WO2004057345A2 - Transporteinrichtung zur beförderung von testelementen in einem analysesystem - Google Patents

Transporteinrichtung zur beförderung von testelementen in einem analysesystem Download PDF

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WO2004057345A2
WO2004057345A2 PCT/EP2003/014709 EP0314709W WO2004057345A2 WO 2004057345 A2 WO2004057345 A2 WO 2004057345A2 EP 0314709 W EP0314709 W EP 0314709W WO 2004057345 A2 WO2004057345 A2 WO 2004057345A2
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Jochen Schulat
Paul Jansen
Volker Zimmer
Michael Schabbach
Manfred Augstein
Werner Ruhl
Hans-Peter Haar
Joachim Hoenes
Karl Miltner
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Roche Diagnostics Gmbh
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    • G01N2035/00099—Characterised by type of test elements
    • G01N2035/00108—Test strips, e.g. paper

Definitions

  • Transport device for the transport of test elements in an analysis system
  • the present invention is in the field of analysis of sample liquids performed using a test element.
  • test elements are often analyte-specific, disposable test elements which contain a reagent with the aid of which an analyte can be determined.
  • the reagent of the test element interacts with an analyte to be determined, so that a measurable, analyte-specific change in the reagent is induced.
  • optical systems that enable analysis of a sample are often used, particularly when the test element changes color depending on the analyte.
  • the photometric evaluation of analytical test elements is one of the most common methods for quickly determining the concentration of analytes in samples.
  • test elements that are evaluated photometrically or by reflection photometry are of great importance.
  • such devices are used to monitor the blood sugar level of diabetics, so that eating behavior or an insulin injection can be regulated based on the blood glucose value of the sample taken.
  • optical systems are urine tests (mature and test elements for other parameters such as lactate, creatinine, protein, uric acid and leukocytes.
  • reagent-free test elements are also used, in which an analyte to be determined is also used with the aid of optical systems or e.g. can be measured electrochemically.
  • analysis systems are also designed for the home monitoring area, so that the patient himself can check the analyte to be determined as regularly as possible.
  • Common home monitoring analysis systems can be found particularly in the area of blood glucose determination their use.
  • the device is operated by the patient himself.
  • a test element on which an analysis area is arranged for. B. brought into contact with the patient's blood and then inserted into the device by the user.
  • analyte concentration e.g. B. induces an optical change in the analysis area of the test element.
  • the optical change is detected by means of suitable measuring optics by means of the light reflected or transmitted by the test element, so that the concentration of the blood sugar can be determined.
  • a general trend in performing analytical tests is to reduce the amount of sample needed for analysis. This is often due to the fact that only small amounts of sample are available. For example, in the area of blood sugar determinations, a drop of blood is taken from the fingertip by the diabetic. A reduction in the amount of blood required can help to make the blood sample collection less painful for the person to be examined. This is mainly due to the fact that the stitch for blood collection can be chosen to be less deep if the sample volume is small. Associated with the reduced amount of sample is a reduction in the size of the test element and in particular the detection zone, in which, for example, the reactions of the sample with a reagent take place.
  • test element Evaluation area of a test element can not be done completely. An imperative prerequisite for an accurate measurement is therefore an exact positioning of the test element in the analysis system. On the one hand, this must be ensured in the home monitoring area, in which old and / or inexperienced people often operate the device; on the other hand, analysis systems with test elements are also used in large-scale laboratories, in which automated sample handling is often guaranteed got to. Modern analysis devices have therefore started to fix test elements precisely using positioning elements in the analysis system. Here, the test element must either be inserted into the analysis system manually or automatically, guided and removed again. In order to simplify handling for the user, more and more devices with an automatic drive are provided for the test element, in particular for devices which contain a supply of test elements and have to handle them.
  • the integration of automatic drives in the measuring device proves to be particularly advantageous in some areas of application that require complex test strip transport due to certain measuring methods.
  • such measuring methods are used for error calculation of an analyte concentration, which among other things determine so-called blank values of a test element.
  • Document DE 10163775.6 represents such a method. Because of the blank value determination, the test element is first transported without a sample to a measuring position in which the blank value of the test element is measured. The test element is then output so that the user can place a sample on the test element. The test element is positioned again at the measurement location and an analyte concentration of the sample is measured.
  • analysis systems which use several mechanisms for the transport of test elements, which transport the test element to a position provided for the measurement or for other process steps.
  • the positioning of the actual detection surface for measuring technology or other process factors is ensured by a high accuracy of the drive components as well as by a low manufacturing tolerance of the test elements.
  • drives of this type are very complex and expensive and are implemented, for example, by servomotors or play arm gears.
  • Another major disadvantage of the existing analysis systems is that the production of the test element, which is manufactured in large quantities, must meet high accuracy requirements so that the mechanics are able to meet one Reliable implementation of transport and positioning relative to measurement technology. The mechanics used are mostly very complex.
  • the document EP 1022565 discloses a device mechanism which is used in an analysis device for the transport and further clocking of a test strip magazine.
  • a magazine chamber is rotated into position so that a plunger can penetrate the strip pack and push a test strip out of the pack until the test field of the strip is positioned above the measurement optics.
  • the magazine then continues to clock.
  • the test strip and the magazine are driven by an electric motor.
  • the optics, for their part, are housed in a flap of the device and must be positioned here to within a few 1/10 mm. This requires many components and joints with small tolerances. Furthermore, high demands are placed on the manufacturing tolerance of the test strips. Working noises and working speed of the drive system prove to be loud and moderate.
  • the drive systems are so large that it is difficult to achieve a compact design for the analysis system, as is required in particular in the home monitoring area.
  • the drive units continue to require lubricants, which lead to contamination of the interior of the device housing and, for. B. can be reflected on the test elements by fraying processes.
  • lubricants which lead to contamination of the interior of the device housing and, for. B. can be reflected on the test elements by fraying processes.
  • high demands are often placed on the storage of test elements, which require a constant and in particular dry environment.
  • soiling leads to impairment of the measurement results.
  • Another disadvantage of the prior art is that only a movement along one direction of movement is made possible by means of a transport unit. Frequently, however, when using test element magazines, it can be seen that, inter alia, a re-cassette of the test elements is desirable. By handling used test elements, the handling of the analysis system can be simplified. However, this presupposes that the test elements can be transported in different directions of movement. In the prior art, however, transport in different directions of movement would be a complex additional transport unit require. A flexible drive system can therefore only be guaranteed with a considerably greater effort.
  • the object of the invention is to provide a system and a method for transporting test elements in analysis systems, which avoids the disadvantages mentioned.
  • the method and the system should advantageously both be able to reliably ensure accurate positioning of the test element relative to the measurement technology and also enable magazine handling. In this case, a drive system that can be handled flexibly is to be ensured without this resulting in a considerable additional outlay.
  • the system should preferably be as small and compact as possible, so that it can also be used in analysis systems that are designed to save space in the home monitoring area. Contamination of the analysis system by a transport unit should be avoided.
  • the system is preferably energy-saving, so that integration in battery-operated analysis systems also proves to be particularly advantageous.
  • the invention relates to the use of piezoelectric drives for direct or indirect movement of test elements within a diagnostic device, such as. For example, for positioning a test element relative to a detection unit, for removing and returning test elements in a magazine, and for continuing to cycle a magazine, to name just a few applications.
  • a piezoelectric motor thus enables flexible and convenient automatic handling of test elements in an analysis system, whereby motor-related noise, contamination, etc. are minimized as far as possible.
  • the invention includes an analysis system for determining an analyte in a sample.
  • the analysis system is used to analyze a test element, which preferably has a carrier and an evaluation area on which a sample is applied.
  • the test element is positioned in the analysis system in such a way that a detection unit of the system detects at least one signal that has been changed as a function of the sample applied to the test element.
  • an evaluation unit of the analysis system an analyte in the sample is determined on the basis of this signal.
  • the analysis system also includes a transport unit with a contact surface for direct or indirect contacting of the analysis system with a test element.
  • a direct contact is given, for example, when the support of the test element lies directly on the contact surface of the transport unit.
  • the contact surface of the transport unit first contacts a device component to be transported, which is used as a transport carriage for the test element.
  • a transport carriage can, for. B. be a support surface for the test element in the analysis system.
  • an indirect contacting of the test element in the form of a magazine housing can be realized, which in turn is directly connected to the contact surface or indirectly via a transport chute to the contact surface.
  • a test element transport takes place by continuing to cycle the magazine.
  • the transport unit has at least one piezoelectric element that vibrates the contact surface of the transport unit.
  • the test element is transported along a defined transport path in the analysis system as soon as the contact surface of the transport unit is contacted directly or indirectly with the test element. If the direct or indirect contact between the contact surface and the test element is interrupted, or if the vibration of the contact surface is stopped, the transport of the test element is stopped, the test element being positioned at a control unit in the analysis system.
  • a piezoelectric element is used in the system as the drive of the transport unit, the contact surface of the transport unit being set in vibration in such a way that the contact surface carries out a resonance oscillation. Due to the resonance vibration - as will be explained in more detail below - points on the surface of the contact surface follow an elliptical movement. If another body, for example a test element, contacts these points (contact points), the test element follows the direction of movement of the contact points at least in part due to frictional forces and is conveyed along a defined transport route in the analysis system. In this way, the body to be transported can itself be transported directly or indirectly by means of an additional component of the transport unit.
  • the transport unit can consequently be understood as a piezoelectric motor, the body to be transported which makes direct contact with the contact surface itself being part of the piezo motor.
  • the test element follows directly on the contact surface, the test element is part of the motor and the piezoelectric motor contains a disposable element.
  • the contact surface of the transport unit is contacted directly with a magazine housing, which is also provided as a disposable item in the analysis system.
  • an additional component of the transport unit e.g. B. a Transportschhtten, as already described, is provided as a non-replaceable unit for indirect contacting of the test element or a magazine and the piezoelectric motor contains no disposable elements.
  • the transport unit can be integrated into the analysis system in a small and compact manner.
  • the transport unit according to the invention advantageously enables the piezoelectric motor to be integrated in or near a magazine housing, without the quality of the test elements being stored, e.g. B. is affected by lubricant deposits.
  • a compact construction of the analysis system in which the test elements and the motor are arranged side by side can be achieved according to the invention, since the transport unit does not use lubricants due to its piezo motor.
  • the constant and dry conditions that exist for the storage of test elements are also particularly suitable for starting up a piezomotor. This is primarily due to the fact that the prevailing frictional and static frictional forces act under constant ambient conditions.
  • the drive is further characterized by the fact that high forces or moments are generated even at low speeds.
  • a linear drive consists of a bar.
  • the beam is made of a material with high strength and little inner Damping, preferably made of a metal, and carries a piezoactive element at both ends. If AC voltage is now applied to the first piezoactive element, so that the beam is set into resonance vibration, a standing wave of longitudinal vibrations is generated in the beam. As a result of the longitudinal vibrations of the beam, there is a transverse contraction of the beam on the stands that are being stretched and a transverse expansion at the compressed locations.
  • a point on the surface of the beam which is also referred to as a contact point in the context of the invention, executes a small movement transversely and longitudinally to the beam axis due to the vibrations, its trajectory following an elliptical path.
  • test element in the example described is pressed directly onto the contact surface.
  • a test strip for a blood sugar determination is usually a flat building that essentially consists of a carrier film made of plastic. If the beam is now caused to vibrate by the piezoelectric element, there is contact between the carrier film and the contact points on the surface of the contact surface. The carrier film and thus the test element initially follows the movement of the contact points due to the friction forces acting between the carrier film and the contact surface. For a short period of time, in which the direction of movement of the "contact points" along the trajectory is reversed, the test element, due to its inertia, makes contact with the contact surface and maintains its state of motion before it is transported again due to the acting forces.
  • the test element therefore leads If the oscillation frequency and amplitude are adjusted to the condition of the element to be transported, the test element is transported along the specified direction of movement. The test element is transported until the oscillation of the beam is stopped or the contact between the contact surface and the carrier foil is permanently interrupted. If the oscillation of the bar is stopped, the dynamic contact between the test element and the contact surface becomes a static contact, which is taken up by the test element holds a position with the static static friction. As a result, the acting frictional forces during the transport process are a fraction of the static frictional force that acts between the test element and the contact surface when the transport unit is at a standstill.
  • the contact surface of the bar and the support of the test element are designed such that when the test element is in permanent contact tes with the contact surface of the bar, the effective static friction torque is sufficiently large to achieve a safe positioning of the test element at a location in the analysis system.
  • the static friction torque is approximately 1.5 times the drive torque of the piezomotor, so that the test element is prevented from slipping as soon as the transport unit z. B. is in the idle state during the measurement process.
  • the bar can only vibrate along the area enclosed by the piezoelectric elements, so that the length of the standing wave and consequently the resonance frequency of the bar is changed.
  • the analysis system contains piezoelectric elements which can be controlled electronically independently of one another, so that the direction of conveyance along a spatial axis can be reversed by controlling the piezoelectric elements in the same or opposite cycle.
  • An intermittent driving force can be generated on a beam using short plungers.
  • the direction of movement is deflected by changing between different resonance frequencies.
  • a flexible change in the direction of conveyance is particularly advantageous in the case of analysis systems that implement complex motion sequences as a result of an automated measuring process.
  • Examples - as already described - are blank measurements, in which the test strip is transported several times to and from the measuring technology, recassembly, magazine transport, etc.
  • the test element can be transported to the detection unit and positioned relative to the detection unit before and / or after a sample application, and the test element element can be transported back to the starting position after a measurement.
  • a test element can preferably be transported back into a magazine by means of the transport unit after a sample analysis, so that re-magazine is carried out.
  • a further transport unit transports it to a second measurement position, so that several measurements are carried out on the test strip within an analysis system.
  • the number of additional transport units in an analysis system is not limited.
  • the transport units can both position the test element for a new measurement relative to a detection unit and, as already described, can be used for repositioning, ejecting the test strip, continuing to cycle a magazine housing or test strip tape, etc.
  • the piezoelectric element is contacted with a detector which enables control of the piezoelectric element.
  • a detector which enables control of the piezoelectric element.
  • a single test element is detected by a detector at one location in the analysis system, a change in reflectance or transmission being detected due to irradiation of the test element being detected.
  • a signal for controlling the piezoelectric motor is generated.
  • the power supply to the piezoelectric element is interrupted as soon as an optical change caused by the test element can be detected in the analysis system.
  • the transport of the test element stopped immediately after the detection of the test element an exact positioning of a test element at a defined location in the analysis system can thus be easily realized.
  • the test element transport can be controlled on the basis of a change in reflectance or transmission detected by a detector, regardless of the wear of the transport unit.
  • the test element can in this case be transported directly or indirectly, for example in a magazine housing, by means of a piezoelectric motor, electric motors or other drives which are known in the prior art.
  • a control of the test element transport is not limited to a specific drive unit for the transport unit, but essentially only has to have contacting of the transport unit with an optical detector, so that, depending on an optically detected change, a signal for controlling the transport unit and thus the transport of the Test element generated can be.
  • control of the transport unit can be based, for example, on the detection of reflecting, transmitting or luminescent radiation, so that the invention is not restricted to any specific optical detection.
  • the invention is exemplarily examined on the basis of the detection of remitted or transmitted radiation, the examples being not to be understood as restrictive.
  • a change in optically detectable radiation is detected, which is referred to as a reflectance or transmission stroke, for example.
  • the radiation detected in this way is referred to as the detection value.
  • the invention thus furthermore relates to a method for controlling a transport unit in an analysis system.
  • a test element is initially positioned directly on a transport unit of an analysis system, so that the test element is transported directly through the transport unit.
  • one or more test elements it is also conceivable for one or more test elements to be positioned on a transport chute, as already described, which is protected by the
  • Transport unit is transported so that an indirect transport of the test elements takes place in the sense of the invention.
  • a transport chute or test element carrier is a magazine housing which contains a large number of test elements, with the transport unit e.g. the magazine continues to clock.
  • the transport unit moves the test element directly or indirectly along one
  • Transport route in the analysis system on which a light queue is arranged The test element or the test element carrier is irradiated with light in a first wavelength range, an optical change due to the test element or the transport chute or test element carrier being detected.
  • the transport unit is controlled on the basis of the detected light.
  • Invention a system for controlling the test strip transport, which includes a transport unit for the direct or indirect transport of a test element along a transport route.
  • the system has a light source which is arranged along the transport route and which irradiates the test element or the transport chute in a first wavelength range.
  • a detector for detecting an optical change caused by the test element or the transport chute is contacted with the transport unit, so that the transport unit is controlled as a function of a light detected by the detector. If an indirect transport of the test element is implemented by means of a transport chute, a reflection-photometric detection of a marking applied to the transport chute proves to be preactive, for example.
