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DE3882783T2 - Verschliess-Einschubbehälter und zugehöriger Wegwerf-Probenträger. - Google Patents

Verschliess-Einschubbehälter und zugehöriger Wegwerf-Probenträger.

Info

Publication number
DE3882783T2
DE3882783T2 DE88105532T DE3882783T DE3882783T2 DE 3882783 T2 DE3882783 T2 DE 3882783T2 DE 88105532 T DE88105532 T DE 88105532T DE 3882783 T DE3882783 T DE 3882783T DE 3882783 T2 DE3882783 T2 DE 3882783T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cartridge
adjusting
cartridges
openings
holder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE88105532T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3882783D1 (de
Inventor
Cass J Grandone
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Abbott Laboratories
Original Assignee
Abbott Laboratories
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abbott Laboratories filed Critical Abbott Laboratories
Application granted granted Critical
Publication of DE3882783D1 publication Critical patent/DE3882783D1/de
Publication of DE3882783T2 publication Critical patent/DE3882783T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5025Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures for parallel transport of multiple samples

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur genauen Positionierung von Proben in Bezug auf die Auswertvorrichtung. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung ein Karussell, auf dein eine Vielzahl von Wegwerfprobenpatronen, die Festphasenproben enthalten, zweckmäßigerweise mit minimalem Aufwand bei einem hohen Grad an Genauigkeit, in Bezug auf eine optische Analysevorrichtung durch eine Reihe von Stellnippel und Stellvorsprüngen angebracht wird.
  • Festphasenverf ahren und Vorrichtungen zur Durchführung von Immunoanalysen im Allgemeinen und von Enzymimmunoanalysen im Speziellen, sind allgemein auf diesem Gebiet wohl bekannt. Diese Immunoanalysen können an biologischen Proben, wie Blut, Rückenmarksflüssigkeit, Urin und Plasma, um nur einige zu nennen, durchgeführt werden. Eine besonders kosteneffektive Vorrichtung, die zur Anwendung in Verbindung mit Festphasenverfahren entwickelt und dafür eingerichtet wurde, um eine Vielzahl von Proben (wie z.B. Schichtungsund konkurrierende Analysen) durchzuführen, ist eine wegwerfbare Probenpatrone mit einer Vielzahl von Schächten und zumindest einem Reaktionsschacht. Der Reaktionsschacht enthält allgemein eine Fasermatrix, die sich über seinem Eingang befindet, und ein absorbierendes Material, das sich unter der Fasermatrix befindet. Die Mikropartikel, die in der Fasermatrix enthalten sind, oder dorthin eingeführt werden, reagieren mit der Probe und einem analysatenthaltenden Reagenzmittel, die in den Reaktionsschacht eingefügt wurden, um einen stabilen Mehrstoff auf der Matrix zu bilden. Überflüssige Proben und Reagenzien werden durch die Matrix ausgewaschen und in das darunterliegende absorbierende Material aufgefangen.
  • Die resultierende Probe kann durch Verwendung von bekannten optischen Detektorvorrichtungen ausgewertet werden. So kann beispielsweise bei Verwendung von konventionellen Festphasenverfahren das Analysat mit einem Fluorophor gekennzeichnet oder markiert werden, welches, wenn vom Licht einer bekannten Wellenlänge angeregt, fluoresziert und Licht bei einer zweiten bekannten Wellenlänge ausstrahlt. Die Intensität des ausgestrahlten Lichtes ist bezeichnend für die Analysatkonzentration in der biologischen Probe. Ein konventionelles Fluorometer ist geeignet zur Beleuchtung der Fasermatrix mit einem Lichtstrahl, der die entsprechende Anregungswellenlänge hat. Das Fluorometer mißt ebenfalls die Lichtintensität im Bereich der Emissionswellenlänge. Proben, die diesen Typ von Festphasentechnologie verwendet, haben sich als hochgradig empfindlich erwiesen.
  • Wegwerfprobenpatronen, wie oben beschrieben, sind besonders gut geeignet für die Verwendung in automatischen Analysevorbereitungs- und Analysegeräten. Wegen der hohen Empfindlichkeit von Analysen, die die Fasermatrixtechnologie verwenden, ist es in einem solchen automatisierten Gerät zwingend notwendig, daß der probenenthaltende Reaktionsschacht jeder einzelnen Patrone mit einem hohen Maß an Genauigkeit in allen drei Dimensionen in Bezug auf die optische Auswertvorrichtung eingestellt ist, um sicherzustellen, daß die Ergebnisse einen reproduzierbar hohen Grad von Genauigkeit aufweisen.
