Analyse von Gemengen und Vorrichtung zur automatischen Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Reihe von Proben für die Analyse von Gemengen, bei dem das jeweilige Gemenge einem Gefäss mit flüssigem Probenansatz entnommen und auf einen schrittweise fortbewegten Filter¬ streifen stellenweise abgesetzt, das nicht mehr benötigte Filtrat von der Rückseite des Filterstreifens abgesaugt und der Filterrückstand für die Analyse präpariert wird. •

Derartige Verfahren werden z.B. für die Zubereitung von Pro¬ ben für immunologische Analysen oder für die Ana-lyse von Schwebestoffen in Flüssigkeiten oder Gasen angewandt.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art dient zur Herstel¬ lung der Proben ein Filterstreifen, der auf einem stellen¬ weise mit Fenstemversehenen Trägerband aus stabilem Ma- terial angebracht ist. Die Proben können durch beidseitige Abdeckung gegen Kontamination gesichert und durch Aufrollen des Trägerbandes gespeichert werden. Ein solcher Filter¬ streifen mit Trägerband eignet, sich allerdings nur für trockene Proben und ist überdies sehr aufwendig in. bezug auf Material und Herstellung. Ferner wird bei diesem Ver¬ fahren das Gemenge zum Filtrieren auf den Filterstreifen aufpipettiert. Ohne Anwendung besonderer Schutzmassnahmen besteht dabei eine gewisse Kontaminationsgefahr. Ausserdem ist für die Zufuhr des Gemenges zur Pipette eine zusätzli- ehe Förderpumpe erforderlich. Dadurch wird der Zuführweg verlängert und damit sowie wegen der Verwendung langsam arbeitender Schlauchpumpen die Dauer des Gemengetransports erhöht, was in gewissen Fällen zu fehlerhaften Veränderun¬ gen des Probenansatzes führen kann. Daneben erfordert ein längerer Zuführweg auch einen vermehrten Aufwand zu dessen

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Reinigung zwischen den aufeinanderfolgenden Probendurch¬ sätzen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das es ermöglicht, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile und mit einfacheren und weniger aufwendigen Mitteln Proben für Gemengeanalysen her¬ zustellen und dabei kürzere Durchsatzzeiten und eine Ver¬ ringerung der Kontaminationsgefahr zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Massnahmen gelöst.

Durch die Beförderung des Gemenges mit Hilfe der am Filter- ausgang wirkenden Saugkraft entfällt die Förderpumpe im Zu¬ führweg. Dieser kann dadurch kürzer gehalten werden, was einen schnelleren Durchsatz ermöglicht und die Reinigung er¬ leichtert. Die jeweils vollständige Abdichtung an der Fil¬ terstelle bietet Schutz gegen jeglichen Stoffaus ausch mit der Umgebung. Die Filterstellen enthaltenden Teile des

Filterstreifens werden jeweils nach dem Absetzen des Ge¬ menges ausgestanzt und in Probengefässe übergeführt. An die Festigkeit des Filterstreifens werden deshalb weniger hohe Anforderungen gestellt als im Falle einer Aufbewahrung des ganzen Filterstreifens mit den damit verbundenen mechani¬ schen Beanspruchungen, weshalb auf ein Trägerband verzich¬ tet werden kann.

Es ist zwar auch ein Verfahren bekannt, das mit nicht ver- stärkten Filterstreifen arbeitet, wobei jedoch die mit be¬ legten Filterstellen versehenen Filterstreifen von Hand in Teile mit je einer Filterstelle zerschnitten und in die Probengefässe eingebracht werden. Verunreinigungen und Fehler sind bei diesem Verfahren jedoch kaum zu vermeiden, und die Handhabung ist umständlich und zeitraubend.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur auto¬ matischen Durchführung des Verfahrens, welche durch die im Patentanspruch 2 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungs- gemässen Vorrichtung schematisch dargestellt. Es kann sich dabei um eine separat aufgebaute Filtrierstation handeln, die in einer automatisch arbeitenden Analysenanlage für Reihenanalysen eingesetzt werden kann.

