NO782137L - Apparat for overvaakning av kjemiske reaksjoner - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til og apparat for å overvåke kjemiske reaksjoner.

Oppfinnelsen angår et apparat for overvåkning av gjentatt absorbsjon av elektromagnetisk stråling i et antall prover som opptrer i en tidsperiode. Særlig gjelder oppfinnelsen et apparat ved hjelp av hvilket hver av et antall prover eller deler av provene utsettes for kjemiske reaksjoner med forskjellige reagenser. Absorbsjonen for hver slik prove måles gjentatte ganger i lopet av en forutbestemt reaksjonstid. Innforing av provene, valget av antallet av disse og valget og tilsetningen av reagenser og målingen av absorbsjonen kan skje kontinuerlig eller også i sett.

Apparatet ifolge oppfinnelsen egner seg for måling av kinetiske reaksjoner og er derfor anvendbar for enzym-analyse og sluttpunktmåling. Mange kjemiske reaksjoner krever fra noen få sekunder til mange minutter for den er av-sluttet og under en slik kinetisk reaksjonstid er det ofte av betydning å iaktta reaksjonens fremskritt ved at det foretas målinger flere ganger. En form for måling er å bestemme ved analyse absorbsjonen av elektromagnetisk stråling med en bestemt bolgelengde. I tilfelle av enzymreaksjonsmåling-er skjer dette ved anvendelse av apparater som krever betyde-lige forberedelser og behandling av laboratorieteknikkere og er meget tidkrevende.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å minske de begrensningene ved den tidligere kjente fremgangsmåte og å samtidig oke målenoyaktig og lette målingene særlig overvåkningen av kinetiske reaksjoner. Det er derfor tilveie-bragt et apparat som arbeider kontinuerlig hvor fotometerorganer fortrinnsvis omfatter et antall fotometriske detektorer og hvor det kontinuerlig skjer en avsokning av en grup pe kuvetter som mates frem med mindre hastighet i en fortrinnsvis sirkulær bane.

Ved en utforelsesform omfatter fotometerorganene et antall strålingskilder og strålingsdetektorer av fotoreagerende type. Hver strålingskilde er innrettet mot den tilhør-ende detektor i fast orientering som opprettholdes på ethvert tidspunkt under rotasjonen av en rotor som bærer fotometerorganene, og strålingsbanen ligger i en radius for rotoren og for et roterende bæreorgan som bærer kuvettene og roterer koaksialt med rotoren. Strålingsbanen er slik at den krysser en sirkulær bane i hvilken kuvettene er anordnet og det er et fritt rom mellom hver strålingskilde og den til-hbrende detektor gjennom hvilket den sirkulære gruppe av kuvetter passerer uten mekanisk forstyrrelse.

Ved en annen utf orelsesf orm omfatter f otometeror*-gaene én enkelt roterende strålingskilde i rotorens midtpunkt og denne sender sine stråler ut til en gruppe aksialt anordnede detektorer fordelt rundt rotoren. Fotometerorganene danner radiale optiske baner som inkluderer et fritt rom og avsoker det sirkulære rom som er konsentrisk med gruppen kuvetter som bæres av en roterende del rundt aksen for lyskilden. Kuvettene passerer ved sin bevegelse det frie rom i hver bane og lysstrålene i forhold til den tilhorende detektor endres aldri fordi lyskilden er faststående i forhold til samtlige optiske baner. Som folge herav blir under en omdreining av rotoren og detektorene foretatt flere gangers avsokning av hver kuvette slik at hvert av fotometerne avsoker hver kuvette. Hvis det f.eks. er 8 fotometriske detektorer, vil hver kuvette avsokes 8 ganger og det vil skje 8 målinger av absorbsjonen. Dette gjelder naturligvis for begge utforelsesformer, dvs. der det finnes bare én lyskilde eller flere slike. Den roterende del som bærer' kuvettene vil normalt rotere med meget liten hastighet og derved vil provene kontinuerlig kunne tilfores prove eller tommes for prove ved brokdelen av ettomlop i minuttet. Rotoren som 'bærer fotometerorganene vil på den annen side rotere med forholdsvis hoyere hastighet som kan være i stør-relsesorden 500 - 1000 omdr. pr. minutt. Den informasjonsmengde som kan samles på meget kort tid er tydeligvis meget stor. Når det tas hensyn til at de fotometriske detektorer fortrinnsvis arbeider med forskjellige bølgelengder, f.eks. vec anvendelse av atskilte filtere i deres respektive optiske baner, blir det tydelig at den samlede informasjonsmengde ikke bare blir stor, men også består av mange forskjellige arter.

Rotorens bevegelse er kontinuerlig mens den roterende dels bevegelse fortrinnsvis er intermitterende, dvs. trinnvis. Apparatet er programmert på slik måte ved egnet . elektronisk kretsteknikk at absorbsjonsmålingene skjer mens kuvettene ikke er i bevegelse,' men befinner seg i en hvileperiode. Dette kan oppnås enklere enn å få forsoke å få den roterbare del til å bevege seg med kontinuerlig lav hastighet og programmere fotometerne til å utfore sin avsokning i korte tidsperioder i lopet av hvilke kuvettene er innrettet i flukt med de respektive fotometerbaner under rotasjonen. Oppfinnelsen inkluderer imidlertid også en oppbygning på denne måte.

Da de materialer som inngår i provene som skal måles ved hjelp av apparatet i og ibr seg omfatter strålingskilder ved at de er luminiscente, fluoriscente eller radio-aktive, er det ikke nbdvendig med noen lyskilde og denne kan da sperres eller kobles ut.

Den strålingsmengde som overfores gjennom hver prove eller del av denne og som befinner seg i kuvettene detekteres for hver avsokning og omformes til en digital verdi som er proporsjonal med absorbsjonen ved hjelp av en elektrisk krets som omfatter en analog-digital-omformer Omformeren for hver fotodetektor bæres av selve rotoren helt inn-til fotodetektoren og derved spares forbindelser og gjor overforingen fra den bevegelige rotor til den stasjonære dél av apparatet forholdsvis enkel. De digitale verdier overfores fra fotometerrotoren gjennom hensiktsmessige organer som kobler den roterende del til apparatets stasjonære del.

En utforelsesform omfatter en lysemitterende diode og en annen har sleperinger. Signalene overfores til en mottaker som er stasjonær og deretter til hensiktsmessige lagrings- og be-handlingsorganer. Således kan signalene forst tilfores et betjeningsbord hvor de får informasjon' om den fortsatte vei, og dette skjer fra en hovedstyreenhet som overvåker hele apparatets programmering og virksomhet.

Apparatet er innrettet for å avgi såvel sluttpunkt-informasjon som informasjon som gjelder kinetiske reaksjoner.

Oppfinnelsen har en vesentlig fordel ved at for-bindelsen mellom lyskilden og fotodetektoren i hvert enkelt tilfelle er geometrisk fastlagt og derved kan det ikke oppstå noen variasjon under rotorens bevegelse. Hvis den roterbare del med kuvettene er anbragt på samme aksel, vil en eventuell'liten eksentrisitet som skyldes oppbygningen eller som oppstår under anvendelsen, ikke ha noen praktisk innvirkning på målingene .

Folgelig er en forste hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte til å overvåke kjemiske reak-. sjoner i et antall kuvetter som inneholder væsker eller lignende prover ved hjelp av fotometriske organer som frembring-er en strålebane som krysser alle kuvettene og som samvirker med fotometriske detektorer som leverer elektriske signaler

i samsvar med den kjemiske tilstand i kuvettene som flyttes sammen med de fotometriske organer i forhold til et referansested og oppfinnelsen erkarakterisert vedat de fotometriske organer flyttes på sådan måte at samme strålebane beveges i et bestemt forste gjentatt monster, at kuvettene flyttes på sådan måte at de beveges i et andre gjentatt monster, hvilke monstere samvirker slik med hverandre geometrisk at en vesentlig del av hvert opptrer samtidig hvor flyttingen av de fotometriske organer gir en avsokning av de kuvetter som befinner seg i denne del av monsteret og detektorene avgir tilsvarende elektriske signaler, idet de fotometriske organers bevegelseshastighet i forhold til denne del av monsteret er vesentlig stbrre enn kuvettenes bevegelseshastighet i en grad som er slik at flytningen av hver kuvette gjennom denne del av monsteret gjor at den avsbkes minst én gang i strålebanen og at de analoge signaler som detekteres omformes til digitale signaler som tilfores en lagringsinnretning for data.