  • Die Proben müssen nicht nur präzise positioniert werden, sondern sie müssen auch mühelos und übersichtlich sogar durch ungeübtes Bedienungspersonal, mit dem gleichen Grad an Genauigkeit, positioniert werden können, um den Zeitaufwand und die Kosten einer jeden Analyse zu verringern. D.h., wenn Analysen massenfertigungsartig durchgeführt und ausgewertet werden, werden die Kosten pro Einheit für solche Analysen sinken. Zusätzlich können die Analyseergebnisse schneller verfügbar gemacht werden.
  • Zahlreiche automatische Analysevorrichtungen sind auf dem Fachgebiet bekannt. Solche Vorrichtungen enthalten typischerweise Einrichtungen zur Bewegung verschiedener Typen von Probenbehältern zwischen verschiedenen Analysevorbereitungsstationen. Die bekannten Geräte positionieren ebenso die vorbereiteten Proben in die Nähe von verschiedenen optischen Auswertegeräten.
  • Jedoch sind die bekannten Bewegungseinrichtungen, die in solchen Vorrichtungen Verwendung finden, nicht geeignet zum Einsatz mit patronenartigen Wegwerf-Probenbehältern des oben beschriebenen Typs. Darüber hinaus, obwohl solche Vorrichtungen früher Verriegelungseinrichtungen zum Festhalten einzelner Probenbehälter aufwiesen, haben solche Vorrichtungen verriegelte Einrichtungen zur genauen Positionierung der Proben, die notwendig sind, um hochgradig genaue und reproduzierbare optische Auswertungen zu erhalten.
  • So sind z. B. in manchen bekannten Geräten die Proben in einzelnen Kuvetten oder Teströhren linear angeordnet zur Bewegung nach Art eines Förderbandes an verschiedenen Vorbereitungsstationen vorbei und letztendlich zur Auswertestation. Jedoch sind diese Förderbänder, sowohl entlang der Bewegungsrichtung, als auch quer zu dieser Richtung schwer positionierbar. Zusätzlich werden diese Proben manchmal angestoßen, wenn sie in dieser Weise angeordnet sind, wodurch Unterschiede in der Höhe entstehen, die zu ungenauen Auswertungen führen.
  • Aus EP-A-0,192,968 ist eine versiegelte Reagenzbehälteranordnung bekannt, mit einem Hauptanteil und einer Halsöffnung, die aufrecht aus der oberen Wand des Hauptteils herausragt, und asymmetrisch angebracht ist, so daß diese sich nahe an einer Endwand des Hauptteils befindet. Der Hauptteil hat ebenso eine Bodenfläche, ausgestattet mit einem Verbindungsmechanismus zur Koppelung mit einem Transportmechanismus, so daß eine Reihe von Behälter an einer Reagenzstation vorbei bewegt wird, um Material vom Reagenzbehälter zu den Analysekuvetten zu bringen.
  • Ebenso aus EP-A-0,252,632, die die Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT und NL benennt, und die zum Stand der Technik nach Art. 54(3) EPÜ gehört, ist eine Reagenzpatrone bekannt, die eine Vielzahl von Speicherfächern enthält, von denen eine jede einteilig dazu gebildete Verbindungsglieder enthält, um eine senkrecht gestapelte Verbindung zur angrenzenden Abteilung zu bilden. Wandteile der Fächer sind abgetrennt, um eine Wanderung des Inhalts zwischen den Fächern zu verhindern. Eine Halsstruktur mit einer Manschette sorgt für die Unterbringung einer Transferprobe.
  • Bekannt aus EP-A-0,217,000 ist eine Vorrichtung wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert.