  • the test element can be measured in addition to detecting the radiation reflected by the test element on the basis of transmission or luminescent radiation.
  • the detection of the optical change caused by the test element can be based, for example, on a radiation reflected or transmitted by the carrier film of the test element. A corresponding signal is then detected as soon as the test element along the transport path detects the light beam of a detection unit for controlling the
  • Transport unit crosses.
  • a recess / hole in the test element is used for positioning.
  • the test element transport then stops after an optical change is caused by the hole during the detection of the test element.
  • the detection of a recess in the test element permits a simple construction of the detection unit, which preferably only detects light when the recess of the test element is arranged between the light transmitter and the detector. If, on the other hand, carrier foils or other opaque areas are arranged between the light transmitter and the detector, the beam path of the optics is blocked, so that no light can be detected by the detector.
  • Analog embodiments can of course also be used for other measurement methods, such as the remission measurement.
  • the change in the radiation reflected or transmitted by the test element is caused directly by a test field of the test element, which is provided for the analysis of a sample.
  • the test field has a different reflection or reflection compared to the carrier material of the test element
  • Transmission value that is recorded to control the transport unit.
  • the detector initially detects a first reflection, luminescence or transmission value at the start of the transport process.
  • the first value detected by the detector is initially determined by the carrier material, for example a carrier film, of the test element and changes during the feed as soon as the test field of the test element is detected by the detection unit.
  • the transport unit is controlled on the basis of the thus generated, optically detected changes. B. is stopped immediately after exceeding or falling below a predetermined welding value.
  • the method for controlling the drive unit is not limited to the detection of a welding value. So a control z. B. also by detecting a curve of the detected values and values derived therefrom.
  • the detection of exactly one value is possible and only the detection of whether a value is exceeded or not.
  • the method according to the invention for controlling a drive unit is consequently not limited to the detection of specific values, but can be varied in a manner which is correctable as required.
  • the detection unit for controlling the transport process is implemented, for example, by one or more additional light sources and a detector, which are arranged along the transport route and load a detection unit.
  • a light source can usually be reactivated by an LED, which preferably emits light in a spectral range ⁇ 600 nm, preferably ⁇ 500 nm.
  • Investigations with conventional test elements have shown that the remission difference between a conventional test carrier of a test strip and a test field is greatest within this length range.
  • other spectral ranges can of course also prove to be suitable, so that the invention is not restricted to any specific wavelength range.
  • the analysis system in addition to a first detection unit that measures an analyte on the test element, the analysis system has a further detection unit for controlling the transport unit.
  • the position of the detection units relative to one another should be chosen within the analysis device such that when the transport unit is stopped, the test field of the test element is positioned directly in the desired manner relative to the measurement optics of the first detection unit, so that measurement and evaluation of the test field is possible.
  • detection control Analysis system on which an analysis of the test field takes place is referred to as detection control, which in the example described is arranged on the transport route of the test element in the analysis system.
  • detection control which in the example described is arranged on the transport route of the test element in the analysis system.
  • test field is recorded directly to control the transport unit, it can be advantageous to use an additional detection unit to control the Transport unit in the analysis system can be dispensed with.
  • the first detection unit which is already integrated in the analysis system and is provided for evaluating the test field, is then used to control the transport unit.
  • an additional light source and detector can be dispensed with, so that simplification of the device structure and a reduction in costs can be achieved.
  • combinations of the described embodiment are also conceivable, in which e.g. B. only one detector is provided in the system, but different light sources are used for the first detection of the test field or for analysis of the test field.
  • the system according to the invention is not limited to a specific test element or detection unit for determining an analyte, so that a variety of analysis methods known in the prior art can be used.
  • electrochemical measurements, etc. can also be used to evaluate a test field, an additional optical detection unit for controlling the transport of the test element then possibly being required.
  • the detection unit of the analysis system first detects the position of the test field, with the test element being stopped immediately after the test field has been detected. Subsequently, an analyte-specific signal from the test field of the test element is measured in a different length range with the same detection unit. On the basis of the described method, an exact positioning of the test field relative to the detection unit is ensured, which is also provided for evaluating the test field. Correct positioning to the measuring optics is therefore mandatory.
  • the test field for controlling the transport unit is detected by the first detection unit, but the same wavelength range that is also used for evaluating an analyte-specific signal is used, this can under certain circumstances adversely affect the measurement accuracy of the method.
  • a first remission stroke for controlling the transport unit is first generated by the test field before a sample is applied to the test field.
  • an analyte-specific, second reflectance stroke is generated, which is used to evaluate an analyte concentration.
  • the second remission stroke which is available for evaluating the analyte signal, is consequently reduced by the amount of the first remission stroke.
  • luminescent substances are used in the test field to detect the position of the test element.
  • the test field is then acquired on the basis of excited luminous radiation, the excitation of which takes place, for example, in the same wavelength range in which the analyte is measured.
  • the luminous radiation can be in a different from the analyte signal
  • Length range can be detected.
  • a detection of the test field can consequently also be carried out without different wavelength ranges being necessary for the irradiation of the test field, wherein at the same time sufficient analysis accuracy can be guaranteed.
  • a marking z. B. is provided in the form of a colored bar for detection and control of the test element transport.
  • Optical detection of a test element or transport carriage can thus be implemented in a variety of ways.
  • the use of additional markings proves to be particularly advantageous in the case of an indirect transport of test elements, in which e.g. B. a magazine transport is reacted to continue clocking a magazine.
  • markings made on the magazine housing can be used to identify the position of the magazine, so that an exact positioning of the magazine housing in relation to further device components interacting with the magazine housing (such as drive tappets for test elements / lancets etc.) is ensured.
  • an additional marking directly on the test element has the additional advantage that the size of a reflectance difference depending on e.g. B. the color of the marking can be selected without having to adjust the light source in the analyzer.
  • the position of the marking on the test element means that the desired positioning of the marking relative to the test field and thus to new devices in the analysis system can be freely selected. This enables flexible integration of the method / system according to the invention into the structure of conventional analysis devices. If the marker is on a Arranged test element in the direction of insertion beyond the test field, embodiments are also conceivable in which the test field is first detected and the test strip transport is initially slowed down due to the detected reflectance difference.
  • a transport stop occurs as soon as the marking causes a second difference in remission.
  • the use of an additional marking thus allows, in addition to flexible integration of the system according to the invention in conventional analysis devices, various embodiments for controlling the transport unit.
  • the control of the transport unit can in principle be based on simple or complex process sequences.
  • a transport stop can only be triggered, for example, after a defined time interval after the detection of a predetermined value.
  • the analysis system it is also conceivable for the analysis system to permanently monitor the positioning of the test element during the measurement process. Finds e.g. B.
  • the method according to the invention can consequently contain a variety of embodiments, which also include complex transport and control processes.
  • the detection of several welding values, which requires a transport process at different speeds up to the transport stop, is just as conceivable as an initiation of the transport process.
  • the described controls of the test strip transport ensure, among other things, an exact positioning of a test element relative to the detection unit, so that a test field for analyzing a sample can be reliably detected.
  • An exact positioning of the test element within the analysis device can consequently be guaranteed without placing high demands on the manufacturing tolerances of an analysis device and a test element. If use is also made of an additional marking on the test element, this results in additional increased tolerances for the positioning of one or more detection units and others Device components within the analyzer as well as during the test element production itself.
  • a greater manufacturing tolerance allows a considerably simplification of the production process and thus an economical manufacturing. Tolerance differences, which are due to the manufacturing process, can be compensated for directly during the measuring process by controlling the test strip transport according to the invention. Significant cost savings, particularly for single-use items, can thus be achieved.
  • a holder in the analysis system stops the transport process of the test element.
  • a holding device can be implemented, for example, by a simple mechanical barrier in the form of a stop.
  • the transport process is stopped after a predetermined time. Due to the piezoelectric transport unit, an exact calculation of the transport distance per time is facilitated, so that an exact positioning of the test element is also possible after a defined operating time of the transport unit.
  • the transport unit can be activated, for example, by a contact element that activates the transport unit when the test element comes into contact with the contact surface of the transport unit. Any other activation mechanisms are of course also conceivable, such as, for example, switching the transport unit on separately by means of an operating button.
  • the invention also includes a method for transporting a test element in an analysis system.
  • the carrier of a test element is brought into contact with a contact surface, a transport unit in an analysis system.
  • the contact surface of the transport unit is set in vibration by means of a piezoelectric element of the transport unit. If the support of the test element has been contacted with the contact surface, the test element is transported along a predetermined transport route in the analysis system.
  • the transport process of the test element is stopped at a predetermined location at which the test element is to be positioned, so that the test element is positioned.
  • FIG. 1 shows essential components of a transport unit (1).
  • the transport unit contains a brass bar (4), at the end of which a stack of piezoceramic plates (2) is attached.
  • the respective piezoceramic plates have a separate electrical connection (3).
  • the ceramic plates are arranged at the respective end of the beam (4) in such a way that when an AC voltage is applied to one of the two piezo stacks, a standing wave arises from a longitudinal vibration in the beam, the areas (4a) of the Bars that extend beyond the piezo stack should be selected so long that the piezo stacks have the standing contraction in the belly to be achieved.
  • the beam Due to the transverse contraction of the beam associated with the longitudinal vibration, a point on the surface of the beam executes an eluptic path of a trajectory. If the second piezo stack is now also energized, the width of the bar can no longer extend beyond the second piezo stack into the region 4a. By energizing the second piezo stack, the beam now behaves as if the beam was effectively clamped in the analysis system on the piezoceramic plates. If the two piezo stacks are supplied with voltage in synchronism, dots on the surface of the bar form a left-turning trajectory.
  • the second piezo stack is energized in a push-pull manner, the standing white that is exerting is shifted by half a white length.
  • a point on the surface that previously formed a left-turning trajectory is now a right-turning trajectory, which reverses the direction of a test element conveyed to the point by friction. It is consequently possible to change the conveying direction along the bar (4) by means of a separate power supply for the piezo elements and by a suitable choice of the current supply.
  • An analysis system can thus, for example, transport a test element from a support surface to the measurement technology and reverse the transport process after the measurement, so that the test element can be removed again at an easily accessible location for the user.
  • Figure 2 (a-c) shows a cylindrical rod made of piezoceramic (4), which is coated with four electrodes (2).
  • the electrodes each cover approximately i of the circumference of the cylindrical rod and extend over the entire length of the rod.
  • the electrodes are electrically contacted via the connections (3). Electrical contacting - as shown in FIG. 2a - results in a polarization of the ceramic, which is illustrated by the dashed line. If two opposite electrodes are applied with alternating voltage, the rod executes a bending vibration (see Fig. 2c).
  • the rod While the other two electrodes are supplied with an alternating voltage of the same frequency, which is phase-shifted by 90 °, the rod performs a rotating bending vibration, which leads to an elliptical trajectory of a surface point on the surface of the rod in the region of the antinode.
  • FIG. 3a shows a transport unit (1) with an output tappet.
  • the piezoactive element (2) is contacted with a bar (4).
  • Tappets (7) are positioned on the beam (4), which improve the transport properties of the transport unit. If the beam (4) is set in vibration by the piezoactive element, the beam executes a bending vibration and a bending wave (8), as shown in FIG. 3b, is excited in the beam. As already described, the oscillation (9) of the bar (4) causes contact points on the surface to perform an ethical movement. If there are output tappets (7) at the contact points on the surface, depending on the length of the output tappets (7), the path curve of the contact points, which are now on the surface of the drive tappet, will increase.
  • Such a transport unit can achieve forces in the range of 5 Newtons and a speed of 80 mm / s at a resonance frequency of 22.31 kHz.
  • the direction of movement is changed by applying a changed resonance frequency.
  • FIG. 4 shows an analysis system with a transport unit in which a test strip is driven directly by piezoelectric elements.
  • a test strip (15) is first pushed out of a magazine (11) by means of a plunger (12) along the direction of movement (14) until the test strip (15) contacts the transport unit.
  • the transport unit is essentially similar to the transport unit in FIG. 3a and has two bars (4) which are equipped with an output tappet (7).
  • the bars (4) are connected to piezoactive elements (2) and are set in motion by them as soon as the transport unit is activated.
  • the bars (4) and the piezoactive elements (2) are tensioned and positioned against each other by spring elements (16). If the test strip (15) comes into contact with the transport unit (1), the strip is gripped by the output tappets (7).
  • the output tappets start to vibrate in such a way that contact points on the surface of the output tappets perform an elliptical movement, causing the test element (15) to move along the transport path.
  • the transport of the strip can be stopped in the analysis system at fixed control units.
  • a test area (15a) of the test element (15) is detected at one location in the analysis system to control the transport unit and the transport unit is stopped as soon as a detection of the test area (15a) has taken place.
  • a detection device (17) is used which also serves for the optical analysis of the test area (15a).
  • the detection device (17) essentially has a light source (18) for irradiating the test area and a sensor (19) which detects the radiation reflected by the test area. If the transport of the test element is stopped, in addition to the acting static friction force between the contact surface of the drive unit and the test strip, the spring elements (16) ensure an exact positioning of the strip at the destination. If the frequency that is attached to the piezoactive elements (2) is changed, the conveying direction of the test element are reversed so that the strip is transported to the rear. Recassetting of the test strip into the magazine (11) can hereby be implemented.
  • strip cassettes which are used for the magazining of test strips, are moved by the transport unit itself.
  • a cylindrical test strip cassette can rotate due to the drive, so that successive test strips can be removed from the cassette and a test strip magazine can be further clocked.
  • test strip If a test strip is transported directly to a magazine housing, an additional transport bag can often be dispensed with, since the test element can be removed from a cassette without dust and grease due to manufacturing processes. If there is no automatic handling of the test elements by the analysis system, so that the user has to insert the test element into the device by hand, U. the use of a Transportschhttens prove advantageous.
  • FIG. 5 shows a drive for a drum-shaped test strip magazine, as is known in the prior art, and is used by the Röche company in the AccuChek® Compact analysis system.
  • the magazine (11) has a plurality of test elements (not shown) which are stored in individual chambers of the magazine. In order not to affect the quality of the test elements, the magazine is sealed with a foil on the drum ends. In addition, the magazine has an additional drum (21) in its upper area which seals the magazine at the upper end or additionally closes it to form a foam.
  • the piezomotor is integrated into the drum (21) for further clocking of the magazine. The drum and thus the magazine is stored and positioned centrally on an axis (25) in the analysis system.
  • a ring (2) made of piezoelectric material is positioned in the interior of the drum, which ring is connected to lamellas (23) which expose the contact surface of the transport unit. Due to the inherent elasticity of the lamellae (23), the lamellas are pretensioned, so that contact of the transport surface with the inside (21a) of the drum (21) can be assured.
  • the LameUen (23) are bent so that the LameUen point semi-tangentially in one direction. If AC voltage is applied to the piezoelectric ring (2), the LameUen are set in vibration.
  • the frequency is selected in accordance with the resonance frequency of the lamellae, contact points on the surface of the lamellas, which are in contact with the inside of the drum (21a), create an eueptic trajectory.
  • a drum transport takes place, so that the magazine housing is rotated about its axis (25).
  • Holding structures (24) are also positioned inside the drum, so that the lamellas (23) and the piezo ring (2) are themselves secured against rotation.
  • a push rod (12) is provided to drive the test elements out of the drum, which carries an external thread. Screwed onto these threads is a rotor (27) which is driven by a further piezomotor (28).
  • the piezomotor (28) is tube-shaped and is contacted with a ground electrode inside the tube.
  • Piezomotors (28) three working electrodes are attached (not shown). If three-phase alternating voltage is applied to the electrodes, this induces an expansion vibration, which produces a rotating motion of the shaft on the end faces (contact surface) of the tubular motor, through which the rotor (27) is carried.
  • the push rod (12) is screwed forward so that it can penetrate the magazine through the hole (29) in the drum base. When the AC voltage is reversed, the direction of rotation is reversed and the push rod is retracted.
  • FIGS. 6a and b show an analysis device in which a multiplicity of test elements are arranged on a test strip tape.
  • the test elements are magazined by a spool on which the test strip tape is wound. After the use of a test element, the used part of the tape is roughened up on a further spool, according to the principle known in the prior art, as described, for. B. also applies to tapes. A re-magazine of already used test elements can thus be realized.
  • Analyzers that use test elements as described are e.g. B. described in documents WO US 02/18159 and EP 02 026 242.4.
  • the reels (32 and 33) of the test tape are stored on a winding core in the cassette housing (31).