Die vorbereiteten und gegebenenfalls vorbehandelten Proben¬ ansätze befinden sich in offenen oder geschlossenen Gefäs- sen, die z.B. in einer Kette schrittweise fortbewegt und nacheinander der dargestellten Filtrierstation zugeführt werden. Nach der Zeichnung befindet sich ein solches Pro- benansatzgefäss 1 an der für die Probenentnahme bestimmten Stelle.

Zur aufeinanderfolgenden Entnahme der Probenansätze aus den Ansatzgefässen dient eine Entnahmevorrichtung mit einer heb- und senkbaren Kanüle 2, die mit einem Hubmotor 3 verbunden ist. Mit der Kanüle 2 ist eine Pipette 4 mechanisch verbun¬ den, über welche allfällige Zugaben und die ^" Reinigungsflüs¬ sigkeit zugeführt werden.

Der Filterstreifen 5, z.B. aus Glasfaserpapier, wird einer Rolle 6 entnommen und mittels Vorschubrollen 7, 8 längs einer FUhrungsbahn 9 schrittweise fortbewegt. Im Zuge der Führungsbahn 9 befinden sich eine ^' Filtriereinrichtung 10 und eine Stanzeinrichtung 11.

•Die Filtriereinrichtung 10 besteht aus einem unterhalb der Führungsbahn angeordneten Saugkopf 12 und einer oberhalb der Führungsbahn gegenüber dem Saugkopf angeordneten, vertikal beweglichen Glocke 13. Der Saugkopf 12 ist auf der Höhe der

Führungsbahn 9 durch einen Filterträger 14, z.B. in Form einer Sinterglasplatte, abgeschlossen und über ein gesteuer¬ tes Ventil 15 mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe ver¬ bunden. Die Glocke 13 ist mit einem Hubmotor 16 verbunden, der die Glocke gegen den Saugkopf 12 auf den dazwischen lie¬ genden Filterstreifen drücken kann, so dass die Filterstelle beidseitig abgedichtet wird. Am unteren Rand der Glocke kann ein Dichtungsring 17 vorgesehen sein. In die Glocke 13 ist eine Leitung 18 mit vorzugsweise höhenverstellbarer Mündung eingesetzt, welche über einen Schlauch 19 mit der Kanüle 2 der Entnahmevorrichtung direkt verbunden ist.

Die Stanzeinrichtung 11 weist einen Stanzstempel 20 und zu dessen Betätigung einen Hubmotor 21 auf. Damit wird an der Stanzöffnung 22 in der Führungsbahn 9 jeweils ein Scheib¬ chen des Filterstreifens ausgestanzt. Eine Stopfnadel 23 ist im Stanzstempel 20 längsbeweglich geführt und mit einem Hubmotor 24 verbunden. Die Stopfnadel 23 befördert das aus¬ gestanzte Scheibchen in ein darunter stehendes Probenauf- nahmegefäss 25, das z.B. wiederum in einer Kette von Auf- nahmegefässen schrittweise fortbewegt wird. Ueber einen Schlauch 26 wird der Stopfnadel 23 die Reagenzflüssigkeit zuge ührt.

Die Filtrierstation arbeitet im Takt mit den nicht darge¬ stellten Vorschubeinrichtungen für den Transport der Ansatz- gefässe 1 und der Aufnah egefässe 25. Zum Betrieb kann eine Programmsteuereinrichtung vorgesehen sein, welche die Tätig¬ keit der Hubmotoren 3, 16, 21, 24, des Antriebs der Vor- schubrollen 7, 8 und das Ventil 15 steuert und beispielswei¬ se vom ersten und letzten zur Entnahmeeinrichtung gelangen¬ den Gefäss einer Kette von Probenansatzgefässen in Gang ge¬ setzt bzw. angehalten wird. Damit ergibt sich z.B. folgende Arbeitsweise der Filtrierstation:

OMPI

Im Ruhezustand befinden sich alle Hubmotoren 3, 16, 21 und 24 in der oberen Endlage, und das Ventil 15 ist geschlossen bzw. steht auf Entlüftung.

