DE69837576T2

DE69837576T2 - Vorrichtung zum Zugang eines verschlossenen Behälters

Info

Publication number: DE69837576T2
Application number: DE69837576T
Authority: DE
Inventors: William Ringwood McCandless; Spencer Katonah Lovette; Hugo Lopez; Arthur De Santo
Original assignee: Medical Laboratory Automation Inc
Current assignee: Medical Laboratory Automation Inc
Priority date: 1997-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2018-05-30
Also published as: US5935523A; EP0884575A2; EP0884575A3; EP0884575B1; ES2285749T3; DE69837576D1

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Zugreifen auf einen verschlossenen Container, um dessen Inhalt zu entnehmen, insbesondere einen Fluidinhalt, die Eigenschaften eines solchen Inhalts zu erfassen oder Material in den Container auszugeben, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zugreifen auf Blut oder andere Körperflüssigkeiten in einem verschlossenen Container, wobei der Container unter einem reduzierten oder erhöhten Druck stehen kann.
Hintergrund der Erfindung
Blut und andere Körperflüssigkeiten werden in großen Mengen zu medizinischen Labors gesendet, wo diese Flüssigkeiten bearbeitet und für diagnostische und andere Zwecke getestet werden. Um die Kosten für solche Tests gering zu halten, werden die Geräte und Verfahren zum Bearbeiten solcher Proben zunehmend automatisiert, damit die Verfahren so schnell wie möglich mit minimalem Arbeitsaufwand ausgeführt werden können. Da Blut und andere Körperflüssigkeiten jetzt als gefährliche Substanzen eingestuft sind, gibt es außerdem auch Sicherheitsgründe dafür, die Handhabung solcher Prüflinge durch Menschen minimal zu halten und sicherzustellen, dass Menschen mit solchen Proben nicht in Kontakt kommen.
Die gängigste Art und Weise, die derzeit für gesammelte Blutproben angewendet wird, besteht darin, einen Container wie z.B. ein Glasröhrchen zu verwenden, das auf einen relativ niedrigen Druck evakuiert und an seinem offenen Ende mit einem Gummistopfen oder einem anderen durchbohrbaren Verschluss verschlossen wird. Zum Ziehen einer Blutprobe in das Röhrchen wird ein Ende einer doppelendigen Nadel in die Vene eines Patienten und das andere Ende der Nadel durch den Stopfen des Sammelcontainers eingeführt, wobei das partielle Vakuum im Container Blut aus der Vene in den Container zieht.
Wenn solche mit Blut gefüllten Container im medizinischen Labor zur Untersuchung ankommen, dann mussten bisher bei der Bearbeitung der Container mehrere Arbeitsabläufe befolgt werden. Typischerweise wird der Container zunächst „zentrifugiert", bis sich sämtliche Blutzellen am Boden des Röhrchens abgesetzt haben und oben eine Lage Plasma oder Serum zurückbleibt. Anschließend kann dann der Stopfen/Verschluss vom Container abgenommen und dieser zur Weiterbearbeitung in einem Probengestell platziert werden, oder der Container kann geöffnet und das Plasma in eine Küvette oder einen anderen offenen Container zur Weiterbearbeitung dekantiert werden. Diese Arbeitsabläufe haben jedoch mehrere Nachteile. Zunächst einmal lässt sich das Entfernen der Verschlüsse nur schwer automatisch ausführen und ist bei der manuellen Ausführung zeitaufwändig und teuer. Außerdem gibt es, da der Container gewöhnlich noch immer unter reduziertem Druck steht, einen plötzlichen Luftstoß in den Container, wenn der Verschluss abgenommen wird, wodurch es zu einem Verspritzen von Blut kommen kann, was unter allen Umständen unerwünscht ist, und aufgrund der Gefahr eines Kontakts mit infizierten Blutproben vor allem dann unerwünscht ist, wenn der Vorgang von einer Person durchgeführt wird. Schließlich werden die in einem offenen Container befindlichen Proben einer potentiellen Kontamination im Labor ausgesetzt, und die Unversehrtheit der Proben kann besser bewahrt werden, wenn sie in ihrem verschlossenen Container bleiben.
Aus diesem Grund wurden verschiedene Ansätze vorgeschlagen, um eine Aspiration von Blutproben oder anderen Körperflüssigkeitsproben aus dem verschlossenen Container zu ermöglichen, in dem solche Proben gesammelt und transportiert werden. Diese Ansätze haben jedoch auch Einschränkungen. So wird zum Beispiel bei einigen solchen Ansätzen eine spitze Sonde benutzt, um den Verschluss zum Entnehmen der Probe zu durchbohren. Solche Sonden neigen jedoch dazu, den Verschluss auszukernen, was dazu führen kann, dass die Aspirationssondennadel verstopft wird, wodurch eine Aspiration von Fluid aus dem Container und auch ein erneutes Verschließen des Containers nach dem Entfernen der Sonde verhindert wird. Ein solcher Neuverschluss kann in Situationen wünschenswert sein, in denen der Container weiterhin zur Probenaufbewahrung benutzt werden kann. Verschiedene Ansätze zum Verhindern einer Auskernung beinhalten das Platzieren der Nadelöffnung an der Seite der Nadel oder ein anderweitiges Verformen der Nadelöffnung. Solche Ansätze haben jedoch zur Folge, dass Fluid in einem ungünstigen Winkel aus der Nadel austritt, wenn das Fluid ausgegeben werden soll, wodurch die Gestaltung des Laborsystems erheblich verkompliziert wird.
Aus diesem Grund arbeiten andere Ansätze mit einer Kanüle, die so gestaltet ist, dass sie die Auskernung zum Durchbohren des Verschlusses minimal hält, wonach dann eine Aspirationssonde durch die Kanüle in den Container geführt wird, um eine gewünschte Fluidmenge zu entnehmen. Diese Ansätze sind ebenfalls mit einer Reihe potentieller Probleme behaftet. Zunächst kann die Kanüle, da sie relativ groß ist, einen Abrieb am Gummistopfen verursachen, selbst wenn es nicht zur Auskernung kommt, was zur Folge haben kann, dass Gummifragmente mit dem Plasma in die Sonde gezogen werden, wodurch die Sonde potentiell verstopfen kann und Genauigkeit und Unversehrtheit der Proben zunichte gemacht werden können. Zum Zweiten bedeutet die Kanüle eine vorübergehende Öffnung im Containerverschluss, durch die Schmutzstoffe in den Container gelangen können. Schließlich wird durch die Benutzung einer Kanüle die Flexibilität in Bezug darauf begrenzt, wie Proben einer Reihe von Containern auf einem Gestell, einer Kassette oder dergleichen entnommen werden können. So kann es insbesondere wünschenswert sein, eine erste Probe von allen Containern einer bestimmten Gruppe für einen bestimmten Test zu nehmen und dann zurückzugehen und eine zweite Probe von jedem dieser Container für einen nachfolgenden Test zu nehmen. Diese Systeme sehen jedoch vor, dass die Kanüle für den gesamten Test im Stopfen verbleibt und nicht entfernt und wieder eingeführt wird. Sofern nicht eine Reihe von Kanülen vorgesehen wird, was im Allgemeinen nicht realisierbar ist, müssen daher alle von einem bestimmten Container benötigten Proben genommen werden, bevor die Kanüle aus dem Container entfernt und in einen anderen Container eingeführt wird.
Schließlich beinhaltet ein Ansatz die Verwendung eines Dorns zum Bilden einer Öffnung oder eines Schnitts in dem Verschluss und dann das Einführen einer Nadel oder einer Sonde in den Container durch den Schnitt, um das Fluid zu aspirieren oder auf andere Weise darauf zuzugreifen. Während dieser Ansatz einige der Beschränkungen der oben erörterten Arbeitsabläufe überwindet, so hat er jedoch ebenfalls Beschränkungen. Insbesondere kann eine gezackte Öffnung oder ein gezackter Schnitt im Verschluss zurückbleiben, was zu Verschlussfragmenten als Bruchstücke führt, die die Sonde potentiell verstopfen oder die Unversehrtheit von Proben nachteilig beeinträchtigen können. Zudem werden die Container dort, wo Proben aus mehreren Containern genommen werden, wie dies in einem medizinischen Labor der Fall wäre, vorzugsweise nahe beieinander in einem Gestell montiert und nicht in dem Gestell befestigt. Der Abstand zwischen dem Dorn und der Sonde im System des Standes der Technik begrenzt die Nähe, in der die Container montiert werden können, und es wird keine effektive Möglichkeit zum Ablösen des Dorns/der Sonde von dem Verschluss für einen lose/gestellmontierten Container vorgesehen.
Ein weiteres potentielles Problem mit allen obigen Ansätzen besteht darin, dass sich an irgendeinem Punkt während der Handhabung des Containers Blutzellen oder sonstige Bruchstücke von der Probe unter dem Stopfen ansammeln können. Da es erwünscht ist, dass nur das Plasma oder Serum für die meisten Tests benutzt wird, können Blutzellen in einem Prüfling diesen kontaminieren und die Aussagekraft des Tests beeinträchtigen. Solche Blutbruchstücke können von elektronischen Pegelerfassungsmodulen, die in solchen Systemen häufig zum Einsatz kommen, auch fehlinterpretiert werden, was zu einer falschen Entnahme oder Aspiration des Fluids führt. Keiner der derzeitigen Ansätze befasst sich ausreichend mit diesem potentiellen Problem.
Ein weiteres Problem, mit dem sich der Stand der Technik nicht völlig befasst, ist die Notwendigkeit, schnell, aber effektiv sowohl den Dorn als auch die Sonde zwischen Probenahmen zu waschen und zu trocknen, um eventuelle Kontaminationen aufeinander folgender Proben durch diese Elemente zu verhindern. Auch andere Designverbesserungen werden benötigt, um einen schnellen Betrieb mit wenigstens vier Zugriffsoperationen pro Minute zu erleichtern, während gleichzeitig ein genauer, kontaminationsfreier Betrieb ermöglicht wird und Wartungsprobleme minimiert werden.
