, und besitzt zwei Entladerollstifte 484. Der Patronenkarton 480 ist auf Entladerollstiften 484 ruhend dargestellt. Der Patronenkarton 480 ist auch gestrichelt in einer maximal geöffneten Entladeposition 481 dargestellt, wieder ruhend und geführt durch die Rollstifte 484.
  • Bezugnehmend jetzt auf 59A, 59B und 60 in Kombination ist dort der Patronenkarton 480 von 58 gezeigt. Der Patronenkarton 480 besitzt Aufbrech- oder Laschenöffnung 482 zur leichten Öffnung und Entladung in Kombination mit den Rollstiften 484. Perforationen 821 in den Patronenkartons 480 erstrecken sich von der Laschenöffnung 482 entlang der Seiten 839a–b der Patronenkartons 480 und zu der Oberseite 860 des Patronenkartons 480. Die Oberseite 860 des Patronenkartons 480 besitzt ein Scharniermittel 880, welches die beiden Perforationen 821 verbindet. Der Patronenkarton 480 kann ausgelegt sein, irgendeine beliebige Anzahl von Patronen zu enthalten; jedoch ist eine Kartonkapazität von ungefähr 100 geeignet für den Betrieb innerhalb der Umgebungen des Patroneneinfülltrichters 590 und der Aufnahmeorte der Rollstiften 484. Die Patronen 68 werden in den Patronenkarton 480 in einer seitlichen Ausrichtung geladen, wobei die Patronenöffnungen 218 in beide Richtungen zeigen.
  • Bezugnehmend jetzt auf 58, 59A, 59B und 60 in Kombination kann gesehen werden, wie die Patronen 68 in dem Patronenkarton 480 in den Patroneneinfülltrichter 590 geladen werden. Um den Patroneneinfülltrichter 590 zu beladen, wird die Laschenöffnung 482 von dem Patronenkarton 480 entfernt. Der Patronenkarton 480 wird dann auf den Rollstiften 484 positioniert, wobei das Scharniermittel 880 nach oben zeigt. Eine schwache Kraft nach unten auf das Scharniermittel 880 des Patronenkartons 480 wird die Perforationen 821 trennen und den Patronenkarton 480 in die maximal geöffnete Position 481 öffnen, wie gestrichelt dargestellt. Die Patronen 68 werden dann in den Patroneneinfülltrichter 680 in der richtigen seitlichen horizontalen Ausrichtung abgelegt werden. Einige der Patronen 658 werden in einer umgekehrten Richtung abgelegt werden, jedoch wird die Patronenbeschickungsbaugruppe 500 immer noch in der Lage sein, die umgekehrten Patronen wegen der Form der Halbrundstifte 550a–b in einer aufrechten Position in das Beschickungsmittel fallen zu lassen.
  • Bezugnehmend jetzt auf die 61 ist dort eine isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines eigenständigen Einfülltrichters 488 gezeigt, welcher von dem Rest des Beschickungsmittels abtrennbar ist, wobei der eigenständige Einfülltrichter 488 leicht für Ladezwecke abgelöst werden kann. Der Einfülltrichter präsentiert eine Patronenverfügbarkeitsanzeige 494 über einen durchsichtigen Wandabschnitt für die Bedienerinspektion. Der eigenständige Einfülltrichter hat eine angelagerte eigenständige Basis oder Plattform 492 zum Halten des Einfülltrichters während des Ladens vielfacher Patronen aus einem Karton 480, wie in 59A, 59B und 60 gezeigt, unter Verwendung der Rollstifte 484.
  • OPTISCHES KONTROLSYSTEM
  • Die vorliegende Erfindung umfasst ein optisches Steuersystem, das allgemein unter 248 in 64 gezeigt wird, welches simultan und fortlaufend in Echtzeit ein optisches System für den FPIA, allgemein dargestellt unter 284 in 62 (das "FPIA-Optiksystem") und ein optisches System für den MEIA, dargestellt allgemein unter 361 in 63 (das "MEIA-Optiksystem"), verwaltet, welche beide Optiken enthalten, die in den IMx® und TDx® Analysengeräten von Abbott verwendet werden, die auf dem Gebiet gut bekannt sind. Das Herz des optischen Steuersystems 248 ist ein optischer Signalprozessor 254 ("OSP"), welcher speziell für die Optiksysteme 284, 361 vorgesehen ist und mit dem Zentralprozessor 255 über einen bidirektionalen Bus 257 kommuniziert. Die Planung 256, die auf dem Zentralprozessor 255 läuft, sendet Makrobefehle an den OSP 254, welcher diese interpretiert und Mikrobefehle zum Kontrollieren des FPIA-Optiksystems 284 erzeugt und des MEIA-Optiksystems 361. Auch wenn die Planung 256 eine von vornherein festgelegte Kenntnis besitzt davon, was beide Optiksysteme 284, 361 lesen werden, wegen ihrer Kenntnis der Reagenzien, sammelt der OSP 254 Daten von beiden und überträgt diese zurück an den Zentralprozessor 255, welcher das Analysensystem mit wahlfreiem Zugriff in Echtzeit weiter betreibt. Der OSP 254 verfügt über kein derartiges von vornherein festgelegtes Wissen, sondern ist wesentlich zum Kontrollieren, Sammeln und Übertragen des großen Datenvolumens in Echtzeit.
  • Um besser zu verstehen, wie das optische Steuersystem 248 die FPIA- und MEIA-Optiksysteme 284 und 361 verwaltet, werden beide spezieller wie folgt definiert. Bezugsnehmend auf 62 ist die Lichtquelle des FPIA-Optiksystems 284 eine Halogenlampe 286, welche eine Quelle für Lichtenergie zum Beleuchten des FPIA-Reaktionsgemischs in der Küvette 140 entlang eines Einfallweges I bereitstellt. Die Lampe 286 fokussiert das Licht über eine Blende 290, einen Wärmereflektor 288 und einen Wärmeabsorber 292 auf eine Plankonvexlinse 293, welche das Licht über ein Anregungsfilter 294 bei einer Frequenz von 485 nm, dargestellt durch die feinen kurzen Linien fi, d. h. die Einfallfrequenz, parallel richtet. Der parallel gerichtete Lichtstrahl wird durch einen Strahlungsteiler 296 geteilt, wobei der reflektierte Teil durch eine Plankonvexlinse 310 auf einen Referenzdetektor 312, eine Photodiode, fokussiert wird, und der übertragene Teil durch ein durchlässiges Flüssigkristall 298 weitergeleitet wird und durch eine andere Plankonvexlinse 301 durch das FPIA-Reaktionsgemisch in der Küvette 140 fokussiert wird, welches bei einer höheren Frequenz von 535 nm fluoresziert, dargestellt durch die dunkleren kurzen Linien fe, d. h. die emittierte Frequenz. Eine Plankonvexlinse 306 richtet das Licht, das von der fluoreszierenden Mischung emittiert wird, parallel entlang eines emittierten Weges E durch ein Emissionsfilter 302 und einen Polarisator 304 zu einer anderen Plankonvexlinse 306, welche das emittierte Licht auf einen Photomultiplier ("PMT") 308 fokussiert. Spannung wird an die Lampe 286 und den PMT 308 über die Eingänge 287 bzw. 308(a) geliefert, und Steuersignale werden an den Flüssigkristall 298 über einen Ausgang 299 gesendet, welcher den Zustand des Flüssigkristalls 298 steuert, damit er entweder vertikal oder horizontal polarisiert ist. Der Referenzdetektor 312 stellt einen Ausgang 313 an das optische Steuersystem 248 bereit, welches den Eingang 287 an die Lampe 286 steuert. Der PMT 308 stellt auch einen Ausgang 308(b) an das optische Steuersystem 248 bereit, welches Daten von dem PMT 308 zu dem Zentralprozessor 255 überträgt.
  • Bezugnehmend auf die 63 ist die Lichtquelle für das MEIA-Optiksystem 361 eine Quecksilberdampflampe 364, welche eine Quelle für Lichtenergie zum Beleuchten des Inhalts der MEIA-Patrone 68 entlang eines Einfallsweges bereitstellt, der durch die Doppellinienpfeile gezeigt wird. Das Licht von der Lampe 364 leuchtet ein Anregungsfilter 362 an, welches das Licht bei einer Frequenz von 365 nm sendet. Der größte Teil dieses Lichtes wird durch einen chromatischen Strahlungsteiler 360 reflektiert und durch eine Plankonvexlinse 358 übertragen, die das Licht in das offene Ende der MEIA-Patrone 68 fokussiert. Der Rest des Anregungslichtes wird durch den chromatischen Strahlungsteiler 360 übertragen und beleuchtet ein optisches Bandpassfilter 368, welches 365 nm an einen Referenzdetektor 366, eine Photodiode, überträgt, welcher einen Ausgang 367 an das optische Steuersystem 248 bereitstellt.
  • Als ein Ergebnis des Ausgesetztseins gegenüber Anregungslichtenergie fluoresziert der Inhalt der MEIA-Patrone 68 bei Emissionswellenlängen, welche 450 nm einschließen, dargestellt durch die S-förmigen Pfeile. Das Emissionslicht wird über eine Linse 358 gesammelt und wird, wegen der längeren Wellenlänge als die Anregung, durch den chromatischen Strahlungsteiler 360 durchgelassen. Die Emission schreitet weiter durch Emissionsfilter 370 und 372, welche Licht bei 450 nm durchlassen, und strahlt zuletzt einen PMT 374 an. Spannung wird an die Lampe 364 und den PMT 374 über die Eingänge 365 bzw. 374(a) angelegt, und der PMT 374 stellt entsprechend einen Ausgang 374(b) an das optischen Steuersystem 248 bereit, welches Daten von dem PMT 374 an den Zentralprozessor 255 überträgt.
  • Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der Heizblock 363, welcher die Temperatur der Lampe 364 bei einer Mindesttemperatur von 70°C während Zeiträumen hält, in denen die Lampe nicht verwendet wird. Diese Temperatur muss hoch genug sein, um sicherzustellen, dass das Quecksilber in der Lampe 364 in einem Dampfzustand bleibt, um volle Helligkeit innerhalb von ungefähr einer Sekunde ohne ungünstige Auswirkung auf die Lebensdauer der Lampe 364 zu fördern. Der normale Zeitraum zum Wechseln von kalt zu voller Helligkeit beträgt zwanzig (20) Sekunden. Diese Eine-Sekunde-Zykluszeit für die Lampe 364 ist notwendig zum Hochgeschwindigkeitsbetrieb in einem Analysensystem mit fortlaufendem und wahlfreien Zugriff, was unten ausführlicher beschrieben werden wird.
