DE1648865C3 - Vorrichtung zur automatischen Durchführung von Analysenreihen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Durchführung von Analysenreihen mit eincr oder mehreren zum Transport der zu analysierenden Substanzen, bes'immten bandartigen Fördereinrichtungen. Derartig;; Vorrichtungen sind zur Messung physiologischer Merkmale, wie Harnstoffgehalt, Cholesieringehalt, Zahl der Leukozyten pro Vo!u-

meneinheit Blut, Zuckerspiegel u.dgl. an verschiedenen Proben, wie Blutproben, Urinproben u. dgl. geeignet.

Bekannte Vorrichtungen dieser Art (USA.-Patentschrift 3 193 359) sehen am Eintritt der Gerätereihe eine Probenahmevorrichtung vor, mit derein aus dem zu analysierenden Stoff und Reagenzien bestehendes Gemisch hergestellt wird. Dieses Gemisch wird Probe genannt. Am Ende der Gerätereihe mißt ein Meßgerät, in das die Probe eingesetzt wird, eine mit der Probe zusammenhängende physikalische Größe, die die Bestimmung des Gehaltes an verschiedenen Elementen in der zu analysierenden Substanz ermöglicht. Als Meßgerät wird in den Vorrichtungen zur automatischen Durchführung von Analysenreihen meistens ein Kolorimeter verwendet. Das Kolorimeter besitzt eine Lichtquelle, die Strahlen bestimmter Wellenlänge aussendet, welche Ίί» Probe durchqueren, und eine Photozeile, welche von den aus der Probe austretenden Strahlen erregt wird und eine elektrische Spannung liefert, die von dem Gehalt der untersuchten Substanz in der Probe abhängt. Zwischen diesen beiden Geräten wird die Probe verschiedenen Behandlungen wie Mischung, Erwärmung, Abkühlung, Bestrahlung u.dgl. unterzogen. Dabei ist noch eine

5c Vielzahl manueller Eingriffe erforderlich, die häufig schwere Meßfehler verursachen und auch zu anderen Nachteilen führen.

So werden die Proben im allgemeiner im Ausgang der Probenahmevomchlung in cin/clm Behälter wie Rohre oder Schälchcn eingebrach!. Di - Transport dieser eil /einen Behälter über die Vorrl· itungen für Zv'schcnbchandlungcn /um Meßgerät jrfordcrt jedoch, sobald verschiedene Analysen durchgeführt oder diese automatisiert werden soll» ii, komplizierte Hinrichtungen wie Drehscheiben, ν jlchc die einzelnen Bellälter tragen. Außerdem m^: ssen diese Behällcr infolge ihres hohen Preises wi< lerverwcndet und deshalb gewaschen werden. Ferner gestalten diese Bchäher insbesondere am Kolorimeter keine Mcssungen durch die Bchälterwanduugcn hindurch, so daß ihr Inhalt im Mcl.lgciät ausgeleert werden muß. was die Arbeitsgänge bei Analysenreihen und insbesondere bei automatisch!.·!) ΛιιιιΚμίι kmnnli/iiTi

Schließlich wird die Mischung der Stoffe mil mcchanisehen oder magnetischen Rührvorrichtung!) durchgeführt, die mit der Probe in Berührung kommen, wodurch die Gefahr der Verunreinigung gegeben ist

Es sind deshalb auch Vorrichtungen bekannt (USA.-Patentschrift 2797 14·), USA.-Patentschrift 2 S79 141), die gegenüber den oben beschriebenen Vorrichtungen einen Fortschritt darstellen und bei denen der zu analysierende Stoff und die Reagenzien beispielsweise mittels einer Dosierpumpe entnommen und in einem Rohr /um Meßgerät gedrückt werden. Die flüssigen Proben sind hierbei durch gasförmige Abschnitte voneinander getrennt. Jedoch besitzen auch derartige Vorrichtungen schwerwiegende Nach teile: Da die Proben durch ein und dasselbe Rohr fließen, werden sie durch die \orheigehenden Proben verunreinigt, was die Meßgenauigkeit beeinträchtigt. Die Vorschubgcschwindigkcil der Proben im Rohr muß niedrig sein, damit eine laminare Strömung beibehalten wird, da sonst eine zuverlässige Trennung zweier aufeinanderfolgender Proben durch ilen Ciasabschnitt nicht mehr gewährleistet ist. Dadurch wird die Zahl der automatischen Analysen pro Zeiteinheit beschränkt, während die Probenahme-Vorrichtungen und die Meßgeräte eine schnelle Folge von ungefähr einer Analyse pro Sekunde gestatten wurden. Schließlich ist die Vorrichtung auf die Verwendung für flüssige Proben beschränkt, die überdies, da nicht in einzelnen Behältern enthalten, nicht einzeln gekennzeichnet und so zuverlässig identifiziert werden können.

Bekannt sind auch Vorrichtungen zur Durchführung chemischer Analysen (I JSA.-Patentsehi illen 3260413, 3 2()1 fiiiiS), in denen Förderbänder zum Probentransport verwendet werden. Diese Mandel bestehen aus mehreren Folien oder Schichten, die (lach aufeinandei liegen und miteinander verbunden sind. Die einzelnen Schichten und Folien miiss'cn in den wesentlichen Hereichen ihrer Fläche, und zwar gerade im Rcaktionsbcrcich miteinander· in Hjm lining sein. Es soll nämlich eine Diffusion der zu anaiv sierenden Substanz, durch die Deckfolie zur eigentlichen Test-Schicht möglich sein. Der Analyse liegt dabei das Prinzip des Teststreifen'- (also im einfachsten Fall etwa l.ackmuspapicr usw.) zugrunde. Das zur Analyse verwendete Hand ist so vorbereitet. el.ill es ein einziges oder mehrere in bestimmter Reihenfolge angeordnete T-.streagenz.ien enthält. Der Analysenablauf ist also starr und kann nicht von Probe zu Probe verändert werden. Die Vorrichtung ist ein Analysator für Substanzmengen in der Größenordnung von Mikroliiern.

Schließlich ist es bei einer Vorrichtung zur automatischen Durchführung von Analysen zur Vermeidung von Irrtümern bekannt (französische Patentschrift 1 407 345), daß jede der einzeln in getrennten Probenbehältern untergebrachten Proben während ihres Durchgangs einzeln zu kennzeichnen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur automatischen Durchführung von Analysenreihen zu Schaffen, die trotz Unterbringung jeder einzelnen Probe in jeweils einem Einzclbchältcr eine voll automatisationsgcrechtc Durchführung der Analysenreihe ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dsirch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Untcransprüchen.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt: Die Proben weiden einzeln in voneinander getrennten Kammern transportiert, so daß die Gefahr der gegenseitigen Verunreinigung ausgeschaltet wird. Überdies ist auf diese Weise eine direkte Identifizierung jedci einzelnen Probe möglich, so daß selbst bei weitgehend dtirchaiitomatisicitcn und mit wenig Personal durchgeführten Analysenreihen Fehler hinskhtlich del Identifizierung jeder Probe bzw. ihrer Zuordnung zu einem Patienten und zum Ergebnis der Analxse nicht zu befürchten sind. Da die Kammern aus biegsamem Material bestehen, können verschiedene Arbeitsgänge - insbesondere die Mischung mit Reagenzien und der Durchgang durch das Meßgerät durchgeführt werden, ohne daß tier Kammerinhalt also die Probe selbst mit einem Fremdkörper in Heruhrimg kommt. Das trägt zu einem zutreffenden Anaiv senctgchnis und /ur Sauberkeit der Vorrichtung bei. Weitet bestehen die Kammern aus durchsichtigern Material, so daß der Kaminerinhalt - also die Probe visuell beobachtet werden kann. Auch können die üblichen kolorimelrisehen Messungen oder Strahlungsmessungen durch die Wand der Kammern hindurch durchgeführt werden. Das vereinfacht die I landhabiingder Proben und die gesamte Vorrichtung weiter. Pie Fördereinrichtungen, in denen in gleichmaßigen Abständen die Kammern ausgebildet sind, bestehen aus kinofilmähnlichen Bändern. Das biegsame und durchsichtige Material der Kammern kann daher gegenüber dem Kammcnnh;>lt chemisch träge sein. Durch die kinofilmähnlichen Bander und die gleichmäßigen Abstände der Kammern voneinander läßt sich auch die gesamte Analysenreihe durch schrittweisen Vorschub der Ränder erheblich wcitcrgehend als bisher möglich durcn. itomatisicrcn. Man kann dabei ohne Schwierigkeit auf eine Analyse pro Sekunde kommen. Überdies kann auf Grund der Art der Fördereinrichtung leicht eine Anpassung für verschiedenartige automatische Analysenreihen crmöglicht werden. Da das Probenmaterial in Kammern tian>portiert wird, ist die Vorrichtung nicht nur für flüssige, sondern auch für zähflüssige, teigige oder pulverförniigc Proben geeignet. Selbst für leicht fluchtige Stoffe isl die Vorrichtung in Anbetracht der geschlossenen Kammern verwendbar. Proben geringen Volumens von etwa einem Milliliter können mü-Ik-Ios transportiert werden. Deshalb ist auch d^r Verbrauch an Reagenzien minimal. Schließlich is> auch der Herstellungspreis der Vorrichtung so niedrig, daß er unter den Reinigungskosten liegt. Eine Wiederverwendung der Probenbehälter, wie es bisher üblich war, ist deshalb nicht erforderlich. Hierdurch wird auch jede Gefahr der Verunreinigung ausgeschaltet, was insbesondere bei Analysen an radioaktiven Stoffen von großer Bedeutung ist. Neben den niedrigen Materialkosten ist durch die weitgehende Automatisierung auch der Bedarf an Personal vermindert, so daß sich insgesamt sehr niedrige Betriebskosten ergeben. Dennoch wird eine Unterstützung von Diagnosen durch eine große Anzahl gelieferter Informationen ermöglicht.