  • the core for the waste coil (33) has a driver structure in which the driver (34) engages on the part of the device.
  • the underside of the driver (34) is formed as a hollow drum (21) in which, for example, a piezo motor, consisting of a piezo ring (2) and fins (23), is clamped.
  • the LameUen (23) are bent in one direction of rotation, so that a spring clamping in the drum is guaranteed. If alternating voltage is applied to the piezo ring (2), the lamellas (23) are set in vibration, analogous to the principle as already used in FIG. 5. In this way, a rotation of the carrier (34) is effected, the waste spool (33) rotating clockwise.
  • holding structures (24) are also provided.
  • the use of electric motors etc. can of course also be pre-controlled.
  • the size and costs of the engine type must be checked for the area of application. Care should also be taken to ensure that there is no contamination of the test element due to lubricants or other deposits of the respective motor,
  • the piezomotor now causes the driver to rotate, so that the take-off spool (33) and thereby the reel (38) rotates and the test strip tape (32) is wound onto the spool (33) by a defined amount.
  • the test strip is transported in such a way that a test field is positioned on the test strip band above an optical system (37) located in the device.
  • an optical system 37) located in the device.
  • deflection rollers (35) and a passive brake of the tape reel (38) ensure safe and firm guidance of the tape.
  • the control of the transport unit is preferably implemented by the optics located in the device.
  • a transport stop is successful.
  • B. as soon as the test field can be captured by the optics.
  • additional optics are used, or additional markings are provided on the test strip tape. If a sample (39) is placed on the test field positioned in this way, an optical determination can be made using the optics (37) of an analyte in the sample. Then the used test field is wound up by a further transport of the tape on the waste spool and thus re-stored. On Convenient waste handling of used test elements is achieved in this way.
  • FIG. 7 shows an example of the curve of measured reflectance values during a test strip transport before sample application.
  • the transport distance [mm] is plotted against the detected remission value (the remission was standardized to the remission value of the color white, so that a relative remission value is shown in the graphics).
  • the test strip is transported, for example, by means of a piezoelectric motor.
  • drive units e.g. B. electric motors, as are well known in the prior art, conceivable.
  • an LED was used as the light source, which emits light in the range of 452 nm.
  • the LED is integrated into the analysis system in addition to the first detection unit for evaluating the test field and is used exclusively for position detection of the test field.
  • the LED emits radiation in a wavelength range that is not intended for measuring an analyte.
  • the light reflected by the test field is detected by a detector of the detection unit, so that an additional detector can be dispensed with.
  • the carrier of the test element is first irradiated by the additional light source in the analysis system.
  • the test element contains a white carrier film that reflects the light almost completely. A remission value of the radiation of 1 reflected by the carrier film results in a first * region (46) of the curve.
  • the detected reflectance value drops into a second area (47) of the curve and reaches a minimum of approximately 0.25.
  • the test field of the test element is located above the detection unit in the analyzer, the remission value measured being generated by the detection of the test field itself.
  • the test strip transport is stopped in this position, with one
  • Placement of the test field above the detection unit results. For example, an immediate transport stop can be triggered if the remission value falls below a welding value of ⁇ 0.6.
  • complex control mechanisms are also used, which, for. B. first cause a slowdown of the test strip transport with a first remission reduction. Only when another predefined remission value is detected does a transport stop finally occur.
  • An initially slowed down transport, as described, enables high-precision control of the test element transport and consequently an exact positioning of the test field relative to the detection unit, without placing high demands on the manufacturing tolerances of the test element or on the analysis device.
  • FIG. 8 shows the reflectance curve during a test tire transport according to the example shown in FIG. 7 at a wavelength of 452 nm and 525 nm.
  • the curve curve for the different wavelengths behaves qualitatively identically, so that when the white carrier film of a test element of 100 is first detected % remission is assumed. Due to the detection of the test field, a reflectance drop occurs, which has a plateau value of approx. 0.25 at a length of 452 nm, so that a maximum reflectance stroke of 0.75 can be achieved between the support surface of the test element and the test field. If measurement is carried out at a wavelength of 525 nm, a plateau value of 0.6 in the detection of the test field is achieved, with a reflectance stroke of 0.4.
  • test strip is measured at 525 nm, the use of a black marking on the test element results in a clear reflectance stroke between the test field and the marking, so that the use of a black bar in the specified length range is recommended. If, on the other hand, the measurement is made at 452 nm, the additional marking can be omitted, since a sufficiently pronounced reflectance stroke between the carrier film and the test field can already be seen in this length range. Likewise, however, it also becomes clear that the measurement of an analyte-specific signal at 452 nm is unlikely to be a satisfactory result. An analyte-specific absorption of the light can be excreted within a reflectance stroke of max. 0.2.
  • test field is irradiated with a wavelength of 525 nm, a remission stroke of 0.6 remains, which may be considered sufficient for evaluating an analyte-specific signal.
  • 9a-9d show examples of different configurations of the method / system according to the invention using differently arranged lighting zones on a test strip.
  • the resulting arrangement of light transmitters is selected as an example and shows only a few possible embodiments. In principle, of course, any arrangements are conceivable that produce an optically detectable change during the transport of test tires, so that the transport unit can be controlled accordingly.
  • the test strip shown in FIG. 9a has a white carrier film and a test field (45) with a different color.
  • the zones 41, 42 and 43 shown represent the areas on the test element which are irradiated by three different light sources in the analysis system and measured accordingly. In the context of the invention, these areas are referred to as lighting zones.
  • the areas of the test element identified by 42 and 43 are used to measure the analyte contained in the test field and are positioned in the center of the test field, where the evaluation area of the test field is defined. In the area marked with 41, a measurement for underdosing detection, as is well known in the state of the art and z. B. be described in DE 10248555.0 realized.
  • the system can be supplemented by teaching value, white value or black value measurement, as they are also described in the prior art, inter alia in DE 10163775.6, as required.
  • the area 41 is consequently arranged on the test field (45) in a known manner, as is used in conventional systems, and is an example of possible embodiments which are usually used for evaluating a test element.
  • the control of the test tire transport according to the invention takes place independently of such embodiments, so that in order to clarify the invention, the lighting zones 44 which are used according to the invention for controlling the transport unit in the curves 9a-d are only varied.
  • both areas of the test field and the carrier film of the test strip are recorded.
  • a measurement of the marked area consequently requires a change in reflectance, which is based both on the radiation reflected by the carrier film and by the test field.
  • a welding value to control the transport process is adjusted according to the reflectance differences thus obtained.
  • a stop of the test tire transport is initiated immediately when the welding value falls below a defined value. After the test strip has stopped being transported, the test element is in a corresponding position, so that the evaluation area 41 of the test strip can be completely detected by the detection unit.
  • the illumination zone 44 is arranged corresponding to FIG. 9a, so that both areas of the carrier film and of the test field are recorded.
  • the lighting zone is positioned on an outer edge of the test element.
  • the blood is applied in a front area 50 of the test element and the sample is directed exclusively into the center of the test field by means of a capillary gap.
  • the edge region of the test field in which the illumination zone 44 is placed thus does not come into contact with the sample.
  • the detection of a predetermined remission stroke is consequently guaranteed to be reproducible in a simple manner, without having to expect disruptive influences from the sample application.
  • the corresponding lighting zones 44 are arranged within the test field in an edge area that is not contaminated during a sample application.
  • the test field has two illumination zones 44, which are irradiated by two LEDs in the analysis system. Since both lighting zones lie within the test field, a reflectance value of the light reflected by the test field is recorded in accordance with the values shown in FIGS. 7 and 8 as a function of the wavelength used. The respective welding values are used to control the
  • Test strip transport selected accordingly.
  • a first remission stroke is first detected by irradiating the first area 44 of the test field.
  • the test element transport is initially slowed down. If a second remission stroke is detected by the irradiation of the second lighting zone in the test field, the test element transport is stopped.
  • the position of the two lighting zones 44 within the test field are selected such that the evaluation area of the test field is between the two lighting zones, so that complete evaluation of the evaluation area (42, 43) can be reliably ensured.
  • FIG. 9d shows a test element with an additional marking 51 for controlling the test strip transport, which extends completely in the form of a black bar across the width of the test element.
  • a test tire transport stop takes place as soon as a remission stroke, which is caused by the detection of the marking, can be detected.
  • two detection units are integrated in an analysis system for measuring the strip shown in FIG. 9d.
  • the marking on the test element and the detection units are oriented to one another in such a way that the evaluation area of the test field is positioned above the measurement optics of the first detection unit as soon as the radiation reflected by the marking is detected by the second detection unit.
  • An immediate transport stop of the test element then leads to an exact positioning of the test field relative to the first detection unit.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Analysesystemen, bei denen eine Probenanalyse mittels Testelemente erfolgt. Erfindungsgemäss beinhaltet das Analysesystem eine Transporteinheit (1), die mittels piezoaktiver Elemente (2) angetrieben wird. Die Transporteinheit (1) ermöglicht einen direkten oder indirekten Transport der Testelemente, so dass Analyseverfahren ganz oder teilweise automatisiert werden können. Des weiteren beinhaltet die Erfindung eine Transporteinheit zum transportieren eines Testelementes (15), die erfindungsgemäss über einen optischen Detektor gesteuert wird, der das Testelement (15) im System erfasst.

Description

Röche Diagnostics GmbH
Transporteinrichtung zur Beförderung von Testelementen in einem Analysesystem
Die vorhegende Erfindung fällt in das Gebiet der Analyse von Probenflüssigkeiten, die mittels Testelement durchgeführt werden.
Häufig sind solche Testelemente analytspezifische, disposible Testelemente, die ein Reagenz enthalten, mit dessen Hilfe ein Analyt bestimmt werden kann. Bei derartigen Testelemen- ten wechselwirkt das Reagenz des Testelementes mit einem zu bestimmenden Analyten, so dass eine messbare, analytspezifische Veränderung des Reagenzes induziert wird. Zur Vermessung und Auswertung des Reagenzfeldes werden häufig insbesondere bei analytabhän- gige Farbänderung des Testelementes, optischen Systeme eingesetzt, die eine Analyse einer Probe ermöglichen. Bei den heutigen Analysemethoden stellt die photometrische Auswer- tung von analytischen Testelementen eines der gebräuchlichsten Verfahren zur schnellen Bestimmung der Konzentration von Analyten in Proben dar. Allgemein werden photometrische Auswertungen im Bereich der Analytik, der Umweltanalytik und vor allem im Bereich der medizinischen Diagnostik eingesetzt. Insbesondere im Bereich der Blutglukose- Bestimmung aus Kapillarblut besitzen Testelemente, die photometrisch oder reflexions- photometrisch ausgewertet werden, einen großen Stellenwert. Beispielsweise werden derartige Geräte zur Überwachung des Blutzuckerspiegels von Diabetikern verwendet, so dass basierend auf den Blutglucosewert der entnommenen Probe das Essverhalten oder eine Insulininjektion reguliert werden kann. Weitere Beispiele für die Verwendung optischer Systeme sind Urintests (reifen sowie Testelemente für andere Parameter wie Laktat, Kreatinin, Protein, Harnsäure und Leukozyten. Darüber hinaus werden auch reagenzfreie Testelement verwendet, bei denen ein zu bestimmender Analyt ebenfalls mit Hilfe optischer Systeme oder z. B. elektrochemisch vermessen werden kann.
Neben einem Gebrauch von Analysegeräten in Krankenhäusern durch geschultes medizinisches Personal werden derartige Analysesysteme des weiteren für den Home-Monitoring- Bereich konzipiert, damit eine möglichst regelmäßige Kontrolle eines zu bestimmenden Analyten durch den Patienten selbst durchgeführt werden kann. Gebräuchliche Home- Monitoring- Analysesysteme finden insbesondere im Bereich der Blutglukosebestimmung ihren Einsatz. Dabei erfolgt eine Bedienung des Gerätes durch den Patienten selbst. Zur Analyse des Blutes wird ein Testelement, auf den ein Analysebereich angeordnet ist, z. B. mit dem Blut des Patienten in Kontakt gebracht und anschließend vom Benutzer in das Gerätes eingeführt. In Abhängigkeit von der Analytkonzentration wird z. B. eine optische Ver- änderung im Analysebereich des Testelementes induziert. Durch eine geeignete Messoptik wird die optische Veränderung mittels des vom Testelement reflektierten oder transmittier- ten Lichts detektiert, so dass die Konzentration des Blutzuckers ermittelt werden kann. Ein solches System ist beispielsweise in dem Dokument EP 0618443 beschrieben. Des weiteren sind derartige Geräte im Handel, zum Beispiel unter der Bezeichnung Accutrend®, AccuChek®, Glucotrend® und Glucometer® von der Firma Röche Diagnostics GmbH erhältlich. Der Aufbau der zur Verwendung vorgesehenen Testelemente ist beispielsweise in dem Dokument US 6,036,919 dargestellt.
Ein allgemeiner Trend bei der Durchführung analytischer Tests ist es, die zur Analyse benötigte Probenmenge zu reduzieren. Dies Hegt häufig darin begründet, dass nur geringe Probenmengen zur Verfügung stehen. Beispielsweise wird im Bereich der Blutzuckerbestimmungen vom Diabetiker ein Blutstropfen aus der Fingerbeere entnommen. Eine Verringerung der benötigten Blutmenge kann hierbei dazu beitragen, dass die Blutprobengewinnung für die zu untersuchende Person weniger schmerzhaft erfolgt. Dies hegt vor allem darin begründet, dass der Stich zur Blutgewinnung bei kleinem Probenvolumenbe- darf weniger tief gewählt werden kann. Verbunden mit der reduzierten Probenmenge ist eine Verkleinerung der Testelement und insbesondere der Nachweiszone, in der beispielsweise die Reaktionen der Probe mit einem Reagenz abläuft. Hierbei hat sich jedoch gezeigt, dass gerade bei geringen Probenmengen Änderungen von apparativen Messbedingungen in Analysesystemen eine große Rolle spielen und erhebüche Fehler bei der Konzentrationsbe- Stimmung eines Analyten verursachen. Gründe für apparative Veränderungen der Messbedingungen sind zum Beispiel eine fehlerhafte Positionierung der Testelement im Analysesystem, so dass z. B. eine Vermessung des
Auswertungsbereiches eines Testelements nicht vollständig erfolgen kann. Eine zwingende Voraussetzung für eine genaue Messung ist folglich eine exakte Positionierung des Testele- ments im Analysesystem. Dies muss zum einen im Home-Monitoring-Bereich sichergestellt werden, in dem häufig alte und/oder ungeübten Personen das Gerät bedienen, zum anderen erfolgt eine Anwendung von Analysesystemen mit Testelementen ebenfalls in großtechnischen Labors, in denen häufig ein automatisiertes Handling von Proben gewährleistet sein muss. Bei modernen Analysegeräten ist man deshalb dazu übergegangen, Testelemente über Positionierelemente im Analysesystem genau zu fixieren. Hierbei muss das Testelement entweder manuell oder automatisch in das Analysesystem eingelegt, geführt und wieder entnommen werden. Um das Handling für den Benutzer zu vereinfachen, werden immer mehr Geräte mit einem automatischen Antrieb für die Testelement bereitgestellt, insbesondere bei Geräten, die einen Vorrat von Testelementen beinhalten und diesen handhaben müssen. Hieraus ergeben sich Anforderungen an automatische Antriebseinheiten, die zum einen Testelemente zu einem Ort im Analysesystem transportieren und in einer definierten Position halten müssen und zum anderen eine Handhabung mehrerer Testelement in einem Magazin ermöghchen sollen. Darüber hinaus ist in der Regel, neben dem direkten Transport des Testelements, weiterhin oder ausschließlich ein Weitertakten des Magazins erforderlich. Diese Anforderungen stellen sich sowohl bei teil- als auch bei vollautomatischen Systemen und sind an das jeweilige Anwendungsgebiet angepasst.
Die Integration automatischer Antriebe im Messgerät zeigt sich besonders bei einigen An- Wendungsgebieten als vorteilhaft, die aufgrund bestimmter Messverfahren einen komplexen Teststreifentransport erfordern. Beispielhaft werden solche Messverfahren zur Fehlerberechnung einer Analytkonzentration eingesetzt, die unter anderem sogenannte Leerwerte eines Testelements bestimmen. Das Dokument DE 10163775.6 stellt ein solches Verfahren dar. Aufgrund der Leerwertbestimmung wird das Testelement zunächst ohne Probe in eine Messposition befördert, in der der Leerwert des Testelements vermessen wird. Anschießend erfolgt die Ausgabe des Testelements, so dass der Benutzer eine Probe auf das Testelement aufgeben kann. Das Testelement wird erneut an dem Messort positioniert und eine Analytkonzentration der Probe wird vermessen.