  • Die FPIA- und MEIA-Optiksysteme 284, 361 und das optische Steuersystem 248 sind in der 64 dargestellt, getrennt durch eine gestrichelte Linie. Der Ausgang 308(b) von dem PMT 308 und der Ausgang 313 von dem Referenzdetektor 312 sind Analogeingänge für einen digitalen Signalprozessor A/D Chip 250 ("DSP"), welcher zum Beispiel der Typ sein kann, der von Crystal Semiconductor geliefert wird. Der DSP 250 wandelt die Analogsignale in Digitalsignale und sendet sie an den OSP 254 über einen Eingabebus 252. Der OSP 254 ist ein 8-Bit-Mikrocontroller, welcher zum Beispiel ein HC11, vertrieben von Motorola, sein kann. Ein Digitalausgang von dem OSP 254 wird an einen Digital-Analogwandler ("DAC") 269 über einen seriellen Ausgabebus 268 geliefert. Getrennte Wandlermodule auf dem DAC 269 sind an getrennte Stromversorgungen 266 und 270 angeschlossen, welche den PMT 308 bzw. die Lampe 286 über Ausgang 267 bzw. 271 speisen. Der OSP 254 versorgt zyklisch die Lampe 286 gemäß Makrobefehlen, die von der Planung 256 empfangen werden, und wenn die Lampe 286 eingeschaltet wird, erhöht sich ihre Intensität, um genügend Beleuchtung für den Inhalt der Küvette 140 bereitzustellen, auf der Grundlage von Daten, die in der Planung 256 gespeichert sind, und der Rückkopplung von dem Referenzdetektor 312. Typischerweise ist die Beleuchtung auf ungefähr 200 Mikrowatt bei einer Frequenz von 485 nm eingestellt, wie in 20 gezeigt. Die Daten in der Planung 256 sind Teil einer Tabelle, welche die erforderliche Probenbeleuchtung auf der Grundlage der Reagenzien vorschreibt, von denen bekannt ist, dass sie in diesem einzelnen FPIA-Reaktionsgemisch zu verwenden sind. Der OSP 254 stellt gleichzeitig die Ausgangsverstärkung des PMT 308 ein als Reaktion auf Befehle von der Planung 256 auf der Grundlage des Tests, der durchgeführt wird. Der OSP 284 steuert den Flüssigkristall 298 über den Ausgang 299, indem er ein E-Feld erzeugt und entfernt, um zwischen vertikaler und horizontaler Polarisation auf der Grundlage von Befehlen von der Planung 256 umzuschalten. Wie oben und innerhalb dieses Absatz angedeutet wird, ist das gesamte Wissen bezüglich der Tests und der Reagenzien in der Planung 256 resident, die sich auf den OSP 254 für die Echtzeitausführung als Reaktion auf die Makrobefehle verlässt.
  • Das gleiche gilt, wenn es auf das MEIA-Optiksystem 361 angewendet wird. Der Ausgang 374(b) von dem PMT 374 und Ausgang 367 von dem Referenzdetektor 366 sind Analogeingänge für einen anderen DSP 260, welcher die Analogsignale in Digitalsignale wandelt zur Übertragung an den OSP 254 über einen anderen Eingabebus 262. Der OSP 254 liefert eine Digitalausgabe an getrennte Wandlermodule auf dem DAC 269 über den seriellen Ausgabebus 268. Diese Wandlermodule auf dem DAC 269 sind an getrennte Stromversorgungen 276 und 280 angeschlossen, welche den PMT 374 bzw. die Lampe 364 über Ausgang 374(a) bzw. 365 betreiben. Der OSP 254 steuert die Lampe 364 zyklisch an gemäß Mikrobefehlen, die von der Planung 256 erhalten werden, und wenn die Lampe 364 eingeschaltet wird, erhöht sich deren Intensität, um genügend Beleuchtung für den Inhalt der MEIA-Patrone 68 bereitzustellen, auf der Grundlage von Daten, die in der Planung 256 gespeichert sind, und der Rückkopplung von der Photodiode 366. Wieder sind die Daten in der Planung 256 Teil einer Tabelle, welche die erforderliche Probenbeleuchtung vorschreibt auf der Grundlage der Reagenzien, von denen bekannt ist, dass sie in diesem einzelnen MEIA-Reaktionsgemisch zu verwenden sind. Der OSP 254 stellt gleichzeitig die Ausgangsverstärkung des PMT 374 ein als Reaktion auf Befehle von der Planung 256 auf der Grundlage des Tests, der durchgeführt wird.
  • Der Betrieb des optischen Steuersystems 248 in Zusammenhang mit den FPIA- und MEIA-Optiksystemen 284, 361 kann am besten gezeigt werden durch die illustrierten Zeitdiagramme in 65 bzw. 66, welche eine gleichzeitige Sequenz von Ereignissen veranschaulichen. Bezugnehmend auf 65 wird die Zeit in die folgenden Betriebszeiträume eingeteilt: Den Vor-Leseaktivitätszeitraum 316, den Lesesequenzzeitraum 314 und den Normalisie rungszeitraum 352. Jeder Betriebszeitraum wird durch Kommunikationen zwischen der Planung 256 und dem OSP 254 initiiert, wie durch die Kommunikationssignale 334, 336, 338 auf der Zeitlinie 332 dargestellt wird. Während des Zeitraums von jedem Kommunikationssignal 334, 336, 338 bestimmt die Planung 256 die Zeitdauer, die notwendig ist, um gleichzeitig alle die Ereignisse zu vollbringen, die für den entsprechenden Betriebszeitraum erforderlich sind, welcher durch die abfallende Hinterflanke des Kommunikationssignals initiiert wird. Ausdrücklicher initiiert die abfallende Hinterflanke des Kommunikationssignals 334, wenn die Planung 256 die Dauer des Vor-Leseaktivitätszeitraums 316 bestimmt, den Vor-Leseaktivitätszeitraum 316, während dessen die folgenden Ereignisse sich ereignen: (1) die Küvette 140 wird durch das Karussell, symbolisch durch 319 dargestellt, positioniert, um durch den PMT 308 gelesen zu werden, (2) der Polarisationszustand des Flüssigkristalls 298 wird richtig eingestellt, (3) die Verstärkung des PMT 308 wird eingestellt, und (4) die Intensität der Lampe 286 wird erhöht auf einen Pegel, der ausreichend ist, um die FPIA-Mischung in der Küvette 140 zu beleuchten.
  • Während des ersten Ereignisses bewilligt die Planung 256 genügend Zeit 318 für das Karussell 319, um die Küvette 140 an die richtige Position zu drehen, um gelesen zu werden. Wenn das Karussell 319 anhält, bewilligt die Planung 256 dann eine vorherbestimmte Zeitdauer 320 für das Karussell 319, um die Bewegung oder Schwingung anzuhalten, wie durch die abklingende sinusförmige Kurve 321 angezeigt wird. Während des zweiten Ereignisses bewilligt die Planung 256 genügend Zeit 322 für den OSP 254 zum Übergang des Flüssigkristalls 298 von einem vertikalen Zustand der Polarisation, dargestellt durch das vertikal linierte Symbol, in eine horizontale Polarisation, dargestellt durch das horizontal linierte Symbol, wobei das schräg linierte Symbol dazwischen den Übergangszeitraum darstellt. Während des dritten Ereignisses bewilligt die Planung 256 genügend Zeit 324 für den OSP 254, um die Verstärkung des PMT 308 einzustellen. Und zuletzt, während des vierten Ereignisses, bewilligt die Planung 256 genügend Zeit 326 für den OSP 254, um die Intensität der Wolframlampe 286 von einer Bereitschaftsintensität 328, dem Köchelzustand, in eine höhere volle Intensität 330, den Brennzustand, zu erhöhen, die zum Beleuchten des FPIA-Gemischs in der Küvette 140 ausreichend ist. Zyklisches Betreiben der Lampe 286 von ausgeschaltet zu der vollen Intensität 330 benötigt zu viel Zeit für ein schnell und fortlaufend arbeitendes Analysensystem und verkürzt die Lebensdauer der Lampe 286. Die Bereitschaftsintensität 328 ist ausreichend niedrig, um die Lebensdauer der Lampe 286 zu erhöhen, aber ausreichend nahe an ihrem thermischen Betriebspunkt, um einen schnellen Anstieg auf die volle Intensität 330 zu fördern, die zum Beleuchten des FPIA-Gemischs innerhalb des bewilligten Zeitraums 326 erforderlich ist. Dieses Merkmal ist kritisch in einem fortlaufend arbeitenden Analysensystem, nicht nur deswegen, weil es die Lebensdauer der Lampe 286 erhöht, sondern auch weil es die volle Intensität 330 stabilisiert, indem eine erhöhte Temperatur aufrechterhalten wird. Auch wenn sich andere Ereignisse während des Vor-Leseaktivitätszeitraums 316 ereignen, sind jene, die gerade beschrieben wurden, am relevantesten für die vorliegende Erfindung.
  • Die Planung 256 bestimmt auch die richtige Dauer des Lesesequenzzeitraums 314, während des Kommunikationszeitraums 336, dessen abfallende Hinterflanke den Lesesequenzzeitraum 314 initiiert, während die Verstärkung des PMT 308 und die Beleuchtung des Wolframlampe 286 nach dem Vor-Leseaktivitätszeitraum 316 konstant gehalten wird. Während des Lesesequenzzeitraums 314 bewilligt die Planung 256 genügend Zeit 342 für den PMT 308, um das Energieniveau des Lichts abzutasten, das von der fluoreszierenden Mischung in der Küvette 140 während horizontaler Polarisation emittiert wird, wie dargestellt durch die zwei horizontal linierten Symbole, und sendet die entsprechenden Analogsignale an den DSP 250. Die Planung 256 erlaubt dann genügend Zeit 346 für den OSP 254 zum Übergang des Flüssigkristalls 298 von horizontaler zu vertikaler Polarisation, wie durch das schräg linierte Symbol dargestellt wird. Am Ende des Lesesequenzzeitraums 314 bewilligt die Planung 256 genügend Zeit 348 für den PMT 308, um das Energieniveau des Lichts abzutasten, das von der fluoreszierenden Mischung in der Küvette 140 während vertikaler Polarisation emittiert wird, wie durch vertikal linierte Symbole dargestellt, und sendet die entsprechenden Analogsignale an den DSP 250. Nach dem Lesesequenzzeitraum 314 und während des Normalisierungszeitraums 352 bringt der OSP 254 den Flüssigkristall 298 automatisch zurück in seinen Normalzustand, wie durch die Symbole angezeigt wird, reduziert die Verstärkung des PMT 308 und reduziert die Intensität der Wolframlampe 286 zurück auf die Bereitschaftsintensität 328. Der Planung 256 steht frei, eine andere Zeitraumsequenz jederzeit während des Zeitraums unbestimmter Länge 354 zu initiieren. Der OSP 254 überträgt all die Daten, die während des Lesesequenzzeitraums 314 gesammelt wurden, an die CPU 255 während des Planungskommunikationszeitraums 338.
  • Der Betrieb des optischen Steuersystems 248 in Verbindung mit dem MEIA-Optiksystem 361 ist in 66 gezeigt, worin die Zeit in die folgenden ähnlichen Betriebszeiträume eingeteilt ist: den Vor-Leseaktivitätszeitraum 378, den Lesesequenzzeitraum 376 und den Normalisierungszeitraum 417. Jeder Betriebszeitraum wird durch Kommunikationen zwischen der Planung 256 und dem OSP 254 initiiert, wie durch die Kommunikationssignale 394, 396, 398 auf der Zeitlinie 392 dargestellt wird. Während des Zeitraums von jedem Kommunikationssignal 394, 396, 398 bestimmt die Planung 256 die Zeitdauer, die notwendig ist, um gleichzeitig all die Ereignisse zu vollbringen, die für den entsprechenden Betriebszeitraum erforderlich sind, welcher initiiert wird durch die abfallende Hinterflanke des Kommunikationssignals. Ausdrücklicher initiiert die abfallende Hinterflanke des Kommunikationssignals 394, wenn die Planung 256 die Dauer des Vor-Leseaktivitätszeitraums 378 bestimmt, den Vor-Leseaktivitätszeitraum 378, während dessen die folgenden Ereignisse sich ereignen: (1) die MEIA-Patrone 68 wird durch das Karussell, symbolisch durch 381 dargestellt, positioniert, um durch den PMT 374 gelesen zu werden, (2) die Verstärkung des PMT 374 wird eingestellt, und (3) die Intensität der Quecksilberdampflampe 364 wird erhöht auf einen Pegel, der ausreichend ist, um das MEIA-Gemisch in der MEIA-Patrone 68 zu beleuchten.