  • Proben wurden in einzelnen Kuvetten oder Teströhren auf einer drehbaren Karussellhalterung angeordnet. Das Karussell ist kreisförmig unterteilt, um die Proben der Reihe nach an verschiedenen Vorbereitungsstationen und letztendlich an der Auswertestation mit einer optischen Auswertungsvorrichtung, wie einem Fluorometer, zu positionieren. In diesem Fall weist das Karussell drei potentielle Positionierungs-Ungenauigkeiten auf. Die Kuvette kann ungenau plaziert werden 1) radial in Bezug auf die Mitte des Karussells, 2) vertikal in Bezug auf die optische Achse, und 3) seitlich in Bezug auf die radiale Achse, in der die Kuvette im Karussell gehalten wird. Darüber hinaus mangelte es allen früher verwendeten Vorrichtungen an Einrichtungen zur einfachen und übersichtlichen Beschickung, zur Verriegelung und zur präzisen Positionierung einer Vielzahl von Teströhren, Kuvetten oder anderen Probenbehältern auf dem Karussell, sowie an Einrichtungen, um diese Behälter nach der Auswertung der Analysen zu entfernen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die oben genannten Probleme durch eine Vorrichtung zur Aufnahme von Proben und anderen, biologische Proben enthaltenden Patronen zur Verwendung in einem biologischen Probenanalysator, wie in den beiliegenden Ansprüchen definiert, gelöst.
  • Entsprechend einem anderen Aspekt der Erfindung werden die obengenannten Probleme durch eine Wegwerfpatrone, wie in den beiliegenden Ansprüchen definiert, gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung gewährleistet daher die hochgradig genaue Positionierung einer Vielzahl von Proben zur optischen Auswertung, während gleichzeitig die schnelle, einfache und übersichtliche Beschickung, die Verriegelung und die genaue Positionierung der Analysen gewährleistet wird. Auf diese Art fördert die automatische Massenpositionierung von Proben die Geschwindigkeit und die Genauigkeit der Analyseergebnisse.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine kreisförmige Halterung, in der eine Vielzahl von Wegwerfprobenpatronen angeordnet wird. Die Patronen werden in eine Vielzahl von Öffnungen angebracht, die um den zentralen Kern des Karussells herum angeordnet sind, und die speziell zur Aufnahme der Patronen ausgebildet sind. Alle Patronen haben einzelne Ausrichtungsteile, die die genaue Ausrichtung innerhalb der Öffnungen der Halterung gewährleisten. Diese Ausrichtungsteile bestehen aus einem Stellnippel am äußeren Rand des Behälters, der derart ausgebildet ist, daß er in einer Stellkerbe am äußeren Umfang der Halterung einrastet. Zusätzlich enthält der innere Rand des Behälters zwei Stellvorsprünge. Diese Stellvorsprünge passen unter die Verriegelungseinrichtung, die sich über dem zentralen Kern der Halterung und dem inneren Rand einer jeden Patrone befindet. Dieser Verriegelungsmechanismus ermöglicht es einer Bedienungsperson, die Patronen mühelos und übersichtlich die genaue Stellung innerhalb der Öffnungen mit einer einzigen Drehbewegung des Mechanismus zu bringen.
  • Eine Vielzahl von Verriegelungslappen auf dem Verriegelungsmechanismus ist derart ausgebildet, daß sie gleichzeitig mit entsprechenden Paaren von Stellvorsprüngen auf jeder Wegwerfpatrone in Kontakt treten und dagegen drücken, die wiederum die Stellnippel in die Stellkerben drücken, wenn der Verriegelungsmechanismus betätigt wird. Der äußere Rand einer jeden Patrone ist auch schräg abgekantet und wird in sicherem Kontakt mit einer ebenfalls schräg abgekanteten hinterschnittenen Lippe am äußeren Umfang der Halterung angebracht. Die Stellkerbe und die hinterschnittene Lippe dienen beide dazu, ein Wackeln der Patronen zu verhindern. Die Stellnippel, Kerben, Vorsprünge, Schrägkanten und Verriegelungslappen verhindern alle eine Bewegung in Richtung eines jeden Freiheitsgrades. Mit einer solch genauen Positionierung wird die präzise Anordnung einer jeden Wegwerfpatrone auf dem Karussell gewährleistet.