En andre hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et apparat for å overvåke kjemiske reaksjoner i et antall ku- . vetter som inneholder væske eller lignende prover og hvis vegger er i det minste delvis istand til å overfore strålings-energi. Apparatet erkarakterisert vedet bæreorgan, en rotor som med en aksel er roterbart lagret i bæreorganet, en roterbar del som er koaksialt roterbart lagret på rotoren i forhold til bæreorganet, et antall kuvetter som er anbragt på den roterende del i et sirkelformet monster koaksialt med akselen, et forste drivorgan for rotasjon av den roterende del om sin akse i et forste rotasjonsprogram hvor kuvettene beskriver en sirkelbane, et andre drivorgan for rotasjon av rotoren om samme akse i et andre rotasjonsprogram hvor antallet omdreininger av rotoren i en gitt tidsperiode er storre enn antallet omdreininger av den roterende del, fotometriske organer som er anordnet på rotoren og avgir flere strålebaner som krysser sirkelbanen, slik at hver strålebane passerer minst én del av væskeproven i kuvettene under den'roterende dels rotasjon, detektorer som er innbefattet i de fotometriske organer og reagerer på strålebanene og avgir elektriske signaler i samsvar med den kjemiske tilstand

når kuvettene skjærer strålebanene, innretninger som er an-p ordnet på rotoren og reagerer på de elektriske signaler, en data lagringsinnretning for lagring av data for hvert av de elektriske signaler, og en anordning for å overfore de elektriske signaler fra detektorene til datalagringsinnretningen.

En tredje hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et apparat for å måle absorbsjonen i kjemiske reak- . sjoner i et antall kuvetter med væske- eller lignende prover, og som erkarakterisert vedbæreorgan med en horisontal kuvettebærer med et antall kuvetter som er anordnet i et sirkelformet monster om en vertikal . aksel og som har strålingsgjennomtrengelig vegg, en rotor som er roterbar horisontalt og parallelt med kuvettebæreren om akselen, et fotometer som er festet på rotoren og har en strålingskilde, et fotoreagerende organ rettet inn på linje med strålingskilden for å motta en strålebunt fra kilden på sådan måte at strålebanen folger en radius i rotoren, hvor enten fotometeret eller det fotoreagerende organ befinner seg utenfor kuvettens bevegelsesbane og strålebunten fra rotorens rotasjon beskriver en skive med vertikalt forhold mellom monsteret av kuvetter og skiven, slik at denne skjærer kuvettene i et plan hvor provene befinner seg, drivorganer for rotasjon av rotoren slik at strålen skjærer alle kuvettene i tur og orden minst én gang for hver omdreining hvis rotoren roterer mere enn én gang i forhold til kuvettembnsteret og et proporsjonalt mindre antall ganger hvis rotoren roterer færre ganger i forhold til kuvettembnsteret, hvilket fotoreagerende organ avgir elektriske analogsignaler i samsvar med strålingsabsorbsjonen i kuvetten og prbven, en innretning som leverer data for absorbsjonen og som er anordnet på bæreorganet og er stasjo-nært og reagerer på digital informasjon, en analog-digital-omformer anordnet på rotoren og forbundet med det fotoreagerende organ for omforming av analoginformasjon til digital-informasjon, og koblingsorganer som omfatter en faststående del som bæres av bæredelen og en roterbar del som er festet

på rotoren og som er forbundet med analog-digital-omformeren for å motta signaler fra denne, og den faststående del er forbundet med den datafrembringende del.

Noen utfbrelseseksempler på oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser skjematisk i perspektiv en utfbrel-sesform for et fullstendig apparat ifblge oppfinnelsen. Fig. 2 viser i perspektiv og delvis i snitt en del av den roterbare del for kuvettene og fotometerrotoren for en utforelsesform av et apparat ifblge oppfinnelsen. Fig. 3 viser et aksialt snitt gjennom den datafrembringende del av apparatet for utforelsesformen på fig. 2. Fig. 4 viser et aksialt snitt gjennom en annen utforelsesform av fotometerorganene og dataoverfbringsan-ordningene. Fig. 4a viser et delsnitt av fig. 4 med en modifisert utfbrelse for oppdelt strålebane. Fig. 5 viser et blokkskjerna for de deler av apparatet som gjelder frembringelsen og overfbringene av absorbsjonsmålingene til sifferdata.

Apparatet på fig. 1 og 5 består av et styre- og betjeningsbord 10 og en del 12 for kjemisk behandling. Infor-masjoner som gjelder hver prove og de forskjellige kjemiske målinger utfores for hver enkelt prove ved hjelp av et tangent- bord 14 og/eller datakort som mates inn i en mottaker 16 i datainngangsenheten 18. Inngangsinformasjonen fores til en hovedstyreenhet 20, som har mange funksjoner, av hvilke bare en del skal beskrives nedenfor, men for fagmannen er-oppbygningen av en slik enhet kjent. En forste funksjon som hovedstyreenheten 20 skal utfore er å måle en inngangsin-formasjon i en avlesningsenhet 22, som kan omfatte en visu-ell presentasjonsanordning 24 og en båndskriyer 26 ved hjelp av hvilken operatoren kan forvisse seg om at inngangsinfor-mas jonen .er innfort på riktig måte.

Hovedstyreenheten 20 kan lagre en ordreliste som gjelder hver av de kjemiske målinger som apparatet kan utfore. Når således inngangsinformasjonen setter en bestemt prove i forbindelse med et bestemt sett målinger, idet det antas at apparatet har tilstrekkelig fortynningsmiddel og reagenser, er alt som står igjen for operatoren å plasere provene i vedkommende prbveholdere 28 i prbveskiven 30. Deretter kan hovedstyreenheten 20 styre overforingen av prbvedeler til kuvettene 32 som er anbragt i et ringformet monster på en roterbar del som utgjor en del av den datafrembringende del 3^-. Overf oringsmekanismen 36 for prover og f ortynnings-middel utforer overflyttingen for hver prove til en identi-fisert kuvette 32. Ettersom de forskjellige prover overfores, vil kuvettene forflyttes frem ett trinn for hver kuvette som er tilfort prove. Fremmatning av kuvettene behover ikke være trinnvis, de kan også forflyttes langsomt på kontinuerlig måte.

Et reagenstilfbringsområde 38 har forskjellige rea-gensbeholdere 40 på en reagensskive 42. En forste og en andre reagensoverfbringsinnretning 42 resp. 46 overforer vedkommende reagens til en bestemt kuvette når denne befinner seg på riktig sted i den ringformede bevegelsesbane.

Den forste reagensoverfbringsinnretnings overfbringspunkt

i forhold til kuvettebanen er atskilt fra den andre over-fbringsinnretning 46, slik at den ligger foran flere trinn med en forskjell som tilsvarer et kjent tidsintervall, slik at den forste reagens kan ha reagert med prbven for innfbr-ingen av den den andre reagens. Visse kjemiske målinger kan kreve tilsetning av reagens fra bare én av reagenstilfbrsels-

innretningene.

Overfbringsmekanismen 36 likesom reagensoverfbrings-innretningene 44 og 46 kan være av den art som svinger i sir-kelbueform fra væskekilden .28 eller 40 til en kuvette 32. Såvel ved mottagning som avgivning av fluidum kan overfbrings-innretningen dykke ned i en beholder 28, 32 resp. 40 og lbftes og svinges fritt i en sirkelbueformet bane.

Mellom det tidspunkt da provene avgis og den forste reagens tilfores forlbper det en viss strekning på kuvettebanen i lbpet av hvilken målinger av prbvens overfbringsegenskaper sammen med fortynningsmiddel og kuvetteveggene kan foretas. Umiddelbart for det punkt hvor hver kuvette igjen befinner seg under overfbringsmekanismen 36 er det anordnet en rensestasjon 48 med sonder og mekanismer for å fjerne reak-sjonsproduktene hvis slike finnes, fra kuvettene, og deretter skylle kuvettene og gjore dem anvendelige for å motta en ny prove.

Det datafrémbringende organ 34 kjennetegnes ved føl-somheten av et antall fotodetektorer som er anordnet radialt rundt rotoren 56 og omfatter en strålingskilde, f.eks. en. lampe 50, og individuelle strålingsdetektorer 52 som kan ut-gjbres av fotoelektriske celler, fotomultiplikatorer eller lignende. Hver detektor 52 kan være forsynt med sin egen lyskilde 50 som vist ved utforelsesformen på fig. 2 og 3, men kan også ha en enkelt lyskilde, f.eks. lampen 50, som vist på fig. 4. Ved den forste utforelsesform er de enkelte lamper 50 anordnet utenfor den sirkelformede bane for kuvetten mens ved den andre utforelsesform er den eneste lampe 50 anbragt i rotorens 56 akse.

Ved begge utf orelsesf ormer bæres de f olsodetekter-ende organer i sin helhet av rotoren 56 når det gjelder strålingskilden og detektoren 52. Strålebanene 54 folger til-nærmet radier i rotoren 56 og vanligvis, slik ved utfbrel-sesformen på fig. 2 og 3, langs en del av rotorradien. Banen er således noen få centimeter lang og har minst mulig optiske elementer.