  • Während des ersten Ereignisses bewilligt die Planung 256 genügend Zeit 380 für das Karussell 381, um die Patrone 68 an die richtige Position zu drehen, um gelesen zu werden. Wenn das Karussell 381 anhält, dann bewilligt die Planung 256 eine vorherbestimmte Zeit 382 für das Karussell 381, um die Bewegung oder Schwingung anzuhalten, wie durch die abklingende sinusförmige Kurve 321 angezeigt wird. Während des zweiten Ereignisses bewilligt die Planung 256 genügend Zeit 384 für den OSP 254, um die Verstärkung des PMT 374 einzustellen. Während des dritten Ereignisses bewilligt die Planung 256 genügend Zeit 386 für den OSP 254, um die Intensität der Quecksilberlampe 364 von einer Bereitschaftsintensität 388, dem Köchelzustand, in eine volle Intensität 390, den Brennzustand, zu erhöhen, die zum Beleuchten des MEIA-Gemischs in der Patrone 68 ausreichend ist. Zyklisches Betreiben der Lampe 364 von ausgeschaltet zu der vollen Intensität 390 benötigt zu viel Zeit für ein schnell und fortlaufend arbeitendes Analysensystem und verkürzt die Lebensdauer der Lampe 364. Um die Lebensdauer der Lampe 364 zu erhöhen, muss ein Mittel zum Aufrechterhalten des thermischen Betriebspunktes der Lampe 364 für Zeiträume eingesetzt werden, wenn die Lampe 364 nicht zur Beleuchtung benötigt wird. Eines von zwei Verfahren wird verwendet. Ein Verfahren ist, die Lampe 364 bei einem Strom zu betreiben, der ausreichend niedrig ist, um die Lebensdauer der Lampe 364 zu erhöhen, aber ausreichend nahe an ihrem thermischen Betriebspunkt ist, um einen schnellen Anstieg auf die volle Intensität 390 zu fördern, die zum Beleuchten des MEIA-Gemischs innerhalb des bewilligten Zeitraums 386 erforderlich ist. Das andere Verfahren zur Aufrechterhaltung der Lampe 364 nahe an ihrem thermischen Betriebspunkt ist, die Lampe 364 in einem Heizungsgehäuse 363 einzuschließen, welches so gesteuert wird, dass die Lampe 364 bei einer erhöhten Temperatur von ungefähr 70°C zu allen Zeiten gehalten wird. Dieses Merkmal ist kritisch in einem fortlaufend arbeitenden Analysensystem, nicht nur deswegen, weil es die Lebensdauer der Lampe 364 erhöht, sondern auch, weil es die volle Intensität 390 stabilisiert, indem eine erhöhte Temperatur aufrechterhalten wird. Auch wenn sich andere Ereignisse während des Vor-Leseaktivitätszeitraums 378 ereignen, sind jene, die gerade beschrieben wurden, am relevantesten für die vorliegende Erfindung.
  • Die Planung 256 bestimmt auch die richtige Anordnung des Lesesequenzzeitraums 376 während des Kommunikationszeitraums 396, dessen abfallende Hinterflanke den Lesesequenzzeitraum 376 initiiert, während die Verstärkung des PMT 364 und die Beleuchtung des Quecksilberdampflampe 364 nach dem Vor-Leseaktivitätszeitraum 378 konstant gehalten wird. Während des Lesesequenzzeitraums 376 bewilligt die Planung 256 genügend Zeit 400 für den PMT 374, um das Energieniveau des Lichts abzutasten, das von der fluoreszierenden Mischung in der Patrone 68 während eines Teil-Lesezeitraums 402 emittiert wird, und sendet die entsprechenden Analogsignale an den DSP 260 während einer Verweildauer 404. Der Lesesequenzzeitraum 376 wird mit ähnlichen Zyklen wie Zyklus 406 einschließlich Teil-Lesezeitraum 408 und Verweildauer 410 fortgesetzt, wie dargestellt durch die unterbrochene Zeitlinie 412. Nach ungefähr acht (8) solcher Teil-Lesungen, abhängig von dem gerade durchgeführten Test, wird der Lesesequenzzeitraum 376 mit einer letzten Teil-Lesung 416 abgeschlossen. Nach dem Lesesequenzzeitraum 376 und während des Normalisierungszeitraums 417 reduziert der OSP 254 automatisch die Verstärkung des PMT 374 und die Intensität der Quecksilberdampflampe 364 zurück auf die Bereitschaftsintensität 388. Der Planung 256 steht frei, eine andere Vor-Lesesequenz jederzeit während des Zeitraums unbestimmter Länge 418 zu initiieren. Der OSP 254 überträgt während des Planungskommunikationszeitraums 398 außerdem alle die Daten, die während des Lesesequenzzeitraums 376 gesammelt wurden, an die CPU 255.
  • ZUSAMMENSTELLUNGS- UND PROZESSAKTIVITÄTEN
  • Es sollte verstanden werden, dass die folgende Beschreibung einen Umriss der verschiedenen Funktionen und Schritte umfasst, die in bevorzugte Verfahren des automatisierten Analysensystems der Erfindung in beispielhafte Zusammenstellungs- und Prozessaktivitäten einbezogen sind, wobei die Funktionen und Verfahren, wie von dem Fachmann auf dem Gebiet verstanden werden wird, unter Computersteuerung ausgeführt werden unter Verwendung verschiedener Arten mathematischer Algorithmen und damit verbundener Computer-Software, abhängig von dem einzelnen Menü von Tests, das auf dem Gerät ausgeführt wird.
  • BESCHREIBUNG VON AKTIVITÄTEN FÜR FPIA-ASSAY ZUSAMMENSTELLUNGSBEREICH
  • A. VORAUSSETZUNGEN
    • 1. Analysengerät befindet sich in der Betriebsart Standby/Ready, wenn Probe geladen wird. System wurde zuvor initialisiert. (Alle Motoren sind in die Ausgangsstellung zurückgeführt, Spritze und Pumpen sind gereinigt, die gesamte Elektronik und alle Sensoren sind übergeprüft.)
    • 2. Abfall wurde entleert, Volumen der flüssigen Verbrauchsmaterialien Verdünnungsmittel, MEIA-Puffer, MUP und Quat wurden auf ausreichende Menge geprüft.
    • 3. Alle Verbrauchsmaterialienbestandsdateien wurden aktualisiert.
  • B. VORBEREITUNGSSCHRITTE
    • 1. Benutzer lädt leere Reaktionsgefäße (RG) in RG-Karussell.
    • 2. Um (eine) Reagenzpackung(en) zu laden, muss der Benutzer zuerst das Vorverarbeitungskarussell anhalten. Das System schließt das Zusammenstellen des aktuellen Versuchs ab und überführt den Versuch in den Verarbeitungsbereich.
    • 3. Benutzer öffnet den Deckel des Reagenzkarussells, lädt Reagenzpackung(en) in das Reagenzkarussell, schließt den Deckel des Reaktionskarussells, dann lässt er das Vorverarbeitungskarussell seine Tätigkeit wieder aufnehmen.
    • 4. Messgerät tastet automatisch alle eingebauten Reagenzpackungen ab, um den Reagenzzustand zu prüfen. (a) Jede Reagenzpackung wird vor dem Reagenzpackungsstrichcodeleser durch Drehung des Reagenzkarussells positioniert. (b) Reagenzpackungsstrichcodeleser liest den Strichcode, um Testtyp und Karussellplatz zu identifizieren. (c) Falls der Strichcode unleserlich ist, wird das System ein Strichcodeüberschreiben anfordern. (d) Falls der Strichcode gut ist oder das Überschreiben abgeschlossen ist, prüft das System den Systembestand. Der Benutzer wird benachrichtigt, falls festgestellt wird, dass die Packung leer, ungültig oder veraltet ist. Sobald die Reagenzpackung für gut befunden wurde, ist sie verwendbar.
  • C. ANFORDERN EINES VERSUCHS
    • 1. Benutzer hat zwei Möglichkeiten, einen Versuch oder eine Gruppe von Versuchen an einer oder mehreren Patientenproben anzufordern. (a) Benutzer kann die Versuchsanforderungsladeliste von einem Host-Computer herunterladen, um eine Befehlsliste zu erstellen. (b) Benutzer gibt Versuchsanforderung direkt am System ein oder erstellt direkt am System eine Befehlsliste.
    • 2. Falls Probenschalen verwendet werden (keine Strichcodes), erscheint folgendes Szenario: (a) Benutzer bezieht sich auf Befehlsliste für Segment-ID und Positionsnummer, um Probe anzuordnen. (b) Benutzer lädt eine Probenschale in die verwiesene Position in Segment. (c) Benutzer überführt Patientenprobe aus Blutsammelröhrchen in Probenschale. (d) Segment wird in Probenkarussell angeordnet. (e) An Messgerät erfolgt Hinweis, dass Proben geladen worden sind. (f) Messgerät prüft Verbrauchsmaterialsbestände, Abfallzustand, Computerzustand usw. (g) Probenkarussell dreht Segment zum Segmentidentifikationsleser. (h) Messgerät liest Segmentidentifikation.
    • 3. Falls Primärröhrchen (mit Strichcodes) verwendet werden, erscheint das folgende Szenario (zwei Arten von Haltern werden. für Primärröhrchen verwendet: einer für Röhrchen mit einer Höhe von 75 mm und ein zweiter für Röhrchen mit einer Höhe von 100 mm.): (a) Benutzer lädt Primärröhrchen in den nächst verfügbaren Segmentplatz auf Probenkarussell. (b) An Messgerät erfolgt Hinweis, dass Proben vorhanden sind, die ausgeführt werden können. (c) Messgerät prüft Verbrauchsmaterialbestände, Abfallzustand, Computerzustand usw.
  • D. PLANEN EINES VERSUCHS
    • 1. Wenn die Probe der Pipettiervorrichtung präsentiert wird, versucht das System, die Versuche zu planen, deren Ausführung an diesen Proben angeordnet wurde. Jeder angeordnete Versuch für die Probe wird getrennt geplant. (a) Das System prüft auf geeigneten Bestand (Reagenzpackungen, Patronen, Puffer, MUP), Systemressourcen, Probenzeit, um den Versuch abzuschließen. (b) Das System prüft auf gültige Kalibrierung oder Befehle hierfür in der Befehlsliste. (c) Falls alle Versuchsvoraussetzungen erfüllt sind, wird der Test für die Verabreitung geplant. (d) Falls nicht alle Versuchsvoraussetzungen erfüllt sind, wird die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben. Sobald die Versuchsvoraussetzungen erfüllt sind, wird die Versuchsanforderung vom Benutzer zurück in die Befehlsliste geschoben.
    • 2. Wenn ein Versuch geplant worden ist, wird er vom System in die Verarbeitungsliste geschoben und das System versucht, weitere für diese Probe angeordneten Versuche zu planen.
    • 3. Wenn alle Versuche für die aktuelle Probe zusammengestellt worden sind, schreitet das System voran zur nächsten Probe auf dem Probenkarussell.
  • E. ZUSAMMENSTELLEN EINES VERSUCHS
    • 1. Sobald ein Versuch geplant ist, wird er sofort zusammengestellt. (Es werden keine Versuche zusammengestellt, bis die Planung sicherstellt, dass der Versuch sofort auf das Prozesskarussell überführt und innerhalb der Zeitanforderungen des Versuchs verarbeitet werden kann.)
    • 2. RG-Karussell wird im Uhrzeigersinn gedreht, bis ein RG in Pipettenachsenposition nachgewiesen wird.