  • Die Halterung, die die Behälter aufnimmt, kann kreisförmig unterteilt werden, um jede Probenpatrone relativ zu einer Auswertungsstation mit einer optischen Auswertungsvorrichtung exakt zu positionieren. Weil die Auswertungsstellung sehr genau ist, wird die Probe regelmäßig in geeigneter Weise zur Auswertung an der Auswertungsstation positioniert.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung bietet ebenso eine mühelose, schnelle und sichere Entsorgung der Patronen nach der Auswertung der Proben. Eine Bedienungsperson öffnet einfach den Verriegelungsmechanismus mit einer einfachen Drehbewegung und dreht das Karussell zur Entfernung der Probenbehälter um.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Aspekte und Vorzüge dieser Vorrichtung werden aus den beigefügten Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung der Erfindung ersichtlich, wobei:
  • Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Wegwerfpatrone ist, die zur Verwendung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
  • Fig. 3 eine seitliche Querschnittsansicht der Patrone aus Fig. 2, entlang der Linien 3-3 der Fig. 2, ist, in einer Stellung innerhalb der Halterung der vorliegenden Erfindung mit der entsprechenden Verriegelungsnabe gezeigt;
  • Fig. 4 eine seitliche Querschnittsansicht ist,entlang der Linien 4-4 der Fig. 3, die eine Wegwerfpatrone der vorliegenden Erfindung in einer Öffnung der Karussellhalterung zeigt und den Stellnippel der Patrone;
  • Fig. 5 eine seitliche Querschnittansicht ist, entlang der Linien 5-5 der Fig. 3, die eine Wegwerfpatrone der vorliegenden Erfindung in einer Öffnung der Karussellhalterung zeigt und die Stellvorsprünge der Patrone;
  • Fig. 6 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform der Karussellhalterung der vorliegenden Erfindung ist;
  • Fig. 7 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Stellnippels einer Patrone der vorliegenden Erfindung ist, gezeigt in Verbindung mit einer entsprechenden Stellkerbe auf der Karussellhalterung der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 8 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Verriegelungsnabe der vorliegenden Erfindung ist, gezeigt in Verbindung mit der Karussellhalterung der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 9 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Stellschiene einer Patrone der vorliegenden Erfindung ist, gezeigt in Verbindungsstellung mit den entsprechenden Stelllappen der Verriegelungsnabe der vorliegenden Erfindung; und
  • Fig. 10 eine Querschnittsansicht der Stellvorsprünge einer Patrone ist, entlang der Linien 10-10 der Fig. 9, gezeigt in Verbindungsstellung mit den entsprechenden Stelllappen der Verriegelungsnabe der vorliegenden Erfindung, und der Karussellhalterung der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführunasform der vorlieaenden Erfindung
  • Wie aus den Figuren 1 bis 10 ersichtlich, enthält die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Karussell 10, mit einer kreisförmigen Halterung 30 zur Aufnahme einer Vielzahl von Wegwerf probenpatronen 20 und einer Verriegelungsnabe 40, die mit der Halterung 30 zusammenwirkt, um die Patronen 20 auf dem Karussell 10 festzuhalten. Wie aus Figuren 2 und 3 ersichtlich, beinhaltet jede Patrone 20 eine obere Fläche 21 und eine Vielzahl von Schächten 28, 29a, 29b und 29c. Der Schacht 28 ist ein Analysereaktionsschacht und enthält einen Trichter 28a, eine faserige Matrix 28b und ein daruntergelegenes absorbierendes Material 28c. Der Reaktionsschacht 28 dient dazu, eine Probe zur Auswertung unter einem optischen Analysator wie einen (nicht gezeigten) Fluorometer zu enthalten.
  • Jede Patrone 20 hat ein Paar von konvergierenden lateralen Seiten 24, die mit den am Umfang der Halterung 30 angeordneten konvergierenden Seiten der Öffnungen 39 übereinstimmen. Die Patronen 20 sind vorzugsweise aus Spritzguß- ABS und -SAN oder äquivalenten Kunststoffen gebildet. Jede der lateralen Seiten 24 ist durch einen äußeren Rand 26 und einen inneren Rand 25 verbunden, die den äußeren und inneren Wänden 38 bzw. 44, der Öffnungen 39 der Halterung 30 entsprechen. Jede der Patronen 20 enthält ebenfalls einen Stellnippel 22 in der Mitte des äußeren Randes 26 und ein Paar von parallelen, vertikal abgeschrägten Stellvorsprüngen 23 am inneren Rand 25. Die Stellnippel 22 und die Stellvorsprünge 23 werden zur exakten Positionierung einer jeden Patrone seitlich innerhalb der Öffnung 39 der Halterung 30 verwendet. Jede Patrone hat ebenso einen Fingerzapfen 27, der es einer Bedienungsperson erlaubt, die Patronen 20 schnell und leicht in die Öffnungen 39 der Halterung 30 zu plazieren. Aus dem oben Gesagten wird deutlich, daß die Geometrie der Öffnungen 39 und der Patronen 20 in solcher Art übereinstimmen, daß die Patronen 20 in die Öffnungen 39 in nur einer Richtung eingeschoben werden können. Dies garantiert, daß die Proben 20 immer richtig für die Analyse eingeschoben werden.