Die Erfindung wird an Hand der Ausführungsbcispicle näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Fördereinrichtung zum Transport der Proben,

Fig. 2 einen Schnitt B-B gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine auscinandcrgezogenc, perspektivische Darstellung einer anderen Ausführimgsform der For-

lercinrichtung.

Fig. 4 einen Schnitt C-C gemäß Fig. 3.

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer drillen Ausführungsform der Fördereinrichtung.

Fig. 6 eine perspektivische Seitenansicht einer Forckv-Miirichlung, die speziell zum Transport von Blutproben geeignet ist.

Fig. 7 und S Schnitte D-D bzw.. E-E gemäß IMg. 6.

I- i g. 9 eine perspektivische Darstellung der LnI-n;ihnie\orrichtung,

Fig. ΙΠ eine Karte zur Identifizierung der Prohe η.

Fig. 11 eine Einzelheit der auf Fig. 9 gezeigten Entnahmevorrichtung in perspektivischer Darstellung.

Fig. 12 eine schcmatischc Darstellung der Vorrichtung zum Übertragen von Identifizicrungsinformationcn des -zentralen Analyselabors.

Fig. 12 aeine Einzelheit von Fig. 1 2 in vergrößertem Maßstab

Fig. 13 bis 1 7 schernatischc Darstellungen der einzelnen Phasen des Schneidens und Klebens der Entnahmenfilme,

Fig. 18 ein Übersichtsschema über eine Meßreihe.

Fig. 19 dieselbe Meßreihe in perspektivischer Darstell"ng,

Fig. 20 eine schematische Darstellung einer Voi· richtung zur Herstellung des Analysenfilms,

Fig. 21 eine perspektivische Darstellung einer Kammer des Analysenfilms.

Fig. 22 das Arbcitsprin/.ip einer in einer Meßreihe vorgesehenen Übertragungsvorrichtung mit Pipette.

Fig. 23 eine perspektivische Darstellung einer bc- \oi/ugten Ausiülmingsart der Übertragungsvorrichtung.

F i g 24 eine perspektivische Darstellung eine* Hubbegrenzers fur die Bewegung der Einspritznadcl eier vorhergehenden Vorrichtung.

Fig. 25 eine in einer Mcßrcihc vorgesehene Vorrichtung für photokolorimclrischen Messungen,

Fig. 26 eine Einzelheit von Fig. 25,

Fi u. 27 eine Kammer in der Vorrichtung von F i g 26.

F i g. 1 zeigt ein Band 1, auf dem eine Reihe identischer Behälter 3 aus einem durchsichtigen und verformbaren Stoff vorgesehen ist. Bei der dargestellten Ausfuhrungsform besteht das Band aus icwci Filmen aus einem biegsamen, durchsichtigen und warmschwcißbarcn Thermoplast, die aufeinandergelegt und an einem Teil ihrer Oberfläche mantelförmig zusammengeschweißt sind. Die Schweißstellen 2 sind so angeordnet, daß die nicht verschweißten Abschnitte eine Reihe von Behältern oder Kapseln 3 von gleicher Form bilden.

Bei der auf Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsart sind die Kapseln jeweils mit mindestens einer, vorzugsweise nach oben zu ausgeweiteten Öffnung 4 zur Einführung einer Nadel der Entnahmevorrichtung versehen.

Die Verschwcißurig der beiden Filme, die den Mantel bilden, kann so durchgeführt sein, daß ihr oberer Rand über eine Breite von einigen Millimetern nicht verschweiß« ist, so daß eine Furche entsteht, in die die Nadel der Entnahmevorrichtung bei der Bewegung des Mantels ständig eingreift, wodurch die Einführung der Nadel in die Kapseln erleichtert wird.

Die Behälter können beliebige Form haben. Ihr Rauminhalt kann so klein sein, wie erforderlich ist, und zwar kleiner als I cm'. Beispielsweise kann ihr Rauminhalt auch ungefähr das Zweifache von dem Volumen der durchzuführenden Entnahme betragen.

Bei Mänteln, die so dick sind, daß ihre Verformbarkeit beschränkt wird, sind zwischen allen Behältern Schlitze 5 vorgesehen.

Bei einer anderen Ausfiihrungsform besteht die Fördereinrichtung aus zwei Folien aus biegsamem waimsfhwcißbarem Material, die teilweise verschwrißt sind und von denen zumindest eine Ausbauchungen aufweist; an den Stellen, an denen derartige Ausbauchungen vorgesehen sind, sind sie nicht verschweißt, so daß Kammern entstehen.

'5 Eine derartige Fördereinrichtung, die auf Fig. 3 atiseinandcrgezogen dargestellt ist, besteht aus einer ersten ebenen Folie 10 aus biegsamem und warmschweißbarem Stoff und aus einer zweiten Folie 12, die ebenfalls aus einem biegsamen und warmschweiß-

2" baren Stoff, beispielsweise, jedoch nicht notwendigerweise aus demselben Stoff besteht; in diese Folie 12 sind beispielsweise durch Warmverformung Ausbauchungen 13eingepreßt, die beispielsweise quaderförmig ausgebildet sind. Werden diese beiden Folien 10 und 12. wie auf Fig. 4 im Schnitt dargestellt ist. ancinandergeschwcißt. so bilden sie eine Kammer 14, in die die Proben zum Zweck des Transports· oder der Analyse eingebracht werden können.

Diese Anordnung gestattet ein bequemes Füllen

to der Kammern, da ihre Ränder für Einstiche einer Nadel für subkutane Injektionen breit genug sind.

Die quaderförmig«: Ausbauchung kann mit einer Erhebung 15 versehen sein, an der der Film von den Füllnadeln durchstochen wird und die nach Heraus-

.«5 ziehen der Nadel mittels einer heißen Zange zusammengepreßt werden kann, so daß die Einstiche verschlossen werden.

Wie auf V\%. 5 dargestellt ist, können auch Doppelkammern vorgesehen sein. Hierbei ist eine mit ei-

4" ner Erhebung 17 versehene Kammer 16 über einen Kanal 19 mit einer benachbarten Kammer 18 verbunden, die ebenfalls durch eine Ausbauchung des Films gebildet ist.

Solche Doppclkammern kommen zur Anwendung, wenn sich bei den in die Kammern 16 eingebrachten Stoffen Niederschläge bilden. Der Kanal 19 wird mit einem geeigneten porösen Stoff 20 bestückt. Durch Zusammendrücken der Kammer 16 beispielsweise· mittels Walzen kann die gesamte Flüssigkeit in die Kammet 18 befördert werden, wobei der feste Niederschlag in der Kammer 16 zurückbleibt.

Die die Kammern bildenden Ausbauchungen können auch jede beliebige andere Form, beispielsweise die Form einer Kugelkalotte, besitzen.

Sollen Kammern mit größerem Rauminhalt hergestellt weiden, so können auch beide Folien mit Ausbauchungen verschen sein; an den nicht verformten Stellen werden die Folien miteinander verschweißt, indem die Ausbauchungen einander gegenüber angeordnet sind.

Die auf F i g. 1 bis 5 dargestellten Filme werden vor der Verformung und der Verschweißung mit Perforierungen versehen, welche den Transport der Filme mittels Einrichtungen, ähnlich wie sie in der Kinotechnik verwendet werden, ermöglichen.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine perspektivische Darstellung sowie zwei verschiedene Schnitte einer Amsführungsart einer Fördereinrichtung, die speziell für

Blutentnahmen geeignet ist. Diese Transporteinrichtung wird im folgenden Enlnahmcngrundfilm genannt.