Im Stand der Technik werden Analysesysteme beschrieben, die für den Transport von Test- elementen mehrere Mechaniken verwenden, die das Testelement an eine für die Messung oder für andere Prozessschritte vorgesehene Position befördern. Die Positionierung der eigentlichen Detektionsfläche zur Messtechnik oder zu anderen Prozessfaktoren wird durch eine hohe Genauigkeit der Antriebskomponenten sowie durch eine geringe Herstellungstoleranz der Testelemente sichergestellt. In herkömmlichen Techniken sind derartige Antriebe sehr aufwendig und teuer und werden beispielsweise durch Servomotoren oder Spielarmgetriebe verwirklicht. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bestehenden Analysesysteme ist, dass die Herstellung der in großen Massen angefertigten Testelement hohen Genauigkeitsansprüchen genügen muss, damit die Mechanik in der Lage ist, einen Transport und eine Positionierung relativ zur Messtechnik zuverlässig umzusetzen. Die eingesetzte Mechanik ist zumeist sehr komplex.
Das Dokument EP 1022565 offenbart eine Gerätemechanik, die in einem Analysegerät zum Transport und Weitertakten eines Teststreifenmagazins eingesetzt wird. Hierbei wird eine Magazinkammer in Position gedreht, so dass ein Stößel in die Streifenvorratspackung eindringen kann und einen Teststreifen aus der Vorratspackung herausschiebt, bis das Testfeld des Streifens oberhalb der Vermessungsoptik positioniert ist. Anschließend erfolgt ein Weitertakten des Magazins. Der Antrieb des Teststreifens sowie des Magazins wird jeweils mittels eines Elektromotors umgesetzt. Die Optik ihrerseits ist in einer Klappe des Gerätes un- tergebracht und muss hier auf wenige 1/10 mm genau positioniert sein. Dies erfordert viele Bauteile und Fugestellen mit kleinen Toleranzen. Des weiteren werden hohe Anforderungen an die Herstellungstoleranz der Teststreifen gestellt. Arbeitsgeräusche sowie Arbeitsgeschwindigkeit des Antriebsystems erweisen sich als laut und mäßig. Darüber hinaus sind die Antriebssysteme so groß, dass eine kompakte Bauweise des Analysesystems, wie es ins- besondere im Home-Monitoring-Bereich gewünscht wird, nur schwer verwirkUcht werden kann.
Um die Funktionsfähigkeit der Systeme sicher zu stellen, benötigen die Antriebseinheiten weiterhin Schmiermittel, die zur Verschmutzung des Innenbereichs des Gerätegehäuses führen und sich z. B. durch Ausfaserungsprozesse auf die Testelemente niederschlagen können. Insbesondere bei den im Handel erhältlichen Analysesystemen werden jedoch häufig hohe Anforderungen an die Lagerung von Testelementen gestellt, die eine konstante und insbesondere trockene Umgebung voraussetzen. Bei Testelementen, die empfindlich auf Feuchtigkeit und Schmutz reagieren, führen Verschmutzungen folglich zu Beeinträchtigungen der Messergebnisse.
Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik ist, dass mittels einer Transporteinheit nur eine Bewegung entlang einer Bewegungsrichtung ermöglicht wird. Häufig zeigt sich jedoch gerade bei der Verwendung von Testelementmagazinen, dass u. a. eine Rekassettierung der Testelemente wünschenswert ist. Durch eine Rekassettierung gebrauchter Testelemente kann das Handling des Analysesystems benutzerfreundlich vereinfacht werden. Dies setzt jedoch voraus, dass ein Transport der Testelemente in unterschiedliche Bewegungsrichtungen gewährleistet wird. Im Stand der Technik würde jedoch ein Transport in unterschiedliche Bewegungsrichtungen eine aufwendige zusätzliche Transporteinheit erfordern. Ein flexibel ausgestaltetes Antriebssystem ist folglich nur mit einem erheblich größeren Aufwand zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein System sowie ein Verfahren zum Transport von Testelementen in Analysesystemen bereit zu stellen, das die genannten Nachteile vermeidet. Das Verfahren sowie das System sollen vorteilhafterweise sowohl eine genaue Positionierung des Testelements relativ zur Messtechnik zuverlässig gewährleisten können, als auch ein Magazinhandling ermöghchen. Hierbei soll ein flexibel zu handhabendes Antriebssystem gewährleistet werden, ohne dass hierdurch ein erheblicher Mehraufwand bedingt wird. Das System soll vorzugsweise möglichst klein und kompakt sein, so dass ein Einsatz auch in Analysesystemen, die für den Home-Monitoring-Bereich möglichst platzsparend konzipiert sind, zweckdienlich ist. Verschmutzungen des Analysesystems durch eine Transporteinheit sollen dabei vermieden werden. Vorzugsweise ist das System energiesparend, so dass sich auch eine Integration in batteriebetriebenen Analysesystemen als besonders vorteilhaft erweist.
Die Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche beschrieben. Vorteilhafte Aus- führungsformen ergeben sich gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
Gegenstand der Erfindung ist der Einsatz piezoelektrischer Antriebe zur direkten oder indirekten Bewegung von Testelementen innerhalb eines Diagnosegerätes, wie z. B. zur Positionierung eines Testelementes relativ zu einer Detektionseinheit, zur Entnahme und Rück- gäbe von Testelementen in einem Magazin sowie zur Weitertaktung eines Magazins, um nur einige Anwendungen zu nennen. Die Integration eines piezoelektrischen Motors ermöglicht somit eine flexible und komfortable automatische Handhabung von Testelementen in einem Analysesystem, wobei motorbedingte Geräusche, Verschmutzungen etc. weites tgehend minimiert werden.
Die Erfindung beinhaltet ein Analysesystem zur Bestimmung eines Analyten in einer Probe. Das Analysesystem dient zur Analyse eines Testelementes, das vorzugsweise einen Träger und einen Auswertebereich aufweist, auf dem eine Probe aufgebracht wird. Das Testelement wird in dem Analysesystem so positioniert, das mittels einer Detektionseinheit des Systems mindestens ein Signal detektiert wird, das in Abhängigkeit der auf dem Testele- ment aufgebrachten Probe verändert wurde. Mit Hilfe einer Auswertungseinheit des Analysesystems wird ein Analyt in der Probe auf Basis dieses Signals bestimmt. Das Analysesystem beinhaltet weiterhin eine Transporteinheit mit einer Kontaktfläche zur direkten oder indirekten Kontaktierung des Analysesystems mit einem Testelement. Hierbei ist eine direkte Kontaktierung beispielsweise dann gegeben, wenn der Träger des Testelementes direkt auf der Kontaktfläche der Transporteinheit aufliegt. Erfolgt hingegen eine indirekte Kontaktierung des Testelementes, kontaktiert die Kontaktfläche der Transporteinheit zunächst ein zu beförderndes Gerätebauteil, das in der Funktion eines Transportschlitten für das Testelement eingesetzt wird. Ein derartiger Transportschlitten kann z. B. eine Auflagefläche für das Testelement im Analysesystem sein. Des weiteren kann z. B. eine indirekte Kontaktierung des Testelementes in Form eines Magazingehäuses verwirkUcht werden, das wiederum selbst direkt mit der Kontaktfläche oder indirekt über einen TransportschUtten mit der Kontaktfläche in Verbindung steht. Hierbei findet durch ein weitertakten des Ma- gazins ein Testelementtransport statt. Zum Befördern des Testelementes verfügt die Transporteinheit über mindestens ein piezoelektrisches Element, das die Kontaktfläche der Transporteinheit in Schwingung versetzt. Wird die Kontaktfläche der Transporteinheit durch das mindestens ein piezoelektrisches Element in Schwingung versetzt, wird das Testelement entlang einer definierten Transportstrecke im Analysesystem transportiert, sobald die Kontaktfläche der Transporteinheit mit dem Testelement direkt oder indirekt kontaktiert wird. Wird der direkte oder indirekte Kontakt zwischen Kontaktfläche und Testelement unterbrochen, oder wird die Schwingung der Kontaktfläche gestoppt, wird der Transport des Testelementes angehalten, wobei das Testelement vorteühafterweise an einer SteUe im Analysesystem ortsfest positioniert wird.
Erfindungsgemäß wird im System als Antrieb der Transporteinheit ein piezoelektrisches Element verwendet, wobei die Kontaktfläche der Transporteinheit in der Weise in Schwingung versetzt wird, dass die Kontaktfläche eine Resonanzschwingung ausführt. Aufgrund der Resonanzschwingung - wie im Folgenden noch näher erläutert - folgen Punkte auf der Oberfläche der Kontaktfläche einer elliptischen Bewegungen. Kontaktiert ein anderer Kör- per, zum Beispiel ein Testelement, diese Punkte (Kontaktpunkte), so folgt das Testelement aufgrund von Reibungskräften der Bewegungsrichtung der Kontaktpunkte zumindest zum Teil und wird entlang einer definierten Transportstrecke im Analysesystem weiterbefördert. Der zu befördernde Körper kann auf diese Weise selbst direkt oder mittels eines zusätzh- chen Bauteils der Transporteinheit indirekt befördert werden.
Im Sinne der Erfindung kann die Transporteinheit folglich als ein piezoelektrischer Motor verstanden werden, wobei der zu transportierende Körper, der die Kontaktfläche direkt kontaktiert, selbst einen Teü des Piezomotors darsteUt. Liegt z. B. das Testelement folghch direkt auf der Kontaktfläche auf, so ist das Testelement Bestandteil des Motors und der piezoelektrischer Motor beinhaltet ein disposibles Element. Dies ist beispielhaft auch gege- ben, wenn die Kontaktfläche der Transporteinheit mit einem Magazingehäuse direkt kontaktiert wird, welches ebenfalls als Einmalartikel im Analysesystem vorgesehen ist. Natürlich ist es auch denkbar, dass ein zusätzUchen Bauteil der Transporteinheit, z. B. ein Trans- portschhtten, wie bereits beschrieben, als nichtaustauschbare Einheit zur indirekten Kon- taktierung des Testelementes oder eines Magazins vorgesehen ist und der piezoelektrischer Motor keine disposiblen Elemente beinhaltet.
Durch den Einsatz eines Piezoantriebes in einem Analysesystem kann die Transporteinheit klein und kompakt in das Analysesystem integriert werden. Die erfindungsgemäße Transporteinheit ermöglicht dabei vorteilhafterweise eine Integration des piezoelektrischen Mo- tors in oder nahe einem Magazingehäuse, ohne dass die Qualität der bevorrateten Testelemente z. B. durch Schmiermittelablagerungen beeinträchtigt wird. Ein kompakte Bauweise des Analysesystems bei der Testelemente und Motor räumhch nebeneinander angeordnet sind, kann erfindungsgemäß verwirkUcht werden, da die Transporteinheit aufgrund ihres Piezomotors auf Schmiermittel verzichtet. Die zur Lagerung von Testelementen vorherr- sehenden konstanten und trockenen Bedingungen zeigen sich darüber hinaus zur Inbetriebnahme eines Piezomotor als besonders geeignet. Dies ist vor allem dadurch bedingt, dass unter konstanten Umgebungsbedingungen definiert vorherrschende Reibungs- und Haftreibungskräfte wirken. Der Antrieb zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass bereits bei geringen Geschwindigkeiten hohe Kräfte bzw. Momente erzeugt werden.
Des weiteren werden schneUe Bewegungsänderungen im Analysesystem ermöglicht, wobei eine Bewegungsrichtung schneU und präzise geändert oder ein Stillstand des Testelementes bewirkt werden kann. Vorteilhafterweise erfolgt der Stillstand des mit der Kontaktfläche kontaktierten Elementes hierbei im wesentiiehen spielfrei, wobei ein(e) maximale(s) Kraft (Moment) aufgrund von Haftreibungskräften beim Stillstand auf das Element wirkt. Durch eine Umkehr der Bewegungsrichtung ist ein flexibles HandUng mögUch, wobei der Aufbau der Transporteinheit bereits mit wenigen Bauteilen erfolgen kann.
Das genereUe Prinzip eines piezoelektrischen Antriebes ist im Stand der Technik, z. B. in „Ultrasonic Motors - Theory and Appücation" von S. Ueha und Y. Tomikawa; Oxford Science PubUcation, beschrieben und ist hinreichend bekannt. Im Folgenden wird das Prinzip zur Verdeutlichung kurz beispielhaft dargesteUt.
Die Funktionsweise des Piezomotors wird am Beispiel eines Linearantriebes verdeutlicht, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgt. Beispielsweise besteht ein Linearantrieb aus einem Balken. Der Balken ist aus einem Material mit hoher Festigkeit und geringer inneren Dämpfung, vorzugsweise einem Metall gefertigt, und trägt an beiden Enden je ein piezo- aktives Element. Wird nun das erste piezoaktive Element mit Wechselspannung beaufschlagt, so dass der Balken in Resonanzschwingung versetzt wird, so entsteht im Balken eine stehende WeUe aus Längsschwingungen. Resultierend aus der Längsschwingungen des Balkens erfolgt eine Querkontraktion des Balkens an den Stehen, die gerade gedehnt werden sowie eine Querausdehnung an den gestauchten Stellen. Dies führt dazu, dass ein Punkt der Oberfläche des Balkens, der im Rahmen der Erfindung auch als Kontaktpunkt bezeichnet wird, aufgrund der Schwingungen eine kleine Bewegung quer und längs zur Balkenachse ausführt, wobei seine Trajektorie einer elliptischen Bahn folgt.
Zum Transport eines Testelementes wird das Testelement im geschilderten Beispiel direkt auf die Kontaktfläche gedrückt. Bei einem Teststreifen für eine Blutzuckerbestimmung handelt es sich dabei in der Regel um ein flaches Gebüde, dass im wesenthchen aus einer TrägerfoUe aus Kunststoff besteht. Wird der Balken nun durch das piezoelektrische Element in Schwingung versetzten, besteht ein Kontakt der Trägerfolie mit den Kontaktpunk- ten auf der Oberfläche der Kontaktfläche. Die TrägerfoUe und somit das Testelement folgt zunächst aufgrund der wirkenden Reibungskräfte zwischen Trägerfohe und Kontaktfläche der Bewegung der Kontaktpunkte. Für einen kurzen Zeitraum, in dem sich die Bewegungsrichtung der „Kontaktpunkte" entlang der Trajektorie umkehrt, verüert jedoch das Testelement aufgrund seiner Massenträgheit den Kontakt zur Kontaktfläche und behält seinen Bewegungszustand bei, bevor es erneut aufgrund der wirkenden Kräfte weitertransportiert wird. Das Testelement voUführt daher trotz der intermittierend wirkenden Kräfte eine gleichförmige Bewegung aus. Wird die Schwingungsfrequenz und -amplitude entsprechend auf die Beschaffenheit des zu transportierenden Elementes eingestellt, wird das Testelement entlang der vorgegebenen Bewegungsrichtung transportiert. Ein Transport des Testelements erfolgt dabei so lange bis die Schwingung des Balkens gestoppt wird oder der Kontakt zwischen Kontaktfläche und Trägerfohe dauerhaft unterbrochen wird. Wird die Schwingung des Balkens gestoppt, wird aus dem dynamischen Kontakt zwischen Testelement und Kontaktfläche ein statischer Kontakt, der die vom Testelement eingenommene Position mit der statisch wirkenden Haftreibungskraft festhält. Während des Trans- portvorganges betragen folghch die wirkenden Reibungskräfte einen Bruchteil der Haftreibungskraft, die beim Stillstand der Transporteinheit zwischen Testelement und Kontaktfläche wirkt.
Die Kontaktfläche des Balkens und die TragfoUe des Testelementes sind in einer bevorzugten Ausführungsform dabei so ausgebildet, dass bei dauerhaftem Kontakt des Testelemen- tes mit der Kontaktfläche des Balkens das wirkende Haftreibungsmoment hinreichend groß ist, um eine sichere Positionierung des Testelementes an einen Ort im Analysesystem zu erzielen. Vorteilhafterweise beträgt das Haftreibungsmoment ca. dem 1,5-fachen Wert des Antriebsmoments des Piezomotors, so dass ein Verrutschen des Testelementes verhindert wird, sobald sich die Transporteinheit z. B. während des Messvorgangs in Ruhezustand befindet.
Wird das zweite piezoaktive Element ebenfalls mit Spannung gespeist, kann der Balken nur noch entlang des Bereiches, der von den piezoelektrischen Elementen eingeschlossen wird, eine Schwingung ausführen, so dass die Länge der stehenden WeUe und folglich die Reso- nanzfrequenz des Balkens verändert wird.