  • Wie aus Figuren 6, 7 und 9 ersichtlich, enthält die Halterung 30, die sich um den zentralen Kern 50, der durch die innere Wand 44 gebildet wird, dreht, eine Vielzahl von nach außen zeigenden Trennwänden 31, die zusammen mit den kreisförmigen inneren und äußeren Wänden 44 und 38, die bodenlosen Öffnungen 39 bilden, in die jede der Patronen 20 passt. Jede Öffnung 39 trennt die einzelne Patrone 20 von der anderen Patrone. Ein Vorteil einer solchen Trennung ist es, daß jede Patrone während der Analysevorbereitung gleichförmig auf eine erwünschte Temperatur erhitzt werden kann, wobei erwärmte Luft von unten her in die Öffnungen 39 einströmt. Die Halterung 30 ist vorzugsweise aus Spitzguß-ABS oder äquivalentem Kunststoff hergestellt. Jede Trennwand 31 hat eine obere Bezugsfläche 32, auf der die Unterseiten der Wegwerfpatronen 20 sitzen. Wie aus Figuren 8 bis 10 ersichtlich, befindet sich eine an der inneren Wand 44 einer jeden Öffnung 39, eine nach außen ragende vertikale Schiene 37, die so eingerichtet ist, daß sie zwischen die abgeschrägten Vorsprünge 23 der Patrone 20 paßt. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, befindet sich auf dem Umfang 33 der Halterung eine abgeschrägte hinterschnittene Lippe 35. Jede hinterschnittene Lippe 35 hat eine Vielzahl von Stellkerben 34, die vorzugsweise in jeder Öffnung 39 zentriert sind. Ein Stellnippel 22 auf jedem Behälter 20 paßt in die entsprechende Stellkerbe 34 auf dem äußeren Umfang 33 der Halterung 30. Der abgewinkelte äußere Rand 26 der Patrone 20 ist ebenfalls darauf eingerichtet, um in die hinterschnittene Lippe 35 auf dem äußeren Umfang 33 der Halterung 30 zu passen. Somit ist jede Patrone 20 in ihren Bewegungen in jeder Bewegungsebene eingeschränkt, wenn sie in die Karussellhalterung 30 eingebracht ist.
  • Wie aus Figuren 1, 6 und 8 ersichtlich, besteht die Verriegelungsnabe 40 aus einem Satz von Handverriegelungsvorsprüngen 41 und einem ringförmigen Schnappzylinder 43, um die Verriegelungsnabe 40 drehbar innerhalb der inneren Wand 44 anzubringen. Wie die Halterung 30 ist auch die Verriegelungsnabe vorzugsweise aus Spritzguß-ABS oder einem äguivalenten Kunststoff hergestellt. Die Handverriegelungsvorsprünge 41 gestatten die Drehung der Verriegelungsnabe 40 innerhalb der inneren Wand 44 in eine Verriegelungsstellung, wie gezeigt in Fig. 8. Zusätzlich enthält die Verriegelungsnabe 40 eine Vielzahl von Nabenverriegelungslappen 42, die der Anzahl der Öffnungen am äußeren Umfang der Halterung 30 entsprechen, wie aus Figuren 8, 9 und 10 ersichtlich. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Nabenverriegelungslappen 42 winklig abgeschrägt, so daß sie gegen die abgeschrägten Stellvorsprünge 23 der Patronen 20 passen, wenn die Patronen in die Öffnung 39 eingeschoben sind, und die Verriegelungsnabe 40 in die Verriegelungsstellung gedreht wird. Wenn die Verriegelungsnabe 40 in die Verriegelungsstellung gedreht wird, erzeugen die Nabenverriegelungslappen 42 eine nach unten und radial nach außen gerichtete Kraft, die auf die entsprechenden Stellvorsprünge 23 der Patronen 20 wirkt, so daß die Stellnippel 22 der Patronen 20 sicher in die Stellkerben 34 der Halterung 30 eingedrückt werden. Ebenso wird eine sichere Einrastung zwischen den abgeschrägten Stellvorsprüngen 23 jeder Patrone 20 und den Nabenverriegelungslappen 42 der Verriegelungsnabe 40 und zwischen den abgeschrägten äußeren Rand 26 jeder Patrone 20 und der hinterschnittenen Lippe 35 der Halterung 30 hergestellt. Somit wird jede Patrone präzise positioniert und gegen vertikale, laterale oder radiale Bewegung innerhalb der entsprechenden Öffnung 39 gesichert.