Es besteht daher ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren und einer verbesserten Vorrichtung zum Entnehmen von Blut oder anderen Körperflüssigkeiten aus verschlossenen Containern oder zum anderweitigen Zugreifen auf solche Container, entweder zum Entnehmen eines gewünschten Fluids oder einer anderen Substanz daraus, zum Nehmen von Proben oder zum Erfassen von Eigenschaften der in dem Container enthaltenen Substanz oder zum Ausgeben von Material in einen solchen Container. Ein ähnlicher Bedarf kann bestehen, wenn auf andere Fluids in einem verschlossenen Container zugegriffen wird, wie z.B. verschlossene Probenphiolen auf Chromatographie-Probenehmern, oder bei der Qualitätskontrollprobenahme von beliebigen Materialien, die in Containern mit Gummistopfen verpackt sind.
Ein solches bekanntes System ist in der US 4721137 beschrieben. Dieses System stellt ein Probenahmesystem bereit, das Folgendes umfasst: eine Sonde und einen Dorn, die in einer beabstandeten Beziehung miteinander verblockt sind, einen Verschluss, einen ersten Mechanismus zum Bewegen des Dorns und der Sonde in einer Z-Richtung lotrecht zur Ebene des Verschlusses und einen zweiten Mechanismus zum Bewegen des ersten Mechanismus in einer Ebene orthogonal zur Z-Richtung und Bedienelemente zum Durchbohren des Verschlusses, zum Herausziehen des Dorns und zum Einführen der Sonde in den so gebildeten Schnitt. Die Tatsache, dass sich Sonde und Dorn nicht unabhängig bewegen können, bedeutet, dass bei der Probenahme aus einer großen Anzahl von dicht beieinander liegenden Containern das unbenutzte Teil aus Sonde und Dorn andere Container stören kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bereit. Einige bevorzugte Merkmale von Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Nebenansprüchen 2 bis 12 dargelegt.
In bevorzugten Ausgestaltungen bewegt sich der Dorn und/oder die Sonde normalerweise nicht mit dem ersten Mechanismus, sondern sie sind für eine Bewegung damit selektiv anbringbar. Wie in Anspruch 1 dargelegt, sind Bedienelemente vorgesehen, um den ersten und den zweiten Mechanismus so zu bedienen, dass der Dorn den Verschluss eines Containers durchbohrt, wobei in bevorzugten Ausgestaltungen die Sonde in einem gewählten Abstand über dem Verschluss gehalten wird, um den Dorn von dem Verschluss zurückzuziehen, so dass ein Schnitt im Verschluss verbleibt, und die Sonde dann durch den Schnitt in dem Verschluss passieren zu lassen, um in das Fluid im Container einzutreten, während in bevorzugten Ausgestaltungen der Dorn in einem gewählten Abstand über dem Verschluss gehalten wird.
Wie in Anspruch 1 dargelegt, beinhaltet die Vorrichtung außerdem einen Fuß, durch den der Dorn und die Sonde passieren, wobei sich der Fuß am unteren Ende eines Fußmechanismus befindet, der so montiert ist, dass er sich normalerweise mit dem ersten Mechanismus in der Z-Richtung bewegt. Die Bedienelemente sperren den Fußmechanismus gegen eine Bewegung in der Z-Richtung, wenn der Fuß in Kontakt mit dem Verschluss eines Containers abgesenkt wird, und geben den Fußmechanismus frei, damit er sich wieder mit dem ersten Mechanismus bewegt, wenn der erste Mechanismus in eine vorbestimmte Position angestiegen ist. In bevorzugten Ausgestaltungen, bei denen es mehrere Container gibt, auf die zugegriffen werden soll, wobei diese Container nebeneinander mit einem gewählten Raum dazwischen montiert sind, hat die untere Sitzkontaktfläche des Fußes eine solche Größe und Form, dass die Unterseite des Fußes nur mit dem Verschluss für den Container Kontakt erhält, auf den zugegriffen wird, und keinen Kontakt mit dem Verschluss für irgendeinen benachbarten Container erhält, wenn der Fuß entweder zum Durchbohren des Verschlusses mit dem Dorn oder für den Eintritt der Sonde durch den Verschluss abgesenkt wird. Der Fußmechanismus und der Dorn und/oder die Sonde (in der bevorzugten Ausgestaltung der Dorn) werden normalerweise durch Schwerkraft in der Z-Richtung nach unten bewegt, wobei eine solche Abwärtsbewegung eingeschränkt wird durch Anschlagbolzen, die deren Absenkweg unterhalb des ersten Mechanismus begrenzen. Eine erste Sperrkomponente, die von den Bedienelementen betätigt wird, sperrt den Fußmechanismus gegen eine Bewegung in der Z-Richtung unter gewählten Bedingungen, und eine zweite Sperrkomponente wird von den Bedienelementen unter gewählten Bedingungen betätigt, um den Dorn und/oder die Sonde (in der bevorzugten Ausgestaltung den Dorn) mit dem ersten Mechanismus zu verriegeln, damit er sich in der Z-Richtung damit bewegt. In der bevorzugten Ausgestaltung ruht der Dorn normalerweise in dem Fuß und wird von diesem gegen eine unabhängige Abwärtsbewegung arretiert. In dieser Ausgestaltung bewegt der erste Mechanismus, wenn die zweiten Sperrkomponenten den Dorn mit dem ersten Mechanismus verriegeln, den Dorn abwärts und aufwärts durch den Fuß.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist auch eine Schmierstation vorgesehen, wobei die Bedienelemente den ersten und den zweiten Mechanismus bedienen, um den Dorn über der Schmierstation zu positionieren und den Dorn in diese einzutauchen, bevor der Dorn den Verschluss durchstößt. Die Schmierstation beinhaltet vorzugsweise ein Mittel zum Regeln der Tiefe, bis zu der der Dorn geschmiert wird, und ein Mittel zum Entfernen von überschüssigem Schmiermittel vom Dorn, bevor der Dorn zum Durchstoßen des Verschlusses bewegt wird. Das Schmiermittel am Dorn lässt den Dorn mit minimalem Abrieb durch den Stopfen gehen, wodurch Stopfenbruchstücke, die möglicherweise von einem solchen Abrieb resultieren, und die Probleme in Verbindung mit solchen Bruchstücken im Wesentlichen eliminiert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat der Dorn vorzugsweise mehrere Lüftungslöcher, die umfangsmäßig über seiner Spitze positoniert sind, sowie einen von den Lüftungslöchern aus dem Dorn verlaufenden Kanal. Eine Saugquelle ist mit dem Kanal verbunden, wobei die Bedienelemente die Saugquelle betätigen, um Saugdruck auf die Lüftungslöcher von einem Zeitpunkt, bevor der Dorn den Verschluss durchstößt, bis zu einem Zeitpunkt beaufschlagt, nachdem der Dorn aus dem Verschluss entfernt wurde. Der Dorn, einschließlich Lüftungslöcher, hat glatte und abgerundete Kanten, um Abrieb des Verschlusses beim Durchlaufen des Dorns minimal zu halten, wodurch die Erzeugung von Stopfenbruchstücken durch den Dorn weiter reduziert wird. Wenn der Dorn mit den Lüftungslöchern unter dem Stopfen positioniert ist, hat der auf den Dorn beaufschlagte Saugdruck die Aufgabe, jegliche Blutzellen oder sonstigen festen Bruchstücke zu beseitigen, die sich möglicherweise unter dem Stopfen angesammelt haben, um dadurch falsche Flüssigkeitsstanderfassungen zu verhindern, die von solchen Bruchstücken herrühren, und um eine Kontamination von Plasmaproben durch solche Bruchstücke zu verhindern. Der Saugdruck auf die Lüftungslöcher beim Durchlaufen des Dorns durch den Stopfen saugt außerdem jegliche Stopfenbruchstücke ab, die beim Schneiden des Dorns durch den Stopfen entstehen, um dieses potentielle Problem weiter zu minimieren.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Zugreifen auf ein Fluid im verschlossenen Container beinhaltet die folgenden Schritte:

(a) Positionieren eines Fußmechanismus und eines Dorns über im Wesentlichen der Mitte des Verschlusses für einen Container, auf den zugegriffen werden soll;
(b) Bewegen sowohl des Fußmechanismus als auch des Dorns nach unten, bis ein Fuß am unteren Ende des Fußmechanismus mit der Oberseite des Verschlusses in Kontakt kommt;
(c) Verriegeln des Fußmechanismus in Kontakt mit dem Verschluss;
(d) Bewegen des Dorns nach unten durch den Fuß und den Verschluss, um einen Schnitt im Verschluss zu bilden;
(e) Bewegen des Dorns nach oben, während der Fuß den Verschluss gegen eine Aufwärtsbewegung hält, zum Ablösen des Dorns vom Verschluss;
(f) Lösen des Fußmechanismus und Bewegen sowohl des Fußmechanismus als auch des Dorns nach oben;
(g) Positionieren des Fußmechanismus und der Sonde über dem von dem Dorn vorgenommenen Schnitt in dem Verschluss;
(h) Bewegen des Fußmechanismus und der Sonde nach unten, bis der Fuß mit der Oberseite des Verschlusses in Kontakt kommt, und Verriegeln des Fußmechanismus in dieser Position;
(i) Bewegen der Sonde nach unten durch den von dem Dorn vorgenommenen Schnitt in dem Verschluss und Eintauchen der Spitze der Sonde in das Fluid;
(j) Zugreifen auf das Fluid durch die Sonde;
(k) Bewegen der Sonde nach oben, während der Fuß den Verschluss gegen eine Aufwärtsbewegung hält, zum Ablösen der Sonde vom Verschluss; und
(l) Lösen des Fußmechanismus und Bewegen sowohl des Fußmechanismus als auch der Sonde nach oben.

In weiteren bevorzugten Verfahren wird von einem Zeitpunkt, bevor der Dorn in den Verschluss eintritt, bis zu einem Zeitpunkt, nachdem der Dorn den Verschluss verlassen hat, Saugdruck durch einen Kanal im Dorn und die umfangsmäßig um die Spitze des Dorns ausgebildeten Lüftungslöcher zum Entfernen von Bruchstücken aufgebracht. In bevorzugten Verfahren wird der Dorn vor der Ausführung von Schritt (a) über einer Schmierstation positioniert, der Dorn wird nach unten bewegt, um die Spitze des Dorns bis zu einer gewählten Tiefe in ein Schmiermittel einzutauchen, und der Dorn wird aus der Schmierstation herausgehoben. Nach dem Herausheben des Dorns aus der Schmierstation kann auch der Schritt des Abwischens von überschüssigem Schmiermittel von der Spitze der Sonde erfolgen.