In Abhängigkeit davon, ob die piezokeramischen Stapel in Gleich- oder Gegen takt be- stromt werden, wird dabei eine rechtsdrehende bzw. linksdrehende Trajektorie durch die Kontaktpunkte ausgeführt, wobei wiederum in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Trajektorie das Testelement entlang einer positiven oder negativen Bewegungsrichtung transportiert wird. Vorteilhafterweise beinhaltet das Analysesystem piezoelektrische Elemente, die unabhängig voneinander elektronisch angesteuert werden können, so dass durch eine Ansteuerung der piezoelektrischen Elemente in gleich- oder gegenläufigem Takt die Förderrichtung entlang einer Raumachse umgekehrt werden kann.
Des weiteren besteht die MögUchkeit, eine Linearbewegung eines zu transportierenden Elementes durch eine stehende Biegewelle zu erzielen - wie nachfolgend noch näher erläutert. Dabei kann mittels aufgesetzter kurzer Stößel auf einen Balken eine intermittierende Antriebskraft erzeugt werden. Eine Umlenkung der Bewegungsrichtung erfolgt durch einen Wechsel zwischen verschiedener Resonanzfrequenz.
Eine flexible Änderung der Förderrichtung ist besonders bei solchen Analysesystemen von Vorteil, die in Folge eines automatisierten Messverfahrens komplexe Bewegungsabläufe umsetzen. Beispielhaft sind hier - wie bereits beschrieben - Leerwertmessungen, bei denen der Teststreifen mehrfach zur Messtechnik hin- und wegtransportiert wird, Rekassettierung, Magazintransport etc. genannt.
Aufgrund der MögUchkeit, die Förderrichtung des Testelementes umzukehren, sind vielfäl- tige Anwendungen des erfindungsgemäßen Systems denkbar. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Testelement vor und/oder nach einer Probenaufgabe zur Detektionseinheit transportiert und relativ zur Detektionseinheit positioniert werden, sowie das Test- element nach einer Messung zu der Ausgangsposition zurück transportiert werden kann. Ebenfalls kann vorzugsweise ein Testelement nach einer Probenanalyse mittels der Transporteinheit in ein Magazin zurücktransportiert werden, so dass eine Remagazinierung erfolgt. Weiterhin ist es auch denkbar, dass eine weitere Transporteinheit nach der Vermes- sung eines Testelementes dieses zu einer zweiten Messposition transportiert, so dass anhand des Teststreifens innerhalb eines Analysesystems mehrere Messungen erfolgen. Generell ist die Anzahl weiterer Transporteinheiten in einem Analysesystem nicht beschränkt. Hierbei können die Transporteinheiten sowohl das Testelement für eine erneute Messung relativ zu einer Detektionseinheit positionieren als auch wie bereits beschrieben zur Re- magazinierung, Auswurf des Teststreifens, Weitertaktung eines Magazingehäuses oder Teststreifenbandes etc., dienen.
Wird die erfindungsgemäße Transporteinheit z. B. für den Transport von einzelnen oder mehreren Testelementen verwendet, wird bei einer vorteilhafte Ausführungsform das piezoelektrische Element mit einem Detektor kontaktiert, der eine Steuerung des piezoelek- trischen Elementes ermögUcht. Hierbei wird beispielsweise ein einzelnes Testelement an einem Ort im Analysesystem von einem Detektor erfasst, wobei eine Remissions- oder Transmissionsänderung bedingt durch eine Bestrahlung des Testelementes detektiert wird. Basierend auf der detektierten Remissions- oder Transmissionsänderung wird ein Signal zur Steuerung des piezoelektrischen Motors generiert. Vorteilhafterweise ist es dabei denkbar, dass die Stromversorgung zum piezoelektrischen Elemente unterbrochen wird, sobald eine vom Testelement bedingte optische Veränderung im Analysesystem erfasst werden kann. Wird z.B. der Transport des Testelementes unmittelbar nach der Detektion des Testelementes gestoppt, kann somit auf einfache Weise eine exakte Positionierung eines Testelementes an einem definierten Ort im Analysesystem verwirkUcht werden.
PrinzipieU kann die Steuerung des Testelementtransportes aufgrund einer von einem Detektor erfassten Remissions- oder Transmissionsänderung unabhängig von der Ausbüdung der Transporteinheit realisiert werden. Das Testelement kann hierbei mittels eines piezoelektrischen Motors, Elektromotoren oder anderen, im Stand der Technik hinlängUch bekannten Antrieben, direkt oder indirekt z.B. in einem Magazingehäuse transportiert werden. GenereU ist eine derartige Steuerung des Testelementtransportes auf keine spezifische Antriebseinheit für die Transporteinheit beschränkt, sondern muss im wesentiichen nur eine Kontaktierung der Transporteinheit mit einem optischen Detektor aufweisen, so dass in Abhängigkeit einer optisch detektierten Veränderung ein Signal zur Steuerung der Transporteinheit und somit des Transportes des Testelementes generiert werden kann. Des weiteren kann eine Steuerung der Transporteinheit z.B. auf der Detektion von reflektierender, transmittierender oder luminesziernder Strahlung beruhen, so dass die Erfindung auf keine spezifische optische Detektion beschränkt ist. Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand der Detektion von remittierter oder transmittierter Strahlung beispielhaft veranschauUcht, wobei die Beispiele nicht einschränkend zu verstehen sind. Erfindungsgemäß wird hierbei eine Änderung von optisch detektierbarer Strahlung erfasst, die beispielhaft als Remissions- oder Transmissionshub etc. bezeichnet wird. Die auf diese Weise detektierte Strahlung wird als Detektionswert bezeichnet.
Gegenstand der Erfindung ist somit weiterhin ein Verfahren zur Steuerung einer Transporteinheit in einem Analysesystem. Hierfür wird in einer vorteühaften Ausführungsform zunächst ein Testelement auf eine Transporteinheit eines Analysesystems direkt positioniert, sodass ein direkter Transport des Testelementes durch die Transporteinheit erfolgt. Es ist jedoch auch denkbar, dass ein oder mehrere Testelemente auf einem TransportschUtten, wie bereits beschrieben, positioniert sind, der durch die
Transporteinheit befördert wird, sodass ein indirekter Transport der Testelemente im Sinne der Erfindung erfolgt. Beispielsweise ist ein solcher TransportschUtten oder Testelementträger ein Magazingehäuse, das eine Vielzahl von Testelementen beinhaltet, wobei mittels der Transporteinheit z.B. ein Weitertakten des Magazins erfolgt. Die Transporteinheit bewegt das Testelement folghch direkt oder indirekt entlang einer
Transportstrecke im Analysesystem an der eine LichtqueUe angeordnet ist. Das Testelement oder der Testelementträger wird mit Licht in einem ersten WeUenlängenbereich bestrahlt, wobei eine optische Veränderung bedingt durch das Testelement oder dem TransportschUtten bzw. Testelementträger detektiert wird. Auf Basis des detektierten Lichtes erfolgt eine Steuerung der Transporteinheit. Des weiteren ist Gegenstand der
Erfindung ein System zur Steuerung des Teststreifentransportes, das eine Transporteinheit zum direkten oder indirekten Transport eines Testelementes entlang einer Transportstrecke beinhaltet. Das System weist eine Lichtquelle auf, die entlang der Transportstrecke angeordnet ist und die das Testelement oder den Transportschütten in einem ersten WeUenlängenbereich bestrahlt. Ein Detektor zur Detektion einer durch das Testelement oder dem TransportschUtten bedingten optischen Veränderungen ist mit der Transporteinheit kontaktiert, so dass in Abhängigkeit eines vom Detektor detektierten Lichtes eine Steuerung der Transporteinheit erfolgt. Wird ein indirekter Transport des Testelementes mittels eines Transportschüttens reaUsiert, erweist sich eine reflexionsphotometrische Detektion einer auf dem TransportschUtten aufgebrachten Markierung beispielsweise als vorteühaft. Erfolgt hingegen ein direkter Transport des Testelementes durch die Transporteinheit, kann das Testelement neben einer Detektion der vom Testelement reflektierten Strahlung auch aufgrund von Transmissions- oder Luminiszenzstrahlung vermessen werden. Hierbei kann die Detektion der durch das Testelement bedingten optischen Veränderung z.B. auf einer von der TrägerfoUe des Testelementes reflektierten oder transmittierten Strahlung beruhen. Die Detektion eines entsprechenden Signals erfolgt dann sobald das Testelement entlang der Transportstrecke den Lichtstrahl einer Detektionseinheit zur Steuerung der
Transporteinheit kreuzt. Des weiteren sind Ausführungsformen denkbar, bei denen eine Ausnehmung / Loch im Testelement zur Positionierung genutzt wird. Beispielsweise erfolgt dann ein Stopp des Testelementtransportes nachdem eine optische Veränderung während der Erfassung des Testelementes durch das Loch bedingt wird. Insbesondere bei Transmissionsmessung erlaubt die Detektion einer Ausnehmung im Testelement einen einfachen Aufbau der Detektionseinheit, die bevorzugt erst dann Licht detektiert, wenn die Ausnehmung des Testelementes zwischen Lichtsender und Detektor angeordnet ist. Sind hingegen TrägerfoUe oder andere Uchtundurchlässige Bereiche zwischen Lichtsender und Detektor angeordnet wird der Strahlengang der Optik blockiert, sodass kein Licht vom Detektor erfasst werden kann. Analoge Ausführungsformen lassen sich natürUch auch für andere Meßverfahren, wie z.B. der Remissionsmessung reahsieren. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird jedoch die Änderung der vom Testelement reflektierten oder transmittierten Strahlung direkt durch ein Testfeld des Testelementes, welches zur Analyse einer Probe vorgesehen ist, hervorgerufen. Hierfür weist das Testfeld im Vergleich zu dem Trägermaterial des Testelementes einen unterschiedUchen Reflektions- oder
Transmissionswert auf, der zur Steuerung der Transporteinheit erfasst wird. Während des Testelementtransportes entlang einer Detektionseinheit, die zur Steuerung der Antriebseinheit vorgesehen ist, erfasst der Detektor zu Beginn des Transportvorgangs zunächst einen ersten Reflektions-, Luminiszenz- oder Transmissionwert. Der vom Detektor erfasste erste Wert wird zunächst durch das Trägermaterial, z.B. eine TrägerfoUe, des Testelementes bedingt und ändert sich während des Vorschubes, sobald das Testfeld des Testelementes von der Detektionseinheit erfasst wird. Auf der Basis der so generierten, optisch detektierten Veränderungen erfolgt eine Steuerung der Transporteinheit, die z. B. unmittelbar nach Über- oder Unterschreiten eines vorgegebenen SchweUenwertes gestoppt wird. Prinzipiell ist das Verfahren zur Steuerung der Antriebseinheit nicht auf die Detektion eines SchweUenwertes beschränkt. So kann eine Steuerung z. B. auch durch die Erfassung eines Kurvenverlaufes der detektierten Werte sowie hieraus abgeleiteten Werten erfolgen. Ebenso ist die Detektion genau eines Wertes mögUch sowie ledighch das Erfassen, ob ein Wert unter- oder überschritten wird. Das erfϊndungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit ist folghch nicht auf die Detektion bestimmter Werte beschränkt sondern kann je nach Bedarf behebig variiert werden.
Die Detektionseinheit zur Steuerung des Transportprozesses wird beispielsweise durch eine oder mehrere zusätzliche LichtqueUen sowie einem Detektor, die entlang der Transport- strecke angeordnet sind und eine Detektionseinheit büden, verwirkUcht. ÜbUcherweise kann eine derartige LichtqueUe durch eine LED reaüsiert werden, die bevorzugt in einem Spektralbereich < 600 nm vorzugsweise < 500 nm Licht emittiert. Untersuchungen mit herkömmhchen Testelementen haben ergeben, dass innerhalb dieses WeUenlängenbereiches der Remissionsunterschied zwischen einem herkömmlichen Testträger eines Teststreifens und einem Testfeld am größten ist. In Abhängigkeit des verwendeten Testelements können sich natürUch auch andere Spektralbereiche als geeignet erweisen, so dass die Erfindung auf keinen spezifischen WeUenlängenbereich beschränkt ist. In dem beschriebenen Beispiel besitzt das Analysesystem folghch zusätzhch zu einer ersten Detektionseinheit, die einen Analyten auf dem Testelement vermisst, eine weitere Detektionseinheit zur Steuerung der Transporteinheit.
Die Lage der Detektionseinheiten zueinander ist innerhalb des Analysegerätes dabei vorteühafterweise so zu wählen, dass beim Anhalten der Transporteinheit das Testfeld des Testelementes unmittelbar in gewünschter Weise relativ zur Messoptik der ersten Detektionseinheit positioniert ist, so dass eine Vermessung und Auswertung des Testfeldes mögUch ist. Im Rahmen der Erfindung wird die Position des Testelementes im
Analysesystem, an der eine Analyse des Testfeldes erfolgt, als DetektionssteUe bezeichnet, die im beschriebenen Beispiel an der Transportstrecke des Testelementes im Analysesystem angeordnet ist. Eine Positionierung eines Testelementes an der DetektionssteUe ermögUcht folglich im Sinne der Erfindung eine im wesentlichen fehlerfreie Auswertung des Testelementes vorteühafterweise in einem Auswertungsbereich des Testfeldes, der voUständig von der ersten Detektionseinheit erfasst wird.
Wird zur Steuerung der Transporteinheit das Testfeld direkt erfasst, kann vorteühafterweise auf die Verwendung einer zusätzUchen Detektionseinheit zur Steuerung der Transporteinheit im Analysesystem verzichtet werden. Zur Steuerung der Transporteinheit wird dann die im Analysesystem bereits integrierte, erste Detektionseinheit, die zur Auswertung des Testfeldes vorgesehen ist, verwendet. Auf diese Weise kann auf eine zusätzliche LichtqueUe sowie Detektor verzichtet werden, sodass eine Vereinfachung des Geräteaufbaus sowie eine Kostenreduktion erzielt werden kann. NatürUch sind auch Kombinationen der beschriebenen Ausführungsform denkbar, bei denen z. B. nur ein Detektor im System vorgesehen ist, jedoch verschiedene Lichtquellen zur Erstfassung des Testfeldes bzw. zur Analyse des Testfeldes verwendet werden. PrinzipieU ist das erfindungsgemäße System auf kein spezifisches Testelement oder Detektionseinheit zur Bestimmung eines Analyten beschränkt, so dass vielfältige, im Stand der Technik bekannte Analyseverfahren Anwendung finden können. Beispielsweise können elektrochemische Messungen etc. ebenfaUs zur Auswertung eines Testfeldes herangezogen werden, wobei gegebenenfalls dann eine zusätzUche optische Detektionseinheit zur Steuerung des Testelementtransportes erforderUch wird.
Wird in einer bevorzugten Ausführungsform nur eine Detektionseinheit im Analysegerät verwendet, detektiert die Detektionseinheit des Analysesystems zunächst die Position des Testfeldes, wobei ein Transportstop des Testelementes unmittelbar nach der Erfassung des Testfeldes bewirkt wird. Anschüeßend wird vorteühafterweise in einem anderen WeUenlängenbereich mit derselben Detektionseinheit ein analytspezifisches Signal vom Testfeld des Testelementes vermessen. Aufgrund des beschriebenen Verfahrens wird eine exakte Positionierung des Testfeldes relativ zur Detektionseinheit gewährleistet, die gleichzeitig zur Auswertung des Testfeldes vorgesehen ist. Eine fehlerfreie Positionierung zur Messoptik ist somit zwingend gegeben.
Wird in einer weiteren Ausführungsform das Testfeld zur Steuerung der Transporteinheit von der ersten Detektionseinheit erfasst, wobei jedoch der gleiche WeUenlängenbereich, der auch zur Auswertung eines' analytspezifischen Signals herangezogen wird, verwendet wird, kann dies unter Umständen die Messgenauigkeit des Verfahrens ungünstig beeinflussen. Dies ist insbesondere dadurch begründet, dass zunächst ein erster Remissionshub zur Steuerung der Transporteinheit durch das Testfeld erzeugt wird, bevor das Testfeld mit einer Probe beaufschlagt wird. Nach der Probenaufgabe wird ein analytspezifischer, zweiter Remissionshub generiert, der zur Auswertung einer Analytkonzentration herangezogen wird. Der zweite Remissionshub, der zur Auswertung des Analytsignales zur Verfügung steht, ist folghch um den Betrag des ersten Remissionshubes reduziert. In Abhängigkeit des Anwendungsgebietes und des zu bestimmenden Analyten kann eine derartige Verkleinerung des Remissionshubes unter Umständen zu Ungenauigkeiten in der Analytbestimmung führen. Eine Erfassung des Testfeldes zur Steuerung der Transporteinheit in einem zweiten WeUenlängenbereich, in dem keine Analytbestimmung stattfindet - wie bereits beschrieben -, kann folghch eine Verbesserung der Analysegenauigkeit bedeuten.
Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass luminiszierende Substanzen im Testfeld zur Lageerkennung des Testelementes eingesetzt werden. Eine Erfassung des Testfeldes erfolgt dann aufgrund angeregter Luminiszenzstrahlung, deren Anregung beispielsweise im gleichen WeUenlängenbereich, in dem der Analyt vermessen wird, erfolgt. Die luminiszierende Strahlung kann jedoch in einen vom Analytsignal verschiedenen
WeUenlängenbereich detektiert werden. In Abhängigkeit des verwendeten Testelementes kann folglich auch eine Detektion des Testfeldes verwirkUcht werden, ohne dass verschiedene WeUenlängenbereiche zur Bestrahlung des Testfeldes notwendig sind, wobei gleichzeitig eine hinreichende Analysegenauigkeit gewährt werden kann.
Neben der Detektion des Testfeldes, zur Steuerung des Testelementtransportes ist es weiterhin auch denkbar, dass eine Markierung z. B. in Form eines farbigen Balkens zur Detektion und Steuerung des Testelementtransportes vorgesehen ist. Eine optische Detektion eines Testelementes oder Transportschlittens kann somit in vielfältiger Weise realisiert werden. Die Verwendung von zusätzUchen Markierungen erweist sich dabei insbesondere bei einem indirekten Transport von Testelementen als vorteilhaft, bei denen z. B. ein Magazintransport zum Weitertakten eines Magazins reahsiert ist. Hierbei können auf dem Magazingehäuse aufgebrachte Markierungen zur Lageerkennung des Magazins dienen, sodass eine exakte Positionierung des Magazingehäuses zu weiteren mit dem Magazingehäuse zusammenwirkenden Gerätebauteüen (wie z. B. Antriebstößel für Testelemente / Lanzetten etc.) gewährleistet wird.
Die Verwendung einer zusätzlichen Markierung direkt auf dem Testelement, hat darüber hinaus zum einen den Vorteil, dass die Größe eines Remissionsunterschiedes in Abhängigkeit z. B. der Farbe der Markierung ausgewählt werden kann, ohne dass eine Anpassung der LichtqueUe im Analysegerät erforderhch ist. Zum anderem kann durch die Lage der Markierung auf dem Testelement eine gewünschte Positionierung der Markierung relativ zum Testfeld und somit zu Gerätebauteüen im Analysesystem frei gewählt werden. Eine flexible Integration des erfindungsgemäßen Verfahrens/Systems in den Aufbau herkömmhcher Analysegeräte, wird somit ermöglicht. Wird die Markierung auf einem Testelement in Einschubrichtung jenseits des Testfeldes angeordnet, sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen zunächst das Testfeld erfasst wird und es aufgrund des detektierten Remissionsunterschiedes zunächst zu einer Verlangsamung des Teststreifentransports kommt. Ein Transportstopp erfolgt dann sobald die Markierung einen zweiten Remissionsunterschied bewirkt. Die Verwendung einer zusätzUchen Markierung erlaubt somit neben einer flexiblen Integration des erfindungsgemäßen Systems in herkömmliche Analysegeräte, vielfältige Ausführungsformen zur Steuerung der Transporteinheit. Die Steuerung der Transporteinheit kann dabei prinzipiell auf einfache oder komplexen Verfahrensabläufen beruhen. Neben der MögUchkeit nach der Detektion eines Transmissions- oder Reflektionsunterschiedes etc. einen Transportstopp sofort zu bewirken, kann ein Transportstopp z.B. erst nach einem definierten ZeitintervaU nach der Detektion eines vorbestimmten Wertes ausgelöst werden. Weiterhin ist es auch denkbar, dass eine permanente KontroUe der Positionierung des Testelementes während des Messablaufes durch das Analysesystem erfolgt. Findet z. B. durch äußere Stöße ein Verrutschen eines zuvor exakt positionierten Testelementes während des Messverfahrens statt, kann diese Fehlpositionierung vom System in einer bevorzugten Ausführungsform erkannt werden. Wird z. B. ein Abweichen von einem Schwellenwert detektiert, kann durch eine entsprechende Steuerung und Aktivierung der Transporteinheit die Lage des Testelementes korrigiert werden bis ein vordefinierter SchweUenwert vom Detektor wieder erfasst werden kann. Auf diese Weise wird u.a. sicher gesteht, dass eine Auswertung des Testfeldes nur bei richtiger Positionierung des Testelementes erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann folghch vielfältige Ausführungsformen enthalten, die auch komplexe Transport- und Steuerungsprozesse mit umfasst. Hierbei ist die Detektion mehrerer SchweUenwerte, die einen Transportvorgang in unterschiedlichen Geschwindigkeiten bis hin zum Transportstopp bedingt ebenso denkbar, wie eine Initiierung des Transportvorgangs.
Die beschriebenen Steuerungen des Teststreifentransportes gewährleistet u. a. eine genaue Positionierung eines Testelementes relativ zur Detektionseinheit, so dass ein Testfeld zur Analyse einer Probe sicher erfasst werden kann. Eine exakte Positionierung des Testele- mentes innerhalb des Analysegerätes kann folghch gewährleistet werden, ohne dass hohe Anforderungen an die Herstellungstoleranzen eines Analysegerätes sowie eines Testelementes gestellt werden. Wird darüber hinaus von einer zusätzUchen Markierung auf dem Testelement Gebrauch gemacht, ergeben sich hieraus zusätzhche vergrößerte Toleranzen sowohl für die Positionierung einer oder mehrere Detektionseinheiten sowie anderer Gerätebauteüe innerhalb des Analysegerätes als auch bei der Testelementproduktion selber. Insbesondere bei Testelemente, die als Einmalartikel in hoher Stückzahl produziert werden, erlaubt eine größere HersteUungstoleranz, eine erhebhch Vereinfachung des Produktionsverfahrens und somit eine kostengünstige HersteUung. Toleranzunterschiede, die aufgrund des HersteUungsprozesses bedingt sind, können durch die erfindungsgemäße Steuerung des Teststreifentransportes direkt während des Messverfahrens ausgegUchen werden. Deutliche Kosteneinsparungen insbesondere der Einmalartikel können somit erzielt werden.
ZusätzUch zu einer Detektion des Testelementes an einem Ort im Analysesystem ist es weiterhin denkbar, dass eine Halterung im Analysesystem den Transportvorgang des Testelementes stoppt. Eine derartige Haltevorrichtung kann zum Beispiel durch eine einfache mechanische Barriere in Form eines Anschlages verwirkUcht werden. Weiterhin ist es auch denkbar, dass der Transportvorgang nach einer vorbestimmten Zeit gestoppt wird. Hierbei wird aufgrund der piezoelektrischen Transporteinheit eine exakte Berechnung der Trans- portstrecke pro Zeit erleichtert, so dass nach einer definierten Betriebzeit der Transporteinheit ebenfalls eine exakte Positionierung des Testelements möglich ist.
Eine Aktivierung der Transporteinheit kann beispielsweise durch ein Kontaktelement verwirkUcht werden, dass bei Kontakt des Testelementes mit der Kontaktfläche der Transporteinheit die Transporteinheit aktiviert. Es sind natürUch auch jeghche anderen Aktivierungs- mechanismen denkbar, wie zum Beispiel ein separates Einschalten der Transporteinheit mittels eines Bedienungsknopfes. Weiterhin beinhaltet die Erfindung ein Verfahren zum Transport eines Testelementes in einem Analysesystem. Hierbei wird der Träger eines Testelementes mit einer Kontaktfläche, einer Transporteinheit in einem Analysesystem in Kontakt gebracht. Mittels eines piezoelektrischen Elementes der Transporteinheit wird die Kontaktfläche der Transporteinheit in Schwingung versetzt. Ist eine Kontaktierung des Trägers des Testelementes mit der Kontaktfläche erfolgt, wird das Testelement entlang einer vorbestimmten Transportstrecke im Analysesystem transportiert. An einem vorbestimmten Ort, an dem das Testelement positioniert werden soll, wird der Transportvorgang des Testelementes gestoppt, so dass eine Positionierung des Testelementes erfolgt.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich wie bereits beschrieben.
Beispielhaft werden nachfolgend einige Figuren zur Veranschauhchung der Erfindung beschrieben. Figur 1: Balkenförmiges Antriebselement mit zwei piezoelektrischen Elementen
Figur 2: Röhrenförmiges piezoelektrisches Antriebselement
Figur 3: Piezoaktives Element mit Abtriebsstößel
Figur 4: Analysesystem mit piezoelektrischem Motor und Testelementen
Figur 5: Trommeiförmiges Teststreifenmagazin mit Piezomotor
Figur 6: Teststreifenband
Figur 7: Remissionsabfall während eines Teststreifentransportes bei 452 nm
Figur 8: RemissionsabfaU während eines Teststreifentransportes bei Detektion eines schwarzen Balkens
Figur 9: Teststreifen mit verschiedenen Beleuchtungszonen
Figur 1 zeigt wesentliche Bestandteile einer Transporteinheit (1). Die Transporteinheit beinhaltet einen Balken aus Messing (4), an dessen Ende jeweüs ein Stapel aus Piezokeramik- platten (2) angebracht ist. Die jeweihgen Piezokeramikplatten verfügen über einen separaten elektrischen Anschluss (3). Weiterhin sind die Keramikplatten in der Weise am jewe i- gen Ende des Balkens (4) angeordnet, dass sich bei Beaufschlagung einer Wechselspannung an einem der beiden Piezo-Stapel eine stehende Welle aus einer Längsschwingung im Balken büdet, wobei die Bereiche (4a) des Balkens, die jenseits des Piezo-Stapel üegen, solang gewählt werden, dass die Piezostapel im zu erzielenden WeUenbauch der stehenden Wehe hegen. Aufgrund der mit der Längsschwingung verbundene Querkontraktion des Balkens führt ein Punkt auf der Oberfläche des Balkens einer elUptischen Bahn einer Trajektorie aus. Wird der zweite Piezostapel nun ebenfalls bestromt, so kann sich die WeUe des Balkens nicht mehr über den zweiten Piezostapel hinaus erstrecken in den Bereich 4a. Durch die Bestromung des zweiten Piezostapels verhält sich der Balken nunmehr so, als ob eine effektive Einspannung des Balkens im Analysesystem an den Piezokeramikplatten erfolgt. Wer- den die beiden Piezostapel im Gleichtakt mit Spannung gespeist, so bilden Punkte auf der Oberfläche des Balkens, eine linksdrehende Trajektorie. Wird der zweite Piezostapel hingegen im Gegentakt bestromt, so wird die sich ausbüdende stehende WeUe um eine halbe WeUenlänge verschoben. Ein Punkt auf der Oberfläche, der zuvor eine linksdrehende Trajektorie ausgebildet hat, büdet nun eine rechtsdrehende Trajektorie, wodurch sich die För- derrichtung eines durch die Reibung an den Punkt beförderten Testelement umkehrt. Es ist folghch mögUch, durch eine separate Stromversorgung der Piezoelemente sowie durch eine geeignete Wahl der Bestromung, die Förderrichtung entlang des Balkens (4) zu verändern. Ein Analysesystem kann somit beispielhaft ein Testelement von einer Auflagefläche zu der Messtechnik hintransportieren und nach der Messung den Transportvorgang umkehren, so dass das Testelement wieder an einer für den Benutzer leicht zugänghchen Stelle entnehmbar ist.
Figur 2 (a-c) zeigt einen zylindrischen Stab aus Piezokeramik (4), der mit vier Elektroden (2) belegt ist. Die Elektroden umfassen jeweüs ca. i des Umfangs des zylindrischen Stabs und erstrecken sich über die ganze Länge des Stabes. Die Elektroden werden über die Anschlüsse (3) elektrisch kontaktiert. Bei einer elektrischen Kontaktierung - wie in Figur 2a dargesteüt - ergibt sich eine Polarisierung der Keramik, die anhand der gestrichelten Pfeüe verdeutlicht wird. Werden jeweüs zwei gegenüberhegende Elektroden mit Wechselspannung beaufschlagt, so führt der Stab eine Biegeschwingung aus (s. Abbüdung 2c).
Während die beiden anderen Elektroden mit um 90° phasenversetzter Wechselspannung gleicher Frequenz gespeist, so voUführt der Stab eine umlaufende Biegeschwingung, die an der Oberfläche des Stabes im Bereich des Schwingungsbauches zu einer elUptischen Trajektorie eines Oberflächenpunktes führt.
Ein Gegenstand der an diesem Punkt des Stabes angepresst wird, wird wie bereits beschrie- ben, aufgrund der wirkenden Reibungskräfte mitgenommen. Die Veränderungen des Phasenversatzes zwischen den Spannungen von + 90 auf- 90° wird die Förderrichtung umgekehrt.
Figur 3 a zeigt eine Transporteinheit (1) mit Abtriebsstößel. Das piezoaktive Element (2) ist mit einem Balken (4) kontaktiert. Auf dem Balken (4) sind Stößel (7) positioniert, die eine verbesserte Transporteigenschaft der Transporteinheit bewirken. Wird der Balken (4) durch das piezoaktive Element in Schwingung versetzt, führt de Balken eine Biegenschwingung aus und eine Biegestehwelle (8), wie sie in Fig. 3 b dargesteüt ist, wird im Balken angeregt. Wie bereits beschrieben, bewirkt die Schwingung (9) des Balkens (4), dass Kontaktpunkte der Oberfläche eine ehptische Bewegung ausführen. Befinden sich an den Kontakt- punkten der Oberfläche Abtriebsstößel (7), wird in Abhängigkeit von der Länge der Abtriebsstößel (7) eine Vergrößerung der Bahnkurve der Kontaktpunkte, die sich nun auf der Oberfläche des Antriebsstößels befinden, bedingt. Aufgrund der vergrößerten Trajektorie der Kontaktpunkte wird ein verbesserter Transport eines zu transportierenden Elementes (10), das auf den Abtriebsstößeln aufliegt, ermöglicht. Beispielsweise kann eine derartige Transporteinheit Kräfte im Bereich von 5 Newton und eine Geschwindigkeit von 80 mm/s bei einer Resonanzfrequenz von 22,31 kHz leisten. Ein Wechsel der Bewegungsrichtung erfolgt hierbei durch Beaufschlagung einer geänderten Resonanzfrequenz.
Figur 4 zeigt ein Analysesystem mit einer Transporteinheit, bei der ein Teststreifen direkt von piezoelektrischen Elementen angetrieben wird.
Hierfür wird zunächst ein Teststreifen (15) aus einem Magazin (11) mittels eines Stößels (12) entlang der Bewegungsrichtung (14) hinausgeschoben, bis der Teststreifen (15) die Transporteinheit kontaktiert. Die Transporteinheit ist im wesenthchen analog zu der Transporteinheit in Fig. 3a ausgebüdet und verfügt über zwei Balken(4), die mit Abtriebsstößel (7) ausgestattet sind. Die Balken (4) sind mit piezoaktiven Elementen (2) verbunden und werden durch diese in Schwingung versetzt, sobald die Transporteinheit aktiviert wird. Die Balken (4) bzw. die piezoaktiven Elemente (2) werden durch Federelementen (16) gegeneinander gespannt und positioniert. Kommt der Teststreifen (15) mit der Transport- einheit (1) in Kontakt, wird der Streifen von den Abtriebsstößeln (7) erfasst. Angeregt durch die Piezoelemente (2) auf den Außenseiten der Balken (4) geraten die Abtriebsstößel so in Schwingung, dass Kontaktpunkte auf der Oberfläche der Abtriebsstößel eine eltip- tische Bewegungen ausführen, wodurch das Testelement (15) entlang der Transportstrecke bewegt wird. PrinzipieU kann der Transport des Streifen an behebigen SteUen im Analyse- system gestoppt werden. Im dargesteUten Beispiel wird zur Steuerung der Transporteinheit ein Testbezirk (15a) des Testelementes (15) an einem Ort im Analysesystem erfasst und die Transporteinheit gestoppt, sobald eine Detektion des Testbezirk (15a) erfolgt ist. Zur Detektion des Testbezirk (15a) wird eine Detektionseinrichtung (17) verwendet, die ebenfaüs zur optischen Analyse des Testbezirks (15a) dient. Wird der Transport des Teststreifen nach der Detektion des Testbezirks (15a) unmittelbar gestoppt, wird somit gewährleistet, dass der Testbezirk (15a) relativ zur Detektionseinrichtung (17) richtig positioniert vorhegt. Fehler bei der Analyse einer Probe im Testbezirk, die aufgrund einer fehlerhaften Positionierung des Streifen verursacht werden, können somit vermieden werden. Die Detektionseinrichtung (17) verfugt im wesentlichen über eine LichtqueUe (18) zur Bestrahlung des Testbezirks und einen Sensor (19), der die vom Testbezirk reflektierte Strahlung detektiert. Wird der Transport des Testelementes gestoppt, gewährleisten neben der wirkenden Haftreibungskraft zwischen Kontaktfläche der Antriebseinheit und dem Teststreifen die Federelemente (16) eine exakte Positionierung des Streifens am Zielort. Wird die Frequenz, die an den piezoaktiven Elementen (2) anhegt, geändert, kann die Förderrichtung des Test- elementes umgekehrt werden, so dass ein rückwärtiger Transport des Streifen erfolgt. Eine Rekassettierung des Teststreifens in das Magazin (11) ist hierdurch reaUsierbar.