  • Als ein Ergebnis der entsprechenden Geometrien der Patronen 20 und der Öffnungen 39 kann während des Betriebes eine jede Anzahl von Patronen mühelos in eine jede entsprechende Öffnung 39 eingebracht werden und mit den entsprechenden Verriegelungsmechanismen 34 und 37 der Halterung 30 ausgerichtet werden. Wenn die Verriegelungsnabe 40 per Hand gedreht wird, wird die Patrone 20 in der Öffnung 39 einzeln exakt plaziert und verriegelt. Dies geschieht alles mit nur minimaler anfänglicher Einstellung durch die Bedienungsperson und mit nur einer mühelosen, drehenden Verriegelungsbewegung. Somit wird die Funktion der präzisen Positionierung der Behälter in jeder der drei Richtungen - radial, lateral und vertikal - durch einfache Drehung der Verriegelungsnabe erreicht, und ist für die Bedienungsperson vollkommen übersichtlich. Ebenso werden die Patronen 20 leicht und sicher aus der Halterung 30 entfernt, durch einfaches Drehen der Verriegelungsnabe 40, um die Patronen 20 zu entriegeln, Umdrehung der Halterung 30, und müheloses Herausfallenlassen der Patronen 20.
  • In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform kann eine jegliche Anzahl von Wegwerfpatronen 20 mit einem hohen Maß an ebener Genauigkeit in die Halterung 30 positioniert werden. So haben beispielsweise die Patronen 20 vorzugsweise eine nominelle Maximalbreite von etwa 2,093 cm (0,824"), die sich linear zu etwa 1,074 cm (0,436") über eine Distanz von etwa 4,788 cm (1,885") verengt. Die maximale seitliche Bewegung der Patrone 20 in der Öffnung 39 wird vorzugsweise durch die Stellnippel 22, die Stellvorsprünge 23 an den Enden der Wegwerfpatronen 20, und den entsprechenden Stellkerben 34 der Halterung 30 auf 0,01016 cm (0,004") minimiert. Die Stellnippel 22 haben vorzugsweise einen nominellen Durchmesser von ungefähr 0,2032 cm (0,080") mit einer Toleranz von ungefähr ±0,00254 cm (±0,001") und die Stellkerben 34, die die Nippel aufnehmen, haben einen entsprechenden Durchmesser. Zusätzlich wird die Vertikaltoleranz, d.h. die Höhe der Patrone 20, vorzugsweise innerhalb einer Abweichung von weniger als ±0,01016 cm (±0,004") gehalten durch die strikte dimensionale Anpassung der Höhe der Wegwerfpatrone 20, wenn sich diese in der Halterung 30 befindet. Die Patronen 20 werden innerhalb des äußeren Umfanges 33 der Halterung 30 durch die entsprechenden Nabenverriegelungslappen 42 des Verriegelungsmechanismus 40 festgehalten, die nach unten gerichtete und radiale Kräfte ausüben, die die Verriegelung der Wegwerfpatronen 20 gegen die äußere Wand der Halterung 30 bewirken. Sowohl die Stellvorsprünge 23 und die Nabenverriegelungslappen 42 der Verriegelungsnabe haben vorzugsweise eine nominelle Kontaktbreite von ungefähr 0,01524 cm (0,060") radial. Der Umfang der hinterschnittenen Lippe 35 ist vorzugsweise konzentrisch innerhalb ±0,00508 cm (±0,002") in Bezug auf die innere Wand 44. Dadurch wird die radiale Toleranz (die Bewegung von und zum Zentrum des Karussells 10) vorzugsweise auf ±0,00508 cm (±0,002") eingeschränkt. Auf diese Weise wird die genaue Positionierung, die zur genauen und wiederholbaren optischen Auswertung der Analysen in den Reaktionsschächten 28 der Patronen 20 notwendig ist, gewährleistet.