Fordelene'ved oppfinnelsen gjelder særlig når det anordnes flere fotometere på rotoren 56, men visse fordeler kan også oppnås méd. bare ett fotometer. Det er klart at ved et enkelt fotometer sammenlignet med en rotor med åtte fotometere er den takt i hvilken data samles opp mindre enn for et apparat med flere fotometere på bakgrunn av at antallet kuvetter på den roterbare del og rotasjonhastigheten er den samme i begge tilfeller. Et apparat med bare.ett fotometer kan gi hurtigere datafrembringelse ved at rotasjonshastig-heten okes. Databehandlingsorganets kapasitet for databehandling, lagring etc. er avhengig av datamengden som.frem-bringes. Likeså vil den innviklede utforming av databe-handlingsorganet stå i forhold til mengden av data som frem-bringes. Samtlige av disse faktorer og også ytterligere kan spille en rolle ved valg av antallet fotometere, rotorhas-tighet, bølgelengde for målingene og de kjemiske reaksjon-

er som apparatet skal behandle.

For sammenligning kan påpekes at skalaen for tegningene på fig. 2 og 3 og 4 er slik at rotorens 56 diameter målt under lampene 50 på fig. 3 er ca. 30 cm, og den samlede optiske bane fra- lampen 50 til den fotoreagerende anordning ér mindre enn ca. 2 cm ved utforelsen på fig. 2 og 3 og mindre enn ca. 8 cm ved utforelsen på fig. 4.

Den sirkel av kuvetter som bæres av skiven eller den roterende del 74 roterer om akselen 58, som også utgjor aksel for rotoren 56. Monterings- og drivorganene for rotoren 56 og den roterbare del 74 skal beskrives nærmere under henvisning til fig. 2 - 4 i forbindelse med fig. 1. Som allerede nevnt kan. rotoren 56 på fig. 2 - 4 ha en diameter på ca. 30 cm slik at tegningen har en skala på ca. 1:2. Fig. 1 har en skala på ca. 1:5.

Av det foregående fremgår at under en fullstendig omdreining av den roterbare del 74 vil en bestemt kuvette 32 få sin prove utsatt for fluidumbehandling, kjemisk reaksjon og måling og behandlingen for å motta en ny prove for hver omdreining. Kuvettenes bane er vist som en sirkel i apparatet, men kan ha modifisert form, hvis dette er onskelig.

Den roterbare del 74 forflyttes i en forholdsvis langsom takt slik at den totalt utforer fem til tyve omlbp pr. time idet hvileperiodene er noe lengre enn bevegelses-periodene. Denne hastighet er forholdsvis langsom i forhold til rotorens 56 hastighet som sammen med fotometrene normalt roterer med en hastighet som er mange hundre ganger pr. minutt. I lopet av hver hvileperiode da målingene fortrinnsvis er programmert til å finne sted, kan det skje mange omdreininger av rotoren med tilsvarende antall målinger ved hjelp av alle fotometerne for alle kuvettene. Fortrinnsvis skal det være minimalt én omdreining av rotoren 56 for hver hvileperi- . ode.

På denne måte kan det skje mange i tid atskilte målinger av reaksjonen i en bestemt kuvette og disse kan opp-, tegnes og/eller lagres for databehandling innen en enkelt kuvettekretsbane, dvs. under én omdreining av den roterbare del 74. Den beskrevne måte for behandling og sluttpunktbe-stemmelse kan lett utfores i lopet av denne periode, ikke bare for prbven i en enkelt kuvette 32, men for et kontinuerlig antall prover som overfores til og fjernes fra kuvettene 32 på den roterbare del 74.

Hvis det er anordnet 120 kuvetter 32 på den roterbare del 74, og.denne mates frem én gang hvert sjette sekund, vil en hel omdreining skje i lopet av hvert tolvte minutt i forhold til huset som bærer de datafrembringende komponenter 34. Hvis rotoren 56 og dets åtte fotometere roterer om akselen 58 med en hastighet av ett omlbp for hvert sjette sekund, er dette ,en forholdsvis•langsom hastighet på ti omdreininger pr. minutt eller 120 omdreininger av rotoren 56

for hver omdreining av den roterbare del 74. Hvis man antar at målingene skjer til enhver tid, vil hver kuvette 32 i gruppen på den roterbare del 74 avsbkes fotometrisk 960 ganger under én omdreining i forhold til huset som bærer f.eks.

de datafrembringende komponenter i forhold til det punkt der prbven ble overfort. Hvis rotorens 56-hastighet fordobles, vil antallet målinger oke: til 1920, men det er klart at da dette gjelder for bare én kuvette og den samme prove vil det totale antall målinger som skjer under en enkelt omdreining av den roterbare del 74 være av størrelsesorden 18.000 for den minste hastighet av rotoren 56 og 36.000 for den angitte dobbelte hastighet.

Da noen av de posisjoner hvor kuvettene 32 befinner seg anvendes for skylling av kuvettene og noen for overforing av prove og reagens og noen skal anvendes for omroring, vil det totale antall kuvetteposisjoner i den sirkelformede bane hvor måling eller overvåkning skjer, være mindre enn antallet kuvetter. Det totale antall målinger som ovenfor er angitt vil derfor være mindre med et antall som tar i betraktning de plasser som er nbdvendige for de ovenfor angitte funksjoner. Det skal bemerkes at overvåkningen kan fortsettes i hver posisjon hvis det er bnskelig, idet det overlates til databehandlingsstyreinnretningen å utelate avlesninger som ikke har betydning. Avlesninger som foretas i perioder da skylling skjer kan utjevnes til blinde målinger og til og med en viss informasjon kan oppnås fra prover i ikke-reage<p->ende tilstand for innfbring av reagens. ' Som et eksempel skal det antas at 8000 atskilte, fotometriske målinger kan skje for hver prove når rotoren roterer med 10 omdreininger pr. minutt og det forefinnes 120 kuvetter, idet fremflytningen skjer i • en takt med én omdreining av den roterbare del 74 på 12 minutter hvor .hvert trinn når det gjelder fremflytning skjer hvert sjette sekund og at det er anordnet flere stasjoner langs kuvettegruppens bane som opptas av funksjoner som ikke gir fotometrisk overvåkning.

Da 800 målepunkter når den gjelder en reaksjon hvor hver måling skjer med mellomrom på trekvart sekund i lopet av 10 minutter, ikke er nbdvendig, og da visse kjemiske prover kan overvåkes bedre med en bestemt bølgelengde, kan hver av fotometrene forsynes med et bestemt filter 60 slik at hvert fotometer kan frembringe stråling og foreta målinger med sin egen bblgelengde. Hvis man antar at hvert filter 60 er forskjellig og at informasjonen fra en bestemt prove

i en bestemt kuvette er mest verdifull bare fra ett av de åtte fotometere, kan det fra ett fotometer oppnås 100 målinger av vedkommende reaksjon hvis perioden er 10 minutter og det skjer én måling hvert sjette sekund. Hvis man bnsker at en reaksjon skal overvåkes oftere enn én gang hvert sjette sekund, kan flere enn ett av fotometrene arbeide med samme bblgelengde.

Det skal påpekes at fotometrene som er vist på tegningene er jevnt fordelt rundt rotoren 56, men det er klart at fotometrene kan grupperes eller fordeles ujevnt innenfor oppfinnelsens ramme. Bikromatiske bestemmelser kan være

..bnskelige i fotometerpar som ligger nær hverandre.

Det er kjent at man ved egnet valg av reagenser kan overvåke forskjellige reaksjoner med samme bblgelengde og ved anvendelse av flere forskjellige bølgelengder og egnet reagens, kan flere forskjellige prover behandles, i apparatet. Da alle kuvettene avsbkes av hvert fotometer, vil muligheten for forskjellige fotometere som arbeider med forskjellig bblgelengde muliggjbre at prbven alene såvel som en reaksjon i kuvetten kan overvåkes av mere enn ett fotometer og derfor med mere enn én bblgelengde ved atskillelse i tid mellom overvåkningen med forskjellig bblgelengde med 3/4 sekund i foreliggende tilfelle. Dette varierer naturligvis i avhengig-het av oppbygning og krav. Hver prove behbver ikke overvåkes med alle bblgelengder og hver prove behbver ikke å underkastes alle målinger som kan oppnås med apparatet. Data som innfores i inngangsorganet 18 og hovedstyreenheten 20 kan styres og programmeres på sådan måte at det utfores bare én måling som er nbdvendig for hver prove og bare for de kuvetter som er bnskelig, og derved minskes antallet nbdvendige prove- og reagensvolumer ved maksimal anvendelse av kuvetteposisjoner og fotometerorganer for å gjore antallet prover i apparatet. Apparatet krever ikke ett bestemt sett målinger for hver prove, selv om atskilte målinger for settet ikke"skulle kreves for visse prover og heller ikke forårsaker apparatet på den måte som er kjent fra den kjente teknikk,

at tomme kuvetter som representerer overhoppede målinger opp-tar plass på den roterende del 74. Denne likesom andre prbve-behandlingsstyrefunksjoner ved hjelp av hovedstyreenheten 20 foreligger på funksjonsstyreledningen 62 som er vist på fig. 5.