Neben der Beförderung eines streifenförmigen Testelements ist es weiterhin auch denkbar, dass Streifenkassetten, die zur Magazinierung von Teststreifen dienen, selbst durch die Transporteinheit bewegt werden. Beispielhaft kann eine zylindrische Teststreifenkassette aufgrund des Antriebes eine Rotation ausführen, so dass sukzessive Teststreifen aus der Kassette entnommen werden können und ein Weitertakten eines Teststreifenmagazins verwirkUcht werden kann. Dabei erweist es sich als vorteühaft, das Magazin nicht direkt mit der Kontaktfläche der Transporteinheit zu kontaktieren, da das Magazingehäuse häufig aufgrund von Handhabungsschritten Verunreinigungen, wie z. B. Fette, aufweist. Bedingt durch derartige Verunreinigungen können Reibungsmomente zwischen Kontaktfläche und Gehäuse so stark verändern werden, dass die Funktionstüchtigkeit des Piezomotors beeinträchtigt wird. Es erweist sich deshalb als vorteühaft, das Magazingehäuse mittels eines zusätzlichen Gerätebauteüs anzutreiben, das im Piezomotor die Funktion eines Transport- schhtten er üUt.
Wird ein Teststreifen ansteüe eines Magazingehäuses direkt transportiert, kann häufig auf einen zusätzUchen TransportschUtten verzichtet werden, da das Testelement aufgrund von HersteUungsprozessen staub- und fettfrei aus einer Kassette entnommen werden kann. Wird kein automatisches HandUng der Testelemente vom Analysesystem geleistet, so dass der Benutzer das Testelement händig in das Gerät einführen muss, kann sich auch hier u. U. die Verwendung eines Transportschhttens als vorteilhaft erweisen.
Figur 5 zeigt einen Antrieb für ein trommeiförmiges Teststreifenmagazin, wie es im Stand der Technik bekannt ist, und von der Firma Röche im Analysesystem AkkuChek® Compact eingesetzt wird. Das Magazin (11) verfügt über eine Mehrzahl von Testelementen (nicht gezeigt), die in einzelnen Kammern des Magazins gelagert werden. Um die QuaUtät der Testelemente nicht zu beeinträchtigen ist das Magazin mit einer FoUe an den Trommelenden versiegelt. Des weiteren verfügt das Magazin in seinem oberen Bereich über eine zu- sätzUche Trommel (21), die das Magazin am oberen Ende ausschheßhch oder zusätzhch zu einer Fohe verschließt. Um eine kompakte Bauweise des Analysegerätes zu erzielen ist der Piezomotor zum Weitertakten des Magazins in die Trommel (21) integriert. Die Trommel und somit das Magazin wird mittig auf einer Achse (25) im Analysesystem gelagert und positioniert. Im Trommelinneren ist ein Ring (2) aus piezoelektrischen Material positioniert, der mit LameUen (23) verbunden ist, die die Kontaktfläche der Transporteinheit ausbüden. Durch Eigenelastizität der Lamellen (23) sind die LameUen vorgespannt, so dass ein Kontakt der Transportfläche zur Innenseite (21a) der Trommel (21) sicher gesteht werden kann. Die LameUen (23) sind dabei so gebogen, dass die LameUen halbtangential in eine Drehrichtung weisen. Wird der piezoelektrische Ring (2) mit Wechselspannung beauf- schlagt, werden die LameUen in Schwingung versetzt. Wird die Frequenz entsprechend der Resonanzfrequenz der Lamellen ausgewählt, büden Kontaktpunkte auf der Oberfläche der LameUen, die mit der TrommeUnnenseite (21a) kontaktiert sind, eine eüip tische Trajektorie aus. Entsprechend dem bereits allgemein dargesteUten Prinzip findet hierdurch ein Trommeltransport statt, so dass das Magazingehäuse um seine Achse (25) gedreht wird. Im Trommelinneren sind weiterhin Haltestrukturen (24) positioniert, so dass die LameUen (23) und der Piezoring (2) selbst gegen Drehung gesichert sind. Zum Austreiben der Testelemente aus der Trommel ist eine Schubstange (12) vorhanden, die ein Außengewinde trägt. Auf diese Gewinde aufgeschraubt sitzt ein Rotor (27), der von einem weiteren Piezomotor (28) angetrieben wird. Der Piezomotor (28) ist rohrförmig ausgebüdet und ist im Rohrinneren mit einer Masseelektrode kontaktiert. An der Rohraußenwand des
Piezomotors (28) sind drei Arbeitselektroden angebracht (nicht gezeigt). Werden die Elektroden mit drei Phasen Wechselspannung beaufschlagt, wird hierdurch eine Dehnungsschwingung induziert, die an den Stirnflächen (Kontaktfläche) des rohrförmigen Motors eine umlaufende WeUenbewegung erzeugt, durch die der Rotor (27) mitgenommen wird. Dabei wird die Schubstange (12) vorwärts geschraubt, so dass sie durch das Loch (29) im Trommelboden in das Magazin eindringen kann. Bei Phasenumkehr der Wechselspannung kehrt sich die Drehrichtung um und die Schubstange wird zurückgezogen.
Figur 6a und b zeigt ein Analysegerät, in dem eine Vielzahl von Testelementen auf einen Teststreifenband angeordnet sind. Eine Magazinierung der Testelemente erfolgt hierbei durch eine Spule, auf der das Teststreifenband aufgewickelt vorhegt. Nach dem Gebrauch eines Testelementes wird der benutzte Teü des Bandes auf einer weiteren Spule aufgeroüt, gemäß dem im Stand der Technik bekannten Prinzip, wie es z. B. auch bei Tonbandkassetten Anwendung findet. Eine Remagazinierung von bereits gebrauchten Testelementen kann somit verwirkUcht werden. Analysegeräte, die Testelemente, wie beschrieben, verwenden, sind z. B. in den Dokumenten WO US 02/18159 und EP 02 026 242.4 beschrieben. In dem Kassettengehäuse (31) werden die Spulen (32 und 33) des Testbandes auf einem Wickelkern gelagert. Der Kern für die Abfallspule(33) hat eine Mitnehmerstruktur, in die der Mitnehmer (34) seitens des Gerätes eingreift. Die Unterseite des Mitnehmers (34) ist als hohle Trommel (21) ausgebüdet, in der beispielsweise ein Piezomotor, bestehend aus einem Piezoring (2) und Lamellen (23), eingespannt ist. Die LameUen (23) sind in einer Drehrichtung verbogen, so dass eine Federklemmung in der Trommel gewährleistet wird. Wird der Piezoring (2) mit Wechselspannung beaufschlagt, so werden die LameUen (23) in Schwingungen versetzt, analog dem Prinzip, wie es bereits in Figur 5 Anwendung findet. Auf diese Weise wird eine Rotation des Mitnehmers (34) bewirkt, wobei sich die Abfallspule (33) im Uhrzeigersinn dreht. Um eine Drehung des Piezomotors selbst zu vermeiden sind ebenfaüs Haltestrukturen (24) vorgesehen. PrinzipieU ist natürUch auch die Verwendung von Elektromotoren etc. vorsteübar. Hierbei müssen jedoch Größe und Kosten des Motortyps jeweüs für das Anwendungsgebiet überprüft werden. Ebenso soüte darauf geachtet werde, dass es aufgrund von Schmiermitteln oder anders bedingten Ablagerungen des jeweüigen Motors zu keinen Verunreinigungen des Testelementes kommt,
Zur Beförderung der Testelemente im Analysesystem bewirkt nun der Piezomotor eine Drehbewegung des Mitnehmers, so dass die Abfaüspule (33) und hierdurch bedingt die Bandspule (38) rotiert und das Teststreifenband (32) um einen definierten Betrag auf die Spule (33) aufgewickelt wird. Hierbei erfolgt der Teststreifentransport, in der Weise, dass ein Testfeld auf dem Teststreifenband oberhalb einer im Gerät befindUchen Optik (37) positioniert wird. Eine exakte Positionierung des Testfeldes relativ zur Optik wird dabei, wie bereits beschrieben, durch eine wirkende Haftreibungskraft zwischen Lamellen und Mitnehmer gewährleistet. Zusätzhch sorgen UmlenkroUen (35) und eine passive Bremse der Bandspule (38) (nicht dargestellt) für eine sichere und feste Führung des Bandes. Die Steuerung der Transporteinheit wird vorzugsweise durch die im Gerät befindhche Optik reaUsiert. Ein Transportstopp erfolg z. B. sobald das Testfeld von der Optik erfasst werden kann. NatürUch sind auch Ausführungsformen mit Merkmalskombination, wie bereits geschüdert, denkbar, so dass z. B. eine zusätzliche Optik verwendet wird, oder zusätzhche Markierungen auf den Teststreifenband vorgesehen sind. Wird eine Probe (39) auf das so positionierte Testfeld aufgegeben, kann eine optische Bestimmung mittels der Optik (37) eines Analyten in der Probe erfolgen. Anschließend wird das benutzte Testfeld durch einen Weitertransport des Bandes auf die Abfallspule aufgewickelt und somit remagaziniert. Ein komfortables AbfaUhandling von gebrauchten Testelementen wird auf diese Weise verwirkUcht.
Des weiteren ist eine kompakte Bauweise eines Analysesystems möghch, da der Piezomotor in unmittelbarer Nähe zu den Testelementen angeordnet ist.
Figur 7 zeigt beispielhaft den Kurvenverlauf gemessener Remissionswerte während eines Teststreifen transportes vor Probenaufgabe. Hierbei wird die Transportstrecke [mm] gegen den detektierten Remissionswert aufgetragen (die Remission wurde auf den Remissionswert der Farbe Weiß normiert, sodass ein relativer Remissionswert in den Grafiken dargestellt wird.). Ein Transport des Teststreifens erfolgt beispielsweise mittels eines Piezoelektrischen Motors. Es sind jedoch auch jeghche andere Formen von Antriebseinheiten, z. B. Elektromotoren, wie sie im Stand der Technik hinlänglich bekannt sind, denkbar. Zur Bestrahlung des Testelementes wurde als LichtqueUe ein LED verwendet, das im Bereich von 452 nm Licht emittiert. Das LED wird zusätzhch zu der ersten Detektionseinheit zur Auswertung des Testfeldes in das Analysesystem integriert und dient ausschließUch zur Positionserkennung des Testfeldes. Hierfür emittiert die LED Strahlung in einen Wellenbereich, der nicht zur Vermessung eines Analyten vorgesehen ist. Das vom Testfeld reflektierte Licht wird jedoch von einem Detektor der Detektionseinheit erfasst, so dass auf einen zusätzlichen Detektor verzichtet werden kann. Wird das Testelement entlang der Transportstrecke zu der Detektionseinheit zur Vermessung des Testfeldes transportiert, wird zunächst der Träger des Testelementes von der zusätzUchen LichtqueUe im Analysesystem bestrahlt. Im gezeigten Beispiel beinhaltet das Testelement eine weiße Trägerfohe, die das Licht nahezu voUständig reflektiert. Es ergibt sich ein Remissionswert von der von der TrägerfoUe reflektierten Strahlung von 1 in einem ersten * Bereich (46) der Kurve. Nach dem Transport des Testelementes um 1,5 mm fällt der detektierte Remissionswert in einen zweiten Bereich (47) der Kurve ab und erreicht ein Minimum von ca. 0,25. In dieser Position befindet sich das Testfeld des Testelementes oberhalb der Detektionseinheit im Analysegerät, wobei der gemessene Remissionswert durch die Erfassung des Testfeldes selber generiert wird. In eine vorteühafte Ausführungsform wird der Teststreifentransport in diese Position gestoppt, wobei eine
Platzierung des Testfeldes oberhalb der Detektionseinheit resultiert. Beispielsweise kann ein unmittelbarer Transportstopp ausgelöst werden, wenn der Remissionswert einen SchweUenwert von < 0,6 unterschreitet. Darüber hinaus ist es denkbar, dass neben der Steuerung des Testelementtransportes über einen SchweUenwerten auch komplexe Steuermechanismen eingesetzt werden, die z. B. zunächst eine Verlangsamung des Teststreifentransportes bei einem ersten RemissionsabfaU bewirken. Erst wenn ein weiterer vordefinierter Remissionswert detektiert wird erfolgt schließhch ein Transportstopp. Durch einen zunächst verlangsamten Transport, wie beschrieben, wird eine hochpräzise Steuerung des Testelementtransportes möglich und folghch eine exakte Positionierung des Testfeldes relativ zur Detektionseinheit, ohne dass hohe Anforderungen an die HersteUungstoleranzen des Testelementes oder an das Analysegerät gestellt werden.
Figur 8 zeigt im Remissionsverlauf während eines Testreifentransportes gemäß dem im Figur 7 gezeigten Beispiel bei einer Wellenlänge von 452 nm sowie 525 nm. Der Kurvenverlauf bei den unterschiedUchen WeUenlängen verhält sich qualitativ identisch, so dass zunächst bei der Detektion der weißen Trägerfohe eines Testelementes von einer 100%igen Remission ausgegangen wird. Aufgrund der Detektion des Testfeldes erfolgt ein RemissionsabfaU, der bei einer WeUenlänge von 452 nm einen Plateauwert von ca. 0,25 aufweist, so dass ein maximaler Remissionshub von 0,75 zwischen der TrägerfoUe des Testelementes und des Testfeldes erzielt werden kann. Wird bei einer Wellenlänge von 525 nm gemessen, wird ein Plateauwert bei der Detektion des Testfeldes von 0,6 erzielt, wobei sich ein Remissionshub von 0,4 ergibt. Dieser Plateauwert wird bereits bei einer Transportstrecke von ca. 2,5 mm erzielt. Im gezeigten Beispiel erfolgt nach Detektion des Testfeldes kein Stopp des Transportvorganges, so dass der Testelementtransport zunächst fortgesetzt wird bis die Detektion eines zweiten Remissionshubes, der durch einen Schwarzbalken auf den Teststreifen bedingt wird, in einen dritten Bereich (48) des Kurvenverlaufes erfolgt. Aufgrund der schwarzen Markierung fäüt die Remission auf einen Wert von 0,1 ab, wobei ein Transportstopp initiiert werden kann, sobald ein SchweUenwert von 0,15 unterschritten wird. Ein Remissionhub gegenüber der Detektion des Testfeldes ergibt sich entsprechend und beträgt bei einer Messung bei 525 nm ca. 0,5. Die beschriebenen Kurvenverläufe verdeuthchen beispielhaft die unterschiedUchen Möglichkeiten, die sich in Abhängigkeit des Testelementes bzw. des Analysegerätes für das erfindungsgemäße Verfahren ergeben. Erfolgt eine Vermessung des Teststreifens bei 525 nm resultiert bei der Verwendung einer schwarzen Markierung auf dem Testelement ein deutiicher Remissionshub zwischen Testfeld und Markierung, sodass die Verwendung eines schwarzen Balkens in dem genannten WeUenlängenbereich zu empfehlen ist. Erfolgt hingegen die Messung bei 452 nm kann auf die zusätzhche Markierung verzichtet werden, da sich in diesem WeUenlängenbereich bereits ein hinreichend ausgeprägter Remissionshub zwischen Trägerfolie und Testfeld zeigt. Ebenso wird jedoch auch deuthch, dass die Vermessung eines analytspezifischen Signals bei 452 nm vermuthch kaum ein zufriedensteüendes Ergebnis Uefern wird. Eine analytspezifische Absorbtion des Lichtes kann sich ausschheßUch innerhalb eines Remissionshubes von max. 0,2 abbüden. Die
Auswertung einer Analytkonzentration auf Basis eines derartig geringen Remissionshubes erweist sich jedoch häufig als fehlerhaft und soUte deshalb vermieden werden. Wird das Testfeld hingegen mit einer Wellenlänge von 525 nm bestrahlt, verbleibt ein Remissionshub von 0,6, der zur Auswertung eines analytspezifischen Signals ggf. als hinreichend angesehen werden kann. Wird bei einer WeUenlänge von 525 nm zur
Positionserkennung des Testelementes jedoch ein Remissionsunterschied zwischen der Trägerfolie des Testelementes und dem Testfeld als nicht hinreichend groß angesehen, kann von einer zusätzUchen schwarzen Markierung wie im Beispiel beschrieben Gebrauch gemacht werden. Auf diese Weise Uefert die Verwendung einer einzigen LichtqueUe mit hinreichender Genauigkeit gleichzeitig die Erfassung des Testelementes zur Lageerkennung im Analysegerät, als auch eine Analyse einer Probe. Auf eine zusätzhche Lichtquelle im Analysegerät kann somit verzichtet werden.