  • Während die Erfindung in Verbindung mit der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist, sollte es dem Fachmann auf diesem Gebiet sofort ersichtlich werden, daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen des Aufbaus, der Anordnung, der Stellung, der Elemente, der Materialien und der Einzelteile, wie sie in der praktischen Verkörperung der Erfindung Verwendung finden, und die speziell an spezifische Anforderungen angepaßt sind, möglich sind.
  • So wird beispielsweise klar, daß die spezifischen Geometrien der bevorzugten Verriegelungs- und Ausrichtemechanismen an der Verriegelungsnabe, an der Halterung und an den Patronen so lange verändert werden können, bis die funktionelle Zusammenwirkung dieser Teile die Positionierung und die Sicherung der Patronen gewährleistet, die zur Erreichung der Aufgaben der Erfindung notwendig sind. Es ist daher beabsichtigt, daß die vorangehende Beschreibung mehr als beispielhaft als einschränkend angesehen wird, und es ist klar, daß die folgenden Ansprüche den Schutzumfang dieser Erfindung definieren.
  • Wenn technische Merkmale in den Ansprüchen mit Bezugszeichen versehen sind, so sind diese Bezugszeichen lediglich zum besseren Verständnis der Ansprüche vorhanden. Dementsprechend stellen solche Bezugszeichen keine Einschränkungen des Umfangs solcher Elemente dar, die beispielsweise durch solche Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Aufnahme von Proben und anderen, biologische Proben enthaltende Patronen zur Verwendung in einem biologischen Probenanalysator, bestehend aus:
einer Vielzahl von Patroneneinrichtungen (20) zur Aufnahme von Flüssigkeiten, wobei jede der Patroneneinrichtungen (20) einen inneren Rand (25) und einen äußeren Rand (26) aufweist, die durch ein Paar konvergierende, laterale Seiten (24) verbunden sind;
einer ringförmigen Halterung (30) mit einer ringförmigen inneren Wand (44), die einen zentralen Kern (50) definiert, einer konzentrischen äußeren Wand, und einer Vielzahl von Öffnungen (39) zwischen der inneren und äußeren Wand (44,38), jede zur Aufnahme der Patroneneinrichtung (20), wobei die innere Wand (44) am inneren Rand (25) der Patroneneinrichtung (20) anliegt, und jede Patroneneinrichtung (20) zwei Stellvorsprünge (23) am inneren Rand (25) aufweist; und
einer drehbaren Verriegelungsvorrichtung (40), die am Kern (50) angebracht ist und eine Vielzahl von Lappeneinrichtungen (42) aufweist, die mit den Stellvorsprüngen (23) der Patroneneinrichtung (20) in Berührung bringbar ist, sobald die Verriegelungsvorrichtung (40) gedreht wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (39) aus lateral konvergierenden Öffnungen (39) bestehen, die aus einer Vielzahl von winkelförmig angeordneten, in radialer Richtung regenden Trennwänden (31) definiert sind, die mit der inneren und äußeren Wand (44,38) verbunden sind, jede zur Aufnahme einer Patroneneinrichtung (20), wobei der äußere Rand (26) der Patroneneinrichtung (20) an der äußeren Wand (38) der Halterung (30) anliegt;
daß jede Öffnung (39) eine Stellkerbe (34) enthält, die in der äußeren Wand (38) gebildet ist und an einem am äußeren Rand (26) jeder Patroneneinrichtung (20) gebildeten Stellnippel (22) ausgerichtet ist, und eine Stellschiene (37), die an der inneren Wand (44) in Ausrichtung mit den Stellvorsprüngen (23) gebildet ist;