Sobald das erste Pro'benansatzgefäss 1 die Entnahmestelle er¬ reicht, wird die Kanüle 2 in das Ansatzgefäss 1 und die Glocke 13 auf den stillstehenden Filterstreifen 5 abgesenkt. Anschliessend erfolgt die allenfalls erforderliche Zugabe, z.B. in Form einer Pufferlösung, über die Pipette 4. Vor Ende dieser Zugabe wird das Ventil 15 geöffnet, wodurch die Saugkraft der Vakuumpumpe zur Wirkung kommt und den Proben¬ ansatz aus dem Ansatzgefäss 1 über die Kanüle 2 und den Schlauch 19 zur Filterstelle innerhalb der Glocke 13 beför¬ dert. Infolge der pumpenlosen Verbindung zwischen Kanüle 2 und Glocke 13 erfolgt diese Uebertragung innerhalb weniger Sekunden, so dass die Dauer des Einflusses einer allfälli¬ gen Zugabe auf die Probe in gewünschten Grenzen gehalten werden kann. Im Anschluss daran wird Reinigungsflüssigkeit in dosierten Schüben über die Pipette 4 eingeführt. Dabei wird das ganze Gemenge filtriert und das Filtrat über den Saugkopf 12 abgeführt. Bei diesem Prozess soll die Leitung 18 bezüglich der Glocke 13 in der Höhe so eingestellt sein, dass die Mündung mit dem an der Filterstelle sich sammeln¬ den Gemenge nicht in Berührung kommt. Nach der Reinigung werden die Entnahmeeinrichtung und die Glocke 13 wieder an¬ gehoben, und das Ventil 15 wird geschlossen.

Nun werden die Gefässketten und der Filterstreifen 5 um einen Schritt vorgeschoben, so dass das nächste Ansatzge- fäss 1 in die Entnahmestellung, das erste Probenaufnahmege- fäss 25 in die Aufnahmestellung und die mit dem Filterrück¬ stand belegte Filterstelle unter den Stanzstempel 20 zu stehen kommen.

it dem Stanzstempel 20 wird nun ein die belegte ^" Filter-

stelle enthaltendes Scheibchen aus dem Filterstreifen 5 aus¬ gestanzt, das danach durch die Stopfnadel 23 in das Aufnah- megefäss 25 befördert wird. Während des Rückzugs der Stopf¬ nadel 23 wird durch diese über den Schlauch 26 die Reagenz- flüssigkeit, z.B. eine Scintilationsflüssigkeit im Falle radioimmunologischer Proben, zugeführt. Das Ende der Stopf¬ nadel 23 ist vorzugsweise trompetenförmig aufgeweitet, da¬ mit das Filterscheibchen möglichst in Randnähe erfasst wird und beim Einführen in das Aufnahmegefäss 25 nicht mit der Aussenseite der Stopfnadel in Kontakt kommen kann. Die

Reagenzflüssigkeit dient zugleich zur Reinigung der Stopf¬ nadel.

Die Zufuhr der verschiedenen Flüssigkeiten über die Pipette 4 und den Schlauch 26 erfo.lgt vorzugsweise durch wahlweise anschaltbare Dispenser.

Die Hubmotoren 3 und 16 können bei geeigneter Anordnung der Entnahmeeinrichtung und der Glocke 13 durch einen einzigen Hubmotor ersetzt werden.

Zum Aufpressen der Glocke 13 auf den Filterstreifen 5 ist vorzugsweise eine Ueberdruckfeder vorgesehen.

Das Ausstanzen eines Filterscheibchens und das Filtrieren der nächsten Probe können gleichzeitig geschehen.