Det skal her bemerkes at apparatet ifblge oppfinnelsen har stor fleksibilitet med hensyn til å kunne tillempes mange slags prover uten at det gjor seg gjeldende bkonomisk eller med hensyn til kapasitet. Som ovenfor nevnt behbver ikke hver prove overvåkes med alle bblgelengder. Heller ikke behbver hver prbvedel å underkastes samtlige målinger som apparatet kan utfores. Valget av målinger påvirker ikke ana-lysekapasitet uten tap av prbvedeler eller reagens, uten at det utfores unodvendige målinger hvis data er unyttige og uten at noen kuvetter overhoppes. På grunn av dette er det tydelig at apparatets kapasitet ikke påvirkes av anordningens-store fleksibilitet og mangesidighet.

Apparetet har meget stor selektivitet med hensyn til prover uten den tvetydighet som forekommer ved tidligere automatiske kjemianalyseinnretninger ved at en prove ikke utfores i en bestemt kuvette er samme kuvette tilgjengelig for en annen prove.

Fig. 2 og 3 viser detaljer ved utformingen av kom-ponentgruppen 34 for datafrembringelsen, idet det skal også

henvises til fig. 4. Hver strålingskilde 50 og den tilhorende detektor 52 ligger forholdsvis nær hverandre og på linje og er festet på rotoren 56 og får derved en kort strålingsbane 54 med fast lengde og langs en radius fra aksen 58. Rotoren

56 er roterbart lagret om aksen 58 og er forsynt med en nedover ragende hul aksel 54 som er lagret i et lager 66 på

bæredelen 68, 70. Egnede drivorganer 72 er koblet med akselen 64 for rotasjon av rotoren 56 med sine fotometere av hvilke to er vist på fig. 3. Fotometerkomponentene og den korte strålingsbane 54 mellom disse har således fast lengde og orientering i forhold til hverandre og i forhold til akselen 58. Lagrene 66 er bære og trostelagre, og resul-terer i noyaktig rotasjonsbevegelse av fotometrene under rotorens 56 bevegelse og derved muliggjbr noyaktig og gjentatte identiske fotometriske målinger under apparatets drift. Til tross for de forsiktighetsforholdsregler som er tatt for å sikre noyaktig gang og eliminering av eksentrisitet under rotasjonen, er oppfinnelsens natur slik at en viss eksentrisitet under denne rotasjon ikke vil påvirke nøyaktigheten

skadelig.

Den ringformede gruppe av kuvetter 32 er anbragt på en roterbar del 74. Kuvettene kan være avtagbare eller den roterbare del kan være stbpt eller på annen måte utformet med permanente kuvetter 32. Den roterbare del 74 er lagret for rotasjon om samme akse 58 som rotoren 56 og over-denne slik at tilgangen til kuvettene 32 skjer ovenfra. Gruppen av kuvetter strekker seg nedover fra oversiden av den roterbare del 74 som er plateformet og kuvettene danner en ring formet bane som skjærer samtlige strålingsbaner 54 for fotometrene. Disse baner 54 er meget korte og ved utforelsesformen som er vist på fig. 2 og 3 er rommene mellom filtrene 60 og lampene 50 slik at de danner en lignende ring som faller sammen med den som dannes av kuvettenes 32 baner.

Fotometrene 50 - 52 kan være anbragt på rotorens

56 ovre flate ved anvendelse av klemmer, boyler e.l. eller de kan være anbragt i det indre av en tykk; plate.som danner rotoren og som er noyaktig formstbpt for å motta disse. Derved kan det dannes et ringformet spor i den ovre flate av rotoren 56 for å oppta den nedover ragende del av gruppen av kuvetter under deres rotasjon. Strålebanene kan da skjære sporet radialt slik at de uten hinder går gjennom veggene i kuvettene når prbven forefinnes for måling. Det er klart at kuvettene er fremstilt av transparent eller strålingsgjennomtrengelig materiale og må ha riktig orienterte vegger som ikke bryter eller sprer strålingen som passerer dem.

Den roterbare del 74 har et nav med en akseltapp

76 som er lagret i lagre 78 i en utsparing i den hule aksel

64 slik at den roterbare del 74 kan rotere uavhengig av rotoren 56. Rotasjon av den roterbare del 74 kan skje ved vilkårlige hjelpemidler som ikke er vist på fig. 3, men på fig. 4 er en slik drivinnretning vist. Da den roterbare del 74 og fotometerrotoren 56 er anbragt koaksialt om samme akse 58 og den roterbare dels 74 akseltapp 76 roterer inne i den hule aksel 64, vil kuvettenes bane og det areal som fotometrene avsbker skjære hver fotometers korte strålingsbane 54 med reproduserbar stor nøyaktighet hvilket betyr nbyaktige fotometriske målinger uten at det kreves innviklede lysled-ningsarransjementer av den art som tidligere er anvendt innenfor teknikken.

For å forbedre den kontinuerlige jevne rotasjonsbevegelse av rotoren 56 kan denne ha en tung omkretskant slik at det oppnås svinghjulsvirkning. I motsetning hertil skal den roterbare del 74 for kuvettene ha forholdsvis liten vekt og fremflytningen kan med fordel skje i trinn med hvileperioder mellom hvert trinn.

Fig. 4 viser i forste rekke en modifisert anordning av fotometerorganet 50 - 52. En slik modifikasjon og andre forskjeller mellom fig. 3 og 4 skal angis i forbindelse med fig. 5 under forklaring av virkemåten for oppbytningen som- er vist på fig. 3 såvel som på fig. 4.

Som vist på fig. 3-5 tilfores elektriske utgangs-signaler fra strålingsdetektorene 52 til elektriske komponenter for analog-digital-omforming og overforing fra de datafrembringende komponter 34 til betjeningsbordet 10 (fig. 1). Fortrinnsvis anbringes de elektriske komponenter på deler av rotoren 56 og dens aksel 64 i form av kretskomponenter, kretskort og tilslutninger av den art som er vist med 80 -

82, slik at de elektriske komponentene kan forflyttes sammen med de tilhorende fotometere under rotasjonen om akselen 58 uten at det er nbdvendig med sleperinger, kommutatorer eller lignende på de fdlsomme punkter eller noe mere innviklede f or-bindelsesanordninger. Overforingen av en stor mengde atskilte elektriske målinger i form av analogiverdier fra flere strålingsdetektorer 52 som beveger seg kontinuerlig betyr problem av såvel mekanisk som elektrisk art. Det har vært ansett at med den hittil kjente teknikk har det ikke vært mulig å mere nbyaktige data fra mange fotometere fra mange kjemiske over-våkninger av et stort antall prover. Anordningen på fig. 5 gir en effektiv, fleksibel og allikevel enkel og noyaktig metode for dataoverforing.

Overst til venstre på fig. 5 er vist en av de anordninger 84 som er anbragt på rotoren 56 med tilhorende strålingskilde 50 som retter sin stråling gjennom veggene på en kuvette 32 og treffer en strålingsfolsom detektor 52

etter å ha passert filteret 60. Detektoren kan være en sili-siumdiode, en fotomultiplikator, en vakuumfotodiode eller en annet fotoreagerende anordning. En avsokningstid på noen få millisekunder gjennom fotometerveggene i en praktisk talt stillestående kuvette er tilstrekkelig for å oppnå tilstrekkelig analogimålinger ved den stråling som faller på detektoren 52 for å muliggjbre beregning av absorbsjon. Detektoren'52 reagerer på strålingsmengden som overfores gjennom prbve-delen i kuvetten og gjennom kuvetteveggene ved at det dannes et elektrisk signal som er proporsjonalt med denne strålingsmengde. En integrator er tilsluttet detektoren og omformer de dannede signaler til en utgangsspenning som er proporsjonal med provedelens overfbringsegenskaper. En logaritmisk analog-digital-omformer 88 er koblet med integratorens utgang og leverer sitt utgangssignal til en ledning 90 i form av et digitalt signal som er en funksjon av provedelens absorbsjon. For lettere å vise dette er bare en del av de åtte foto-metermodulatorene 84 vist, men samtlige åtte utgangsledere 90 for fotometerne er vist.