    • 3. Reagenzpackungskarussell wird gedreht, bis Reagenzpackung für den angeordneten Test an der Stellgliedposition ist. Das Stellglied öffnet die Reagenzpatronenkappen, und das Reagenzpackungskarussell wird dann gedreht, bis eine Reagenzpackung für den angeordneten Versuch in der Pipettenachsenposition ist. Nachdem alle Pipettierschritte abgeschlossen worden sind, wird das Reagenzpackungskarussell zurück zu der Stellgliedposition gedreht, wo die Reagenzpatronenkappen geschlossen werden.
    • 4. Probenkarussell wird gedreht, bis sich Probenschale (oder Primärröhrchen) in Pipettenachsenposition befindet.
    • 5. Pipette ist stets in "Heim"-Position (Pipetten-R-Achse ist über der Waschstation geparkt und Pipetten-Z-Achse befindet sich an der Z-Rücksetzposition), wenn sie nicht in Verwendung ist.
    • 6. Probenzusammenstellung (a) Probe ansaugen. (i) Spritze saugt "x" μl Luft mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (ii) Pipetten-R-Achse wird über Probenschale verfahren. (iii) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-Hochposition verfahren. (iv) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (v) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird oder bis die Z-Ansauggrenze erreicht worden ist (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (vi) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben. Die Ausnahmeliste liefert Bedienern einen Hinweis auf Versuche, die nicht abgeschlossen werden können.) (vii) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigter Probe angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (3) Liquid Level Sense (LLS) wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (4) LLS wird deaktiviert. (5) Die Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Rücksetzposition verfahren. (6) Pipetten-R-Achse wird über die RG-Probenvertiefung verfahren. (7) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Abgabeposition innerhalb der RG-Probenvertiefung verfahren. (8) Spritze gibt "x" μl Probe mit einer Geschwindigkeit von x" μl/s ab. (9) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Rücksetzposition verfahren. (b) Sondennachwäsche Die Sonde wird gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist. Es versteht sich, dass alle Pipettenaktivitäten (sowohl im Zusammenstellungs- als auch im Verarbeitungsbereich) von einer Sondennachwäsche gefolgt werden, um ein Verschleppen von einer Flüssigkeitsansaugung zu einer anderen zu minimieren. In manchen Fällen kann Pipettenaktivitäten bei Bedarf eine Sondenvorwäsche vorangehen, um die Zuverlässigkeit der nächsten Flüssigkeitsansaugung zu gewährleisten. Für diese Testbeschreibung wird angenommen, dass nur eine Nachwäsche verwendet wird. (i) Das Innere der Sonde wird zuerst gereinigt. (1) Pipetten-R-Achse wird über Abfallbereich verfahren. (2) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in geeignete Position innerhalb des Abfallbereichs verfahren. (3) Das Waschventil wird für die Zeitdauer geöffnet, die in dem Testprotokoll angegeben ist. (4) Waschventil wird geschlossen. (5) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Rücksetzposition verfahren. (ii) Die Außenfläche der Sonde wird als nächstes gereinigt. (1) Pipetten-R-Achse wird über Waschschale verfahren. (2) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in Waschposition innerhalb der Waschschale verfahren. (3) Das Waschventil wird für die Zeitdauer geöffnet, die in dem Testprotokoll angegeben ist. (4) Waschventil wird geschlossen. (iii) Pipette kehrt in "Heim"-Position zurück.
    • 7. Popper-Zusammenstellung ("Popper" ist definiert als eine Substanz, die im allgemeinen Störsubstanzen in Tests eliminiert, wie zum Beispiel solche, die in US-Patent 4.492.762, herausgegeben am 8. Januar 1985, beschrieben und beansprucht werden). (a) Popper ansaugen. (i) Spritze saugt "x" μl Luft mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (ii) Pipetten-R-Achse wird über Popperreagenzflasche in der Reagenzpackung verfahren. (iii) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-Hochposition verfahren. (iv) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (v) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird oder bis die Z-Ansauguntergrenze (Z-Asp) erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (vi) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle, berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (vii) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigtem Popper angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (3) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (4) LLS wird deaktiviert. (5) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in Z-Rücksetzposition verfahren. (6) Pipetten-R-Achse wird über die RG-Reagenz-1-Vertiefung verfahren. (7) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Abgabeposition innerhalb der RG-Reagenz-1-Vertiefung verfahren. (8) Spritze gibt "x" μl Popper mit einer Geschwindigkeit von x" μl/s ab. (9) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in Z-Rücksetzposition verfahren. (b) Sondennachwäsche Die Sonde wird wieder gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist, wie in Abschnitt 6 (Probenzusammenstellung) beschrieben. (8) Antiserumzusammenstellung (a) Antiserum ansaugen (i) Spritze saugt "x" μl Luft mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (ii) Pipetten-R-Achse wird über die Antiserumreagenzflasche in der Reagenzpackung verfahren. (iii) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-Hochposition verfahren. (iv) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (v) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird oder bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (vi) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (vii) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigtem Antiserum angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" Mikroliter (μl) mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (3) LLS wird deaktiviert. (4) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in Z-Rücksetzposition verfahren. (5) Pipetten-R-Achse wird über die RG-Reagenz-2-Vertiefung verfahren. (6) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Abgabeposition innerhalb der RG-Reagenz-2-Vertiefung verfahren. (7) Spritze gibt "x" μl Antiserum mit einer Geschwindigkeit von x" μl/s ab. (8) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in Z-Rücksetzposition verfahren. (b) Sondennachwäsche Die Sonde wird wieder gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist, wie in Abschnitt 6 (Probenzusammenstellung) beschrieben. (9) Tracerzusammenstellung (a) Tracer ansaugen. (i) Spritze saugt "x" μl Luft mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (ii) Pipetten-R-Achse wird über die Tracerreagenzflasche in der Reagenzpackung verfahren. (iii) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-Hochposition verfahren. (iv) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (v) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird oder bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (vi) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (vii) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigtem Tracer angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (3) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (4) LLS wird deaktiviert. (5) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in Z-Rücksetzposition verfahren. (6) Pipetten-R-Achse wird über die RG-Reagenz-3-Vertiefung verfahren. (7) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Abgabeposition innerhalb der RG-Reagenz-3-Vertiefung verfahren. (8) Spritze gibt "x" μl Tracer mit einer Geschwindigkeit von x" μl/s ab. (9) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in Z-Rücksetzposition verfahren. (b) Sondennachwäsche Die Sonde wird wieder gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist, wie in Abschnitt 6 (Probenzusammenstellung) beschrieben.
  • F. ÜBERFÜHREN EINES REAKTIONSGEFÄSSES (RG) IN VERARBEITUNGSBEREICH
    • 1. RG-Karussell wird zu Transferstation gedreht.
    • 2. Prozesskarussell wird gedreht, so dass die Leerposition mit der Transferstation ausgerichtet ist.
    • 3. Transfermechanismus-O-Achse wird in Probeneingangsbereich gedreht.
    • 4. Transfermechanismus-R-Achse ergreift das RG und zieht es in den Transfermechanismus.
    • 5. Transfermechanismus-O-Achse wird gedreht, so dass RG mit der Leerposition auf dem Prozesskarussell ausgerichtet ist.
    • 6. RG wird auf Prozesskarussell geladen.
  • VERARBEITUNGSBEREICH
    • A. Warten, bis Temperaturgleichgewichtszeit und Verdunstungsfenster abgelaufen sind.
    • B. ERSTE PIPETTENAKTIVITÄT (Herstellung von Blindprobe, die verdünnte Probe und Popper umfasst). 1. Inkubationszeitgeber wird gemäß Testdateispezifikationen eingestellt. 2. Präzisionsverdünnungsmittel ansaugen. Die folgenden Aktivitäten werden gleichzeitig ausgeführt: (a) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (b) Waschventil wird geöffnet. (c) "n" Sekunden warten. (d) Waschventil wird geschlossen. 3. Probe ansaugen (a) Pipetten-R-Achse wird über RG-Probenvertiefung verfahren. (b) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (c) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird ODER bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (d) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (e) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigter Probe angesaugt ist: (i) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (ii) Spritze saugt "x" μl Probe mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (iii) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (iv) LLS wird deaktiviert. (v) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Hochposition verfahren.
    • 4. Verdünnungsmittel/Probe in die RG-Vorverdünnungsvertiefung abgeben (a) Pipetten-R-Achse wird über RG-Vorverdünnungsvertiefung verfahren. (b) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Abgabeposition innerhalb der RG-Vorverdünnungsvertiefung verfahren. (c) Spritze gibt "x" μl Verdünnungsmittel/Probe mit einer Geschwindigkeit von x" μl/s ab. (d) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Rücksetzposition verfahren.
    • 5. Sondennachwäsche Die Sonde wird wieder gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist, wie in Abschnitt 6 (Probenzusammenstellung) beschrieben.
    • 6. Präzisionsverdünnungsmittel ansaugen. Die folgenden Aktivitäten werden gleichzeitig ausgeführt: (a) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (b) Waschventil wird geöffnet. (c) "n" Sekunden warten. (d) Waschventil wird geschlossen.
    • 7. Popper ansaugen (a) Pipetten-R-Achse wird über RG-Reagenzvertiefung (Popper) verfahren. (b) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (c) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird ODER bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (d) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (e) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigtem Popper angesaugt ist: (i) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (ii) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (iii) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (iv) LLS wird deaktiviert. (v) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Hochposition verfahren.
    • 8. Verdünnte Probe ansaugen. (a) Pipetten-R-Achse wird über RG-Vorverdünnungsvertiefung verfahren. (b) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (c) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird ODER bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (d) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (e) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigter verdünnter Probe angesaugt ist: (i) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (ii) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (iii) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (iv) LLS wird deaktiviert. (v) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Hochposition verfahren.
    • 11. Verdünnte Probe/Popper/Verdünnungsmittel in RG-Küvette abgeben (a) Pipetten-R-Achse wird über die RG-Küvettenposition verfahren. (b) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Abgabeposition in der RG-Küvette verfahren. (c) Spritze gibt "x" μl verdünnte Probe/Popper/Verdünnungsmittel mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s ab. (d) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Hochposition verfahren.
    • 12. Sondennachwäsche Die Sonde wird wieder gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist, wie in Abschnitt 6 (Probenzusammenstellung) beschrieben, um die erste Pipettenaktivität abzuschließen.
  • C. VOR-LESEAKTIVITÄTSZEITRAUM FÜR BLINDPROBE (bewilligte Zeit 378)
  • Wenn der Inkubationszeitgeber abgelaufen ist, führt das FPIA-Optiksystem 284 gleichzeitig die folgenden Aktivitäten als Reaktion auf die Planung 256 und das optische Steuersystem 248 aus, wie oben ausführlicher beschrieben:
    • 1. Das Karussell 46 positioniert die Küvette 140 für eine Lesung.
    • 2. Der Polarisationszustand des Flüssigkristalls 298 wird eingestellt.
    • 3. Die Verstärkung des PMT 308 wird eingestellt.
    • 4. Die Intensität der Lampe 286 wird von dem Köchelzustand in den Brennzustand erhöht.
  • D. LESESEQUENZZEITRAUM FÜR BLINDPROBE (bewilligte Zeit 314)
  • Das FPIA-Optiksystem 284 führt dann das Folgende als Reaktion auf die Planung 256 und das optische Steuersystem 248 aus, wie oben beschrieben:
    • 1. Die Intensität mit horizontaler Polarisation wird während des bewilligten Zeitraums 342 gelesen.
    • 2. Der Zustand des Flüssigkristalls 298 wird in vertikale Polarisation überführt, wobei genügend Zeit zum Einschwingen gelassen wird, während der bewilligten Zeit 346.