Der Behälter wird auf diesem Film durch zwei verschieden große Kammern 30 und 31, die durch einen Kanal 32 miteinander verbunden sind, gebildet. Die größere Kammer dient beispielsweise zur Aufnahme der Blutentnahme, die für eine Abteilung für chemische Analysen des zentralen Analysenlabors bestimmt ist, während die kleinere Kammer für eine hämatologische Abteilung bestimmt ist.

Jede Kammerenthiilt ein bestimmtes Reagenz oder Gerinnungsschutzmittel; dieses wird entweder in flüssiger Form vor der Blutentnahme in jede Kammer eingespritzt oder in Form dünner Schichten aus festen, löslichen Stoffen bei der Herstellung der Kammern in diese eingebracht.

Die auf den Fig. 3 bis 8 dargestellten Transporteinrichtungen sind mit einer parallel zum Filmrand angeordneten magnetischen Bahn 24 versehen, deren Aufgabe später noch beschrieben werden wird.

Diese Bahn besteht entweder aus einer auf den Film aufgetragenen magnetischen Tinte oder aus einem magnetischen Klebband, das auf den Film aufgeklebt wird.

Die Kammern sind auf dem Film so angeordnet, daß entweder zwischen den einzelnen Kammern oder zwischen jeder Kammer und dem Filmrand genügend Platz vorhanden ist, daß ein Etikett zur Identifizierung der in der Kammer enthaltenen Probe aufgeklebt werden kann.

Fig. 9 zeigt eine Entnahmevorrichtung, mit der jede Entnahmestellc ausgerüstet ist.

Die Entnahmengrundfilme gemäß F i g. 6 enthalten eine bestimmte Zahl von Doppclkammern 30, 31.

Beispielsweise können 25 Doppelkammern vorgesehen sein.

Die Entnahmevorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Spulen 40 und 41, die auf bekannte Weise wie die Spulen eines Tonbandgeräts angeordnet sind. Die Abgabespule 40 enthält einen noch unbenutzten Enlnahmengrundfiim 42. Die Vorrichtung besitzt einen beispielsweise schrittweise arbeitenden Motor (nicht dargestellt), der die Doppelkammcrn durch Antrieb des Films in Richtung des Pfeils 75 vor einem Entnahmeorgan zum Stehen bringt.

Der Arm 44des Patienten ruht auf einer Armstütze 43. Die Entnahme wird mittels einer Nadel 45 vorgenommen, die die Bedienungsperson in die Vene des Patienten einbringt und die über ein Rohr 46 mit einer Nadel 47 verbunden ist, welche in eine der Kammern der Doppelkammern, im dargestellten Fall in die Kammer 30, eingestoßen wird. Gleichzeitig mit der Nadel 47 wird eine an ihr befestigte zweite Nadel 49 in die Kammer 30 (wie auf Fig. 9 dargestellt ist) oder auch in die Kammer 31 eingestoßen, so daß die Doppelkammer mit der Atmosphäre in Verbindung steht und das Füllen der Kammer, das mit Schwerkraft geschieht, erleichtert wird. Das Entnahmeorgan ist auf Fig. 11 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Das Organ zur Bewegung der Nadeln 47 und 49 ist ft.'cht dargestellt; es kann auf jede beliebige bekannte Art ausgebildet sein.

Die Identifizierung jeder Entnahme geht folgendermaßen vor sich: Der Patient erhält bei seiner Ankunft eine Karte, wie sie beispielsweise auf Fig. 10 dargestellt ist. Diese Karte 61 besitzt mindestens einen abtrennbaren Abschnitt 62.

(Die Karte und die Abschnitte 62 tragen alle die Nummern der Entnahmestclle, im dargestellten Fall 2400, und die laufende Nummer des Patienten, im dargestellten Fall 9104.)

Der Patient trägt seine Personalien auf der Karte 61 und seinen Namen auf mindestens einem Abschnitt ein. Ein für die Karte der Eintnahmcslcllc erforderliches Duplikat kann auf jede beliebige bekannte Weise hergestellt werden, beispielsweise mittels Kohlcpa-

• ° pier, Photokopie oder Ausfüllen eines Kontrollabschnittes mit derselben Kennzahl, wie sie die Karte trägt.

Die Karte 61 wird vor der Blutentnahme in einen in der Entnahmevorrichtung vorgesehenen Schlitz 65

'5 eingeführt; hierbei dient ein in der Karte vorgesehener Einschnitt 60 zur Begrenzung der senkrechten Bewegung der Karte in dem Schlitz 65; durch diesen Vorgang wird das Ende eines Flügels 66, der sich in der Bewegungsbahn der Nadeln 47 und 49 befindet, weg-

2" geschoben, so daß die Entnahme durchgeführt werden kann.

Die Beendigung des Füllvorgangcs wird entweder durch visuelle Beobachtung des Flüssigkeitsstandes in der Kammer 30 festgestellt oder wird automatisch durch einen bekannten Flüssigkeitsstandanzeiger (nicht dargestellt), der eine Klingel oder ein Leuchtzeichen betätigt, angezeigt. Der Abschnitt 62 wird dann von einem Stanzorgan abgetrennt und auf den Film bei der Kammer 31 aufgeklebt. Das Stanzorgan besteht aus einer von einem Zylinder 68 betätigten Matrize 67, die mit einer Gegenplatte 69 zusammenwirkt, weiche von einem Zylinder 70 gegen den Film gedruckt wird.

Das Aufkleben wird auf jede beliebige bekannte Art durchgeführt, beispielsweise mittels einer auf einer Seite des Abschnittes aufgetragenen Klebemittelschicht. Nach Beendigung des Aufklcbcvorgangs wird der Film um einen Schritt weiter befördert, so daC die Kammer 30 sich gegenüber einer Vorrichtung be findet, mittels welcher die bei der Entnahme durch die Nadeln 47 und 49 erzeugten Einstiche verschlossen werden. Diese Vorrichtung ist insbesondere mi ■ einer Heißmatrize 71 versehen, die von einem Zylinder 72 gegen den oberen Teil der zu verschließender Kammer gedruckt wird.

Die Entnahmevorrichtung ist mit einer Kontroll vorrichtung (nicht dargestellt) versehen, welche du Anwesenheit eines Idcntifizicrungsabschnitics kontrolliert. Als Kontrollvorrichtung wird beispielsweise ein Phototransistor oder eine magnetische Ablesevor richtung, die mit einem auf dem Abschnitt vorgesehe nen magnetischen Zeichen zusammenwirkt, verwen det. Wenn die Kontrollvorrichtung nicht das Vorhan densein eines Abschnittes feststellt, wird die Weiter bewegung des Films verhindert; im anderen Fall kam sich der Motor in Gang setzen und bewegt sich un einen Schritt weiter, so daß eine andere Doppelkam mer vor das Entnahmeorgan gebracht wird. Der Flü gel 66 wird nun mittels einer Feder 73 wieder in dii Stellung zurückgebracht, in der der Entnahmevorgan: blockiert ist.

Der Befehl zum Filmvorschub wird von der Bedie nungsperson mittels eines von der Vorderseite de Vorrichtung aus zugänglichen Knopfes (nicht darge stellt) gegeben.

Wenn der Entnahmengrundfilm vollständig gefüll ist (im vorliegenden Fall, wenn die fünfundzwanzi Entnahmen durchgeführt sind), ist die Abgaberoll

40 entleert und die Aufnahmespule ist voll. Sie kann mm in einer geeigneten Vcrackung zum zentralen Analysciabor befördert werden.

Die Fintnahmevorriehtung kann gegebenenfalls mit einer Viirriehlung versehen sein, weiche eine Drehung in der dem Pfeil 75 entgegengesetzten Richtung verhindert.

Das hier beschriebene Aiisführungsbeispicl eines zentralen Analyscnlahors besteht im wesentlichen aus zwei Abteilungen, einer Abteilung fur chemische Analysen und einer sogenannten hiimalologischen Abteilung, und aus einem mit einem elektronischen Rechner ausgestatteten Gerät zur Identifizierung der in den beiden Abteilungen gemeinsamen Entnahmengrundfilmen enthaltenen Entnahmen.

Die Identifizierungsvorrichtung ist schematisch auf den Fig. 12 und 12a dargestellt.