I en byeblikksstilling av den kontinuerlige bevegede rotor 56 vil samtlige åtte detektorer 52 motta stråling som har passert prover i åtte atskilte kuvetter og som via ledningene 90 tilfores en digital multiplekser 92. Multiplekser.en arbeider på en typisk omkoblingsmåte under styring av en datastyreenhet 94 av ledning 96 for å overfore data fra hver av omformerne 88 til datastyreenheten via en dataledning 98. Disse data kan behandles i form av binære bits med ett binært ord som representerer absorbsjonsavlesningen for hver kuvette. Korrelasjon mellom hvert dataord og den samme provedel- eller kuvetteidentifikasjon kan tilveiebringes ved hjelp av datastyreenheten. Organer for slik identifikasjon og koblinger av disse til datastyreenheten er ikke vist. Etterat dataordet er overfort til datastyreenheten 94 vil denne frembringe en tilbakestillingsordre på en ledning 100 til vedkommende omformer 88 for å muliggjbre at denne mottar neste analogsignal som stammer fra neste kuvette som avsbkes

. av vedkommende fotometer 84.

Hver integrator 86 blir tilbakestilt ved sin omformer når det samme digitale ord mates inn på multiplekseren.' En tilbakestillingsledning 101 overforer denne ordre, vanligvis for tilbakestilling av omformeren gjennom datastyreenheten 94. For å sikre at strålingen gjennOm en kuvette ikke inkluderer stråling fra en tilgrensende kuvette, sett fra integratoren 86, kan integratoren settes i virksomhet ved en ordre på ledningen 104 for start av integreringen og denne ordre kan utlbses som svar på ett eller flere forhold f.eks. et tidsforhold med rotordrivorganet 72 eller beliggenheten av kuvetten i forhold til strålingsbanen 54 eller formen av utgangssignalene fra detektoren 52.

Avhengig av komplisertheten av datastyreenheten 94 og hvor stor'hukommelse den har, hivs denne forefinnes, kan måten for behandling av datasignalene og utgangssignalene vari-eres. Således kan f.eks. ved anvendelse av en enkel datastyreenhet hver inngang som tilfores et dataord i datastyreenheten overfore dette ord til hovedstyreenheten 20 og behandles i denne for mottagelse i avlesningsenheten 22. Hovedstyreenheten kan være forsynt med en datalagringsinnretning og ha korrelasjonskapasitet i likhet med den tidligere nevnte funksjons styring og instruksjons- og ordreinformasjon. På den annen side kan, hvis datastyreenheten har tilstrekkelig hukommelseskapasitet, minst alle slike dataord som

de nevnte 960 utledes under én eller flere omdreininger av rotoren og lagres i denne.

Hvis det antas at hvert fotometer 52 arbeider med en bestemt bblgelengde og at en bestemt kuvette 32 skal overvåkes av bare ett fotometer 52, som arbeider med den bolgelengde som gir maksimal måling av den bestemte reaksjon som opptrer i kuvetten, vil 960 dataord som'multiplekseren 92 mottar i lopet av en periode eller en omdreining av rotoren 56, bare bestå av 120 ord som normalt er nbdvendig for hovedstyreenheten 20. Bestemmelsen av hvilke dataord som skal anvendes for databehandling fremgår av den inngangsinforma-sjon som horer til de bestemte prover. Hovedstyreenheten 20 tildeler hver bestemt kuvette en prove og en måling og der-med et bestemt fotometer og deretter kan det dataord som er onseklig for'denne kuvette for hver omdreining av rotoren 56 identifiseres og settes i forbindelse med dataord fra samme kuvette ved en etterfølgende omdreining av rotoren som ved denne utforelsesform er 120 omdreininger av rotoren 56.

Avhengig av den bnskede grad av kommunikasjon mellom datastyreenheten 9k og hovedstyreenheten 20, størrel-sen av deres hukommelser, arbeidshastigheten i apparatet etc, hvilke faktorer, er spørsmål om omkostninger, kapasitet, og annet som påvirker konstruksjonen, kan den sistnevnte forår-sake at samtlige nittisekstusen ord overfores til hovedstyreenheten for dennes valg av de nødvendige tolvtusen ord, eller også kan de to styreenheter 20 og 9k kommunisere på

slik måte at bare de bnskede tolvtusen ord overfores fra datastyreenheten til hovedstyreenheten.

Konstruksjonen påvirkes av tidsangivelsen for over-

foringen av dataordene fra' datastyreenheten til hovedstyre-■ enheten. Det kan være en endelig mengde uanvendt tid mellom avsbkningen av hver kuvette når rotoren 56.forflytter seg til innretning i flukt med det neste sett på åtte kuvetter, likesom ved slutten av hver omdreining når kuvettegruppen flyttes frem ett trinn. Da apparatet kan.arbeide kontinuerlig, som

allerede nevnt, kan én omdreining folges av neste uten noe: vesentlig avbrudd, hvilket, står i.motsetning til den trinn-vise arbeidsmåte. Data kan fblgelig overfores på kontinuerlig måte og lagres ikke for på et senere tidspunkt og innfores deretter i behandlingsenheten. Denne kontinuerlige overforing av data fra den datafrembringende gruppe 34 til betjeningsbordet 10 kan skje under en bestemt styring fra datastyreenheten 94 i stedet for utelukkende fra hovedstyreenheten 20 som tidligere nevnt.

Med uanvendt tid som ovenfor antydet, dvs. tid mellom avsokning av kuvetter eller, ved slutten av en omdreining, betyr ingen begrensning av oppfinnelsen. Dette betyr at det er mulig å mate morkstrbm mellom kuvetteavsokningene for å innstille fotometerskalaene. Avlesningene kan lett identifiseres av styreenheten og behandles etter bnske og programmeres ..

Selv om kontinuerlig arbeidsmåte har vel kjente fordeler overfor den settvise arbeidsmåte, kan det foreligge forhold som berettiger settvis håndtering. Apparatet ifblge oppfinnelsen kan anvendes ved settvis behandling. Således kan f.eks. hele den roterbare del lk ha form av en avtagbar skive som erstatter.én eller flere lignende skiver som har kuvetter som allerede er fylt med prbvedeler og eventuelt også reagens hvor hver utskiftbar skive utgjor et sett.

Hvis settet skulle bestå av bare et lite antall prbvedeler, kan kuvetteskiven utformes som et segment og da skal bare et segment eller en del av skiven erstattes med et klargjort segment med kuvetter. På samme måte kan en prove som behbves umiddelbart kunne innsettes i apparatet.

En slik oppbygning kan ha en roterbar del i likhet med 74 sammen med en tynn plastskive som f.eks. er vakuum-presset av syntetisk harpiks med fordypninger som danner kuvetter og som kan festes på den ovre flate av den roterbare del. Driften av apparatet vil da ikke være så forskjellig, men krever bare riktig orientering av den utskiftbare plastskive for å oppnå enkel identifikasjon, og med små modifika-sjoner' for start-og stopp av apparatet slik at operatoren kan fjerne den anvendte skive og anbringe en ny..

Ved normal drift behbver en slik skive eller en roterbar del ikke behbve rotere, men kuvettene kan avsokes i et antall som svarer til antall fotometere rundt rotoren 56. En fremmatning av den roterbare del 74 kan være nyttig når apparatet skal omstilles mellom kontinuerlig og settvis drift. Muligheten for å fjerne den tynne plastskive på den roterbare del 74 kan bety en fordel når umiddelbare prover skal foretas og det ikke er onskelig å integrere slike prover med prover fra rutinemessige målinger. En fremmatning kan også være fordelaktig sammen med fjernbarheten ved settvis arbeidsmåte når trinnene innen de enkelte sett innforer filtere i strålebanene.

Med en anordning for settvis arbeidsmåte og hvor rotoren har flere fotometere, kan lignende fotometere anvende^individuelle lamper 50 for hver fotodetektor 52 eller en enkelt sentral strålingskilde som betjener, samtlige fotometere.

En modifikasjon av oppfinnelsen kan omfatte en fast eller fremflyttbar roterbar del med kuvetter og en rotor som har et enkelt fotometer, idet rotoren også har et filterhjul anordnet vertikalt for å oppfange strålebanen fra fotometeret for den går gjennom kuvettene. I et slikt tilfelle er rotoren innrettet for å stoppe momentant ved hver kuvette og automatisk dreie filterhjulet for å tilveiebringe atskilte målinger ved hver enkelt bblgelengde som identifiseres ved hensiktsmessige synkroniseringsorganer for å sendes til den rette adresse i hukommelsen eller opptegningsanordningen ved hjelp av datastyreorganet. På denne måte oppnås virkningen av et antall fotometere uten at det er nbdvendig med noen duplisering av fotometeret.

Det skal bemerkes at henvisningen til omdreiningen av rotoren 56 ikke skal anses begrenset til bevegelse i én retning fordi det er mulig å la rotoren 56 svinge ved å dreie seg hovedsakelig én omdreining og deretter kaste om og dreie

seg én omdreining i motsatt retning etc.

Under henvisning til fig. 5 skal begge typer data-strøm og -styring beskrives og forst den som krever toveis-kommunikasjon mellom styreenhetene 20 og 94 og deretter den som kan anvende énveis-kommunikasjon. Om den sistnevnte er enklere enn den fbrstnevnte, krever den mere gjennomtenkte anordninger likesom storre hukommelseskapasitet i hovedstyreenheten.