    • 3. Die Intensität mit vertikaler Polarisation wird während des bewilligten Zeitraums 348 gelesen.
    • 4. Der OSP 254 wandelt die digitalisierten Analogsignale von dem PMT 308 in normalisierte Lesewerte durch Vergleichen der Intensität an dem Detektor 312 mit der Intensität der Lampe 286 ("Hintergrundlesewerte").
  • E. NORMALISIERUNGSZEITRAUM FÜR BLINDPROBE
    • 1. Der OSP 254 überträgt die Hintergrundlesewerte zum Speichern an die CPU 255.
    • 2. Die Intensität der Lampe 286 wird zurück auf den Köchelzustand verringert.
  • F. ZWEITE PIPETTENAKTIVITÄT (für Reaktion zwischen verdünnter Probe, Popper, Tracer und Antiserum).
    • 1. Inkubationszeitgeber wird gemäß Testdateispezifikationen eingestellt.
    • 2. Präzisionsverdünnungsmittel ansaugen. (a) Die folgenden Aktivitäten werden gleichzeitig ausgeführt: (i) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (ii) Waschventil wird geöffnet. (iii) "n" Sekunden warten. (iv) Waschventil wird geschlossen.
    • 3. Antiserum ansaugen (i) Pipetten-R-Achse wird über RG-Reagenz-2-Vertiefung (Antiserum) verfahren. (ii) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (iii) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird ODER bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (iv) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (v) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigtem Antiserum angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (3) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (4) LLS wird deaktiviert. (5) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Hochposition verfahren.
    • 4. Tracer ansaugen (a) Spritze saugt "x" μl Luft mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (b) Pipetten-R-Achse wird über RG-Reagenzvertiefung 3 (Tracer) verfahren. (c) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (d) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird ODER bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (e) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (f) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigtem Tracer angesaugt ist: (i) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (ii) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (iii) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (iv) LLS wird deaktiviert. (v) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Hochposition verfahren.
    • 5. Verdünnte Probe ansaugen (a) Pipetten-R-Achse wird über RG-Vorverdünnungsvertiefung verfahren. (b) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (c) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird ODER bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (d) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (e) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigter verdünnter Probe angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (3) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (4) LLS wird deaktiviert. (5) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Hochposition verfahren.
    • 6. Verdünnte Probe/Tracer/Ansaugung/Antiserum/Verdünnungsmittel in RG-Küvette abgeben (a) Pipetten-R-Achse wird über die RG-Küvettenposition verfahren. (b) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Abgabeposition in der RG-Küvette verfahren. (c) Spritze gibt "x" μl verdünnter Probe/Tracer/Luft/Antiserum/Verdünnungsmittel mit einer Geschwindigkeit von x" μl/s ab. (d) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Hochposition verfahren.
    • 7. Sondennachwäsche Die Sonde wird wieder gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist, wie in Abschnitt 6 (Probenzusammenstellung) beschrieben, um die zweite Pipettenaktivität abzuschließen.
    • 8. Nächste Aktivität wird gestartet, wenn Inkubationszeitgeber abgelaufen ist.
  • G. ENDGÜLTIGER VOR-LESEAKTIVITÄTSZEITRAUM (bewilligte Zeit 378)
  • Wenn der Inkubationszeitgeber abgelaufen ist, führt das FPIA-Optiksystem 284 gleichzeitig die folgenden Aktivitäten aus als Reaktion auf die Planung 256 und das optische Steuersystem 248, wie oben ausführlicher beschrieben:
    • 1. Das Karussell 46 positioniert die Küvette 140 für eine Lesung.
    • 2. Der Polarisationszustand des Flüssigkristalls 298 wird eingestellt.
    • 3. Die Verstärkung des PMT 308 wird eingestellt.
    • 4. Die Intensität der Lampe 286 wird von dem Köchelzustand in den Brennzustand erhöht.
  • H. ENDGÜLTIGER LESESEQUENZZEITRAUM (bewilligte Zeit 314)
  • Das FPIA-Optiksystem 284 führt dann das Folgende aus als Reaktion auf die Planung 256 und das optische Steuersystem 248, wie oben beschrieben:
    • 1. Die Intensität mit horizontaler Polarisation wird während des bewilligten Zeitraums 342 gelesen.
    • 2. Der Zustand des Flüssigkristalls 298 wird in vertikale Polarisation überführt, wobei genügend Zeit zum Einschwingen gelassen wird, während der bewilligten Zeit 246.
    • 3. Die Intensität mit vertikaler Polarisation wird gelesen während des bewilligten Zeitraums 348.
    • 4. Der OSP 254 wandelt die digitalisierten Analogsignale von dem PMT 308 in normalisierte Lesewerte durch Vergleichen der Intensität an dem Detektor 312 mit der Intensität der Lampe 286 ("endgültige Lesewerte").
  • I. ENDGÜLTIGER NORMALISIERUNGSZEITRAUM
    • 1. Der OSP 254 überträgt die endgültigen Lesewerte zum Speichern an die CPU 255.
    • 2. Die CPU 255 wird verwendet, um die NETTO-Intensität (I) und die Millipolarisation (mP) zu berechnen, welche gegen eine Standardkurve kalibriert wird, um ein Konzentrationsergebnis zu bestimmen.
    • 3. Die Intensität der Lampe 286 wird zurück auf den Köchelzustand verringert.
  • J. ENTLADEN VON RG (Diese Aktivität ereignet sich, wenn Ressourcen nicht in Verwendung sind).
  • Das Folgende wird gleichzeitig ausgeführt:
    • 1. Prozesskarussell wird gedreht, so dass die Leerposition bei der Transferstation ist. Transfermechanismus-O-Achse wird zu Prozesskarussell geschoben.
    • 2. RG wird mit der Transfermechanismus-R-Achse gegriffen und in den Transfermechanismus gezogen.
    • 3. Transfermechanismus-O-Achse wird gedreht, so dass RG mit dem Abfallbehälter ausgerichtet ist.
    • 4. RG wird in den Abfallbehälter geschoben.
  • BESCHREIBUNG VON AKTIVITÄTEN FÜR MEIA-ASSAY ZUSAMMENSTELLUNGSBEREICH
  • A. VORAUSSETZUNGEN
    • 1. Analysengerät befindet sich in der Betriebsart Standby/Ready, wenn Probe geladen wird. System wurde zuvor initialisiert. (Alle Motoren sind in die Ausgangsstellung zurückgeführt, Spritze und Pumpen sind gereinigt, die gesamte Elektronik und alle Sensoren sind überprüft.)
    • 2. Abfall wurde entleert, Volumen der flüssigen Verbrauchsmaterialien Verdünnungsmittel, MEIA-Puffer, MUP und Quat wurden auf ausreichende Menge geprüft.
    • 3. Patronen sind in Einfülltrichter gebracht worden und sind verfügbar zum Laden auf Hilfskarussell bei Bedarf (nur für MEIA-Assay).
    • 4. Alle Verbrauchsmaterialienbestandsdateien wurden aktualisiert.
  • B. VORBEREITUNGSSCHRITTE
    • 1. Benutzer lädt leere Reaktionsgefäße (RG) in RG-Karussell.
    • 2. Um (eine) Reagenzpackung(en) zu laden, muss der Benutzer zuerst das Vorverarbeitungskarussell anhalten. Das System schließt das Zusammenstellen des aktuellen Versuchs ab und überführt den Versuch in den Verarbeitungsbereich.
    • 3. Benutzer öffnet den Deckel des Reagenzkarussells, lädt Reagenzpackung(en) in das Reagenzkarussell, schließt den Deckel des Reaktionskarussells, dann lässt er das Vorverarbeitungskarussell seine Tätigkeit wieder aufnehmen.
    • 4. Messgerät tastet automatisch alle eingebauten Reagenzpackungen ab, um den Reagenzzustand zu prüfen.
    • 5. Jede Reagenzpackung wird vor dem Reagenzpackungsstrichcodeleser durch Drehung des Reagenzkarussells positioniert.
    • 6. Reagenzpackungsstrichcodeleser liest den Strichcode, um Testtyp und Karussellplatz zu identifizieren. Falls der Strichcode unleserlich ist, wird das System ein Strichcodeüberschreiben anfordern.
    • 7. Falls der Strichcode gut ist oder das Überschreiben abgeschlossen ist, prüft das System den Systembestand. Der Benutzer wird benachrichtigt, falls festgestellt wird, dass die Packung leer, ungültig oder veraltet ist. Sobald die Reagenzpackung für gut befunden wurde, ist sie verwendbar.
  • C. ANFORDERN EINES VERSUCHS
    • 1. Benutzer hat zwei Möglichkeiten, einen Versuch oder eine Gruppe von Versuchen an einer oder mehreren Patientenproben anzufordern. (a) Benutzer kann die Versuchsanforderungsladeliste von einem Host-Computer herunterladen, um eine Befehlsliste zu erstellen. (b) Benutzer gibt Versuchsanforderung direkt am System ein oder erstellt direkt am System eine Befehlsliste.
    • 2. Falls Probenschalen verwendet werden (keine Strichcodes), erscheint folgendes Szenario: (a) Benutzer bezieht sich auf Befehlsliste für Segment-ID und Positionsnummer, um Probe anzuordnen. (b) Benutzer lädt eine Probenschale in die verwiesene Position in Segment. (c) Benutzer überführt Patientenprobe aus Blutsammelröhrchen in Probenschale. (d) Segment wird in Probenkarussell angeordnet. (e) An Messgerät erfolgt Hinweis, dass Proben geladen worden sind. (f) Messgerät prüft Verbrauchsmaterialbestände, Abfallzustand, Testkalibrierung usw. (g) Probenkarussell dreht Segment zum Segmentidentifikationsleser. (h) Messgerät liest Segmentidentifikation.
    • 3. Falls Primärröhrchen (mit Strichcodes) verwendet werden, erscheint das folgende Szenario: (a) Benutzer lädt Primärröhrchen in den nächst verfügbaren Segmentplatz auf Probenkarussell. (Zwei Arten von Haltern werden für Primärröhrchen verwendet: einer für Röhrchen mit einer Höhe von 75 mm und ein zweiter für Röhrchen mit einer Höhe von 100 mm.) (b) An Messgerät erfolgt Hinweis, dass Proben vorhanden sind, die ausgeführt werden können. (c) Probenkarussell dreht Segment zum Segmentidentifikationsleser.
  • D. PLANEN EINES VERSUCHS
    • 1. Wenn die Probe der Pipettiervorrichtung präsentiert wird, versucht das System, die Versuche zu planen, deren Ausführung an diesen Probe angeordnet wurde. Jeder angeordnete Versuch für die Probe wird getrennt geplant. (a) Das System prüft auf geeigneten Bestand (Reagenzpackungen, Patronen, Puffer, MUP), Systemressourcen, Probenzeit, um den Versuch abzuschließen. (b) Das System prüft auf gültige Kalibrierung oder Befehle hierfür in der Befehlsliste. (c) Falls alle Versuchsvoraussetzungen erfüllt werden, wird der Versuch für die Verabreitung geplant. (d) Falls nicht alle Versuchsvoraussetzungen erfüllt werden, wird die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben. Sobald die Versuchsvoraussetzungen erfüllt worden sind, wird die Versuchsanforderung vom Benutzer zurück in die Befehlsliste geschoben.
    • 2. Wenn ein Versuch geplant worden ist, wird er vom System in die Verarbeitungsliste geschoben und das System versucht, weitere für diese Probe angeordneten Versuche zu planen.