Pci der Identifizierungsvorrichtung wird aus der von der Entnahmestelle kommenden Spule mit dem Enniahmengrundfilm die Abgabespule 81 einer Abrollvorrichtung, die den Film in Richtung des Pfeils 83 auf eine Aufnahmespule 82 aufrollt. Die Bewegung geht schrittweise vor sich, so daß alle Doppelkammern nacheinander vor einem festen Punkt 79 zum Stehen gebracht werden. Wenn eine Doppclkammer 80 vor dem Punkt 79 zum Stehen kommt, wird der in Nähe dieser Doppelkammer aufgeklebte Identifizierungsabschnitt 62 von einer Bedienungsperson, die eine mit einer Tastatur versehene Maschine bedient, durch eine Vergrößerungsvorrichtung 84 abgelesen. Die Medienungsperson schreibt nun die vom Abschnitt abgelesenen Informationen mit der Maschine auf die linke Seite eines Blattes 86; gleichzeitig wird die Information kodiert in einen Speicher übertragen. Sobald die Information gespeichert ist. wird sie in unzerstörbarer Form in einen Rechner 88 übertragen. Dieser übertragt die erhaltene Information im Fernschreibcverfahren mittels der Tastatur 85 auf die rechte Seite des Blattes 86. Wenn die auf einer Zeile notierten Informationen übereinstimmen, ist die vom Rechner empfangene Information korrekt und die Bedienungsperson gibt mittels einer Bandvorschubtaste, beispielsweise der Taste 91, den Befehl zum Vorschub des Films um einen Schritt.

Während der Bewegung des Films wird der Inhalt des lokalen Speichers über einen Aufzeichnungskopf 89, der ähnlich wie der eines magnetischen Speichers eines Rechners ausgebildet ist, auf die am Film vorgesehene magnetische Bahn 35 übertragen. Gleichzeitig wird das Identifizierangssignal, das die der Doppelkammer 80 um einen Schritt vorhergehende Doppelkammer betrifft, überprüft, indem es von einem magnetischen Ablesekopf 90 abgelesen und in unzerstörbarer Form auf den Rechner 88 übertragen wird. Dieser vergleicht dieses Zeichen mit der Information, die er vorher vom Speicher 87 erhalten hat.

Wenn die beiden Informationen identisch sind, weiß man mit Sicherheit, daß die an der Stelle der Entnahme auf der magnetischen Bahn aufgezeichnete kodierte Information mit der auf dem entsprechenden Abschnitt aufgetragenen Information übereinstimmt. Ist dies nicht der Fall, so wird eine Alarmvorrichtung ausgelöst.

Die auf Fig. 12 dargestellten Pfeile veranschaulichen die verschiedenen Informationsübertragungen. Die Verwendung eines lokalen Speichers ist wegen des Unterschiedes zwischen dem Arbeitsrhythmus der Bedienungsperson und dem des Rechners erforderlich

Wenn die Abgalv^nule leer ist. wird die Aufnalimespule /ur folgcnilen Arbeitsstelle gebracht. Die Bedienungsperson setzt nun manuell eine neue Abiü;ibespüle ein und setzt die Vorrichtung in Betrieb, bis d;is Lager mit den /\\ identifizierenden Spulen leer ist.

Mit Hilfe dieser Vorrichtung sind die Entnahmen auf Magnetband identifiziert und man erhält gleichzeitig eine komplette geschriebene Liste eier zu analysierenden Entnahmen.

Wie bereits erwähnt wurde, besitzt der Entnahmcngrundfilm mehrere Doppelkammern; die beiden Kammern einer Doppelkammer sind durch einen Ka-

'5 nal miteinander verbunden. Die einzelnen Kammern enthalten verschiedene Gerinnungsschutzmittcl.

Gleichzeitig mit dem Verschließen der durch die Nadeln erzeugten Einstiche in der Entnahmevorrichtung wird auch der Kanal, der die beiden Kammern miteinander verbindet, verschlossen. Eine der Kammern (die Kammer mit dem kleineren Rauminhalt) liefert die Blutentnahme für die hümatologische Abteilung.

Das in jeder kleinen Kammer des Enlnahmettgrundfilms enthaltene Blut wird in entsprechende Kammern eines Hilfsfilmes umgefüllt. Dieser Vorgang und die hierbei verwendete Vorrichtung werden später noch beschrieben werden.

Nach dem Entleeren oder teilweisen Entleeren der kleinen Kammern werden die Spulen der für die Abteilung für chemisch«; Analysen bestimmten Entnahmengrundfilmc zu einer Zentrifugicrvorrichtung gebracht. Dort wird das in den Kummern befindliche Blut in eine am Boden der Kammer zurückbleibende feste Phase und in eine über der festen Phase liegende flüssige Phase oder Serum getrennt, an der die Analysen vorgenommen werden.

Die für die hämatologische Abteilung bestimmten Hilfsfilme werden nicht auszentrifugiert.

4" Nach Durchgang durch die Zentrifugicrvorrichtung werden die Spulen mit den Entnahmengrundfilmen zu einer Schneid- und Kleb vorrichtung befördert. Diese Vorrichtung ist halbautomatisch und befindet sich während ihrer gesamten Betriebsdauer unter der Koni rolle einer Bedienungsperson. Hier werden eine Reihe von Entnahmengrundfilmen mt ihren Enden ancinandergeklebt. so d:i3 ein einziger F'lm. der sogenannte große Entnahmenfilm, entsteht >_)ie Aufgabe dieses Filmes wird im folgenden noch beschrieben werden.

Nach den Zentrifugen wird jede Entnahmengrundfilmspulc auf einen ständig rotierenden Drehtisch gelegt, so daß die an der Schneid- und Klebevorrichtung arbeitende Bedienungsperson jederzeit die jeweils einzusetzende Spule bequem erreichen kann. Mit dieser Vorrichtung kann aus den einzelnen auszentrifu gierten Spulen ein durchlaufendes Band hergestell werden.

Die Schneid- und Klebevorgänge sind nächste hend an Hand den" Fig. 13 bis 17 eingehender be schrieben.

Fig. 13 zeigt das erste Ende eines Entnahmen grundfilms mit Doppelkammern. Der Entnahmen grundfilm ist so ausgebildet, daß der Abschnitt 90 de mit Doppelkammern versehenen biegsamen Bande: der sich hinter der letzten Kammer 91 auf der Seit des Filmendes erstreckt, eine bestimmte Länge, ii vorliegenden Fall die Länge V₄ L besitzt; L ist di

Länge des Zwischenraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden Doppelkammern. Das andere Band 93 des Entnahmengrundfilms erstreckt sich in derselben Richtung über eine Länge, die wesentlich mehr als L beträgt.

Auf Fig. 14 ist ein zweites Ende eines Entnahmen grundfilms mit Doppelkammern dargestellt, bei der sich das Band 93 hinter der letzten kleinen Kammer 94 über eine Länge von '/., L erstreckt, während das mit Doppelkammern versehene Band an dieser Stelle wesentlich langer als L ist.

Die Endabschnitte des Films hinter den letzten Kammern, die langer als L sind, sind unaktiv und dienen zur Befestigung an den Spulen.

Anschließend werden die Filmenden so zugeschnitten, daß die umktiven Teile hinter den betreffenden letzten Kammern auf eine Länge von '·', L verkürzt werden (Fig. 15 und IfS).

Die Verklebung wird gemäß Fig. 17 durchgeführt. Das zweite Ende eines ersten Entnalimengrundfilms wird so an das erste Ende eines zweiten Entnahmengrundfilms ungelegt, daß ein durchgehendes Band entsteht, bei der die einzelnen Doppelkammern in gleichen Abstanden /. voneinander entfernt sind.

Durch diese Art der Verklebung wird vermieden, daß der große Entnahmenfilm an den Klebstellen Unregelmäßigkeiten in der Dicke aufweist.

In derselben Weise werden die Hilfsfilme geklebt und geschnitten.

Eine Kontrollvorrichtung meldet dem im Analysciabor vorgesehenen Rechner eventuell auf dem Magnetband entstandene Unregelmäßigkeiten in der Identifizierung.

Gleichzeitig wird auf der magnetischen Spur an der Stelle des Identifizierungskodes gegenüber dem beschädigten Magnethandabschniit ein geeignetes Signal aufgezeichnet, daß die Auslosung der Analysenfolge verhindert, wenn die nicht identifizierte oder schlecht identifizierte Kammer an den Analvsevorrichlungen anlangt.

I-ig. IN zeigt ein Übersichlsschenia über eine MeI.¹ straße für chemische Analysen.

Der große Entnalimenfilm 120 bewegt sich schritt wei:,e in Richtung des Pfeils 121.

Er kreuzt beispielsweise im rechten Winkel einen IiIm. <h-n sogenannten Analysenfilm 122. der eine Reihe regelmäßig angeordneter Kammern besitzt.

Dieser Analysenfilm wird, um Lagerraum zu spaten, am Beginn der Meßstraße hergestellt. Fr wird aus zwei auf den Spulen 123 und 124 aufgerollten Bändern aus einem biegsamen, warn^chweißbarcn Stoff, die beispielsweise v.ic Kinofilme mil Perforierungen versehen sind, ge hi kiel

Das Band einer der Spulen, im vorliegenden Fall der Spule 124. isi außerdem mit einer magnetischen Bahn versehen.