Toveis-kommunikasjon mellom hovedstyreenheten og datastyreenheten kan oppnås ved et par kommunikasjonslogikkenheter 106 og 108, et par sendere 110 og 112, og et par mottagere 114 og 116. Elementene 106, 110 og 114 er anordnet i den roterende del av den datafrembringende gruppe 34. De tilsvarende elementer 108, 112 og 116 befinner seg i betjeningsbordet 10 og/eller i en stasjonær del av komponent-gruppen 34. En styreledning 118 og en dataledning 120 forbinder datastyreenheten 94 med kommunikasjonslogikkenheten 106.

På samme måte forbinder styre- og dataledninger 122 og 124 hovedstyreenheten 20 med kommunikasjonslogikken 108. Typisk for toveis-styreinformasjon på ledningene 118 og 122 er muligheten for innfdring av ett eller flere dataord i eller utlesning fra den ene eller den andre eller begge hukommelsene i enhetene 20 og 94 og tilgjengeligheten for de tilhorende logikkenheter 106 og 108 for å motta eller sende slike data.

Da det ved den her beskrevne utforelsesform av den elektroniske del skal være toveis-kommunikasjon mellom datastyreenheten i reaksjonsdelen og hovedstyreenheten i betjeningsbordet, må styre- og data-ledningene 118 - 124 være toveis-rettet, og dette er angitt med pilhodene på fig. 5.

Også kommunikasjonslogikkenhetene 106 og 108 må ha toveis-egenskaper.

De dobbeltrettede dataledninger 120 og 124 kan fore dataord serievis med parallelle bits, men inngangssignalene fra mottagerne 114 og 116 og utgangssignalene fra senderne 110 og 112 må være utformet serievis bit for bit. De fore-treukne utforelsesformer for sendere og mottagere, som vist på fig. 3, resp. fig. 5, er fotoemitterende og fotofolsomme. På fig. 4 er vist en sleperingsanordning 110 - 116, men også andre former for sending og mottagning er mulig, f.eks. av hoyfrekvenstypen, og alle ligger innenfor rammen av oppfinnelsen og skal ikke være begrensende.

Strålingsoverfbringen, f.eks. ved hjelp av en foto-diode, er såvel enkel som hensiktsmessig i forbindelse binære data i form av seriebits. Videre er strålingsemisjon og -mottagning mindre utsatt for forstyrrelser enn hoyfrekvens-overfbring, særlig når elementene 110 - 116 kan ligge nær hverandre.

Som vist på fig. 3 kan senderen 110 og mottageren 114 anbringes i den hule aksel 64 og rotere sammen med denne om akslen 58. De tilhorende elementer 116 og 112 kan være stasjonære og ligge nær akselen 58 og være forbundet med logikkenheten 1Q8 i betjeningsbordet 10. I og med at de er anbragt i nærheten av aksel 58, vil rotasjonen av senderen 110 i forhold til mottageren 114 ikke foranledige noen feil i overforingen av binære databits. På den annen side hvis stbrrelsen av et signal i stedet for forekomst eller mangel av slikt var et mål for prbvedata og styreordre, ville den innbyrdes bevegelse mellom sender og mottager kunne tilveiebringe overfbringsfeil.

Av det foregående fremgår tydelig at for bkonomisk utnyttelse av hukommelseskapasiteten i hovedstyreenheten 20 må bare de bnskede dataord sendes fra datastyreenheten 94. For å oppnå dette må inngangsinformasjonen fra datasignal-• organet 18 sbrge for at hovedstyreenheten får en oversikt over de prbvedeler eller kuvetter som man bnsker å oppnå data fra. Når nye prover tilfores prbveskiven 30 og tilhorende signalinformasjon tilfores hovedstyreenheten og gamle prover underkastes sin måling, vil denne oversikt kontinuerlig oppdateres. Ettersom hvert dataord mottas av datastyreenheten 94 fra multiplekseren 92 ved toveis-kommunikasjon, vil disse dataord bli kontrollert i forhold til oversikten for bnskede data og sendes bare til hovedstyreenheten når det skjer en bekreftet sammenligning. Denne kommunikasjon krever at datastyreenheten og dennes logikkenhet har innbyrdes utbytning på ledningene 118 og 120 når det gjelder det forhold at et dataord er mottatt fra multipleksanordning-en, at en identifisering av dette ord er skjedd, samt at logikkenhetene 106 og 108 er ferdige med overforingen av denne identitetsinformasjon til hovedstyreenheten.

På samme måte vil hovedstyreenheten og dens led-ninger 122 og 124 sammen med logikkenheten 108 tilkjennegi tilgjengeligheten for kommunikasjon, motta identifiserings-data, tilveiebringe en sammenligning og deretter enten for-årsake at dataord kasseres av datastyreenheten eller at de overfores for lagring via: hovedstyreenheten. Hver kommunikasjon vil kreve sending og mottagning gjennom det ene eller det andre par komponenter 110, 116 eller 112, 114.

Ved den andre utforelsesform av'datakommunikasjonen sendes samtlige dataord fra datastyreenheten 94 til hovedstyreenheten 20 som da selv kan bestemme hvilke dataord som . skal fortsette til lagring for sluttelig utlesningsformål. På grunn av denne enklere kommunikasjonform behbver dataled-ningene 120 og 124 bare mate i retning mot hovedstyreenheten, og kommunikasjonslogikkenheten 108 vil arbeide bare som en mottagerenhet og sendermottagerparet med elementene 112 og 114 vil ikke være nodvendige. De dobbeltrettede styreled-ninger 118 og 122 mellom styreenheten og deres respektive kommunikasjonslogikkenheter kreves imidlertid for dette for-mål.

Forskjellen mellom utforelsesformene på fig. 3 og fig. 4 skal beskrives nedenfor. For det forste er strålingskilden 50 på fig. 4 anbragt i aksel 58 og omfatter bare et eneste element i. form av. en wolframlampe i stedet for et antall lamper som befinner seg rundt rotorens 56 omkrets som vist på fig. 3. Strålingskilden 50 på fig. 4 er forbundet med rotoren 56 og roterer sammen med denne.

Et antall optiske ror 126 med linser som er vist på fig. 4 i rotoren 56 er anordnet med sin ene ende nær strålingskilden 50,med den andre nær den ringformede bane for kuvettene og i flukt med detektorene 52. Detektorene 52 er også anbragt på rotoren 56 på samme måte som ved utforelsen på fig. 3. De baner og monstre som avsbkes av de strålebunter som når hver detektor er i seg selv de samme som på fig. 3.

En fordel ved å anvende en enkelt strålingskilde 50 er at det er enklere å bli kvitt den varme som utvikles slik at det blir enklere å regulere kuvettenes temperatur. Det skal bemerkes at den på fig. 3 viste utforelsesform har de enkelte lamper beliggende nær den ringformede bane for kuvettene, og varmen fra disse lamper kan derfor bestråle eller overfores til materialet i kuvettene. Mange av de reaksjoner hvis egenskaper skal måles er av en slik art at tempera-turendringer er kritiske. I virkeligheten anordnes ofte hjelpemidler for inkubasjon av kuvettene under deres avsbk-ning og anordningen på fig. 4 tillater en slik oppbygning lettere og det oppnås en bedre arbeidsmåte som folge av at varmekildene, ikke er tilstede.

En annen fordel ved en enkelt strålingskilde er at det ikke finnes noe problem med forskjellig intensitet, farge eller bblgelengde av strålingen, hvilket kan ventes ved flere . atskilte strålingskilder selv om de er utvalgt. Hva som hender med den ene strålingskilde, hender med alle avlesninger som skjer, og noen virkning inntrer ikke fordi det er rela-tive målinger det er snakk om. Strålingskilden 50 kan lett kjoles med luft som sirkulerer i dens nærhet og dette kan skje på en måte som ikke kjoler kuvetten. Matningen av den ene strålingskilde 50 er enklere og mere bkonomisk.

I de hittil beskrevne utforelsesformer er det bare én enkelt strålebunt 54 som går gjennom kuvetten 32 og deretter faller på fotodetektoren 52 etter å ha passert et filter 60 som vanligvis er anbragt nær fotodetektoren og ikke er i ett med denne. Ved den på fig. 4 viste konstruksjon er det mulig å fokusere strålebunten til en meget fin stråle for passering av den nedre del av kuvetten 32, men det er dessuten mulig å anordne, oppdelingsorganer for strålingen i fokuseringsrbret eller utenfor dette for å danne to strålebunter som kan være rettet i parallelle baner gjennom kuvettene på forskjellige nivåer for å undersbke forskjellige sjikt av det som skal analyseres. En slik oppbygning er vist på fig. 4a og skal beskrives nærmere nedenfor.

Fig. 4a viser komponenter som er likeverdige med

de på fig. 4 og har samme henvisningstall med en markering.