    • 3. Wenn alle Versuche für die aktuelle Probe zusammengestellt worden sind, schreitet das System voran zur nächsten Probe auf dem Probenkarussell.
  • E. ZUSAMMENSTELLEN EINES VERSUCHS
    • 1. Sobald ein Versuch geplant ist, wird er sofort zusammengestellt. (Es werden keine Versuche zusammengestellt, bis die Planung sicherstellt, dass der Versuch sofort auf das Prozesskarussell überführt und innerhalb der Zeitanforderungen des Versuchs verarbeitet werden kann.)
    • 2. RG-Karussell wird im Uhrzeigersinn gedreht, bis ein RG in Pipettenachsenposition nachgewiesen wird.
    • 3. Reagenzpackungskarussell wird gedreht, bis Reagenzpackung für den angeordneten Test an der Stellgliedposition ist. Das Stellglied öffnet die Reagenzpatronenkappen, und das Reagenzpackungskarussell wird dann gedreht, bis eine Reagenzpackung für den angeordneten Versuch in der Pipettenachsenposition ist. Nachdem alle Pipettierschritte abgeschlossen worden sind, wird das Reagenzpackungskarussell zurück zu der Stellgliedposition gedreht, wo die Reagenzpatronenkappen geschlossen werden.
    • 4. Probenkarussell wird gedreht, bis sich Probenschale (oder Primärröhrchen) in Pipettenachsenposition befindet.
    • 5. Pipette ist stets in "Heim"-Position (Pipetten-R-Achse ist über der Waschstation geparkt und Pipetten-Z-Achse befindet sich an der Z-Rücksetzposition), wenn sie nicht in Verwendung ist.
    • 6. Probenzusammenstellung (a) Probe ansaugen. (i) Spritze saugt "x" μl Luft mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (ii) Pipetten-R-Achse wird über Probenschale verfahren. (iii) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-Hochposition verfahren. (iv) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-LLS-Position verfahren. (v) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (vi) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird oder bis die Z-Ansauggrenze erreicht worden ist (es wird angenommen, dass Flüssigkeit. nachgewiesen wird). (vii) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben. Die Ausnahmeliste liefert Bedienern einen Hinweis auf Versuche, die nicht abgeschlossen werden können). (viii) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigter Probe angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (3) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (4) LLS wird deaktiviert. (5) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Rücksetzposition verfahren. (6) Pipetten-R-Achse wird über die RG-Probenvertiefung verfahren. (7) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Abgabeposition innerhalb der RG-Probenvertiefung verfahren. (8) Spritze gibt "x" μl Probe mit einer Geschwindigkeit von x" μl/s ab. (9) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Rücksetzposition verfahren. (b) Sondennachwäsche Die Sonde wird gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist. Es versteht sich, dass alle Pipettenaktivitäten, sowohl im Zusammenstellungs- als auch im Verarbeitungsbereich, von einer Sondennachwäsche gefolgt werden, um ein Verschleppen von einer Flüssigkeitsansaugung zu einer anderen zu minimieren. In manchen Fällen kann Pipettenaktivitäten bei Bedarf eine Sondenvorwäsche vorangehen, um die Zuverlässigkeit der nächsten Flüssigkeitsansaugung zu gewährleisten. Für diese Testbeschreibung wird angenommen, dass nur eine Nachwäsche verwendet wird. (i) Das Innere der Sonde wird zuerst gereinigt. (1) Pipetten-R-Achse wird über Abfallbereich verfahren. (2) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in geeignete Position innerhalb des Abfallbereichs verfahren. (3) Das Waschventil wird für die Zeitdauer geöffnet, die in dem Testprotokoll angegeben ist. (4) Waschventil wird geschlossen. (ii) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Rücksetzposition verfahren. (iii) Die Außenfläche der Sonde wird als nächstes gereinigt. (1) Pipetten-R-Achse wird über Waschschale verfahren. (2) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in Waschposition innerhalb der Waschschale verfahren. (3) Das Waschventil wird für die Zeitdauer geöffnet, die in dem Testprotokoll angegeben ist. (4) Waschventil wird geschlossen. (5) Pipette kehrt in "Heim"-Position zurück. 7. Mikropartikelzusammenstellung (a) Mikropartikel ansaugen (Mikropartikel werden direkt in die RG-Inkubationsvertiefung pipettiert, um Volumen zu sparen, da es sich dabei um das teuerste MEIA-Reagenz handelt). (i) Spritze saugt "x" μl Luft mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (ii) Pipetten-R-Achse wird über Mikropartikelreagenzflasche in der Reagenzpackung verfahren. (iii) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-Hochposition verfahren. (iv) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-LLS-Position verfahren. (v) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (vi) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird oder bis die Z-Ansauguntergrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (vii) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (viii )Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigten Mikropartikeln angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (3) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass noch Probe flüssig ist. (ix) LLS wird deaktiviert. (x) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in Z-Rücksetzposition verfahren. (xi) Pipetten-R-Achse wird über die RG-Inkubationsvertiefung verfahren. (xii) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Abgabeposition innerhalb der RG-Inkubationsvertiefung verfahren. (xiii) Spritze gibt "x" μl Mikropartikel mit einer Geschwindigkeit von x" μl/s ab. Pipetten-Z-Achse wird nach oben in Z-Rücksetzposition verfahren. (b) Sondennachwäsche Die Sonde wird wieder gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist, wie in Abschnitt 6 (Probenzusammenstellung) beschrieben. (8) Konjugatzusammenstellung (a) Konjugat ansaugen (Konjugat, spezielle Waschflüssigkeit und/oder Probenverdünnung werden entweder in RG-Reagenzvertiefungen oder RG-Verdünnungsvertiefung pipettiert, je nach Volumenanforderungen) (i) Spritze saugt "x" μl Luft mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (ii) Pipetten-R-Achse wird über die Konjugatreagenzflasche in der Reagenzpackung verfahren. (iii) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-Hochposition verfahren. (iv) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-LLS-Position verfahren. (v) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (vi) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird oder bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (vii) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (viii) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigtem Konjugat angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (3) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (ix) LLS wird deaktiviert. (x) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in Z-Rücksetzposition verfahren. (xi) Pipetten-R-Achse wird über die RG-Reagenzvertiefung verfahren. (xii) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Abgabeposition innerhalb der RG-Reagenzvertiefung verfahren. (xiii) Spritze gibt "x" μl Konjugat mit einer Geschwindigkeit von x" μl/s ab. (xiv) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in Z-Rücksetzposition verfahren. (b) Sondennachwäsche Die Sonde wird wieder gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist, wie in Abschnitt 6 (Probenzusammenstellung) beschrieben. (9) MEIA-Pufferzusammenstellung a) Reaktionsgefäßkarussell wird gedreht, bis RG-Puffervertiefung unter der MEIA-Pufferabgabevorrichtung an Pufferzusammenstellungsstation ist. (b) "x" μl MEIA-Puffer wird in die Puffervertiefung mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s abgegeben.
  • F. ÜBERFÜHREN EINES REAKTIONSGEFÄSSES (RG) IN VERARBEITUNGSBEREICH
    • 1. RG-Karussell wird zu Transferstation gedreht.
    • 2. Prozesskarussell wird gedreht, so dass die Leerposition mit der Transferstation ausgerichtet ist.
    • 3. Transfermechanismus-O-Achse wird in Probeneingangsbereich gedreht.
    • 4. Transfermechanismus-R-Achse ergreift das RG und zieht es in den Transfermechanismus.
    • 5. Transfermechanismus-O-Achse wird gedreht, so dass RG mit der Leerposition auf dem Prozesskarussell ausgerichtet ist.
    • 6. RG wird auf Prozesskarussell geladen.
  • VERARBEITUNGSBEREICH
  • A.
  • System wartet, bis Temperaturgleichgewichtszeit und Verdunstungsfenster abgelaufen sind.
  • B. ERSTE PIPETTENAKTIVITÄT (Reaktion Mikropartikel/Probe)
    • 1. Inkubationszeitgeber wird gemäß Testdateispezifikationen eingestellt.
    • 2. MEIA-Puffer ansaugen (a) Das Prozesskarussell wird bewegt, so dass das RG an der Pipettierstation ist. (b) Spritze saugt "x" μl Luft mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (c) Pipetten-R-Achse wird über RG-Puffervertiefung verfahren. (d) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-Hochposition über der RG-Puffervertiefung verfahren. (e) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-LLS-Position verfahren. (f) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (g) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird oder bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (h) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (i) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigtem MEIA-Puffer angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (j) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (k) LLS wird deaktiviert. (l) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Hochposition verfahren.
    • 3. Probe ansaugen (a) Pipetten-R-Achse wird über RG-Probenvertiefung verfahren. (b) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Z-LLS-Position verfahren. (c) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (d) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird oder bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (e) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (f) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigter Probe angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (g) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (h) LLS wird deaktiviert. (i) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Hochposition verfahren.
    • 4. MEIA-Puffer und Probe werden zu Mikropartikeln in Inkubationsvertiefung hinzugegeben. (a) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Abgabeposition innerhalb der RG-Inkubationsvertiefung verfahren. (b) Spritze gibt "x" μl MEIA-Puffer und Probe mit einer Geschwindigkeit von "X" μl/s ab. (c) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Rücksetzposition verfahren.
    • 5. Sondennachwäsche Die Sonde wird wieder gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist, wie in Abschnitt 6 (Probenzusammenstellung) beschrieben.
  • C. PATRONE LADEN (Diese Aktivität ereignet sich, wenn Ressourcen nicht verwendet werden.)
    • 1. Hilfskarussell verfahren, so dass reservierte Position unter Beschickungsvorrichtung ist.
    • 2. Klapptürmechanismus zyklisch durchlaufen, um Patrone in Karussell zu laden.
    • 3. Schiffchenmechanismus zyklisch durchlaufen, um eine weitere MEIA-Patrone auf Klapptür anzuordnen (für nächste Mitnehmerladung).
    • 4. Inkubationszeitgeber prüfen. Wenn abgelaufen, nächste Pipettierung starten.
  • D. ZWEITE PIPETTENAKTIVITÄT (Überführung von Reaktionsgemisch zu Matrix)
    • 1. Inkubationszeitgeber wird gemäß Testdateispezifikationen eingestellt.
    • 2. Puffer ansaugen (a) Das Prozesskarussell wird verfahren, so dass das RG an der Pipettierstation ist. (b) Spritze saugt "x" μl Luft mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (c) Pipetten-R-Achse wird über die RG-Puffervertiefung verfahren. (d) Pipetten-Z-Achse wird nach unten zu der Z-Hochposition verfahren. (e) Pipetten-Z-Achse wird nach unten zu der Z-LLS-Position verfahren. (f) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (g) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird ODER bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (h) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (i) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigtem Puffer angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (j) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (k) LLS wird deaktiviert. (l) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Hochposition verfahren.
    • 3. Reaktionsgemisch ansaugen (a) Pipetten-R-Achse wird über die RG-Inkubationsvertiefung verfahren. (b) Pipetten-Z-Achse wird nach unten zu der Z-LLS-Position verfahren. (c) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit angezeigt wird. (d) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird ODER bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (e) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (f) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigtem Reaktionsgemisch angesaugt ist: (1) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (2) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (g) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (h) LLS wird deaktiviert. (i) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Rücksetzposition verfahren.