Im Laufe von Schritt (i), wenn die Sonde in den Container eindringt, kann der Druck innerhalb und außerhalb des Containers ausgeglichen werden, indem Luft durch Lüftungslöcher in der Sonde in den Container eintreten gelassen wird. Die Sonde wird vorzugsweise in das Fluid bis auf eine Tiefe zwischen den Lüftungslöchern und der Sondenspitze abgesenkt, wobei die Sonde abgesenkt wird, während Fluid abgezogen wird, um die Tiefe der Sonde in dem Fluid in einem solchen Bereich zu halten.
Zur weiteren Absicherung gegen eine Aspiration von Zellbruchstücken mit einer Plasmaprobe bewirkt ein Flüssigkeitsstand-Erkennungsmechanismus, von dem die Sonde ein Teil ist, dass die Bedienelemente einen Zugriff auf/eine Aspiration von Fluid von einem Container abbrechen, wenn ein solcher Detektor einen Ausgang erzeugt, bevor die Sonde ausreichend in den Container für den Kontakt mit Fluid vorgedrungen ist. Die Sonde hat vorzugsweise ebenfalls Lüftungslöcher in einem gewählten Abstand über ihrer Spitze, durch die Druck innerhalb und außerhalb des Containers ausgeglichen werden kann, wenn die Sonde in den Container eintritt. Die Bedienelemente können in Verbindung mit dem Flüssigkeitsstand-Erkennungsmechanismus arbeiten, um den ersten oder Z-Richtungs-Mechanismus so zu steuern, dass die Sonde in Fluid in dem Container bis zu einer Tiefe zwischen den Lüftungslöchern und der Sondenspitze eindringt und abgesenkt wird, während Fluid von der Sonde entfernt wird, um die für die Sonde gewünschte Tiefe in dem Fluid beizubehalten.
Gemäß bevorzugten Verfahren wird eine Waschstation sowohl für den Dorn als auch für die Sonde bereitgestellt. Die Bedienelemente betätigen den ersten und den zweiten Mechanismus, um den Dorn und die Sonde über die Waschstation zu bewegen und den Dorn und Sonde in die Waschstation einzutauchen, wenn die Zugriffsvorgänge für einen Container beendet sind. Eine Luftdruckquelle kann mit dem zu den Löchern für den Dorn und die Sonde führenden Kanal während des Waschvorgangs verbunden werden, um Luft durch die Lüftungslöcher auszublasen, um dadurch Waschfluid aus den Löchern und Kanälen herauszuhalten. Die Waschstation kann einen separaten Schacht für den Dorn und die Sonde haben, wobei die Bedienelemente bewirken, dass Waschfluid durch jeden Schacht im Laufe eines ersten Teils eines Waschzyklus strömt, um das Element darin zu waschen, und bewirken, dass Luft durch den Schacht in einem zweiten Teil des Waschzyklus strömt, um das entsprechende Element zu trocknen.
Das Verfahren kann nach Abschluss der Vorgänge für einen bestimmten Container auch die folgenden Schritte beinhalten: Positionieren von Dorn und Sonde über einer Waschstation, Absenken von Dorn und Sonde zum Eintauchen von beiden in die Waschstation, Ausführen eines Waschvorgangs an Dorn und Sonde und Herausheben von Dorn und Sonde aus der Waschstation. Wenn der Dorn und/oder die Sonde Lüftungslöcher hat, die zu einem Kanal darin führen, dann wird zu dem Zeitpunkt, da sich Dorn und Sonde in der Waschstation befinden, Luft durch die Lüftungslöcher ausgeblasen, um dadurch Waschfluid aus Löchern und Kanälen herauszuhalten. Wenn die Waschstation separate Schächte für Dorn und Sonde hat, kann der Waschschritt Schritte zum Leiten von Waschfluid durch jeden Schacht im Laufe eines ersten Teils eines Waschzyklus, um Dorn/Sonde darin zu waschen, und Leiten von Luft durch jeden Schacht im Laufe eines zweiten Teils jedes Waschzyklus zum Trocknen von Dorn/Sonde beinhalten.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung beinhalten außerdem einen Mechanismus zum iterativen Aufbringen einer Flüssigbeschichtung auf eine Elementspitze bis zu einer gewünschten Länge oder Tiefe davon, wobei der Mechanismus ein Fluidreservoir und eine Pumpe mit einem oberen Teil und einem unteren Teil aufweist, wobei normalerweise dazwischen eine verschlossene Kammer ausgebildet ist. Der obere Teil ist vertikal relativ zum unteren Teil beweglich, um die Größe der Kammer zu ändern. Die Pumpe befindet sich im Reservoir und hat einen Becher am oberen Ende ihres oberen Teils, wobei der Becher eine Tiefe hat, die im Wesentlichen gleich der Länge der zu beschichtenden Elementspitze ist. Der obere Teil wird nach unten bewegt, um die Größe der Kammer zu verringern, wenn die Elementspitze in den Becher gepresst wird, wobei ein Mittel vorgesehen ist, um die Kammer auf ihre ursprüngliche Größe zurückzubringen, wenn die Elementspitze nicht mehr in den Becher gepresst wird. Ein erstes Öffnungsventil ist vorgesehen, das geöffnet wird, wenn die Kammergröße verringert wird, um eine Flüssigkeitsmenge in der Kammer, die wenigstens ausreicht, um den Becher zu füllen, von der Kammer in den Becher fließen zu lassen; und es ist ein zweites Öffnungsventil vorgesehen, das geöffnet wird, wenn die Kammer auf ihre ursprüngliche Größe zurückgebracht wird, damit Flüssigkeit vom Reservoir in die Kammer fließen kann, um die Kammer im Wesentlichen erneu mit Flüssigkeit zu füllen. In der bevorzugten Ausgestaltung reicht die Menge an Flüssigkeit, die von der Kammer in den Becher fließt, aus, dass etwas Flüssigkeit aus dem Becher überfließt, wodurch gewährleistet wird, dass der Becher ganz voll ist. Es kann ein Pfad für überlaufende Flüssigkeit vorgesehen werden, um sie in das Reservoir zurückzuführen, oder es kann ein Pfad für einen solchen Flüssigkeitsüberlauf vorgesehen werden, der in einen Abfluss führt. In der bevorzugten Ausgestaltung ist der Mechanismus ein Schmiermodul, wobei die Flüssigkeit darin ein Schmiermittel ist. Vorzugsweise ist ein Wischer so positioniert, dass die Elementspitze nach dem Verlassen des Bechers daran vorbei geführt wird, um überflüssige Flüssigkeit von der Spitze zu entfernen, wobei der Wischer in der bevorzugten Ausgestaltung eine Bürste ist.
Die obigen sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden ausführlicheren Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gemäß Illustration in den beiliegenden Zeichnungen hervor. Dabei zeigt:
1 eine teilschematische Frontansicht eines Bluthandhabungssystems für geschlossene Röhrchen, das die Lehren der vorliegenden Erfindung nutzt;
2 eine perspektivische Front-/Drauf-/Rechtsseitenansicht des in 1 gezeigten Systems, wobei Dorn, Sonde und Dorn-Sonden-Positionierungsmechanismen weggelassen wurden;
3 eine vergrößerte und ausführlichere Ansicht des Sonden- und Dornpositionierungsmechanismus für das System von 1;
4 eine weitere vergrößerte Perspektivansicht eines in 3 gezeigten Teils eines Mechanismus;
5 eine Ansicht des Zweirichtungs-Steuermechanismus für den Positionierungsmechanismus der 3 und 4 mit abgenommener Abdeckung;
6 eine teilweise weggeschnittene Ansicht eines Sondenmechanismus, der für die Ausübung der Lehre der Erfindung geeignet ist;
7 eine schematische Ansicht des Sondenmechanismus und verwandter Komponenten, mit der Sonde in Position zum Aspirieren von Fluid aus einem Container;
8 eine teilweise weggeschnittene, teilweise schematische Seitenansicht eines Dornmechanismus gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung, der in einem Container zum Entfernen von Bruchstücken davon positioniert ist;
9 eine Seitenansicht einer Dornbaugruppe, die für die Ausübung der Lehren der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
10 eine vergrößerte Seitenansicht der Spitze für den in 9 gezeigten Dornmechanismus;
11 eine schematische Ansicht einer Waschstation mit darin montiertem/r Dorn und Sonde, wobei die Station für die Ausübung der Lehren der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
12 eine schematische Ansicht der Hydraulik für das System der 1 und 2;
13 eine teilweise weggeschnittene schematische Seitenansicht einer Schmierstation, die für die Ausübung der Lehren der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
14A und 14B jeweils eine weggeschnittene Seitenansicht und eine Seitenansicht von alternativen Ausgestaltungen eines Teils einer Schmierstation des in 13 gezeigten Typs.
Ausführliche Beschreibung
Die 1 und 2 zeigen ein Laborblutanalysesystem 10 mit der Aufgabe, Proben von Blut oder anderen in einem Röhrchen oder einem anderen Container 12 enthaltenen Körperflüssigkeiten zu nehmen, wobei dieser Container durch eine durchbohrbare Kappe oder einen durchbohrbaren Verschluss 14 verschlossen ist, und die Proben in eine Reaktionsküvette 16 zu dekantieren. Röhrchen 12 werden in entfernbaren Gestellen 18 montiert, die zwischen entsprechenden Stützen 20 in einer Röhrchen- oder Containermontagestation 22 montiert werden. Ein Deckel 24, der in 2 offen dargestellt ist, wird geöffnet, um Gestelle 18 einzuführen und zu entnehmen, die jeweils mehrere, nebeneinander montierte Röhrchen 12 enthalten können, und ist ansonsten verschlossen. Küvetten 16 werden mit Techniken, die nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind, von einem Trichter 26 zu einem Transportkanal 28 übertragen, über den sie zu einer Test- und Analysestation eines in der Technik bekannten Typs bewegt werden können.
Das System 10 hat einen Positionierungsmechanismus 30, der entlang Schiene 32 in der X-Richtung bewegt wird, wobei die Schiene an ihren Enden in einer Gehäusestruktur 34 befestigt ist. Das System beinhaltet außerdem eine Waschstation 36, eine Schmierstation 38 und eine Spitzenwaschstation 40, die sich in der Ausgangsposition des Positionierungsmechanismus 30 befindet. Die Schmierstation 38 befindet sich rechts neben dem Ort, an dem das Dekantieren in eine Küvette 16 erfolgt, und die Waschstation 36 befindet sich rechts neben der Schmierstation.