Rotoren 56' har et fokuseringsror 126.' som leder en strålebunt 54' som stammer fra en kilde i likhet med 50 på fig. 4 og et strålingsgjennomtrengelig speil 150 som er anordnet i en vinkel på 45° bak roret 126'. En del av strålebunten går gjennom speilet 150 og utgjor den nedre strålebunt 54Td og den andre del reflekteres 90° oppover mot et i 45° vinkel anordnet speil 152 for refleksjon av den ovre strålebunt 54'u. Disse strålebunter passerer på forskjellige nivåer innholdet. 154 i kuvetten 32' som er anbragt på den roterbare del 74' slik at den beveger seg i en bane i et ringformet spor 156

i rotoren 56'.

Det er anordnet to fotodetektorer 52' og 52" for

de to nivåer i flukt med de to speil 150 og 152 for å motta strålebuntene 54'b og 54'u. Hver detektor har et filter 60' og 60" og åpninger 158 resp. 160 for strålebuntene.

Det er klart at strålebunten 54' som går fra foku-seringsroret 126' blir oppdelt og passerer et nedre sjikt

i innholdet 154 og et ovre sjikt i dette. Fotodetektorene 52' og 52" er uavhengige av hverandre og leverer hvert sitt signal som overfores til databehandlingsutstyret for å tilveiebringe ytterligere informasjon med hensyn til reaksjonen som foregår i kuvetten 32'. 0

Fig. 4 viser drivorganer for den roterbare del 74, som ikke er vist på fig. 3., som folge av plassmangel. En motor 128 har med sin drivaksel 130 og tannhjul 132 inngrep med tannkransen 134 på den roterbare dels omkrets. Hvis fremflytningen av kuvettene skal skje trinnvis, kan motoren 128 være en trinnmotor, eller det kan anordnes koplinger eller lignende for å tilveiebringe' en hensiktsmessig, tids-bestemt fremmatning ved hjelp av en kontinuerlig roterende motor.

Som tidligere nevnt kan en sleperingsanordning 110 - 116 tilveiebringes for mottagning og sending av data og annen kommunikasjon fra og til reaksjonsenheten 34 og hovedstyreenheten 20.

Av det ovenstående er det klart at hele apparatet arbeider med sine bevegelige fotometerorganer forholdsvis kontinuerlig for at hovedstyreenheten 20 kan innfore de til siffre omformede verdier som avleses for "absorbsjonen og leveres fra den datafrembringende komponentgruppe 34. Da reaksjoner kan overvåkes med ofte opptredende intervaller i en forlenget tidsperiode i stedet for en liten del av denne, -kan såvel data som gjelder^hastigheten som sluttpunktdata oppnås. Når dataene vel er kommet inn i styreenheten, kan de sammen-holdes for hver prove og avgis til avlesningsenheten 22 uten datareduksjon, omforming eller analyse, overlates til en teknikker for tolking. Ved en foretrukket arbeidsmåte har hovedstyreenheten mulighet for å sammenfore data for- hver prove, oppnå matematisk hastighet- og/eller sluttpunktbe-stemmelse og deretter omforme denne informasjon til en av-lesning av den kjemiske verdi i de onskede konsentrasjons-enheter for prover og deretter mate resultatet inn i avlesningsenheten.

Selv om visse variasjoner når det gjelder oppbygning og virkemåte for overvåkningsapparatet for kjemiske reaksjoner, allerede er angitt, kan også andre varaisjoner tenkes. Mens det i foretrukne utforelsesformer har kontinuerlig bevegelse av fotometerrotoren, kan en trinnvis bevegelse også anvendes. Videre er fotometerorganet vist fordelt på omkretsen av bæreorganet fordi en slik plasering gir lik vektfordeling på bæreorganet. Fotometerorganene kan imidlertid anbringes med ulike mellomrom, særlig hvis bevegelsesbanen er en annen enn en sirkel. Det kan^ også

være onskelig å anvende uttagbare kuvetter. I det tilfelle kan skyllestasjonen 48 erstattes med organer for å fjerne anvendte kuvetter og sette inn rene kuvetter i den roterbare del 74. I det minste i en slik situasjon behover kuvettene ikke bevege seg i en sluttet bane. Reagenser behover ikke utgjores av væske, men kan tilsettes torre. Kuvettene kan anvendes fjernbare og med reagens allrede innfort, idet det bare er prdvedelen som behover tilsettes fortynnin gsmiddel.

Claims (36)

1. Fremgangsmåte til å overvåke kjemiske reaksjoner i

et antall kuvetter som inneholder væsker eller lignende prover ved hjelp av fotmetriske organer som frembriner en strålebane som krysser alle kuvettene og som samvirker med fotometriske detektorer som leverer elektriske signaler i samsvar med den kjemiske tilstand i kuvettene som flyttes sammen med de fotometriske organer i forhold til et referansested, karakterisert ved at de fotometriske organer.flyttes på sådan måte at samme strålebane beveges i et bestemt forste gjentatt monster, at kuvettene flyttes på sådan måte at de beveges i et andre gjentatt monster, hvilke monstre samvirker slik med hverandre geometrisk at en vesentlig del av hvert opptrer samtidig hvor flytningen av de fotometriske organer gir en avsokning av de kuvetter som befinner seg i denne del av monsteret og detektorene avgir tilsvarende elektriske sig-' naler, idet de fotometriske organers bevegelseshastighet i forhold til denne del av monsteret er vesentlig storre enn kuvettenes bevegelseshastighet i en grad som er slik at flytningen av hver kuvette gjennom denne del av monsteret gjor at den avsokes minst én gang i strålebanen, og at de analoge signaler fra detektorene omformes til digitale signaler som tilfores en lagringsinnretning for data.

2. Fremgangsmåte ifblge krav 1, karakterisert ved at bevegelsen av de fotometriske' organer skjer om en aksel og monsteret er slik at under krysninger er stil-lingen av kuvetten langs strålebanen den samme, og at strålebanen er rettet langs en radius fra akselen.

3- Fremgangsmåte ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de fotometriske organer flyttes kontinuerlig i trinn svarende til antallet kuvetter.

4. Fremgangsmåte ifol^ et av kravene 1-3, karakterisert ved at de digitale signaler er propor-sjonale med strålegjennomtrengeligheten i innholdet i hver .avsokt kuvette, og at signalene fra de bevegede fotometriske organer overfores ved hjelp av sendere som flyttes sammen med de fotometriske organer, til en stas jonær.. mottake r.

5. Fremgangsmåte ifblge et av kravene 1-4, karakterisert ved at i tur og orden tilfores rene kuvetter, væskeprbver og reagens til kuvettene fra prove- og reagenskilder kontinuerlig.

6. Fremgangsmåte ifblge et av kravene 1- 5, karakterisert ved mottakning, styring og korrelasjon av signalinformasjonen som gjelder identifisering og anvendelse av prover, prbvedeler og reagens.

7. Fremgangsmåte ifolge et av kravene 1- 6, karakterisert ved at strålebanen deles opp i to deler som krysser kuvettene i to atskilte sjikt og at det for strålebanedel avgis tilhorende analogsignal. -

8. Fremgangsmåte ifolge et av kravene 1-7, karakterisert ved at det dannes flere stralebaner som krysser kuvettene og tilveiebringer separate analogsignaler. for hver kuvette for hver strålebane.

9. Fr emgangsmåte ifolge krav 8, karakterisert ved at det dannes analogsignaler med forskjellig bblgelengde for minst to av strålebanene..

10. Apparat for å overvåke kjemiske reaksjoner i et antall kuvetter som inneholder væske eller lignende prover i samsvar med fremgangsmåten ifblge et av de foregående krav, karakterisert ved et bæreorgan (68, 70), en rotor (56) som men en aksel (64) er roterbart lagret i bæreorganet, en roterbar del (74) som er koaksialt roterbart lagret på rotoren i forhold til bæreorganet, et antall kuvetter (32) som er anbrakt på den roterende del i et sirkelformet monster koaksialt med akselen, et forste drivorgan (128, 130, 132, 134) for rotasjon av den roterende del om sin akse i et forste rotasjonsprogram hvor kuvettene beskriver en sirkelbane, et andre drivorgan (64, 72) for rotasjon av rotoren om samme akse i et andre rotasjonsprogram hvor antallet omdreininger av rotoren i en gitt tidsperiode er stbrre enn antallet omdreininger av den roterende del, fotometriske organer (84) som er anordnet på rotoren og avgir flere strålebaner som krysser sirkelbanen, slik at hver strålebane passerer minst en del av væskeprbven i kuvettene under den roterende dels rotasjon, detektorer (52) som er innbefattet i de fotometriske organer og reagerer på strålebanene og avgir elektriske signaler i samsvar med den kjemiske tilstand når kuvettene skjærer strålebanene, innretninger (80) som er anordnet på rotoren og reagerer på de elektriske signaler, en datalagringsinnretning (20) for lagring av data for hvert av de elektriske signaler, og en anordning (110 - 116) for å overfore de elektriske signaler fra detektorene til datalagringsinnretningen.