Das Band ohne magnetische Bahn wird mittels eines Antriebsmechanismus in ein Werkzeug 125 eingeführt, in der die Kammern 'lurch Warmverformung gebildet werden. Das Werkzeug 125 besteht aus einer sehr kleinen Wairnpresse. die eine Folge von geradlinigen Hin- uiul Hei bewegungen ausfuhrt

I linier dieser Warmprcsse wird da* wartmerfor mie Band mittels eines anderen Antriebsmechanismus in L'in Warmschweißwcrkzeug l?.f» eingeführt.

Das Band mit der magnetischen Bahn tritt in Hohe .!es Antriebsmechanismus in dasselbe W atmschweiß· werkzeug ein. Die Perforieiungcn an den Rändern ei möglichen eine vollständig synchrone Bewegung dei beiden Bander.

Durch eine weitere geradlinige Hin- und Herbewegung werden die einander gegenüber angeordneter Bänder miteinander verschweißt. Hinter diesem Werkzeug erhält man den fertigen Analysenfilm 122

Hinter dem Warmschweißwerkzeug kreuzt der Analysenfilm 122 den großen Entnahmenfilm 121.

In der Nähe des Kreuzungspunkies ist eine Übertragungsvorrichtung 127 vorgesehen, an der die folgenden Arbeitsgänge durchgeführt werden:

- Entnahme eines genau bemessenen Volumens der flüssigen Phase aus jeder Kammer des großen Eninahmeufilms mittels einer Pipette 128.

- Einspritzen dieses Volumens in eine Kammer de, Analysenfilms mittels einer Einspritzvorrichtung 129.

- Übertragung der auf dem bei der jeweiligen Kammer befindlichen Bandabschnitt des großen Entnahmenfilms aulgezeichneten Identifizieriingsinformaiion auf den Abschnitt des Magnetbandes des Analvsenfilms. der sich bei der entsprechenden Kammer befindet.

Diese Übertragungen erfordern schrittweise und synchronisierte i\-wegungen des Analvsenfilms und des großer. Enlnahmenfilms.

Der Analvseniiim. dessen Kammern die genau bemessenen Volumen von flussiger Phase enthalten, bewegt sich so. daß die Kammern zu einer gewissen Anzahl von Vorrichtungen 131. 133. 135 zur Zugabe von Reagenzien gebracht werden und an diesen einen Augenblick stehen bleiben. Zwischen diesen Vorrichtungen sind mit Walzen ausgerüstete Knetvorrichtungen 132. 134. 136 vorgesehen, welche den Inhalt der Kammern durchmischen.

Der Film gelangt anschließend zu einer Schweißvorrichtung 137. bei der die von den Nadeln erzeugten Einstiche warm verschweißt werden. Danach kommt dei Film in eine thermosiatgcregelte Kammer 138. in der die chemische Reaktion stattfindet.

Die Aufeiilhallszeii in diesel Kammer, die - abgesehen von ilen Fn/\manalysen allen Analysen gemeinsam ist. betragt beispielsweise S Minuten. Der schrittweise voruärtsbewcgte film wird also in der Herzkammer uespeiclvjil und jede ZeIij bleibt dort so lange, v. ie es fur den Ablauf der Reaktion erforderlich isi

Nach Austritt aus der llcizkammer wird die Reaktion in einer Kühlvorrichtung 140 durch eine heilige Abkühlung gestoppt

1 linier dieser Kühlvorrichtung 140 ist ein Meßgerat 141. beispielsweise ein Pholokolorimeter. angeordnet.

Die Ergebnisse der Analvse des Inhaltes jeder Kammer sou ie die entsprechenden Idcntifizierungsinl'ormatioiu-n werden /m numerischen Verarbeitung durch den Rc<, hncr des Anahselabor.s in einen /cnlnileii Speichel übertragen.

Der Film wird anschließend durch eine Vorrichtung

142 zerstört um! die Abfalle werden in einem Behälter

143 gesammelt.

Fig. I'¹ zeigt in perspektivischer Darstellung eine Mcßstr.ißc mil mir einer ein/igen Vorrichtung 127 zur Rcagcn/ien/ugabc. Die aul Fig. I⁽⁾ dargestellten Bauteile tragen dieselben Uczugsz.ahleii wie die entsprechenden Bauteile von Fig. IN.

Fig. 2(1 zeigt eine bevoivugle Ausfuhrungsart einer Vorrichtung zur Herstellung eine¹- Analvsenfilms.

Diese Vorrichtung besteht im wescntlichun aus zwei Spulen 123 und 124 mit biegsamen, warmsichweißbaren Bändern, welche an den Rändern ähnlich wie Kinofilme perforiert sind.

Das Band der Spule 124 ist mit einer magnetischen Bahn versehen.

Die Spulen 123 und 124 werden von einem schrittweise arbeitenden Motor 150 bewegt, auf dessen Welle 152 mehrere Nebenwellen 153 und 156 vorgesehen sind, welche Zahnräder 157 bis 1160 antreihen.

Das von der Spule 123 abrollende Band läuft vor einer Warmpresse zur Formung der Kammern vorbei, welche eine Preßform besitzt, deren aktive Teile 161 und 162 geheizt sind und von einem Zylinder 163 be- '5 wegt werden. Das Teil 162 wird von feststehenden Stangen 164 und 165 geführt. Nach Formung der Kammern 168 sind die beiden Bänder einander gegenüber angeordnet und werden miteinander warm verschweißt. Die Verschweißung wird zweckmäßigerweise mit einem geheizten Block 169 durchgeführt, der mit dem Teil 162, in dem eine der Form der Kammern entsprechende Vertiefung 170 vorgesehen ist, zusammenarbeitet. Hinter dieser Vorrichtung erhält man den Analysenfilm 122.

Auf Fig. 20 sind die Kammern der Einfachheil halber quaderförmig dargestellt. Die Ausbildung der Kammern ist jedoch keineswegs auf diese Form beschrankt, vielmehr ist jede der jeweiligen Art der Probe und der Analyse entsprechende Kammernform möglich.

Fig. 21 zeigt perspektivisch einen Abschnitt eines Anaiysenfilms 174 mil Kammern 175, deren Form speziell fiir chemische Analysen, wie sie gewöhnlich an Blutproben vorgenommen werden, geeignet ist. Die Kammer 175 besteht im wesentlichen aus einer Tasche von der Form einer Kitgelkalotte mit einer oberen Abflachung 176, die zur Einführung der Nadeln bestimmt ist. Die in der Kammer enthaltene Probe, die aus einem Gemisch von Serum und Zusatz besteht, ist mit 177 bezeichnet.

Die verschiedenen Entnahmen genau bemessener Volumen, die entweder an der Vorrichtung, bei der aus dem F.ntnahmcngrundfilm der Hilfsfilm gebildet wird, oder an der Vorrichtung 127 oder an den verschiedenen Vorrichtungen zur Zugabe von Reagenzien vorgenommen werden, werden mit Hilfe einer Übertragungsvorrichtung durchgeführt, die mit einer beweglichen Entnahmepipette ausgerüstet ist. Diese Entnahmepipette ist mit einem Flüssigkeitsstand- 5« anzeiger versehen und wird durch ein Rohr verlängert, in dem die Flüssigkeit unter Gasdruck abfließt.

Auf Fig. 22 ist das Arbeitsprinzip dieser Übertragungsvorrichtung dargestellt.

Die Vorrichtung besteht aus einem Behälter 201. ^r>5 dessen Deckel 202 von einem mit einem Hahn 214 und einem Druckminderventil 217 versehenen Rohr 203 und einem biegsamen Rohr 204 durchquert wird. Das biegsame Rohr 20 ist mit einer von einem Elektromagneten 206 betätigten beweglichen Pipette 205 ⁶" verbunden. Die Pipette 205 und der Elektromagnet 206 werden von einem Schwimmer 207 getragen, der sich über der in dem Behälter 201 vorgesehenen Flüssigkeit 208 befindet.

Das Rohr 204 wird durch ein über einem /weiten ^fi5 Behälter 209 vorgesehenes Rohr 215 verlängert. Auf dem Weg des Rohrs 204 ist ein mit Strahlung arbeilender Fiüssigkeitsstandanzeiger 210 vorgesehen, der aus einer Strahlenquelle 211 und einer Zelle 212 besteht. Der von der Zelle gelieferte Strom wird von einem elektronischen Relais 213 auf den Elektromagneten übertragen.

Die Vorrichtung arbeitel folgendermaßen: Die zu entnehmende Flüssigkeit 208 wird in den Behälter 201 eingebracht, der Schwimmer 207 und der dieht schließende Deckel 202 werden aufgesetzt. Ein zur Aufnahme der Probe bestimmter Behälter 209 wird unterhalb des Endes des Rohrs 215 angeordnet.