Die 3–5 stellen den Positionierungsmechanismus 30 ausführlicher dar. Dieser Mechanismus beinhaltet eine Riemenscheibe 42 und einen vom Motor 44 angetriebenen Riemen 43 zum Bewegen des Mechanismus 30 in der X-Richtung, sowie eine Riemenscheibe 45 und einen vom Motor 47 angetriebenen Riemen 46 zum Bewegen des Mechanismus 30 in der Y-Richtung am freitragenden Arm 50. Die vertikale oder Z-Richtung-Bewegung eines Dorn-/Sonden-Mechanismus 52 erfolgt durch ein Zahnrad 54, angetrieben von einem geeigneten Motor 55, einer Keilwelle 57, einem Riemen 59 und Riemenscheiben 61, das eine Zahnstange 56 antreibt, die in der Baugruppe 58 endet, deren Inneres in 5 dargestellt ist. Ein Dorn 60 und eine Sonde 62 verlaufen von der Baugruppe 58 nach unten. Eine Welle 64 verläuft durch die Baugruppe 58 und endet in einer linearen Zahnstange 66, wobei Welle 64 und Zahnstange 66 Teil eines Fußmechanismus bilden, der außerdem ein Schutz- oder Fußelement 68 beinhaltet. Der Dorn 60 ist normalerweise durch eine Feder 70 im Fuß 68 montiert und wird von dieser darin gehalten, wobei die Feder 70 normalerweise genügend Reibung auf das untere Ende des Dorns 60 aufbringt, um den Dorn 60 im Fuß 68 zu halten, aber nicht genügend Reibung, um eine Bewegung des Dorns durch den Fuß zu verhindern, wenn der Z-Antriebsmechanismus auf eine nachfolgend zu beschreibende Weise in den Dorn eingreift. Die Welle 64 hat einen Anschlag oder Anschlagbolzen 72, der in die obere Abdeckung der Baugruppe 58 eingreift und den Fall des Fußmechanismus unter Schwerkraft verhindert, so dass sich dieser Mechanismus zusammen mit der Baugruppe 58 unter der Wirkung des Zahnrads 54 und der Zahnstange 56 nach unten bewegt. Ein Loch 74 in der Welle 64 wird von einem Sensor, z.B. einem optischen Sensor 76, in der Baugruppe 58 erfasst (5). Die Erkennung des Lochs 74 durch den Sensor 76 wird zum Steuern des Betriebs eines linearen Magnetventils 78 benutzt, das, wenn es betätigt wird, in die Zahnstange 66 eingreift und sie verriegelt, um eine vertikale Aufwärtsbewegung des Fußmechanismus zu verhindern.
Wie zuvor angedeutet, ist der Dorn 60 normalerweise nicht angebracht, um sich vertikal mit der Baugruppe 58 zu bewegen, und bewegt sich stattdessen vertikal mit dem Fuß 68 und dem Mechanismus, an dem er angebracht ist, unter der Wirkung von Schwerkraft oder des Anschlagbolzens 72, der mit der Abdeckung der Baugruppe 58 zusammenwirkt. Im Dorn 60 sind jedoch eine obere Nut 80 (5) und eine untere Nut 82 (4) ausgebildet, die mit einer Klaue 84 zusammenwirken, die von einem Drehmagnetventil 86 angetrieben wird, um den Dorn zur vertikalen Bewegung der Baugruppe 58 an gewählten Positionen des Dorns relativ zur Baugruppe 58 und unter nachfolgend erörterten gewählten Bedingungen zu sperren. Um zu gewährleisten, dass die Klaue 84 korrekt in den Dorn 60 unter den gewählten Bedingungen eingegriffen hat, kann eine Markierung 88 mit der Klaue vorgesehen werden, die sich in einer Position befindet, die vom Drehmagnetventilsensor 90 erfasst wird, wenn die Klaue völlig in eine Nut 80/82 eingreift. Als Schutz davor, dass der Dorn 60 in einer Abdeckung oder einem Stopfen 14 positioniert bleibt, ist eine Klammer 92 vorgesehen, die in eine Nut 94 im oberen Teil des Dorns 60 passt, die über der Abdeckung der Baugruppe 58 verläuft und mit der Oberseite der Baugruppe 58 zusammenwirkt, um das Herausziehen des Dorns 60 zu gewährleisten. Wenn der Mechanismus 58 in seiner völlig angehobenen oder maximalen Z-Position ist, die auch als Ausgangsposition bezeichnet werden kann, dann blockiert eine an der Baugruppe 58 angebrachte Markierung 96 einen am Mechanismus 30 angebrachten Z-Ausgangssensor 98 (3). Wenn sich die Baugruppe 58 aus ihrer Ausgangsposition bewegt, dann wird der Sensor 98 freigegeben, so dass er keinen Ausgang mehr erzeugt. Ein Klemmventil 100 ist ebenfalls vorgesehen, das offen ist, wenn sich die Spitze 112 der Sonde 62 unter dem Stopfen oder der Kappe 14 befindet, um den Druck innerhalb und außerhalb des Containers 12 auf eine Weise auszugleichen, die nachfolgend beschrieben wird.
Ferner gibt es einen Sensor 99 (3 und 4), der nach einem vorbeigehenden Loch 104 in der Zahnstange 66 sucht, während das lineare Magnetventil 78 die Zahnstange fest verriegelt haben sollte. Wenn dieser Sensor das Loch 104 erfasst, wodurch anzeigt wird, dass sich der Fuß 68 mit der Baugruppe 58 bewegt, dann sendet er ein Signal zur Systemsteuerung, um eine Korrekturmaßnahme einzuleiten. Das System 10 wird von einem Mikroprozessor 11 (2) oder einem anderen geeigneten Steuerprozessor gesteuert, der programmiert oder festverdrahtet werden kann oder als Hybrid von Hardware und Software arbeiten kann, um zu bewirken, dass das System 10 in der nachfolgend beschriebenen Weise arbeitet.
6 ist eine ausführlichere Ansicht des Sondenmechanismus 62. Die Sonde 62 hat eine Sondenspitze 110 mit einer an ihrem unteren Ende ausgebildeten Öffnung 112, die in eine Aspirationsröhre 114 führt. Die Röhre 114 besteht vorzugsweise aus einem Material mit einer geringen Oberflächenhaftung, wie z.B. Teflon. Die Aspirationsröhre 114 ist von einer Innenröhre 116 umgeben, die aus einem Metall wie Edelstahl bestehen kann. Die Innenröhre 116 ist bei 118 an die Spitze 110 gebunden, z.B. durch Epoxidbinden. Eine äußere oder Lüftungsröhre 120, die ebenfalls aus einem Metall wie Edelstahl bestehen kann, wird an ihrem Ende an die Spitze 112 (Bindung 122) epoxidgebunden und ist von der Innenröhre 116 zur Bildung eines Luftkanals 124 beabstandet. Ein oder mehrere Lüftungslöcher 126 (vier Lüftungslöcher in einer bevorzugten Ausgestaltung) sind in der äußeren Röhre 120 an einer Stelle unmittelbar oberhalb der Spitze 110 ausgebildet, wobei die Lüftungslöcher einen Zugang zum Kanal 124 bilden. Die Kanten aller Lüftungslöcher sind abgerundet und die Außenflächen sind beispielsweise elektropoliert, um diese Oberflächen so glatt wie möglich zu machen, um die Entstehung von Stopfenbruchstücken minimal zu halten, wenn die Sonde in den Stopfen eindringt und ihn verlässt.
Die Röhre 114 läuft durch einen Luftverteiler 128 zu einem Verbinder 130, der eine Entlastung 132, ein Edelstahlverbindungsstück 134, eine Zwischenscheibe 136 und einen O-Dichtungsring 138 aufweist. Der Verbinder 130 führt zu einer Verdrängungspumpe 140 (7), die auf übliche Weise entweder zum Aspirieren oder zum Ausgeben von Fluid von der Sonde 62 und zum Einpumpen von Fluid benutzt werden kann.
Der Kanal 124 führt zum Luftverteiler 128, wobei die äußere Röhre 120 bei 142 in dem Verteiler endet. Der Verteiler führt durch einen Lüftungsausgang oder -anschluss 144 zu einem T-Übergangsstück 146. Eine Verbindung besteht zwischen dem T-Anschlussstück 146 und einer Peri-Pumpe 148. Die andere Verbindung führt von dem Anschlussstück zum Klemmventil 100, durch das Klemmventil und ein Entlüftungsgefäß 150 zu einer zur Umgebungsluft führenden Leitung 152. Die 8, 9 und 10 illustrieren den Dorn 60. Der Dorn 60 hat eine Spitze 160 mit einem spitzen, dreikantigen Punkt 162. Mehrere Lüftungslöcher 164, z.B. vier Löcher, sind in der Sondenspitze 160 ausgebildet, und diese Löcher sind mit einem in der Spitze ausgebildeten Kanal 166 in Verbindung. Die Spitze 160 ist an eine Röhre 168 mit einer Öffnung 170 geschweißt, die mit dem Kanal 166 in Verbindung ist und vom Dorn durch eine Dornpumpe 172 zu einer Abflussleitung 174 führt. Die Art und Weise, in der der Dorn benutzt wird (wie in 8 illustriert), um Bruchstücke aus dem Container 12 zu entfernen, insbesondere Bruchstücke wie Blutzellen, die sich unter der Kappe oder dem Stopfen 14 befinden, wird später beschrieben. Die auf der Außenseite des Dorns 60 ausgebildeten Nuten 80 und 82 wurden bereits erwähnt. Was die Sonde angeht, so sind die Lüftungslöcher des Dorns abgerundet und ihre Außenfläche ist geglättet, um die Entstehung von Stopfenbruchstücken minimal zu halten.
Die 11 und 12 illustrieren die Waschstation 36, wobei 12 auch die Hydraulik für die übrigen Teile des Systems illustriert. Zunächst mit Bezug auf 11, diese zeigt, dass die Waschstation 36 einen ersten Schacht 180 für den Dorn und einen zweiten Schacht 182 für die Sonde hat. Wenn sich Dorn 60 und Sonde 62 in ihren jeweiligen Schächten 180, 182 befinden, dann befindet sich die Sonde auf einer niedrigeren Höhe als der Dorn. Wasser oder ein anderes geeignetes Waschfluid wird durch die Leitung 184 und Pumpen 186A, 186B zu einem Paar Fluideinlässen 188A bzw. 188B des Schachts 180 gepumpt. Die Einlässe 188 führen zu einem Kanal 190, der das Waschfluid dann durch zwölf radial angeordnete Löcher im Kern 193 sprühen lässt, die alle auf den Dorn gerichtet sind. Dies führt zu einer gleichmäßigen Verteilung von Fluidsprühnebel über die Außenfläche des Dornkörpers und der Spitze, während diese aus dem Schacht herausgezogen wird. Das Waschfluid verlässt den Schacht 180 durch einen Abflusssumpf 189, der zu einer Mündung 191 und einer Abflussleitung 192 führt.