und daß die Lappeneinrichtungen (42) drehbar angeordnet sind, um gleichzeitig die Stellnippel (22) und die Stellvorsprünge (23) der Patroneneinrichtung (20) in die Stellkerbe (34) und die Stellschiene (37) der Öffnungen (39) hineinzudrücken, um die Patroneneinrichtung (20) in einer vorherbestimmten Stellung in der Öffnung (39) zu verriegeln.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschiene (37) aus einer im wesentlichen vertikalen Schiene (37) besteht, wodurch eine seitliche Bewegung der Patroneneinrichtung (20) in jeder der Öffnungen (39) verhindert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand (26) der Patroneneinrichtung (20) eine abgewinkelte Oberfläche enthält, und daß die äußere Wand (38) der Halterung (30) eine komplementär gewinkelte Oberfläche (35) aufweist, wobei die abgewinkelte Oberfläche in sicherem Berührungskontakt mit der komplementär gewinkelten Fläche (35) gebracht wird, wenn die Verriegelungsvorrichtung (40) gedreht wird.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelte Oberfläche durch den eckigen äußeren Rand (26) der Patroneneinrichtung (20) definiert ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die komplementär gewinkelte Oberfläche (35) eine hinterschnittene Lippe (35) am äußeren Umfang (33) der Halterung (30) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hinterschnittene Lippe (35) eine Vielzahl von Stellkerben (34) aufweist, wobei jede Stellkerbe (34) in einer der Öffnungen (39) zentriert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Verriegelungsvorrichtung (40) eine Verriegelungsnabe (40) aufweist, und daß die Lappeneinrichtungen (42) eine Vielzahl von Nabenverriegelungslappen (42) aufweisen, die abgeschrägt sind, um eine nach abwärts gerichtete und radiale Kraft auf die entsprechenden Stellvorsprünge (23) auszuüben, wobei die Stellnippel (22) der Patroneneinrichtung (20) in radialer Richtung sicher in die Stellkerben (34) der Halterung (30) gedrückt werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenverriegelungslappen (42) ihrer Anzahl nach der Anzahl der Öffnungen (39) auf der Halterung (30) entsprechen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Patroneneinrichtungen eine Vielzahl von Wegwerfanalysenpatronen (20) enthalten, wobei jede mehrere Schächte (28,29a,29b,29c) enthält, von denen jeder Schacht eine Reaktionskammer (28) und eine fasrige solide Analysematrix (28b) enthält.
10. Wegwerfpatrone zur Verwendung in der Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorgehenden Ansprüche 1 bis 9, bestehend aus einer oberen Fläche (21) mit einem inneren Rand (25) und einem äußeren Rand (26), wobei beide Ränder durch ein Paar von konvergierenden Seitenflächen verbunden sind, mehreren Schächten (28,29a,29b,29c), die in der oberen Fläche (21) zur Aufnahme von Flüssigkeiten gebildet sind, und zwei Stellvorsprüngen (23) am inneren Rand (25) für eine Positionierung angrenzend an die Verriegelungsvorrichtung (40), dadurch gekennzeichnet, daß diese einen Zwischenraum zwischen den Stellvorsprüngen (23) zur Aufnahme und Ausrichtung mit der Stellschiene (37) enthält, und einen Stellnippel (22), der am äußeren Rand (26) zur Ausrichtung mit der Stellkerbe (34) gebildet ist, um dabei die Patrone sicher in einer vorbestimmten radialen, senkrechten und seitlichen Stellung in den Öffnungen (29) zu halten.
11. Wegwerfpatrone nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese weiterhin eine abgewinkelte Fläche (26) am äußeren Rand (26) enthält, die an die komplementäre abgewinkelte Fläche (35) anlegbar ist.
12. Wegwerfpatrone nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Schächten (28,29a,29b, 29c) zumindestens einen Analysereaktionsschacht (28) mit einer Faserinatrix (28b) enthält.
13. Wegwerfpatrone nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Analysereaktionsschacht (28) weiterhin saugfähiges Material (28c) unter der Fasermatrix (28b) enthält.
14. Wegwerfpatrone nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Analysereaktionsschacht (28) weiterhin einen Trichter (28a) enthält.
15. Wegwerf patrone nach den Ansprüchen 10 und 11, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar der konvergierenden Seiten (24) so gestaltet ist, daß es in die seitlich konvergierenden Öffnungen (39) paßt, die von der Vielzahl von abgewinkelt getrennten, radial reichenden Trennwänden (31) definiert sind.
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