Das Rohr 203 ist mit einer Gasquelle verbunden, dessen Druck mindestens um das Gewicht der Flüssigkeitssäule, deren Höhe gleich dem Abstand des Flüssigkcitsspiegels vom höchsten Punkt des Rohrs 204 ist, größer als der atmosphärische Druck ist. Die Entnahmepipette 205 befindet sich in der unteren Stellung, d.h. taucht in die Flüssigkeit ;in.

Wenn der Hahn 214 geöffnet wird, drückt der auf den Flüssigkeitsspiegel einwirkende Gasdruck die Flüssigkeit nach oben in die Pipette und in das durchsichtige und biegsame Rohr 204. Sobald die Flüssigkeit den Flüssigkcitsstandanzeigcr 210 erreicht, wird die Zelle nirht mehr durch Strahlung erregt und wirkt über das Relais 213 auf den Elektromagnet 206 ein. der nun die Pipette aus der Flüssigkeit heraushebt. Das angehobene Flüssigkeitsvolumen ist also gleich dem Volumen der Leitung zwischen dem Ende der Pipette und dem Fiüssigkeitsstandanzeiger.

Durch den auf das offene Ende der Pipette wciterhin ausgeübten Gasdruck wird die gesamte Flüssigkeit, die sich im Rohr 204 befindet, in den Behälter 209 gedrückt.

Sobald die Flüssigkeitssäule den Flüssigkeitsstandanzeiger 210 vollständig passiert hat, wird die Zelle wieder erregt und gibt dem Relais 213 den Befehl, die Pipette zu senken. Dieser Befehl kann verzögert werden, um abzuwarten, bis die Vorrichtung vollständig entleert ist und der Behälter 209 durch einen neuen Behälter ersetzt ist.

Als Flüssigkeitsstandanzeiger können beliebige Vorrichtungen verwendet werden, beispielsweise ein Fiüssigkeitsstandanzeiger mit Photozellc, ein unit Strahlung arbeitender Fiüssigkeitsstandanzeiger oder ein Fiüssigkeitsstandanzeiger mit elektrischen Kontakten, die durch die zu analysierende Flüssigkeit miteinander verbunden werden, so daß ein Strom zum Fließen kommt.

Bei einem mit Strahlung arbeitenden Flüssigkcits-•■Uindanzeigcr wird ein durchsichtiges, biegsames Rohr 204 verwendet, so wie oben beschrieben wurde. Fur einen Flüssigkeitsstandanzeiger mit elektrischen Kontakten ist es nicht erforderlich, daß dieses Rohr durchsichtig ist.

Das Rohr 204 kann auch starr und mit der Pipette über ein Verbindungsorgan, beispielsweise einen elastischen Balg, verbunden sein, welches die Hin- und Herbewegung der Pipette gestattet und der Bewegung des Schwimmers beim Sinken des Flüssigkeitsspiegel folgt.

Durch die Anordnung der Pipette auf einem Schwimmer wird das Einsetzen der Pipette vereinfacht und kann ihr Hub auf einen Weg von einigen Millimetern beschränkt werden. Letzteres ist von Bedeutung, wenn eine schnelle Folge von Entnahmen erreicht werden soll, beispielsweise eine Entnahme pro Sekunde, was mit der Vorrichtung ohne Schwierigkeit möglich ist. Außerdem kann eine Hin- und Herbewegung von so geringci Amplitude leicht mit einem

schwachen und kleinen Elektromugneten erzeugt werden. Der Priick im Behälter ki»nn mit einem beliebigen Gas erzeugt wurden, dessen Druck grüßer als der atmosphärische Druck ist. Als Gas wird im «!!gemeinen Druckluft verwendet. Es kann auch ein neutrales Gas, wie beispielsweise Stickstoff, verwendet werden. Der Überdruck des Gases wird durch ein Druckminderventil 217 geregelt, so daß die Durchlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit in der Pipette und dem Rohr 204 verändert werden kann. Das Druckminderventi! kann ein automatischer Druckregler sein, der den Druck im Behälter 201 konstant hiilt. Wenn die Pipette aus der Flüssigkeit 208 herausgehoben ist, wird die entnommene Probe durch den Gasdruck in den Behälter 209 gedruckt; das Gas strömt >5 weiterhin durch das Rohr 204, bis die Pipette wieder in die Flüssigkeit getaucht wird. Durch diesen Gasstrom, der eine hohe Geschwindigkeit hat, werden die Wandungen einwandfrei gereinigt, so daß Verschmutzungen einer Probe durch Spuren der vorhergehenden Proben vermieden werden.

Obwohl alle Arten von Flüssigkeitsstandanzeigern verwendet werden können, ist die Verwendung eines Fliissigkeitsstandanzeigers, der mit von einem radioaktiven Körper ausgesandten Strahlungen arbeilet, insofern vorteilhaft, als dieser den Durchgang einer Flüssigkeit, selbst einer farblosen Flüssigkeit, durch ein Kapillarrohr anzeigen kann. Ein Flüssigkeitsstandanzeiger mit elektrischen Kontakten bietet denselben Vorteil. Der Flüssigkeitsstandanzeiger kann längs des Rohrs 204 verschoben werden, wodurch die Große des entnommenen Volumens verstellt wird.

Aus der vorhergehenden Besch: ;ibung ist zu entnehmen, daß ein Hauptvorteil der Übertragungsvorrichtung darin besteht, daß sehr kleine Volumen, und zwar Bruchteile von 1 cm', in einer schnellen Folge von ungefähr einer Probe pro Sekunde dosiert werden können.

Fig. 23 zeigt perspektivisch eine bevorzugte Ausführungsart einer Übertragungsvorrichtung zum Umfüllen genau bemessener Flüssigkeitsvolumep. Sie arbeitet nach dem oben erläuterten Prinzip und ist an den Vorrichtungen zur Reagenzienzugabe sowie an den Vorrichtungen zum Füllen der Analysenfilme und Hilfsfilme mit Serum vorgesehen.

Die auf Fig. 23 dargestellte Ausführiingsart einer Übertragungsvorrichtung dient zur Entnahme einer bestimmten Menge eines Reagenzes aus einem Behälter und zum Einspritzen dieses Reagenzes in die entsprechenden Kammern eines Analysefilms.

Der das Reagenz 231 enthaltende Behälter 230 besteht aus einem geschlossenen Behälter mit konstantem Flüssigkeitsstand. In dem Behälter ist ein Schwimmer 232 vorgesehen, der um eine aus mehrerc η Platten 233 bestehende waagrechte Achse schwenkbar ist. Der Schwimmer verschließt eine Zuführleitung 234, wenn der Flüssigkeitsstand eine bestimmte obere Grenze übersteigt und öffnet sie, wenn der Spiegel zu weit sinkt. Gemäß dem oben beschrie- <>o henen Arbeitsprinzip wird durch eine oberhalb des Flüssigkeitsspiegels vorgesehene Leitung 235 ein Druckgas eingeleitet.

Der Analysenfilm 236 bewegt sich in Richtung des Pfeils 237 so, daß alle Kammern 238 nacheinander ^fi5 an der Übertragungsvorrichtung eine gewisse Zeil stehenbleiben.

Ein Rohr 240 ist an dem beweglichen Kern eines Elektromagneten 241 befestigt, so da» es, in die Flüssigkeit 231 des Behiiliers 230 eingetaucht werden kann. Das Rohr 240 ist über eine biegsame Leitung 242 mit einer Einsprit/nadel 243 verbunden, die in den oberen Teil der Kammer 238 eingestoßen werden kann. Die Nadel 243 ist an einem Zylinder 244 befestigt. Eine zweite ebenfalls &m Zylinder 244 befestigte Nadel 245 ist dazu bestimmt, den Innenraum der Zelle unter atmosphärischen Druck zu setzen. Eine elektronische Vorrichtung mit zwei Sonden 24tf und 247 dient zur Steuerung der Bewegungen der verschiedenen beweglichen Teile und des Einspritzen eines genau bemessenen Volumens des Reagenz.

Arbeitsweise der Vorrichtung:

Sobald eine Kammer 238 an der Vorrichtung anlangt, wird das Rohr 240 durch den Elektromagnet 241 in die Flüssigkeit des Behälters 230 getaucht. Durch den über der Flüssigkeit herrschenden Gasdruck steigt die Flüssigkeit in das Rohr. Sobald ein Flussigkeitsdurchgang festgestellt wird, gibt die Sonde 246 den Befehl, die Nadeln 243 und 245 in die Kammern 238 zu senken. Die Sonde 246, deren Stellung längs der Leitung 242 verschiebbar ist, so daß das einzuspritzende Volumen verstellt werden kann, tastet die Ankunft der Flüssigkeit ab und gibt den Befehl zum Ausheben des Rohrs 240 aus der Flüssigkeit. Durch den in dem Behälter herrschenden Druck wird die entnommene Menge durch die Nadel in die mit der Außenluft verbundene Kammer gedrückt. Nach dem Herausziehen der Nadel bewegt sich der Analysenfilm um einen Schritt weiter und die folgende Kammer gelangt zur Vorrichtung.