Waschfluid in der Leitung 184 strömt außerdem durch die Pumpe 194 zum/zur Fluideinlass oder -mündung 196, der/die zum Schacht 182 führt, und dieses Fluid wäscht die Außenseite des unteren Teils der Sonde 62, einschließlich der Spitze der Sonde. Waschfluid mit von der Sonde abgewaschenem Blut oder sonstigen Substanzen wird durch einen Auslass 198 unter der Wirkung der Pumpe 200 zur Abflussleitung 192 abgegeben.
Es ist ein(e) Waschfluidreservoir oder -flasche 202 vorgesehen, aus dem/der Waschfluid zum Beispiel durch Strohhalme zu einer ersten Speiseleitung 204 abgezogen werden kann, die in eine Verdrängungspumpe 140 führt, um die Sonde 62 über den Proben und zwischen Proben auf eine in der Technik bekannte Weise zu füllen. Fluid vom Reservoir 202 wird auch für die Pumpen 186 und 194 verwendet.
12 zeigt auch die Spitzenwaschstation 40 mit ihrer Verbindung zur Abflussleitung 192 und einer Verbindung zu einer Überlaufwanne 206. Die Spitzenwaschstation 40 dient zum Waschen der Spitze 110 der Sonde 62, wenn mehrere Proben aus demselben geschlossenen Röhrchen oder einem offenen Röhrchen genommen werden. Sie funktioniert durch Platzieren der Spitze 110 in einen Schacht in der Spitzenwaschstation und Ausgeben der übrig gebliebenen Plasmaprobe sowie einer Menge Wasser (z.B. 0,5 ml) aus der Pumpe 140 in den Schacht. Wasser und Plasma fließen auf bekannte Weise aus dem Schacht über in eine Abflussleitung 192 und/oder die Überlaufwanne 206. Dies erfolgt, nachdem die Plasmaprobe in die Küvette 16 ausgegeben wurde. Die Abflussleitungen von den Pumpen 148 und 172 enden beide unter der Abdeckung der Spitzenwaschstation 40, wobei die Enden dieser Leitungen zur Luft hin offen sind, und wobei Abfall aus diesen Leitungen in den Abfallbehälter dieser Spitzenwaschstation tropft. Ferner ist ein fakultatives Klemmventil 208 dargestellt, das zu einem Entlüftungsflüssigkeitsgefäß 210 führt. Das Klemmventil 208 und das Gefäß 210 lassen die Benutzung des Dorns 60 zum Ausgleichen von Druck zwischen der Innenseite und der Außenseite des Containers 12 zu, nachdem der Dorn benutzt wurde, um Bruchstücke von dem Bereich unter dem Stopfen zu entfernen. Aus nachfolgend erörterten Gründen ist es jedoch im Allgemeinen schneller, wenn diese Ausgleichsfunktion von der Sonde 62 auf eine nachfolgend beschriebene Weise ausgeführt wird. Schließlich ist ein fakultativer Drucksensor 112 vorgesehen, der von der Probenlüftungsleitung abgeht. Dieser Sensor kann ermitteln, ob die Lüftungsleitung offen und funktionsfähig ist, bevor die Sonde durch den Stopfen 14 in den Container 12 eingeführt wird. Hierzu wird versucht, Luft aus Sondenlüftungslöchern 126 zu pumpen, während das Klemmventil 100 geschlossen ist. Sind alle Lüftungsdurchgänge offen, dann erfasst der Sensor 212 einen geringen oder gar keinen Druckanstieg; sind die Durchgänge jedoch blockiert, dann erfasst der Sensor einen steigenden Luftdruck. Ein Ausgang vom Sensor kann bewirken, dass die Systemsteuerung oder der Prozessor eine Anzeige erzeugt, dass die Sondenlüftungsleitungen gereinigt werden müssen und dass Proben, die bei blockierten Leitungen aspiriert werden, möglicherweise nicht zuverlässig sind.
Das letzte Element des Systems ist die Schmierstation 38, die in den 13, 14A und 14B zu sehen ist. Zunächst mit Bezug auf 13, die Station 38 beinhaltet ein(en) Ölreservoir oder -becher 220, das/der Silikonöl oder ein anderes geeignetes Schmiermittel 222 enthält. Ein Pumpmechanismus 224 befindet sich in dem Reservoir 220 und ist wenigstens teilweise in das Schmiermittel 222 eingetaucht. Wie am besten in 14A zu sehen ist, hat die Pumpe 220 einen oberen Teil 226 und einen unteren Teil 228 mit einer Kammer 230 dazwischen. Eine Feder 232 hält einen normalen Abstand zwischen dem oberen Teil 226 und dem unteren Teil 228 und somit eine gewählte Größe für die Kammer 230 aufrecht. Ein Becher 234 ist am oberen Ende des oberen Teils 226 vorgesehen, gegen dessen Boden die Spitze des Dorns 60 aufliegt, wenn der Dorn in die Schmierstation eingeführt wird. Ein erstes Öffnungsventil 236 trennt die Kammer 230 vom Becher 234 und ein zweites Öffnungsventil 238 trennt die Kammer 230 von dem Fluid 222 des Reservoirs. Das Ventil 236 wird geöffnet, um Fluid aus der Kammer 230 in den Becher 234 strömen zu lassen, wenn der obere Teil 226 relativ zum unteren Teil 228 unter Druck vom Dorn 60 gegen die Wirkung der Feder 232 nach unten bewegt wird, und das Ventil 238 wird geöffnet, um Fluid vom Reservoir 222 in die Kammer 230 strömen zu lassen, wenn der Druck vom Dorn 60 gelöst wird, so dass der obere Teil 226 unter der Wirkung der Feder 232 in seine normale Position zurückkehren kann, um die Kammer 230 auf ihre normale Größe zurückzustellen. In der in den 13 und 14A gezeigten Ausgestaltung sind mehrere Abflusslöcher 240 um den Umfang der Kappe 242, die die Pumpe 224 im Reservoir 220 montiert, vorgesehen, damit überlaufendes überschüssiges Schmiermittel vom Becher 234 zurück ins Reservoir ablaufen kann. In der in 14B gezeigten Ausgestaltung strömt vom Becher 234 überlaufendes Schmiermittel in einem schrägen Kanal 245, der in einen Abfluss 246 führt, nach unten. Eine O-Ringdichtung 248 dichtet die Lücke zwischen dem oberen Teil 226 der Pumpe 224 und der oberen Struktur 244 ab, die den Kanal 245 enthält.
Die Schmierstation hat außerdem einen Bürstenhalter 250, in dem Bürsten 252 montiert sind, wie z.B. vier gleichmäßig beabstandete Bürsten in zwei unterschiedlichen Höhen. Die Bürsten wischen überschüssiges Öl vom Dorn 60, während dieser aus der Schmierstation entfernt wird. Dieses überschüssige Öl wird durch die Löcher 240 in das Reservoir 220 zurückgeleitet (oder wird in der Ausgestaltung von 14B in der darin gezeigten Weise entsorgt).
Betrieb
Der Betrieb des Systems 10 ist wie folgt:

1. Der Positionierungsmechanismus 30 wird zunächst in seine Ausgangsposition bewegt, in der sich die Sonde 62 über dem Waschbecher 40 befindet und die Baugruppe 58 in ihrer völlig angehobenen Position ist, so dass die Z-Markierung 96 in der vom Sensor 98 zu erfassenden Position ist (3). Wenn das System in dieser Position ist, können ein oder mehrere Gestelle 18, die jeweils mehrere verschlossene Container 12 enthalten, in der Containermontagestation 22 zwischen Stützen 20 montiert werden.
2. Der Mechanismus 30 wird dann mit den Bedienelementen betätigt, um den Dorn 60 über der Schmierstation 38 zu positionieren.
3. Die Baugruppe 58 bewegt sich dann durch die Systemsteuerung mittels der Wirkung des Zahnrads 54 an der Zahnstange 56 nach unten, wobei sich Dorn 60 und Fußmechanismus unter Schwerkrafteinwirkung in der zuvor erörterten Weise mit dem Mechanismus 58 nach unten bewegen. Wenn der Fuß 68 die Oberseite der Bürstenbaugruppe 250 wie in 13 gezeigt erreicht, dann bewegt sich das Loch 74 in der Welle 64 der Fußbaugruppe nach oben, um vom Sensor 76 erfasst zu werden, was zur Folge hat, dass das lineare Magnetventil 78 zum Sperren des Fußmechanismus aktiviert wird. Dadurch wird auch eine Aktivierung des Drehmagnetventils 86 bewirkt, um die Klaue 84 in die Nut 80 des Dorns 60 zu bewegen und den Dorn zu veranlassen, sich mit der Baugruppe 58 zu bewegen. Dies hat zur Folge, dass der Dorn 60 zwischen Bürsten 252 und in Kontakt mit dem Boden des Bechers 234 geleitet wird. Eine fortgesetzte Abwärtsbewegung des Dorns 60 führt dazu, dass sich der obere Teil 226 der Pumpe 224 relativ zum unteren Teil der Pumpe 228 abwärts bewegt. Dies führt zu einer Größenverringerung der Kammer 230 und bewirkt, dass das Ventil 236 geöffnet wird, um Schmiermittel aus der Kammer 230 in den Becher 234 fließen zu lassen. Wie zuvor angedeutet, reicht die Menge an Schmiermittel aus, um zu bewirken, dass der Becher 234 bis zum Überlaufen gefüllt wird, so dass die Dornspitze völlig mit Schmiermittel beschichtet wird.
4. Die Baugruppe 58 wird dann nach oben bewegt, um die Dornspitze 164 durch die Bürsten 252 zu ziehen und dabei jegliches überschüssiges Schmiermittel abzuwischen und den Dorn in den Fuß oder die Schutzvorrichtung 68 zurückzuziehen. Wenn sich der Dorn vollständig im Fuß 68 befindet, wird das Drehmagnetventil 86 entregt und die Klaue 84 wird im Uhrzeigersinn bewegt, um sie aus der Nut 80 zu entfernen, und das Magnetventil 78 wird gelöst, so dass der in Verbindung mit der Oberseite der Baugruppe 58 wirkende Anschlagbolzen 72 den Fußmechanismus, einschließlich des darin eingenisteten Dorns, nach oben in die völlig angehobene Z-Position bewegen kann, wobei der Flag 96 vom Flagdetektor 98 erfasst wird.