    • 4. Reaktionsgemisch auf Matrix abgeben (a) Das Folgende wird simultan und gleichzeitig mit dem Ansaugen des Reaktionsgemischs (oben) ausgeführt: (i) Das Hilfskarussell wird verfahren, so dass die Patrone an der Pipettierstation ist. (ii) Pipetten-R-Achse wird über die MEIA-Patronen(matrix)oberfläche verfahren. (iii) Pipetten-Z-Achse wird nach unten in die Matrixabgabeposition verfahren. (iv) Spritze gibt "x" μl Reaktionsgemisch mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s ab. (v) System verzögert "x" Sekunden, bis das Reaktionsgemisch von der Matrix absorbiert worden ist.
    • 5. Pufferwaschung der Matrix (a) Spritze gibt "x" μl Puffer mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s ab. (b) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Rücksetzposition verfahren.
    • 6. Sondennachwäsche Die Sonde wird wieder gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist, wie in Abschnitt 6 (Probenzusammenstellung) beschrieben.
    • 7. Wenn Inkubationszeitgeber abgelaufen ist, wird nächste Pipettenaktivität gestartet.
  • E. DRITTE PIPETTENAKTIVITÄT (Konjugatzugabe)
    • 1. Inkubationszeitgeber wird gemäß Testdateispezifikationen eingestellt.
    • 2. Konjugat ansaugen. (a) Das Prozesskarussell wird verfahren, so dass das RG an der Pipettierstation ist. (b) Spritze saugt "x" μl Luft mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (c) Pipetten-R-Achse wird über die RG-Reagenzvertiefung 1 (Konjugat) verfahren. (d) Pipetten-Z-Achse wird nach unten zu der Z-Hochposition verfahren. (e) LLS wird aktiviert, um sicherzustellen, dass gegenwärtig keine Flüssigkeit nachgewiesen wird. (f) Pipetten-Z-Achse wird mit konstanter Geschwindigkeit nach unten verfahren, bis Flüssigkeit nachgewiesen wird ODER bis die Z-Ansauggrenze erreicht wird (es wird angenommen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wird). (g) Auf der Basis der Z-Höhenposition, bei der Flüssigkeit nachgewiesen wird, und der Z-Höhen/Volumentabelle berechnet das System das Volumen an Flüssigkeit in der Vertiefung und vergleicht es mit dem Volumen, das in der Pipettierbeschreibung angegeben ist. Falls genügend Volumen in der Vertiefung vorhanden ist, wird die Ansaugsequenz gestartet. (Falls nicht genügend Volumen vorhanden ist, wird der Versuch abgebrochen und die Versuchsanforderung in die Ausnahmeliste geschoben.) (h) Das Folgende ereignet sich gleichzeitig, bis das Gesamtvolumen an benötigtem Konjugat angesaugt ist: (i) Pipetten-Z-Achsenmotor wird mit einer Geschwindigkeit von "x" Schritten/s nach unten verfahren. (ii) Spritze saugt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s an. (i) LLS wird geprüft, um sicherzustellen, dass Sonde noch in Flüssigkeit ist. (j) LLS wird deaktiviert. (k) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Rücksetzposition verfahren.
    • 3. Konjugatabgabe (gleichzeitig ausgeführt) (a) Das Hilfskarussell wird verfahren, so dass die Patrone an der Pipettierstation ist. (b) Pipetten-R-Achse wird über die Patronen(matrix)oberfläche verfahren. (c) Pipetten-Z-Achse wird nach unten zu der Matrixabgabeposition verfahren. (d) Spritze gibt "x" μl mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s ab. (e) Pipetten-Z-Achse wird nach oben in die Z-Rücksetzposition (f) "x" Sekunden warten, bis Reaktionsgemisch von Matrix absorbiert worden ist.
    • 4. Sondennachwäsche Die Sonde wird wieder gewaschen, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist, wie in Abschnitt 6 (Probenzusammenstellung) beschrieben.
  • F. ENTLADEN VON RG (Diese Aktivität ereignet sich, wenn Ressourcen nicht in Verwendung sind.)
    • 1. Das Folgende wird gleichzeitig ausgeführt: (a) Prozesskarussell wird gedreht, so dass die Leerposition bei der Transferstation ist. (b) Transfermechanismus-O-Achse wird zu Prozesskarussell verfahren.
    • 2. RG wird mit der Transfermechanismus-R-Achse gegriffen und in den Transfermechanismus gezogen.
    • 3. Transfermechanismus-O-Achse wird gedreht, so dass RG mit dem Abfallbehälter ausgerichtet ist.
    • 4. RG wird in den Abfallbehälter geschoben.
    • 5. Inkubationszeitgeber prüfen. Wenn abgelaufen, nächste Aktivität starten.
  • G. VOR-LESEAKTIVITÄTSZEITRAUM (bewilligte Zeit 378).
  • Das MEIA-Optiksystem 361 führt gleichzeitig die folgenden Aktivitäten aus als Reaktion auf die Planung 256 und das optische Steuersystem 248, wie oben ausführlicher beschrieben:
    • 1. Das Hilfskarussell 69 positioniert die Patrone 68 für eine Lesung.
    • 2. Die Verstärkung für den PMT 374 wird eingestellt.
    • 3. Die Intensität der Lampe 364 wird vom Köchelzustand in den Brennzustand erhöht.
  • H. MATRIX-WÄSCHE
    • 1. Hilfskarussell wird gedreht, so dass die Patrone an der Matrixwaschstation ist.
    • 2. Die folgenden Schritte werden wiederholt, bis der gesamte Puffer, der in der Testdatei für Patronenwaschen angegeben ist, abgegeben worden ist. (a) "x" μl erwärmter MEIA-Puffer wird in 50-μl-Zyklen mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s auf die Matrix abgegeben. (b) "n" Sekunden warten.
  • I. MUP-ABGABE
    • 1. Hilfskarussell wird gedreht, so dass die Patrone an der MUP-Station ist.
    • 2. 50 μl erwärmtes MUP werden mit einer Geschwindigkeit von "x" μl/s auf die Matrix abgegeben.
    • 3. "n" Sekunden warten.
  • J. LESESEQUENZZEITRAUM (bewilligte Zeit 376).
  • Das MEIA-Optiksystem 361 führt dann das Folgende aus als Reaktion auf die Planung 256 und das optische Steuersystem 248, wie oben beschrieben:
    • 1. Eine vorherbestimmte Anzahl von Teillesungen, die in den Testdateispezifikationen angegeben sind (normalerweise 8), werden durch den PMT 374 erfasst.
    • 2. Nach jeder Teillesung außer der letzten Lesung macht das Optiksystem 361 eine Pause während der Verweildauer.
    • 3. Der OSP 254 wandelt die digitalisierten Analogsignale von dem PMT 374 in normalisierte Lesewerte durch Vergleichen der Intensität an dem Detektor 366 mit der Intensität der Lampe 364 ("normalisierte Lesewerte").
    • 4. Die rohen Lesewerte werden in normalisierte Lesewerte (auf Detektor aufprallende Lichtintensität/Lampenintensität) durch den Optikmikroprozessor umgewandelt.
    • 5. Vom System wird aus der Auftragung der normalisierten Lesewerte über der Zeit eine Geschwindigkeit berechnet.
    • 6. Für quantitative Tests wird die Geschwindigkeit an eine Kalibrierkurve angepasst, um ein Konzentrationsergebnis zu erbringen.
    • 7. Für qualitative Tests wird die Probengeschwindigkeit mit einer Kennzahl oder einer Cutoff-Geschwindigkeit verglichen, um zu bestimmen, ob die Probe positiv oder negativ ist (oder reaktiv oder nicht reaktiv ist).
  • K. PATRONE ENTLADEN (Diese Aktivität ereignet sich, wenn Ressourcen nicht in Verwendung sind.)
    • 1. Prozesskarussell wird gedreht, so dass Patrone an der Auswerferstation ist.
    • 2. Auswerfer wird zyklisch durchlaufen, um Patrone in Abfallbehälter zu legen.
  • In 26, 27 und 28 sind schematische Reaktionssequenzen dargestellt, welche typisch für Tests sind, die von dem automatisierten Immunoassay-Analysensystem der Erfindung gehandhabt werden können. In 26, einem T4-Test, ist FPIA-Sequenz 1420 dargestellt, worin in Schritt 1 T4, gebunden durch Thyroxinbindungsprotein (TBP) 1424, mit T4-Verdrängungsreagenz 1426 umgesetzt wird, um TBP 1428 plus ungebundenes T4 (1430) zu ergeben. In Schritt 2 wird das T4 (1430) zu T4-Antikörper 1432 hinzugegeben, was zu einem Reaktionsprodukt 1434 (T4-Antikörper-T4-Komplex) führt. In Schritt 3 wird der T4-Antikörper-T4-Komplex 1434 mit (fluoreszierendem) T4-Tracer 1436 behandelt, was ein messbares fluoreszierendes Polarisationsreaktionsprodukt 1438 ergibt.
  • In der 68 wird eine schematische Reaktionssequenz 1440 für eine 1-stufige Sandwich-MEIA-Bestimmung (Ferritin) dargestellt. In den Schritten 1 und 2 wird ein Anti-Ferritinalkalische Phosphatase-Konjugat mit Ferritinprobe 1444 und Anti-Ferritin-Mikropartikeln 1446 gemischt, um einen Ferritin-Antikörper-Antigen-Antikörper-Komplex 1448 zu ergeben. In Schritt 3 wird der Antikörper-Antigen-Antikörper-Komplex 1448 mit 4-Methylumbelliferylphosphat (MUP) 1450 umgesetzt, was Methylumbelliferon (MU) ergibt, welches fluoreszierend ist. Die Geschwindigkeit der MU-Produktion wird gemessen.
  • In der 28 wird die schematische Reaktionssequenz 1456 für einen 2-stufigen Sandwich-MEIA für HTSH-Test bereitgestellt. Anti-hTSH-spezifische Mikropartikel 1458 werden zu der HTSH-Probe 1460 hinzugegeben, was ein Rekationsprodukt HTSH-Antikörper-Antigen-Komplex 1462 liefert. In Schritt 2 bis Schritt 4 wird der Komplex 1462 mit einer anti-hTSH-alkalischen Phosphatase 1464 vereinigt, was hTSH-Antikörper-Antigen-Antikörper-Komplex 1466 ergibt. In Schritt 5 wird der Komplex 1466 mit MUP 1450 umgesetzt, um MU zu ergeben, das fluoreszierend ist. Die Geschwindigkeit der MU-Bildung wird gemessen.
  • Gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellt das automatisierte Immunoassay-Analysensystem Apparat, Software, Hardware und Verfahrenstechnik zur Ausführung einer großen Anzahl von Tests, fortlaufend und mit wahlfreiem Zugriff, bereit, die für den Bediener verfügbar sind. Die Nutzung von Karussell-Pipettiervorrichtungstechnik für Zusammenstellungs- und Pipettieroperationen entweder auf dem Hauptkarussell oder auf dem Prozesskarussell, abhängig vom geplanten Versuch, stellt Planungsflexibilität bereit, die vordem unerreichbar war. Das erfinderische System ermöglicht eine Allgemeinheit zum Zusammenstellen und Pipettieren für entweder Immunfällungs- oder kompetitive Immunoassaytechniken, indem ein gemeinsames Hauptkarussell, Transferstation, erste Zusammenstellungs- und Pipettiersonde und Prozesskarussell sowie eine zweite Pipettiersonde genutzt wird, bevor in die entsprechenden Apparate- und Verfah rensanforderungen getrennt wird. Ebenfalls gemeinsam genutzt wird die Allgemeinheit von gehäuseintegrierten Abfall- und Versorgungsmaterialien sowie ein gemeinsames Computernetzwerk zum Planen, Testen, Zusammenstellen und Pipettieren.