Diese Vorrichtung kann auch so ausgebildet sein, daß sie zur Entnahme einer bestimmten Blutmenge aus der Kammer eines großen Entnahmenfilms und zum Einspritzen dieser Menge in die entsprechende Zelle eines Analysenfilms, wie er beispielsweise auf den Fig. 18 und 19 dargestellt ist. verwendet wird.

Hierbei tritt an die Stelle des Behälters 230 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels die Kammer eines großen Entnahmenfilms und an die Stelle des Rohrs 240 ein Nadel. Diese Nadel wird so bewegt, daß sie in die flüssige Phase jeder Kammer eintaucht, ohne jemals mit der festen Phase in Berührung zu kommen. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung ist auf Fig. 24 dargestellt. Der große Entnahmenfilm 250 bewegt sich schrittweise in Richtung des Pfeils 251 so. daß die großen Kammern 252 zu einer Entnahmenade! 253 gebracht werden und dort eine bestimmte Zeit stehenbleiben Diese Entnahmenade! ist an einem Kolben 254 befestigt, der sich in einem Zylinder 255 bewegt. Normalerweise wird dieser Kolben durch ein durch die Leitung 25d /ugcfiihrtcs Druckgas in seiner oberen Stellung gehalten. Der Stand der Trennfläche 257 zwischen flüssiger Phase 258 und fester Phase 259 wird von einer elektronischen Vorrichtung abgetastet. Diese besteht aus mehreren senkrecht übereinander hinter dem großen Entnahmenfilm 250 angeordneten optischen Zellen 261, die durch den Film hindurch von Lichtquellen 262 beleuchtet werden.

Der Zylinder ist innen mit Rohrstutzen 265 zur Zufuhr von Druckgas versehen. Im oberen Teil des Zylinders ist außerdem eine Leitung 269 vorgesehen Wenn diese Leitung 269 geöffnet ist, ist der Druck im Zylinder größer als der, der durch die Leitung 25i

/ι

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geliefert wird. Die Ruhrstutzen 265 sind senkrecht übereinander so angeordnet, dal.< an ihnen der nbgetastete Stund der Trennfliiehe in der Kammer 252 wiedergebeben werden kann. Jeder Rohrstutzen kann durch eine von einer Spule 267 betätigte Kluppe 266 geöffnet und geschlossen werden. Jeder optischen Zelle entspricht ein Rohrstutzen. Wenn eine Zelle erregt ist, d. h. wenn sie sich bei der flüssigen Phase befindet, ist der einsprechende Rohrstutzen geschlossen und umgekehrt.

Die einzelnen Arbeitsgänge werden folgendermaßen durchgeführt: Sobald eine Kammer an der Vorrichtung anlangt, wird die Leitung 269 geöffnet. Der Kolben bewegt sich nach unten bis zu einer Höhe, die von der Höhe des ersten geöffneien Rohrstutzens, den er trifft, bestimmt wird. Die Entnahmenadel 253 taucht in das Serum 258. Eine von einem Zylinder 27). betätigte Nadel 270 durchsticht den oberen Teil der Kammer und erzeugt in der Kammer einen Druck, der hoher als der atmosphärische Druck ist. Das ao Serum steigt in die Eninahmenadel 253 und ein genau bemessenes Volumen wird auf die öl cn beschriebene Weise in eine der Kammern des Analvsenfilms eingespritzt.

Fig. 25 zeigt ein bevorzugtes Aiisführungsbeispiel aj einer Vorrichtung zur Durchführung photokolorimetrischer Analysen.

Die Kammern 175 des Analysenfilms 174 bleiben nacheinander eine kurze Zeit, im allgemeinen weniger als 1 Sek., vor einem Photokolorimeter stehen. Dieses besitzt eine Lichtquelle 330. eine Reihe von Filtern und Schirmen 331 bis 334, die der jeweiligen Messung speziell angepaßt sind, und eine Photozelle 335, die die Lichtstrahlen empfängt.

Sobald eine Kammer in der optischen Achse des Photokolorimete^rs stehenbleibt, wird sie in einer aus einer feststehenden Platte 336 und einer von einem Zylinder 338 betätigten beweglichen Platte 337 bestehenden Vorrichtung eingeklemmt. Dadurch wird gewährleistet, daß die Dicke der zu analysierenden Flüssigkeit, die sich im Weg der Lichtstrahlen befindet, konstant ist.

Während die Zelle sich zwischen diesen Platten befindet, steigt der Flüssigkeitsspiegel in der Kammer von einem unteren Stand 178 (vgl. Fig. 21) bis zu einem oberen Stand 179 (Fig. 27.) Die Lichtstrahlen durchqueren eine begrenzte Beobachtungszone 180 der Kammer.

Die Bewegung des Analysenfilms vor dem Photometer wird durch eine mechanische Antriebsvorrichtimg bewirkt, die mit der bei den verschiedenen Übertragungsvorrichtungen und bei dem Werkzeug zur Filmhersteliung verwendeten Antriebsvorrichtung synchronisiert ist.

Außerdem kann das Labor mit Meßreihen zur Enzymuntersuchung ausgestattet sein, welche die Kurve der zeitlichen Entwicklung des betreffenden Enzyms ermitteln.

Eine Meßreihe zur Enzymuntersuchung unterscheidet sich von einer Meßreihe für chemische Anaiysen dadurch, daß sie mit mehreren Photokolorimetern bestückt ist, welche durch Heizkammern, in jeder deren eine Reaktion während einer bestimmten Zeit abläuft, voneinander getrennt sind. Die Ergebnisse der von den einzelnen Photokolorimetern durchgeführten Messungen werden zu dem Rechner geliefert und von diesem verarbeitet.

Weiterhin ist im Lahor eine hämatologische Abteilung vorgesehen, die insbesondere eine Abteilung fur miitkörpcrcbenzühlung und eine Abteilung fur Hamoglobinanulysen umfaßt. .

Von der Vorrichtung zur Entnahmenverteilung an, die unmittelbar hinter der Identifizierungsvorrichtung angeordnet ist, werden aus den Spulen von Entnahmengrundfilmen mehrere für die hämatologische Abteilung bestimmte Spulen von Hilfsfilmer. hergestellt.

An einer Schneid- und Klebevorrichtung, die mit der bei der chemischen Albteilung beschriebenen Vorrichtung identisch ist, wird aus den Hilfsfilmen ein durchlaufender Film hergestellt.

Hinter der Schneid- und Klebevorrichtung der hämaiologischen Abteilung erhält man einen durchlaufenden und identifizierten Film.

Dieser Film durchläuft drei verschiedene Meßreihen:

Eine Melireihe zum Zählen der weißen Blutkörperchen, eine Meßreihe zum Zählen der roten Blutkörperchen und eine Mebreihe für Hämoglobinanalysen.

Durch Nebeneinandersetzen zweier Zähler kann die Meßreihe zur Zählung roter Blutkörperchen mit einer Durchsehniitsgeschwindigkcit von einer Zählung pro Sekunde arbeilen. Diese Zählung wird an beispielsweise 500 Blutkörperchen durchgeführt. Die Meßreihe arbeitet folgendermaßen:

Zwei gleichzeitig arbeitende Entnahme- und Einspritzköpfc übertragen zwei Proben aus dem Film direkt in die Zähler.

Der Eintritt des Zählers besteht aus einer Verdünnungsvorrichtung, die für eine derartig starke Verdünnung (1/50000) speziell ausgebildet ist.

Der Zähler arbeitet an Hand dieser verdünnten Probe und entnimmt ihr beispielsweise 0,5 cm' Lösung.

An der Meßreihe zur Zählung der roten Blutkörperchen kann durch eine geeignete Vorrichtung das mittlere Volumen der Blutkörperchen ermittelt werden. Außerdem kann mit ihr der Hämatokritwert errechnet werden:

Mittleres Volumen x Zahl der roten Blutkörperchen = Volumen der roten Blutkörperchen.

Die Meßreihe zur Zählung der weißen Blutkörperchen arbeitet auf genau dieselbe Weise. Auch hiei wird die Verdünnung im Zähler mit einer Vorrichtung durchgeführt, die die Genauigkeit für eine Verdünnung vor. 1 500 gewährleistet.

Die Impulse jedes Zählers sowohl bei der Zählung der roten Blutkörperchen als auch bei der Zählung der weißen Blutkörperchen werden von einem elektronischen Zähler notiert. Der Inhalt diese· elektro nischen Zählers wird vom Rechner parall. I abgelesen.

Die Beendigung der Zählung wird dem '»echnei durch ein Programmunterbrechungszeichc von y dem Zähler mitgeteilt.