5. Die XY-Positionierungsmechanismen des Mechanismus 30 sprechen dann an, um die Spitze des Dorns 60 direkt über die Mitte des Stopfens 14 zu positionieren, damit auf den Container 12 zugegriffen werden kann.
6. Die Baugruppe 58 wird dann auf eine zuvor beschriebene Weise nach unten bewegt, bis der Fuß 68 mit der Oberseite des Stopfens 14 in Kontakt kommt, damit auf den Container 12 zugegriffen werden kann. Wenn dies geschieht, werden das Magnetventil 78 und das Drehmagnetventil 86 wieder auf die zuvor beschriebene Weise aktiviert, um den Fußmechanismus gegen die Oberseite des Stopfens zu verriegeln und den Dorn 60 anzubringen, so dass er sich mit der Baugruppe 58 abwärts bewegt. Zu diesem Zeitpunkt wird vorzugsweise die Pumpe 172 (8 und 12) aktiviert, um einen Saugdruck durch die Röhre 170 und den Kanal 166 zu den Lüftungslöchern 164 in der Dornspitze aufzubringen. Während sich der Dorn durch den Stopfen nach unten bewegt und darin einen Schnitt vornimmt, beschichtet das Silikonöl oder ein anderes Schmiermittel aus der Schmierstation 38 den Schnitt und verhindert die Bildung von Stopfenbruchstücken und erleichtert die Passage des Dorns durch den Stopfen. Insofern, als Stopfenbruchstücke möglicherweise bei der Passage des Dorns durch den Stopfen erzeugt werden, können solche Bruchstücke auch durch die Lüftungslöcher 164 abgesaugt und entfernt werden. Wenn der Dorn das untere Ende seines Bewegungsbereichs erreicht, dann befindet er sich über dem Füllstand des Fluids/Plasmas 113 im Container 12 und die Löcher 164 sind wie in 8 gezeigt unter dem Stopfen positioniert, um eventuelle Blutzellen oder sonstige Blutbruchstücke abzusaugen, die sich möglicherweise unter dem Stopfen angesammelt haben und zu einer falschen Anzeige des Flüssigkeitsstands, der von der Sonde 62 erreicht wurde, oder zu einer Kontamination der zu nehmenden Plasmaprobe führen können. Der Dorn bleibt lange genug im Container 12, damit sämtliche potentielle Bruchstücke beseitigt werden können, wie z.B. eine Sekunde lang. Zwar kann in einer Ausgestaltung der Erfindung die Pumpe 172, wenn sämtliche Bruchstücke völlig, d.h. einschließlich der Passage durch die Pumpe 172 zur Abflussleitung, entfernt wurden, abgeschaltet werden und das Klemmventil 208 kann geöffnet werden, um den Druck innerhalb des Containers 12 mit dem außerhalb des Containers auszugleichen, doch wird die Zeit dadurch erheblich verlängert, während der der Dorn im Container bleiben muss, was den Systembetrieb folglich verlangsamt. Es wird daher als bevorzugt angesehen, diesen Ausgleichsvorgang mit der Sonde 62 in der nachfolgend beschriebenen Weise auszuführen.
7. Die Baugruppe 58 kann dann angehoben werden, um den Dorn 60 aus dem Container 12 zu ziehen. Während dieses Vorgangs bleibt der Fuß 68 weiterhin auf der Kappe 14 verriegelt, um Kappe und Container unten zu halten, während der Dorn hochgezogen wird, und um somit den Dorn von der Kappe zu lösen. Es sei angemerkt, dass zu diesem Zeitpunkt weiterhin Saugdruck von der Pumpe 172 aufgebracht wird, so dass der Ablösevorgang beginnen kann, während sich noch Bruchstücke in der Leitung befinden und bevor solche Bruchstücke die Pumpe verlassen haben; die Pumpe muss jedoch weiter arbeiten, bis die Bruchstücke die Pumpe völlig verlassen haben und aus dem Ausgangsende ausgetreten sind, das sich von der Abdeckung der Spitzenwaschstation 40 erstreckt. Da die Pumpe während des Ablösens des Dorns weiter arbeitet, können während des Ablösevorgangs auch Stopfenbruchstücke entfernt werden. Nachdem der Dorn völlig von der Kappe 14 gelöst wurde, bleibt ein Schnitt in der Kappe, der von der Sonde in der nachfolgend beschriebenen Weise benutzt werden kann. Wenn das Loch 74 vom Detektor 76 erfasst wird, dann wird der Dornmechanismus wie zuvor unter der Wirkung des Drehmagnetventils 86 gelöst und der Fußmechanismus wird vom Magnetventil 78 gelöst, so dass die gesamte Baugruppe aus Dorn, Sonde und Fußmechanismus in ihre völlig angehobene Z-Position zurückkehren kann.
8. Der XY-Positionierungsmechanismus bewegt die Baugruppe 58 dann zum Positionieren der Sonde 62 über dem Stopfen und zentriert auf dem vom Dorn ausgeführten Schnitt in dem Stopfen.
9. Die Baugruppe 58 wird dann nach unten bewegt, bis der Fußmechanismus 68 wieder mit dem Stopfen 14 in Kontakt kommt und einen Ausgang vom Detektor 76 bewirkt, der das Magnetventil 78 veranlasst, den Fuß zu verriegeln. In diesem Fall wird der Dorn 68 jedoch nicht an der Baugruppe 58 verriegelt und bleibt daher im Fuß 68 über der Kappe 14. Die an der Baugruppe 58 angebrachte Sonde 62 bewegt sich jedoch weiter abwärts und geht durch den/das vom Dorn gebildete(n) Schnitt oder Loch in den Container 12. Da die Sonde nur durch ein(en) existierendes/n Loch oder Schnitt zu passieren braucht, braucht die Sonde keine scharfe Spitze zu haben. Der in dem Loch vom Dorn zurückbleibende dünne Silikonölfilm hilft dabei, die durch den Stopfen gleitende Sonde 62 zu schmieren und verhindert auch die Bildung von Stopfenbruchstücken durch eine solche Gleitwirkung.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Unterseite des Fußes oder der Schutzvorrichtung 68, die sich mit der Oberseite des Stopfens 14 in Kontakt befindet, eine solche Größe und Form hat, dass beim Einführen von Dorn und Sonde der Fuß nur über einem einzigen Container ist und nicht mit benachbarten Containern in demselben oder einem benachbarten Gestell in Kontakt kommt. Dies ist wichtig, da möglicherweise nicht alle Container dieselbe Höhe in einem Gestell haben und ein Fuß, der mit einem benachbarten Container in Kontakt kommt, der sich in einer größeren Höhe befindet, ein ordnungsgemäßes Einführen von Dorn und Sonde in den Container verhindern könnte, was zu einem inkorrekten Systembetrieb führen würde. Wie in den Figuren zu sehen ist, befindet sich die Sonde, wenn der Dorn in einen Stopfen eingeführt wird, in einer höheren Position in der Fußschutzvorrichtung 68 als der Dorn, so dass die Sonde nicht mit dem Stopfen in Kontakt kommt, wenn sich der Dorn in seiner völlig eingeführten Position befindet. Ebenso greift der vertikale Antriebsmechanismus nicht in den Dorn ein, wenn die Sonde durch einen Stopfen eingeführt werden soll, so dass er während des Einführens der Sonde in dem verriegelten Fuß über der Höhe des Stopfens eingenistet bleibt. Infolgedessen können sich Sonde und Dorn nahe beieinander befinden, was eine dichtere Packung von Containern in der Station 22 ermöglicht.

10. Die Probensonde bewegt sich weiter nach unten, bis sich ihre Spitze, einschließlich der Lüftungslöcher 126, unterhalb der Unterseite der Kappe 14 befindet. Wenn an dieser Stelle eine Flüssigkeitsstanderfassung von einem Flüssigkeitsstanddetektor (nachfolgend erwähnt) erfolgt, der Teil der Sonde ist, dann bedeutet dies, dass nicht sämtliche Bruchstücke unter der Kappe entfernt wurden, was ein Potential für Probenkontamination darstellt. Daher führt eine solche Erfassung in einer bevorzugten Ausgestaltung zu einem Abbruch des Probenahmevorgangs, und die Sonde wird aus dem Container entfernt. An dieser Stelle können die Bedienelemente 11 entweder den Dorn 60 in dem Bemühen, diese Bruchstücke zu entfernen, wieder einführen und dann versuchen, die Sonde erneut einzuführen, oder die Probenahme/der Test wird einfach an dem Container nicht ausgeführt. Wenn sich die Sonde unterhalb der Kappe 14 befindet, dann kann das Klemmventil 100 geöffnet werden, um Luft durch die Röhre 152, das Gefäß 150, das Ventil 100, die Verbindung 146, die Mündung 144, den Kanal 124 und die Lüftungslöcher 126 in den Container 12 einströmen zu lassen, um den Druck innerhalb und außerhalb des Containers auszugleichen. Wie zuvor angedeutet, wird bevorzugt, die Ausgleichsfunktion zu diesem Zeitpunkt mit der Sonde durchzuführen, da dies keinen zusätzlichen Zeitaufwand für den Prozess erfordert, anstatt die Ausgleichsfunktion mit dem Dorn auszuführen, was einen zusätzlichen Zeitaufwand für die Ausführung des Vorgangs bedeutet.