Figur 9a-9d zeigt beispielhaft verschiedene Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens / Systems anhand verschieden angeordneter Beleuchtungszonen auf einem Testsfreifen. Die hieraus resultierenden Anordnungen von Lichtsendern ist beispielhaft gewählt und zeigt nur einige möghche Ausführungsform. PrinzipieU sind natürlich jeghche Anordnungen denkbar, die eine optische detektierbare Veränderung während des Testsfreifentransportes erzeugen, so dass eine Steuerung der Transporteinheit entsprechend erfolgen kann.
Der in Figur 9a gezeigte Testsfreifen verfügt über eine weiße Trägerfolie und ein hiervon farblich unterschied ches Testfeld (45). Die eingezeichneten Zonen 41, 42 und 43 geben die Bereiche auf dem Testelement wieder, die von drei verschiedenen Lichtquellen im Analysesystem bestrahlt und entsprechend vermessen werden. Im Rahmen der Erfindung werden diese Bereiche als Beleuchtungszonen bezeichnet. Die mit 42 und 43 gekennzeichneten Bereiche des Testelements dienen hierbei zur Vermessung des im Testfeld enthaltenen Analyten und sind mittig im Testfeld positioniert, wo der Auswertungsbereich des Testfeldes definiert wird. In dem mit 41 gekennzeichneten Bereich wird zusätzhch eine Messung zur Unterdosierungserkennung, wie sie im Stand der Technik hinlänghch bekannt sind und z. B. in DE 10248555.0 beschrieben werden, realisiert. PrinzipieU kann das System um Lehrwert-, Weißwert- oder Schwarzwertmessung, wie sie im Stand der Technik ebenfaüs u.a. in DE 10163775.6 beschrieben werden je nach Bedarf ergänzt werden. Der Bereich 41 ist folgüch in bekannter Weise, wie er in herkömmlichen Systemen Verwendung finden, auf dem Testfeld (45) angeordnet und steht beispielhaft für möghche Ausführungsformen, die zur Auswertung eines Testelementes ÜbUcherweise benutzt werden. Die erfindungsgemäße Steuerung des Testsfreifen fransportes erfolgt jedoch unabhängig von derartigen Ausführungsformen, so dass zur VerdeutUchung der Erfindung in den Abbüdungen 9a-d ledigUch die Beleuchtungszonen 44 variiert werden, die erfindungsgemäß zur Steuerung der Transporteinheit Verwendung finden.
In den in Figur 9a dargesteUten Beleuchtungszonen 44 werden sowohl Bereiche des Testfeldes als auch der TrägerfoUe des Teststreifens erfasst. Eine Vermessung des gekennzeichneten Bereiches bedingt folglich eine Remissionsänderung, die sowohl auf der von der TrägerfoUe als auch vom Testfeld reflektierte Strahlung basiert. Ein SchweUenwert zur Steuerung des Transportprozesses wird entsprechend den so erhaltenen Remissionsunterschieden angepasst. Ein Stopp des Testsfreifentransportes wird unmittelbar bei der Unterschreitung eines hierdurch definierten SchweUenwertes initiiert. Nach dem Transportstopp des Teststreifens liegt das Testelement in einer entsprechenden Position vor, so dass der Auswertebereich 41 des Teststreifens vollständig von der Detektionseinheit erfasst werden kann.
In Figur 9b ist die Beleuchtungszone 44 entsprechend zu Figur 9a angeordnet, so dass sowohl Bereiche der TrägerfoUe, als auch des Testfeldes erfasst werden. Hierbei ist jedoch die Beleuchtungszone an einem äußeren Rand des Testelementes positioniert. Auf diese Weise können Störungen durch eine auf dem Testfeld aufgegebene Blutprobe verhindert werden, die einen nicht reproduzierbaren Remissionshub verursachen würden. Hierbei macht man sich zunutze, dass in dem gezeigten Beispiel die Blutaufgabe in einem vorderen Bereich 50 des Testelementes erfolgt und die Probe mittels eines Kapülarspalts aussclüießlich in die Mitte des Testfeldes geleitet wird. Der Randbereicht des Testfeldes, in dem die Beleuchtungszone 44 platziert ist, kommt somit nicht mit der Probe in Kontakt. Die Erfassung eines vorbestimmten Remissionshubs wird folgüch auf einfache Weise reproduzierbar gewährleistet, ohne das mit störenden Einflüssen durch die Probenaufgabe gerechnet werden muss.
In Figur 9c sind die entsprechenden Beleuchtungszonen 44 innerhalb des Testfeldes in einem Randbereich, der nicht bei einer Probenaufgabe kontaminiert wird, angeordnet. Im Vergleich zur Figur 9b weist das Testfeld zwei Beleuchtungszonen 44, auf, die von zwei LEDs im Analysesystem bestrahlt werden. Da beide Beleuchtungszonen innerhalb des Testfeldes liegen, wird ein Remissionswert des vom Testfeld reflektierten Lichtes, entsprechend den in Figur 7 und 8 dargesteUten Werten in Abhängigkeit der verwendeten Wellenlänge erfasst. Dabei werden die jeweiügen SchweUenwerte zur Steuerung des
Teststreifenfransportes entsprechend ausgewählt. Hierbei macht man sich die Anordnung zweier Beleuchtungszonen zu nutze. Bei dem Transport des Testsfreifens wird zunächst ein erster Remissionshub durch Bestrahlen des ersten Bereiches 44 des Testfeldes detektiert. Hierdurch bedingt erfolgt zunächst eine Verlangsamung des Testelementtransportes. Wird ein zweiter Remissionshub durch die Bestrahlung der zweiten Beleuchtungszone im Testfeld erfasst, wird der Testelementtransport gestoppt. Die Position der beiden Beleuchtungszonen 44 innerhalb des Testfeldes sind dabei so gewählt, dass der Auswertungsbereich des Testfeldes zwischen den beiden Beleuchtungszonen hegt, so dass eine voüständige Erfassung des Auswertungsbereiches (42, 43) sicher gewährleistet werden kann.
Figur 9d zeigt ein Testelement mit einer zusätzUchen Markierung 51 zur Steuerung des Teststreifenfransportes, die sich in Form eines schwarzen Balkens über die Breite des Testelements voüständige erstreckt. Gemäß Figur 8 erfolgt ein Testsfreifentransportstopp, sobald ein Remissionshub, der durch die Detektion der Markierung bedingt wird, erfasst werden kann. Aufgrund der räumUchen Trennung des Testfeldes und der Markierung sind in einem Analysesystem zur Vermessung des in Figur 9d gezeigten Streifens zwei Detektionseinheiten integriert. Die Markierung auf dem Testelement so wie die Detektionseinheiten, sind dabei so zueinander orientiert, dass der Auswertungsbereich des Testfeldes oberhalb der Messoptik der ersten Detektionseinheit positioniert ist, sobald die von der Markierung reflektierte Strahlung von der zweiten Detektionseinheit erfasst wird. Ein sofortiger Transportstopp des Testelementes führt dann zu einer exakten Positionierung des Testfeldes relativ zur ersten Detektionseinheit.
Prinzipiell sind vielfältige Mögüchkeiten denkbar, eine Beleuchtungszone 44 zur Steuerung des Teststreifenfransportes auf einem Teststreifen anzuordnen. Die angeführten Beispiele zeigen nur einige Ausführungsformen, die beispielhaft die vielfältigen Möglichkeiten veran- schauüchen, wobei die Beleuchtungszonen, der Auswertebereich des Testfeldes, sowie der oder die Lichtsender sowie Detektoren entsprechend aufeinander angepasst werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Analysesystem zur Bestimmung eines Analyten in einer Probe, beinhaltend
- eine Detektionseinheit zur Detektion mindestens eines Signals, das durch einen Analyten in einer Probe verändert wurde, sowie
- eine Auswertungseinheit zur Bestimmung mindestens eines Analyten in der Probe auf Basis des mindestens einen Signals, und
- eine Transporteinheit mit einer Kontaktfläche, wobei
- die Kontaktfläche zur direkten oder indirekten Kontaktierung des Analysesystems mit einem Testelement, auf dem eine Probe aufgebracht werden kann, geeignet ist und
- die Transporteinheit mindestens ein piezoelektrisches Element beinhaltet, das die Kontaktfläche der Transporteinheit in Schwingung versetzt, wobei
- ein Testelement entlang einer definierten Transportstrecke im Analysesystem trans- portiert wird, sobald die Kontaktfläche der Transporteinheit mit einem Testelement direkt oder indirekt kontaktiert wird und durch das mindestens eine piezoelektrische Element die Kontaktfläche in Schwingung versetzt ist.
2. Analysesystem gemäß Anspruch 1, das zur Analyse eines Testelementes verwendet wird, wobei das Testelement einen Träger und einen Auswertebereich, auf dem eine Probe aufgebracht wird, beinhaltet.
3. Analysesystem gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Testelement in einem Magazingehäuse vorüegt.
4. Analysesystem gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Transportstrecke entlang einer DetektionssteUe im Analysesystem angeordnet ist.
5. Analysesystem gemäß Anspruch 1 oder 2, mit mindestens zwei piezoelekfrischen Elementen, die unabhängig voneinander elektronisch angesteuert werden.
6. Analysesystem gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das piezoelektrische Element mit einem Detektor kontaktiert ist, und der Detektor zur Steuerung des mindestens einen piezoelektrischen Elementes dient.
7. Analysesystem gemäß Anspruch 6, bei dem der Detektor Bestandteü der Detektionseinheit ist.
8. Analysesystem gemäß Anspruch 6 oder 7, bei dem der Detektor den Auswertebereich eines Testelementes erfasst.
9. Analysesystem gemäß Anspruch 2, bei dem die Kontaktfläche der Transporteinheit und der Träger des Testelements so beschaffen sind, dass im Ruhezustand der Transporteinheit Haftreibungskräfte zwischen Kontaktfläche und Träger in dem Maße wirken, dass das Testelement relativ zur Transporteinheit ortsfest positioniert wird.
10. Analysesystem gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Transporteinheit ein Kontaktsensor beinhaltet, der durch einen Kontakt eines Testelementes mit der Kontaktfläche der Transporteinheit die Transporteinheit aktiviert.
11. Analysesystem gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Transporteinheit die Rotation eines Mitnehmers bewirkt, der zur Lagerung und Positionierung einer Spule geeignet ist.
12. Analysesystem gemäß Anspruch 11 , das zur Verwendung eines auf einer Spule aufgewickelten Teststreifenbandes geeignet ist.
13. Verfahren zum Transport eines Testelementes in einem Analysesystem, beinhaltend
- Kontaktieren eines Testelements direkt oder indirekt mit einer Kontaktfläche einer Transporteinheit in einem Analysesystem, davor oder anschließend - Aktivierung eines piezoelekfrischen Elementes der Transporteinheit, so dass die
Kontaktfläche der Transporteinheit in Schwingung versetzt wird,
- Transport des Testelementes aufgrund der in Schwingung versetzten Kontaktfläche entlang einer vorbestimmten Transportstrecke im Analysesystem,
- Stoppen des Transportvorganges des Testelements, so dass das Testelement an einem vorbestimmten Ort im Analysesystem positioniert wird.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem das Testelement relativ zu einer DetektionssteUe einer Detektionseinheit positioniert wird.
15. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem das Testelement in einem Magazin remagaziniert wird.
16. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem ein Analysesystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 verwendet wird.
17. Analysesystem gemäß Anspruch 1, bei dem ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15 verwendet wird.
18. Verfahren zur Steuerung einer Transporteinheit in einem Analysesystem, beinhaltend Kontaktierung eines Testelementes direkt oder indirekt mittels eines Testelementträgers mit einer Transporteinheit eines Analysesystems, wobei die Transporteinheit zum Transport des Testelementes entlang einer Transportsfrecke im Analysesystem befähigt ist, sowie
Transport des Testelementes entlang der Transportsfrecke, Bestrahlung des Testelementes oder des Testelementträgers in einem ersten WeUenlängenbereich mit einer LichtqueUe, die entlang der Transportsfrecke angeordnet ist, und - Detektion einer optischen Veränderung die durch das Testelement oder den Testelementträger bedingt ist, wobei eine Steuerung der Transporteinheit im Analysesystem auf der Basis der detektierten optischen Veränderung erfolgt.
19. Verfahren gemäß Anspruch 18, bei dem die Steuerung der Transporteinheit durch einen Vergleich des erfassten Detektionswertes mit mindestens einem vorgegebenen Detektionswert erfolgt.
20. Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem der Testelementtransport gestoppt wird, sobald ein erfasster Detektionswert den vorgegebenen Wert über- oder unterschreitet.
21. Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem mindestens zwei Detektionswerte vorgegeben werden, die mit dem erfassten Detektionswert vergüchen werden.
22. Verfahren gemäß Anspruch 18, bei dem der Testelementtransport zunächst verlangsamt wird, bevor ein Transportstopp erfolgt.
23. Verfahren gemäß Anspruch 18, bei dem die LichtqueUe Licht < 600 nm emittiert.
24. Verfahren gemäß Anspruch 18, bei dem der Transport des Testelementes auf der Basis des erfassten Detektionswertes initiiert oder gestoppt wird.
25. System zur Steuerung eines Testelementtransportes, beinhaltend - eine Transporteinheit, die befähigt ist, ein Testelement entlang einer Transportstrecke innerhalb eines Analysesystems direkt oder indirekt mittels eines Testelementträgers zu transportieren, eine LichtqueUe, die im Analysesystem entlang der Transportsfrecke angeordnet ist, so dass ein Testelement oder ein Testelementträger, welche entlang der Transportstrecke transportiert werden, in einem ersten WeUenlängenbereich bestrahlt werden, sowie einen Detektor zur Detektion eine optische Veränderung, die durch das Testelement oder den Testelementfräger bedingt wird, wobei die Transporteinheit mit dem Detektor kontaktiert ist und in Abhängigkeit des vom Detektor detektierten Signals eine Steuerung der Transporteinheit erfolgt.
26. System gemäß Anspruch 25, bei dem die Transporteinheit über eine Steuereinheit mit dem Detektor kontaktiert ist.
27. System gemäß Anspruch 26, bei dem die Steuereinheit eine Speichereinheit beinhaltet, in der mindestens ein vorgegebener Detektionswert gespeichert ist, und eine Steuerung der Transporteinheit durch einen Vergleich des erfassten Detektionswertes mit dem vorgegebenen Detektionswert erfolgt.
28. System gemäß Anspruch 25, das zur Auswertung eines Testfeldes eines Testelementes geeignet ist.
29. System gemäß Anspruch 28, bei dem eine optische Auswertung eines Testfeldes mit dem Detektor und / oder der Lichtquelle, die zur Steuerung der Transporteinheit vorgesehen sind, erfolgt.
30. System gemäß Anspruch 25 oder 29, mit einem Testelement, das ein Testfeld für eine Analytbestimmung aufweist, wobei das Testfeld zur Steuerung der Transporteinheit erfasst wird.
31. System gemäß Anspruch 25 oder 30, mit einem Testelement, das eine Markierimg aufweist, die zur Steuerung der Transporteinheit detektiert wird.
32. System gemäß Anspruch 31, bei dem die Markierung einen auf Weiß normierten Remissionswert von im wesentlichen < 0,2 aufweist.
33. System gemäß Anspruch 31, bei dem die Markierung durch eine Ausnehm ung im Testelement gebüdet wird.
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