Die Meßreihe für Hämoglobinanalyser nesteht au; einer gewöhnlichen Meßreüio fiir quant¹' ative ehemi sehe Analysen. Die vom Rechner tirchgeführti Kombinijrung der quantitativen Hämoglobinbestim mimg und der Zahl der roten Blutkörperchen liefer die mittlere Dichte des Hämoglobins.

Gegebenenfalls kann d.is Lahor mit einer Abteilung /ur Differenzierung der Leukozyten durch Prüfunj gefärbter Platten ausgerüstet sein.

An den Analysenfilmen können einige Kämmen

vorgesehen sein, in die wahrend der Analysen keine (Inlniihmcn oder Reagenzien cingcfülli werden: diese K.immern dienen zum Nachprüfen der larierimg der Photokolorimeler während der Messung. Andere Kammern können mit einer Vcrglcichslnsung

ziT Niii-heichung der I'hotokolorimeterskala gefi sein.

Der Analysenfilm besteht vorzugsweise aus eini gef.irlilen Kunststoff, der die Aufgabe eines optisch Filters erfüllt.

Hierzu 4 Bkitl Zeichnunccn

Claims (1)

I 648 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur automatischen Durchführung von Analysenreihen mit einer oder mehreren zum Transport der zu analysierenden Substanzen bestimmten bandartigen Fördereinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtungen aus kinofilmähnlichen Bändern (1, 10,12,42,174) bestehen, auf denen in gleichmü- »° ßigen Abständen voneinander K-ammem (3, 13, 16, 18, 30, 31, 175) aus biegsamem und durchsichtigem Material zur Aufnahme der zu analysierenden Substanzen angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dauurch ge- '5 kennzeichnet, daß an den Rändern der Bänder Perforierungen zum schrittweisen Antrieb ähnlich wie für Kinofilme vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Bändern magnetische Bahnen (35) zur kodierten Identifizierung des Inhalts der Kammern vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern vollständig abgeschlossen sind. *5

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder aus zwei flach aufeinanderlegenden und teilweise miteinander verschweißten bandförmigen Folien (10,12) au«; einem biegsamen, warmschweißbaren 3« Material bestehen, und daß mindestens eine der Folien mit Ausbauchunger versehen ist, durch welche die Kammern gebildei werden.

(>. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchungen im wesentliehen quaderförmig sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchungen die Form eines schmalen Quaders besitzen, an dessen einer Seite eine Erhebung (15, 17) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchungen die Form von zwei nebeneinanderliegenden Quadern besitzen, die zwei über einen Kanal (19, 32) miteinander verbundene Kammern (16, 18, 30, 31) bilden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (19) durch einen porösen Korper (20) verschlossen ist.

K). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kam- 5" mern Reagenzien eingebracht sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch K), dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenzien die Form von dünnen, festen Schichten an den Wanden der Kammern haben.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filmmalcrial /ur Bildung eines optischen Filters gefiirbt ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschickung einer ersten der Fördereinrichtungen mit den zn analysierenden Substanzen eine Entnahmevorrichtung (F i g. 9) vorgesehen ist, die aus einer mit einem Band (42) gefüllten Abgabespulc (40), einem Organ (45, 46, 47, 49) zur Entnahme der Substanz, einer Einrichtung (60, 61, 62) zur Identifizierung jeder Entnahme, einem Sperrorgan (66, 73) zur Blockierung des Entnahmeorgans, sobald diese Einrichtung (60, 61, 62) zur Identifizierung jeder Entnahme nicht angebracht ist, einer Aufnahmespule (41) und einem schrittweise arbeitenden Bandantriebsorgan besteht, welches jede Kammer (30,31) an dem Enlnahmeorgan zum Stehen bringt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ eine hohle Nadel (47) zum Durchstechen der Wandung der Kammer und /um Einspritzen der entnommenen Substanz enthält.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Identifizierung jeder Entnahme aus einer Karte

(61) mit mindestens einem abtrennbaren und zum Aufkleben auf das Band an der Stelle der entsprechenden Kammer bestimmten Abschnitt (62) besteht, die beide das Tdentifiziürungszeichen der Eninahmestelle und d>e laufende Nummer der Entnahme tragen.

KS. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichne!, daß das Sperrorgan (66, 73) aus einem in der Bewegungsbahn der Nadel angeordneten Flügel (66) besteht, der mit der Karte zusammenwirkt und durch Einführen dieser Karte in einen Schlitz (65) weggeschoben wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Karte zur Begrenzung ihrer Bewegung im Schlitz mit einem mit einer Nase zusammenwirkenden Einschnitt (60) versehen ist.

IK. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17. dadurch gekennzeichnet, daß während des Fiillvorgangs bei der Kammer (30, 31) ein automatischer Flüssigkeitsstandanzeiger angeordnet ist. der ein Entnahmeendsignal auslöst.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 1S, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt

(62) durch Einwirkung eines gesteuerten Zylinders (68) abtrennbar und unter Druck aufklebbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (68) manuell gesteuert ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (62) durch Einwirkung eines durch das Entnahmeendsigna! gesteuerten Zylinders (68) abtrennbar ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21. dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Entnahmeorgans in der Bewegungsbahn des Bandes (42) eine Kontrollvorrichtung zum Nachweis des Vorhandenseins eines Abschnittes (62) auf dem Band vorgesehen ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung aus einer photoelektrisch arbeitenden Vorrichtung besteht.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung aus einer magnetischen Ablesevorrichtung besteht, die mit einem auf dem Abschnitt (62) vorgesehenen magnetischen Zeichen zusammenwirkt.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24. dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollorgan bei Feststellen des Fehlens eines Abschnitts (62) die Weiterbewegiinydes Films (42) blockiert.

2fi. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14

his 25, dadurch gekennzeichnet, UnIi hinter clem Entmihrneorgan eine Vorrichtung (71, 72) zum Verschließen der durch die Nudel (47,49) erzeugten Einstiche vorgesehen ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (71,72) zum Versehließen der Nadelstiche aus einer Wurmpresse besteht.

2N. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur mechanischen Behandlung der in den Kammern befindlichen Substanzen eine mit mindestens einem Paar links und rechts vom Band angeordneter Walzen versehene Knetvorrichtung (132, 134, 136) vorgesehen ist, welche die Kammern bei ihrem Durchgang zusammendrückt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen frei beweglich auf ihren Achsen sitzen.

30. Vorrichtung nach Anspruch 2K, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen durch ein An-Iriehsorgun angetrieben sind.

3 1. Vorrichtung nach An pruch 2N oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen ein Antriebsorgan für das Band darstellen.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche· 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zur mechanischen Behandlung ein mit mindestens zwei Zahnrädern versehener Mischer vorgesehen ist. der dem Hand eine schraubenförmige Bahn gibt.

33. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur thermischen Behandlung der in den Kammern befindlichen Substanzen mindestens eine thermostatgeregelte Kammer (138) vorgesehen ist, in der eine chemische Reaktion stattfindet und die Einrichtungen besitzt, durch die jede Kammer des Bandes während einer bestimmten, verstellbaren Zeit in der thermostatgeregelten Kammer (138) gehalten wird.

34. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der erfolgten Reaktion mindestens ein Meßgerät mit einem Photokolorimeter (Fig. 25) vorgesehen ist, dessen Meßzcllen mit zwei feststehenden zueinander parallelen Platten (336, 337) versehen sind, zwischen denen die die zu analysierende Substanz enthaltende Kammer (175) während dei Messung unter Berührung dieser Platten angeordnet ist.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Platten (336, 337) durch einen vom Antriebsorgan gesteuerten Mechanismus senkrecht zur Ebene des Bandes (174) bewegbar sind.

3ft. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung /um Übertragen von Idcnlifizicrungsinformationcn (Fig. 12) aus einer optischen Vorrichtung (84) zum Ablesen der auf dem Abschnitt (62) aufgetragenen alphanumerischen Information, einem Organ (85) zur kodierten Überschreihting dieser Information in einen örtlichen Speicher (87), Einrichtungen zur un/erstörharen Übertragung dieser Information von dem örtlichen Speicher (87) in den Speicher eines Rechners (88). Hinrichtungen zur alphanumerischen Aufzeichnung der im Reehnergrspeichcrlen kodierten Information und lins Hinrichtungen (89) zur Übertragung der im örtlichen Speicher (87) gespeicherten kodierten Information auf die magnetische Bahn (35) des Bandes (83) besteht.

37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (Fig. 12) zum Übertragen von Identifizierungsinformationen eine Einrichtung (90) zum Ablesen der auf der magnetischen Bahn (35) aufgezeichneten Information und zum Vergleichen dieser Information mit der entsprechenden im Rechner (88) gespeicherten Information besitzt.