11. Die Sonde bewegt sich weiter bis in die in 7 gezeigte Position hinunter, in der ihre Spitze unter der Oberfläche des Plasmas 113 ist, die Lüftungslöcher 126 aber über dieser Oberfläche liegen. Zum Erfassen der Probenoberfläche kann mit standardmäßiger elektronischer Flüssigkeitsstanderfassung gearbeitet werden, die einen Kondensator nutzt, und diese Erfassung kann von dem Typ sein, der in dem am 25. Mai 1993 erteilten US-Patent Nr. 5,212,992 offenbart ist. Eine Probe wird dann von der Pumpe 140 in die zentrale Röhre 114 gesaugt, so dass der Plasmapegel abfällt. Wenn dies geschieht, dann wird Ersatzluft in den Container 12 über der Flüssigkeitsoberfläche durch das Klemmventil 100 und die Lüftungslöcher 126 eingesaugt. Ferner bewegt sich die Sonde, während die Probe entnommen wird, langsam nach unten und folgt der absinkenden Probenoberfläche. In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt dies durch den Steuerprozessor 11 in Kenntnis der angesaugten oder entnommenen Fluidmenge, anhand derer und der Größe des Containers der Rückgang des Fluidpegels ermittelt und dann der Z-Bewegungsmechanismus zum entsprechenden Abwärtsbewegen der Sonde gesteuert wird. Alternativ kann der Flüssigkeitsstand-Erkennungsmechanismus zum Steuern dieser Abwärtsbewegung der Sonde verwendet werden. Die Folge ist, dass die Tiefe der Sonde im Plasma 113 zwischen der Spitze der Sonde und den Lüftungslöchern 126 erhalten bleibt.
12. Die Baugruppe 58 wird dann angehoben, um die Sonde aus dem Container 12 zu heben, wobei der Fuß 68 auf dem Stopfen 14 verriegelt wird, um das Ablösen der Sonde von dem Stopfen 14 zu erleichtern, und wobei der Fußmechanismus gelöst wird, so dass er sich mit der Baugruppe 58 als Reaktion auf die Erfassung des Lochs 74 durch den Detektor 76 aufwärts bewegt.
13. Wenn die Baugruppe 58 ihre völlig angehobene Position erreicht, dann wird der Positionierungsmechanismus 30 betätigt, um die Sonde 62 über der Küvette 16 zu positionieren, in die eine Probe ausgegeben werden soll.
14. Der Z-Positionierungsmechanismus wird dann betätigt, um die Baugruppe 58 und die daran angebrachte Probensonde abwärts zu bewegen, bis sich die Sonde teilweise in der Küvette 16 befindet. Die Pumpe 140 gibt dann in einer in der Technik bekannten Weise eine präzise Menge der Probe aus der Sondenspitze in die Küvette ab. Die Baugruppe 58 und die Sonde werden dann angehoben, um die Baugruppe in ihre völlig angehobene oder Z-Ausgangsposition zurückzubringen.
15. Wie in der Technik bekannt ist, kann die ursprünglich angesaugte Probe für eine einzelne Ausgabe in eine Küvette oder für mehrfache Ausgaben in mehrere Küvetten verwendet werden. Die Schritte 13 und 14 können daher mehrere Male wiederholt werden, bis alle Küvetten zum Aufnehmen von Proben von der in Schritt 11 ausgeführten Aspiration voll sind.
16. Nachdem alle aus der Sonde auszugebenden Proben ausgegeben wurden, bewegt der Positionierungsmechanismus 30 die Sonde in der XY-Richtung, so dass sich die Sonde 62 direkt über dem Abflusssumpfbereich 189 der Waschstation 36 befindet (12). Die Probensonde wird dann in der zuvor erörterten Weise abwärts in den Sumpf 189 bewegt und die Verdrängungspumpe 140 wird betätigt, um die restliche Probe sowie wenigstens einen Teil des Waschfluids in der Röhre 114 hinter der Probe auszugeben. Diese Ausgabe von Waschfluid stellt sicher, dass tatsächlich die gesamte Probe entleert wurde, um eine Kontamination nachfolgender Proben zu verhindern, und das durch die Röhre 114 und die Öffnung 112 in der Spitze der Sonde strömende Fluid wäscht verbleibende Reste der Probe aus der Innenseite der Sonde, um zusätzlich vor Kontamination zu schützen. Nach vollendetem Entleerungsvorgang werden die Baugruppe 58 und die daran angebrachte Probensonde zurück in die völlig angehobene Y-Position gebracht.
17. Wenn eine Mehrfachausgabe aus einem bestimmten Container 12 erfolgen soll, dann geschieht diese zwar normalerweise in der oben für Schritt 15 beschriebenen Weise, aber es ist auch möglich, nur eine einzige Ausgabe für jede Aspiration auszuführen. In diesem Fall würde, wenn mehrere Proben von einem bestimmten Container benötigt werden, nach Abschluss von Schritt 16 der Positionierungsmechanismus 30 in seine Ausgangsposition mit der Sonde 62 über der Spitzenwaschstation 40 zurückgebracht. Die Sondenspitze würde dann in der zuvor erörterten Weise in die Waschstation abgesenkt, um die Spitze in der üblichen Weise zu reinigen. Sonde und Baugruppe 58, an der sie angebracht ist, würden dann in ihre völlig angehobene Z-Position gehoben. Die Schritte 8–16 würden dann wiederholt, wobei die Probensonde durch den vom Dorn vorgenommenen Schnitt in den Container 12 eindringen würde. Je nach dem Material des Stopfens und anderen Faktoren könnte dieser Schritt nach Bedarf mehrere Male wiederholt werden, bevor der Stopfenzustand derart wäre, dass eine weitere Passage der Sonde durch den Schnitt das Risiko mit sich bringen würde, dass ausreichend Stopfenbruchstücke erzeugt würden, um eine Probenaspiration unzuverlässig zu machen.
18. Nach der letzten Ausführung von Schritt 16 für einen bestimmten Container 12 wird der XY-Positionierungsmechanismus 30 betätigt, so dass die Probensonde 62 direkt über ihren Waschschacht 182 und der Dorn 60 direkt über seinen Waschschacht 180 kommt. Die Baugruppe 58 wird dann abwärts bewegt, bis sich die Klaue 84 neben der Nut 82 im Dorn 60 befindet, wobei dies durch den Steuermikroprozessor ermittelt wird, der Schritte vom Schrittmotor 55 nach der Erfassung des Lochs 74 durch den Sensor 76 zählt. Nach einer vorbestimmten Anzahl von Schritten wird das Magnetventil 86 erregt, um die Klaue 84 mit dieser Nut in Eingriff zu bringen. Die Baugruppe 58 bewegt sich dann weiter abwärts, bis sich der Dorn und die Sonde völlig in ihre jeweiligen Waschschächte erstrecken (siehe 11), wobei sich die Sonde unterhalb des Dorns befindet.
19. Während sich die Sonde 62 abwärts in ihren Schacht 182 bewegt, beginnt die Pumpe 194 mit dem Einpumpen von Waschfluid, normalerweise Wasser, am oberen Ende des Schachts, und bei geschlossenem Klemmventil 100 beginnt die Pumpe 148 mit dem Pumpen von Luft in den Schacht durch die Löcher 126. Nachdem die Sonde 62 ihre Abwärtsbewegung in ihren Schacht beendet hat, gibt die Verdrängungspumpe 140 zusätzliches Waschfluid durch die Leitung 114 und die Sondenspitze 112 aus. Durch diese kombinierten Waschfluideingänge wird der Schacht 182 gefüllt und die Außenseite der Sonde gewaschen, wobei das dadurch fließende Waschfluid auch die Innenseite der Sonde wäscht. Wenn die Pumpe 194 stoppt, dann wird die Pumpe 200 betätigt, um das Waschfluid aus dem Schacht und in die Abflussleitung 192 zu pumpen. Während der gesamten Zeit, in der sich das Waschfluid im Schacht 182 befindet, wird Luft langsam durch die Lüftungslöcher 126 ausgepumpt, um zu verhindern, dass Waschfluid in die Lüftungslöcher und somit in den Luftkanal 124 gelangt. Während die Probensonde gewaschen wird, wird auch der Dorn 60 in seinem Schacht 180 gewaschen. Dies erfolgt durch Sprühen mehrerer Waschfluidstrahlen auf seine Außenseite, zumindest während er sich aus dem Schacht heraus bewegt. Dieses Waschfluid wird von den Pumpen 186A und 186B in den Schacht gepumpt. Während der gesamten Zeit, in der sich der Dorn 60 in seinem Schacht 180 befindet, pumpt die Pumpe 172 langsam Luft durch die Lüftungslöcher 164 nach außen, so dass verhindert wird, dass Waschfluid in die Lüftungslöcher und in die Kanäle 166 und 170 gelangt. Wasser kann während des gesamten Waschzyklus gepumpt werden; in einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Wäsche jedoch, wenigstens für die Sonde 62, über etwa die Hälfte des Waschzyklus und während des Rests des Zyklus wird Luft über die Sonde gepumpt, um die Sonde zu trocknen. Auch der Dorn könnte durch Lufttrocknung getrocknet werden.
20. Nach beendetem Waschzyklus wird die Baugruppe 58 auf eine zuvor erörterte Weise angehoben, um sowohl den Dorn 60 als auch die Sonde 62 aus der Waschstation zu bewegen und sie in ihre Ausgangspositionen im Fuß 68 zurückzubringen. Die Baugruppe 58 wird dann in ihre völlig angehobene Position zurückgebracht und der Positionierungsmechanismus wird in seine Ausgangsposition zurückgebracht.
21. An dieser Stelle kann der Vorgang zu Schritt 2 zurückkehren, so dass die Aspirations- und Ausgabevorgänge für einen anderen Container beginnen können. Die Schritte 2–20 werden dann für diesen Container nach Bedarf wiederholt und die Folge der Vorgänge wird so lange wiederholt, bis auf alle Container, an denen Proben genommen werden sollen, zugegriffen wurde und die Aspiration abgeschlossen ist. Es ist zu bemerken, dass an jedem Punkt in dem Vorgang eine zusätzliche Aspiration oder Probenahme an einem Container ausgeführt werden kann, an dem zuvor eine Probe genommen wurde. In diesem Fall würden die Schritte 2–7 nicht wiederholt und der Vorgang für diesen Container würde mit Schritt 8 beginnen, wobei sich der Sondenmechanismus über dem zuvor vorgenommenen Schnitt befände. Solche Zugriffe mit der Sonde durch einen Schnitt können mehrere Male stattfinden, bis der Zustand des Stopfens eine solche Passage der Sonde durch den Stopfen nicht mehr wünschenswert macht. Wenn die Probenahme an allen Containern an der Containermontagestation 22 abgeschlossen ist, dann kann Schritt 1 wiederholt werden, wobei die Gestelle mit den benutzten Containern entfernt werden und Gestelle mit neuen Containern, an denen Proben genommen werden sollen, an der Station montiert werden.