  • Es wird gesehen werden, dass mehrfache Tests mit einem Minimum an Bedienereingaben oder Handhabungen an dem System ausgeführt werden können, und das System kann für andere Verfahren und Tests genutzt werden, die nicht direkt besprochen worden sind, aber die für jemanden, der auf dem Gebiet praktisch tätig ist, in Hinsicht auf die obige Erfindungsoffenbarung und die Ansprüche ohne weiteres offensichtlich sind. Es wird ebenfalls in Erwägung gezogen, dass, auch wenn einzelne Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart worden sind, verschiedene Änderungen und Anpassungen an die Apparate und Verfahren vorgenommen werden können, ohne von den Lehren der Beschreibung und des Schutzumfangs der Erfindung abzuweichen, wie sie in den folgenden Ansprüchen dargelegt werden.
  • Wenn technische Merkmale in den Ansprüchen mit Bezugszeichen versehen sind, so sind diese Bezugszeichen lediglich zum besseren Verständnis der Ansprüche vorhanden. Dementsprechend stellen solche Bezugszeichen keine Einschränkungen des Schutzumfangs solcher Elemente dar, die nur exemplarisch durch solche Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

Claims (22)

  1. Ein automatisiertes Flüssigkeitsstand-Mess-System (800) zur Erfassung des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter (819), wobei das Flüssigkeitsstand-Mess-System (800) folgendes umfasst: eine vertikal ausgerichtete elektrisch leitende Sonde (806, 807), die oberhalb des Behälters (819) positioniert ist; eine Signal-Quelle (824), die elektrisch mit der Sonde (806, 807) verbunden ist, wobei die Signal-Quelle (824) die Sonde (806, 807) mit einem elektrischen Signal versorgt und die Sonde (806, 807) veranlasst, das elektrische Signal zu senden; eine Empfangsantenne (813, 810, 812), die unterhalb des Behälters (819) angeordnet ist, um das gesendete elektrische Signal zu empfangen; Mittel (811, 841, 845), um das empfangene elektrische Signal auf Hinweise zu analysieren, dass die Sonde (806, 807) Flüssigkeit im Behälter (819) berührt hat; Mittel (808, 809) zum Übertragen des empfangenen elektrischen Signals von der Empfangsantenne (813, 810, 812) an die Analysierungsmittel (811, 841, 845); und Mittel, um anzuzeigen, dass Flüssigkeit erfasst wurde, dadurch gekennzeichnet, dass das Stand-Mess-System (800) weiter Mittel zum vertikalen Bewegen der Sonde (806, 807) in den und aus dem Behälter (819) umfasst; wobei die Mittel (811, 841, 845) zum Analysieren des empfangenen elektrischen Signals Mittel (841, 845) einschließen, um Änderungen der Amplitude des empfangegen Signals und Mittel (811) zum Messen der Veränderungsrate der Veränderung der Amplitude des empfangegen Signals zu erfassen.
  2. Das automatisierte Flüssigkeitsstand-Mess-System (800) von Anspruch 1, das weiter Mittel zum Vergleichen der Amplitude des empfangenen Signals mit einem vorbestimmten Grenzwert umfasst.
  3. Das automatisierte Flüssigkeitsstand-Mess-System (800) von Anspruch 2, worin die Mittel (841, 845) zur Erfassung von Veränderungen der Amplitude des empfangegen Signals folgendes einschließen: Mittel (841), um das empfangene Signal um ein Referenz-Signal zu vervielfältigen; und einen Tiefpass-Filter (845), durch den das vervielfältigte empfange Signal geführt wird.
  4. Das automatisierte Flüssigkeitsstand-Mess-System (800) von Anspruch 3, worin die Mittel (841, 845) zum Erfassen von Änderungen der Amplitude des empfangegen Signals weiter folgendes umfassen: Mittel (811) zum Reduzieren der Amplitude des empfangenen Signals auf einen Wert unterhalb des vorbestimmten Grenzwertes, wenn sich die Amplitude des empfangegen Signals langsam verändert; und Mittel (811) zum Weiterleiten des empfangenen Signals an die Mittel zum Vergleichen der Amplitude des empfangegen Signals mit einem vorbestimmten Grenzwert, wenn sich die Amplitude des empfangegen Signals schnell ändert.
  5. Das automatisierte Flüssigkeitsstand-Mess-System (800) der Ansprüche 3 oder 4, worin das Referenz-Signal eine Frequenz hat, die im Wesentlichen gleich der Frequenz des gesendeten Signals ist.
  6. Das automatisierte Flüssigkeitsstand-Mess-System von einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, worin die Mittel (808, 809) zum Übertragen des empfangenen elektrischen Signals von der Empfangsantenne (813, 810, 812) an die Mittel (811, 841, 845) zum Analysieren ein Triax-Kabel (808, 809) mit einem äußeren Leiter (851), einem Innen-Mantel (854) und einem inneren Leiter (856) einschließen.
  7. Das automatisierte Flüssigkeitsstand-Mess-System (800) von Anspruch 6, worin die Mittel (841, 845) zum Erfassen von Änderungen der Amplitude des empfangegen Signals, Mittel (840) zur Reduzierung der effektiven Kapazität des Triax-Kabels (808, 809) einschließen.
  8. Das automatisierte Flüssigkeitsstand-Mess-System (800) von Anspruch 7, worin die Mittel (840) zur Reduzierung der effektiven Kapazität des Triax-Kabels (808, 809) eine gesteuerte Abschirm-Schaltung (840) einschließen, die mit dem Innen-Mantel (854) des Triax-Kabels (808, 809) verbunden ist, wobei die Schaltung (840) einen Puffer bereitstellt, der den Innen-Mantel (854) steuert.
  9. Das automatisierte Flüssigkeitsstand-Mess-System (800) von einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, das weiter eine Flüssigkeitsstand-Mess-Hülse (608) umfasst, wobei die Hülse (608) das elektrische Signal von der Sonde (806, 807) an die Empfangsantenne (813, 810, 812) leitet.
  10. Das automatisierte Flüssigkeitsstand-Mess-System (800) von Anspruch 9, worin die Mess-Hülse (608) ein leitender Zylinder mit ersten und zweiten Enden ist, wobei das erste Ende den Flüssigkeits-Behälter (819) umgibt und das zweite Ende neben der Empfangsantenne (813, 810, 812) montiert ist.
  11. Das automatisierte Flüssigkeitsstand-Mess-System (800) von einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, worin die Empfangsantenne (813, 810, 812) direkt unterhalb des Behälters (819) entlang der Verlängerung der Längsachse der im Wesentlichen linearen Sonde (806, 807) positioniert ist.
  12. Ein Verfahren zur automatischen Erfassung des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter (809), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: vertikale Positionierung einer elektrisch leitenden Sonde (806, 807) oberhalb des Behälters (819); vertikales Bewegen der Sonde (806, 807) in den und aus dem Behälter (819); elektrisches Verbinden einer Signal-Quelle (824) mit der Sonde (806, 807), wobei die Signal-Quelle (824) die Sonde (806, 807) mit einem elektrischen Signal versorgt und die Sonde (806, 807) veranlasst, das elektrische Signal zu senden; Positionieren einer Empfangsantenne (813, 810, 812) unterhalb des Behälters (819), um das gesendete elektrische Signal zu empfangen; Analysieren des empfangenen elektrischen Signals in einem Analysierungsmittel (811, 841, 845) auf Hinweise, dass die Sonde (806, 807) mit Flüssigkeit im Behälter (819) in Kontakt stand, worin der Schritt des Analysierens des empfangenen elektrischen Signals folgende Schritte einschließt: Erfassung von Änderungen der Amplitude des empfangegen Signals und Messung der Veränderungsrate der Veränderung der Amplitude des empfangegen Signals; Übertragen des empfangenen elektrischen Signals von der Empfangsantenne (813, 810, 812) an das Analysierungsmittel (811, 841, 845); und Anzeigen, dass Flüssigkeit nachgewiesen wurde.
  13. Das Verfahren der automatischen Erfassung des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter (819) von Anspruch 12, das weiter den Schritt des Vergleichens der Amplitude des empfangegen Signals mit einem vorbestimmten Grenzwert umfasst.
  14. Das Verfahren der automatischen Erfassung des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter (819) von Anspruch 13, worin der Schritt der Erfassung von Änderungen der Amplitude des empfangegen Signals folgende Schritte einschließt: Vervielfältigung des empfangenen Signals um ein Referenz-Signal; und Hindurchleiten des vervielfältigten Signals durch einen Tiefpass-Filter (845).
  15. Das Verfahren der automatischen Erfassung des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter (819) von Anspruch 14, worin der Schritt der Erfassung von Änderungen der Amplitude des empfangegen Signals weiter folgende Schritte umfasst: Reduzieren der Amplitude des empfangegen Signals auf einen Wert unterhalb des vorbestimmten Grenzwertes, wenn sich die Amplitude des empfangegen Signals langsam ändert; und Leiten des empfangenen Signals an ein Mittel (811) zum Vergleichen der Amplitude des empfangegen Signals mit einem vordefinierten Grenzwert, wenn sich die Amplitude des empfangegen Signals schnell ändert.
  16. Das Verfahren der automatischen Erfassung des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter (819) der Ansprüche 14 oder 15, worin das Referenz-Signal eine Frequenz hat, die im Wesentlichen gleich der Frequenz des gesendeten Signals ist.
  17. Das Verfahren der automatischen Erfassung des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter (819) von einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 16, worin der Schritt des Sendens des empfangenen elektrischen Signals von der Empfangsantenne (813, 810, 812) an das Analysierungsmittel (811, 841, 845) den Schritt des Sendens des Signals über ein Triax-Kabel (808, 809) mit einem äußeren Leiter (851), einem Innen-Mantel (854) und einem inneren Leiter (856) einschließt.
  18. Das Verfahren der automatischen Erfassung des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter (819) von Anspruch 17, worin der Schritt der Erfassung von Änderungen der Amplitude des empfangegen Signals den Schritt des Reduzierens der effektiven Kapazität des Triax-Kabels (808, 809) einschließt.
  19. Das Verfahren der automatischen Erfassung des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter (819) von Anspruch 18, worin der Schritt des Reduzierens der effektiven Kapazität des Triax-Kabels (808, 809) den Schritt des Verbindens einer gesteuerten Abschirm-Schaltung (840) mit dem Innen-Mantel (854) des Triax-Kabels (808, 809) einschließt, wobei die Schaltung (840) einen Puffer bereitstellt, der den Innen-Mantel (854) steuert.
  20. Das Verfahren der automatischen Erfassung des Vorhan denseins von Flüssigkeit in einem Behälter (819) von einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 19, das weiter den Schritt des Leitens des elektrischen Signals von der Sonde (806, 807) an die Empfangsantenne (813, 810, 812) unter Verwendung einer leitenden Flüssigkeitsstand-Mess-Hülse (608) mit ersten und zweiten Enden umfasst.
  21. Das Verfahren der automatischen Erfassung des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter (819) von Anspruch 20, worin der Schritt des Leitens des elektrischen Signals von der Sonde (806, 807) an die Empfangsantenne (813, 810, 812) folgende Schritte einschließt: Umgeben des Flüssigkeits-Behälters (819) mit dem ersten Ende der Mess-Hülse (608); und Montieren des zweiten Endes der Mess-Hülse (608) neben der Empfangsantenne (813, 810, 812).
  22. Das Verfahren der automatischen Erfassung des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Behälter (819) von einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 21, worin der Schritt des Positionierens der Empfangsantenne (813, 810, 812) das Positionieren der Empfangsantenne (813, 810, 812) direkt unterhalb des Behälters (819) entlang der Verlängerung der Längsachse der im Wesentlichen linearen Sonde (806, 807) einschließt.
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