11. Apparat ifolge krav 10, karakterisert ved at den roterbare del (74) er roterbar i én retning og rotoren (56) er roterbar i én retning, hvilke retninger er den samme.

12. Apparat ifolge krav 10, karakterisert ved at den roterbare del (74) er roterbar i én retning og rotoren (56) er roterbar i flere retninger i forskjellige tidsperioder.

13. Apparat ifblge et av kravene 10 - 12, karakterisert ved at strålebanen er anordnet radialt i forhold til akselen (58) og krysser på ethvert tidspunkt kuvettenes sirkelformede bevegelsesbane. •

14. Apparat ifblge et av kravene 10 - 13, karakterisert ved at det forste drivorgan (128, 130, 132, 134) roterer den roterbare del (74) trinnvis i en beveg-elsesperiode og en hvileperiode for hver kuvette i forhold til et fast punkt på bæreorganet (68, 70).

15. Apparat ifblge krav 14, karakterisert ved at hvileperiodene er vesentlig lenger enn bevegelses-periodene, og at de fotometriske organer (84) er virksomme hovedskelig under hvileperiodene og uvirksomme under beveg- elsesperiodene..

16. Apparat ifblge et.av kravene 10-15, karakterisert ved at de fotometriske organer omfatter en strålekiEe (50) og minst én strålingsdetektor (52), hvor strålebanen er rettlinjet mellom kilden og detektoren.

17. Apparat ifblge krav 16, karakterisert ved to strålingsdetektorer (52', 52") og organer (150, 152)' for oppdeling av strålebanen i to deler som krysser kuvettene i to atskilte sjikt.

18. Apparat ifblge et av kravene 1-15, karakterisert ved at de fotometriske organer omfatter en strålingskilde (50) og minst to strålingsdetektorer (52) som er atskilt fra hverandre for å tilveiebringe to radiale strålebaner for avsokning av forskjellige kuvetter, hvilke strålingsdetektorer reagerer på stråling av forskjellig bblge lengde.

19. Apparat ifblge krav 16 eller 18, karakterisert ved at strålingskilden (50) befinner seg i nærheten av akselen (64).

20. Apparat ifblge krav 18, karakterisert ved at strålingskilden (50) består av flere deler som er rettet på hver sin detektor (52).

21. Apparat ifblge krav 19, karakterisert ved at antallet stråleingsdetektorer (52) er stbrre enn to og samvirker med en enkelt strålingskilde (50), mellom hvilke strålingsbaner strkker seg radialt i forhold til akselen (64)..

22. Apparat ifblge krav 20, karakterisert ved at antallet strålingsdetektorer (52) er stbrre enn to og samvirker med flere strålingskilder (50) ved hjelp av strålebaner som er radialt fordelte i forhold til akselen (64).

23. Apparat ifblge et av kravene 10 - 22, karakterisert ved minst én innfbringsstasjon (36) og en uttagningsstasjon (48) som er anordnet på bæreorganet (68, 70) for innfbring av prove i kuvettene i tur og orden under etter hverandre fblgende hvileperioder når den roterbare del passerer innfbringsstasjonen resp. ta ut prover fra kuvettene i tur og orden under etter hverandre fblgende hvileperioder når den roterbare del passerer uttagnings-stasjonen.

24. Apparat ifblge et av kravene 10 - 23, karakterisert ved at de fotometriske organer omfatter et antall fotometere med en oppbygning som angir en strålebane radialt i forhold til akselen, slik at alle strålebaner krysser den ringformede kuvettebane når rotoren roterer, hvor hvert fotometer påvirkes av strålingen og avgir elektriske signaler når kuvettene krysser strålebanene, at datafrembringende organer leverer data.som■gjelder provenes absorberings-evne, og at koplingsorganer overforer de elektriske signaler til de datafrembringende organer.

25. Apparat ifblge et av kravene 10-23, karakterisert ved at den roterbare del (74) er roterbart lagret på rotoren (56) i nærheten av akselen (64), slik at den er roterbar ved hjelp av det froste drivorgan (128, 130, 132, 134) uavhengig av det for rotoren anordnede andre drivorgan (64, 72).

26. Apparat ifolge krav 24, karakterisert ved at de datafrembringende organer omfatter analogr-digi-talomformere (88) som er seriekoplet med en digital multiplekser (92) hvis innganger er forbundet med de enkelte om-formere, en anordning (94) som er forbundet med multikom-plekseren og leverer data som gjelder strålingsabsorbsjonen i form av seriebits, samt en databitssender (106) som alle er anordnet på - rotoren, og at datalagringsinnretningen omfatter en datamottaker (18), et logikkommuniseringsorgan (108) for seriebits til parallellbits, og en hovedstyreenhet. (20).

27. Apparat ifblge krav 24 eller 25, karakterisert ved at drivorgan er anordnet for å rotere den roterbare del trinnvis med en hvileperiode og en bevegelses-periode for hver kuvette i forhold til et markeringspunkt på bæreorganet.

28. Apparat ifblge krav 24, 26 eller 27, k a r a k-terisertvedat minst to av fotmetrene reagerer på stråling med forskjellig bblgelengt.

29. Apparat ifblge et av kravene 10-18, karakterisert ved at datalagringsinnretningen omfatter minst én beregningsanordning og at koplingsorganene innbe-fatter en mottaker (112, 116) som bæres av bæreorganet og en sender (110, 114) som bæres av rotoren for å danne et fast kommunikasjonsledd mellom beregningsanordningen og fotometrene.

30. Apparat ifblge et av kravene 10 - 29, karakterisert ved at organene som påvirker de elektriske signaler omfatter en analog-digitalomformer.

31. Apparat for å måle strålingsabsorbsjon ved kjemiske reaksjoner i et antall kuvetter med væske- eller lignende prover ved fremgangsmåten ifblge et av kravene 1-9, karakterisert ved et bæreorgan (68, 70) med en horisontal kuvettebærer (74) med et antall kuvetter (32) som er anordnet i et sirkelformet monster om en vertikal aksel og som har strålingsgjennomtrengelig vegg, en rotor (56) som er roterbar horisontalt og parallelt med kuvette- ■ bæreren om akselen, et fotometer (84) som er festet på rotoren og har en strålingskilde, et fotoreagerende organ (52) rettet inn på linje med strålingskilden for å motta en strålebunt fra kilden på sådan måte at strålebanen folger en radius i rotoren, hvor enten fotometeret eller det fotoreagerende organ beliggende utenfor kuvettenes bevegelsesbane og stråle-buten ved rotoren rotasjon beskriver en skive med vertikalt forhold mellom monsteret av kuvetten og skiven, slik at denne skjærer kuvettene i et plan hvor provene befinner seg, drivorganer (64, 72) for rotasjon av rotoren, slik at strålen skjærer alle kuvettene i'tur og orden minst én gang for hver omdreining hvis rotoren roterer mere enn én gang i forhold til kuvettembnsteret og et proporsjonalt mindre antall ganger hvis rotoren roterer færre ganger i forhold til kuvettembnsteret, hvilket fotoreagerende organ avgir elektriske analogsignaler i samsvar med strålingsabsorbsjonen i kuvetten og prbven, en innretning (20) som leverer data for absorbsjonen og som er anordnet på bæreorganet og er stasjo-nært og reagerer på digital informasjon, en analog-digital-omformer (88) anordnet på rotoren og forbundet med det fotoreagerende organ for omforming av analog infomasjon til digital informasjon, og koplingsorganer (110 - 116) som omfatter en faststående del som bæres av bæredelen og en roterbar del som er festet på rotoren og som er forbundet med analog-digitalomformeren for å motta signaler fra denne, og den faststående del er forbundet med den datafrembringende del.

32. Apparat ifblge krav 31, karakterisert ved at koplingsorganene omfatter en sleperinganordning i forbindelse med akselen.

33. Apparat ifblge krav el eller 32, karakterisert ved at kuvettebæreren er roterbar på akselen og at drivorganet (128, 130, 13-2, 134) setter kuvettebæreren i langsommere rotasjon enn rotoren.

34. Apparat ifblge et av kravene 31 - 33, karakterisert ved et antall fotometre som hver har et uavhengig fotoreagerende organ rettet mot strålingskilden for å danne en egen strålebane for hvert fotometer.

35. Apparat ifblge et av kravene 31-33, karakterisert ved et antall fotometre som hver har et uavhengig fotoreagerende organ rettet mot uavhengig strålingskilder for å danne egne s_trålingsbaner for hvert fotometer.

36. Apparat ifolge krav 34 eller 35, karakterisert ved at det fotoreagerende organ i fotometrene omfatter minst to som reagerer på innfallende stråling med minst to forskjellige bølgelengder.