Somit wird ein System zum raschen und genauen Probenehmen an verschlossenen Containern bereitgestellt, während gleichzeitig potentielle Kontaminationsprobleme minimal gehalten werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung können die Schritte 2–20 in etwa 14–15 Sekunden abgeschlossen werden, so dass etwa vier Probenahmevorgänge pro Minute möglich sind.
Die Erfindung wurde zwar mit Bezug auf eine bevorzugte Ausgestaltung für die Ausführung einer Plasmaanalyse beschrieben, aber es ist offensichtlich, dass die Erfindung für die Probenahme von zusätzlichen Körperflüssigkeiten wie z.B. Serum auch anderweitig Anwendung finden könnte. Allgemeiner könnten die Lehren der vorliegenden Erfindung in jeder Situation Anwendung finden, in der ein Zugriff auf den Inhalt eines Containers erforderlich ist, der durchbohrbar verschlossen ist. Ferner wurden zwar spezielle Mechanismen zum Ausführen der verschiedenen Positionierungs-, Schmier-, Wasch-, Sondier-, Durchbohr- und anderen Funktionen dargestellt, aber diese Mechanismen sind lediglich beispielhaft und es können auch andere Mechanismen zur Anwendung kommen, die zur Ausführung dieser verschiedenen Funktionen geeignet sind. Ferner wurde zwar die in den 13, 14A und 14B dargestellte Schmierstation zum Schmieren eines die Erfindung von Anspruch verkörpernden Dorns dargestellt, aber diese Vorrichtung kann in anderen Anwendungen auch zum Beschichten eines spitzen Stifts mit einem Schmiermittel oder einer anderen benötigten Flüssigkeit zum Einsatz kommen. Die Erfindung wurde zwar oben speziell mit Bezug auf eine bevorzugte Ausgestaltung dargestellt und beschrieben, doch kann die Fachperson die obigen anderen Änderungen an Form und Detail darin vornehmen und doch im Rahmen der Erfindung bleiben, und die Erfindung ist lediglich durch die nachfolgenden Ansprüche begrenzt.

Claims

Vorrichtung 10 zum Zugreifen auf Fluid in einem Container 12, der mit einem durchbohrbaren Verschluss 19 verschlossen ist, wobei die Vorrichtung 10 Folgendes umfasst: einen Dorn 60; eine Sonde 62 mit einer hohlen Röhre, in die das genannte Fluid gesaugt werden kann; einen ersten Mechanismus zum Bewegen des Dorns 60 und der Sonde 62 in der Z-Richtung lotrecht zu dem genannten Verschluss 14 des Containers 12; einen zweiten Mechanismus 30 zum Bewegen des ersten Mechanismus, einschließlich des Dorns 60 und der Sonde 61, in der X- und der Y-Richtung im Wesentlichen lotrecht zur Z-Richtung; einen Fuß 68, durch den der genannte Dorn 60 und die genannte Sonde 62 passieren kann, wobei sich der genannte Fuß 68 am unteren Ende eines Fußmechanismus befindet, der so montiert ist, dass er sich normalerweise mit dem genannten ersten Mechanismus in der Z-Richtung bewegt, um den Container 12 im Wesentlichen stationär zu halten; und Bedienelemente 11 zum Betätigen des genannten ersten und des genannten zweiten Mechanismus, um zu bewirken, dass der genannte Dorn 60 den Verschluss 14 des Containers 12 durchbohrt, während der Container 12 stationär ist, um einen Schnitt in dem Verschluss 14 zu bilden und um zu bewirken, dass die Sonde 62 durch den genannten Schnitt in dem Verschluss 14 passiert, um in das genannte Fluid einzudringen, wobei die genannten Bedienelemente 11 den genannten Fußmechanismus gegen eine Bewegung in Z-Richtung sperren, wenn der Fuß 68 in Kontakt mit dem Verschluss 14 des Containers 12 abgesenkt wird, um den Container 12 stationär zu halten, und den Fußmechanismus freigeben, damit er sich wieder mit dem ersten Mechanismus bewegt, wenn der erste Mechanismus in eine vorbestimmte Position angestiegen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die genannten Bedienelemente 11 die Aufgabe haben, den Dorn 60 aus dem Verschluss 14 herauszuziehen und dann zu bewirken, dass die Sonde 62 durch den genannten Schnitt passiert.
Vorrichtung 10 nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf mehrere der genannten Container 12 zugegriffen werden kann, wobei die Container 12 nebeneinander mit einem gewählten Raum dazwischen montiert sind, und wobei der Fuß 68 eine untere Verschlusskontaktfläche mit einer solchen Größe und Form hat, dass die genannte Unterseite nur mit dem Verschluss 14 für den Container 12 Kontakt erhält, auf den zugegriffen wird, und keinen Kontakt mit dem Verschluss 14 für einen benachbarten Container 12 erhält, wenn der Fuß 68 zum Durchbohren des Verschlusses 14 mit dem Dorn 60 abgesenkt wird und wenn der Fuß 68 zum Einführen der Sonde 62 durch den Verschluss 14 abgesenkt wird.
Vorrichtung 10 nach Anspruch 1 oder 2, wobei der genannte Fußmechanismus und der genannte Dorn 60 und/oder die genannte Sonde 62 normalerweise durch Schwerkraft nach unten in Z-Richtung bewegt werden, wobei eine solche Abwärtsbewegung eingeschränkt wird durch Anschlagbolzen 72, die deren Absenkweg unterhalb des ersten Mechanismus begrenzen, eine erste Sperrkomponente, die von den genannten Bedienelementen 11 betätigt wird, um den genannten Fußmechanismus gegen eine Bewegung in Z-Richtung unter gewählten Bedingungen zu sperren, und eine zweite Sperrkomponente 84, die von den genannten Bedienelementen 11 unter gewählten Bedingungen zum Sperren des genannten Dorns 60 und/oder der genannten Sonde 62 für den ersten Mechanismus betätigt wird, damit er sich in Z-Richtung damit bewegt.
Vorrichtung 10 nach Anspruch 4, wobei der genannte Dorn 60 normalerweise in dem genannten Fuß 68 ruht und von diesem gegen eine unabhängige Abwärtsbewegung arretiert wird, und wobei der genannte erste Mechanismus, wenn die genannte zweite Sperrkomponente 84 den Dorn 60 für den ersten Mechanismus sperrt, den Dorn abwärts und aufwärts durch den Fuß 68 bewegt.
Vorrichtung 10 nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, die ferner eine Schmierstation 38 aufweist, und wobei die genannten Bedienelemente 11 den genannten ersten und den genannten zweiten Mechanismus bedienen, um den Dorn 60 über der Schmierstation 38 zu positionieren und den Dorn 60 in die Schmierstation 38 einzutauchen, bevor der Dorn 60 den genannten Verschluss 14 durchstößt.
Vorrichtung 10 nach Anspruch 6, wobei die genannte Schmierstation 38 Mittel zum Regeln der Tiefe beinhaltet, bis zu der der genannte Dorn 60 geschmiert wird.
Vorrichtung 10 nach Anspruch 6, wobei die genannte Schmierstation 38 Mittel 252 zum Entfernern von überschüssigem Schmiermittel vom Dorn 60 beinhaltet, bevor der Dorn 60 zum Durchstoßen des Verschlusses 14 bewegt wird.
Vorrichtung 10 nach Anspruch 1 oder 2, wobei der genannte Dorn 60 mehrere Lüftungslöcher 126 hat, die umfangsmäßig über seiner Spitze 110 positioniert sind, und ein Kanal 124 von den Lüftungslöchern 126 aus dem Dorn 60 verläuft; und mit einer mit dem genannten Kanal 124 verbundenen Saugquelle, wobei die genannten Bedienelemente 11 die genannte Saugquelle betätigen, um Saugdruck auf die Lüftungslöcher 126 von einem Zeitpunkt, bevor der Dorn 60 den Verschluss 14 durchstößt, bis zu einem Zeitpunkt beaufschlagt, nachdem der Dorn 60 aus dem Verschluss 14 entfernt wurde.
Vorrichtung 10 nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die genannte Sonde 62 Teil eines Flüssigkeitsstand-Erkennungsmechanismus ist und wobei die genannten Bedienelemente 11 die Aufgabe haben, als Reaktion auf einen Ausgang von dem genannten Flüssigkeitsstand-Erkennungsmechanismus, bevor die Sonde 62 weit genug in den Container 12 vorgedrungen ist, um mit dem Fluid in Kontakt zu kommen, den Zugriff auf Fluid von dem Container 12 durch die Sonde 62 abzubrechen.
Vorrichtung 10 nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die genannte Sonde 62 Teil eines Flüssigkeitsstand-Erkennungsmechanismus ist, wobei die genannte Sonde 62 Lüftungslöcher 126 in einem gewählten Abstand über seiner Spitze 110 hat, durch die Drücke innerhalb und außerhalb des Containers 12 ausgeglichen werden, wenn die Sonde 62 in den Container 12 eintritt, und wobei die genannten Bedienelemente 11 mit dem genannten Flüssigkeitsstand-Erkennungsmechanismus arbeiten, um den genannten ersten Mechanismus so zu steuern, dass die Sonde 62 in Fluid in dem Container 12 bis zu einer Teife zwischen den Lüftungslöchern 126 und der Sondenspitze 110 eindringt, und um die Sonde 62 abzusenken, während Fluid von der Sonde 62 entfernt wird, um die Tiefe der Sonde 62 in dem Fluid innerhalb eines solchen Bereiches zu halten.
Vorrichtung 10 nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 mit einer Waschstation 36 für den genannten Dorn 60 und die Sonde 62, wobei die genannten Bedienelemente 11 den ersten Mechanismus und den zweiten Mechanismus betätigen, um den Dorn 60 und die Sonde 62 über die Waschstation 36 zu bewegen und den Dorn 60 und die Sonde 62 in die Waschstation 36 einzutauchen, wenn die Zugriffsvorgänge für einen Container 12 beendet sind.
Vorrichtung 10 nach Anspruch 12, wobei der genannte Dorn 60 und die genannte Sonde 62 Lüftungslöcher 126 haben, die zu einem Kanal 124 darin führen, und mit einer Druckluftquelle, die mit jedem genannten Kanal 124 verbunden ist, wobei die genannten Bedienelemente 11 jede genannte Luftdruckquelle betätigen, um Luft durch die genannten Lüftungslöcher 126 auszublasen, wenn der Dorn 60 und die Sonde 62 in die Waschstation 36 eingetaucht sind, um dadurch Waschfluid aus den Löchern 126 und den Kanälen 124 zu halten.