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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Übertragungsvorrichtung zur Übertragung von Flüssigkeiten zwischen einer
Mehrzahl von Orten mit einem ersten Abstand zueinander und einer
Mehrzahl von Orten mit einem zweiten anderen Abstand
voneinander.
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Mikroskopteller, die aus einem Kunststoff-Formkörper bestehen,
der zahlreiche Austrittsbohrungen in einer rechteckigen Matrix
enthält, werden weitgehend in medizinischen Labors als Gefäße
benutzt, in welchen eine Anzahl von Proben gleichzeitig
untersucht werden kann.
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Eine grundlegende Schwierigkeit bei der Gestaltung eines Gerätes
für die Überführung von Proben in Mikroskoptellerbohrungen ist,
daß die Bohrungen einen typischen kleinen Abstand zwischen den
jeweiligen Mitten haben, während die Proben anfänglich in
größeren Gefäßen angeboten werden, welche wegen ihrer Größe einen
größeren Abstand voneinander haben. Dies ist insbesondere bei
Blutproben der Fall. Eine Blutprobe wird von einer Abgabeeinheit
in einem Reagenzglas entnommen. Um die Blutprobe zu untersuchen,
ist es notwendig, einen Teil der Blutprobe in eine
Mikroskoptellerbohrung zu überführen. Automatische
Probenübertragungseinrichtungen sind bekannt, z. B. DE 36 21 586 und EP 185 330, doch
sind solche Einrichtungen auf die Verwendung von nur einer,
höchstens von zwei Proben begrenzt. Solche Einrichtungen sind
groß und aufwendig und können nicht eine nennenswert große
Anzahl von Proben auf einmal überführen.
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US-A-3,444,742 beschreibt eine Übertragungsvorrichtung für die
Übertragung von Flüssigkeiten zwischen einer Mehrzahl von Orten
mit einem ersten Abstand zueinander und einer Mehrzahl von Orten
mit einem zweiten, von dem ersten verschiedenen Abstand
zueinander, wobei die Vorrichtung ein längliches geradliniges
Führungsteil, eine Mehrzahl von im wesentlichen identischen
Trägerelementen, welche verschiebbar entlang des geradlinigen
Führungsteils sind, um eine Reihenanordnung von Trägerelementen zu
bilden, und eine Mehrzahl von Proben-Sensoren zur Aufnahme der
zu übertragenden Flüssigkeit aufweist, wobei jeder Proben-Sensor
von jeweils einem der Trägerelemente getragen wird, wobei die
Trägerelemente in eine erste Position positionierbar sind, in
der die Trägerelemente im wesentlichen in Berührung miteinander
sind und in der die Proben-Sensoren einen ersten, vorgegebenen,
minimalen Abstand zueinander haben, und wobei die Trägerelemente
in eine zweite Position positionierbar sind, in der die
Trägerelemente Abstand voneinander haben und in der die
Proben-Sensoren einen zweiten, vorgegebenen, maximalen Abstand zueinander
haben, und wobei die Vorrichtung weiter Antriebsmittel zum
Bewegen der Trägerelemente in die erste oder in die zweite Position
aufweist.
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Diese bekannte Vorrichtung ist eine "Scherenzangen"-Anordnung,
die in der Lage ist, proben-Sensoren in einer Anzahl
unterschiedlicher Abstände voneinander zu tragen.
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FR-A-25 23 812 beschreibt eine Einrichtung für die Behandlung
einer zähen Masse, die eine lineare Reihe von Elementen hat,
welche in verschiedenen relativen Abständen voneinander
angeordnet werden können.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird für eine
Übertragungsvorrichtung zur Übertragung von Flüssigkeiten zwischen
einer Mehrzahl von Orten mit einem ersten Abstand zueinander und
einer Mehrzahl von Orten mit einem zweiten, von dem ersten
verschiedenen Abstand zueinander gesorgt, wobei die Vorrichtung ein
längliches geradliniges Führungsteil, eine Mehrzahl von im
wesentlichen identischen Trägerelementen, welche verschiebbar
entlang des geradlinigen Führungsteils sind, um eine
Reihenanordnung von Trägerelementen zu bilden, und eine Mehrzahl von
Proben-Sensoren zur Aufnahme der zu übertragenden Flüssigkeit
aufweist, wobei jeder Proben-Sensor von jeweils einem der
Trägerelemente getragen wird, wobei die Trägerelemente in eine
erste Position positionierbar sind, in der die Trägerelemente im
wesentlichen in Berührung miteinander sind und in der die
Proben-Sensoren einen ersten, vorgegebenen, minimalen Abstand
zueinander haben, und wobei die Trägerelemente in eine zweite
Position positionierbar sind, in der die Trägerelemente Abstand
voneinander haben und in der die Proben-Sensoren einen zweiten,
vorgegebenen, maximalen Abstand zueinander haben, und wobei die
Vorrichtung weiter Antriebsmittel zum Bewegen der Trägerelemente
in die erste Position oder die zweite Position aufweist, wobei
jedes der Trägerelemente ein rechteckiger Block ist, der eine
äußere daran gebildete Berührungsfläche aufweist, und der einen
länglichen Arm trägt, welcher von seiner äußeren
Berührungsfläche weg verläuft und im wesentlichen parallel zur
Längsausdehnung des geradlinigen Führungsteils verläuft, wobei jeder
längliche Arm einen Vorsprung trägt, welcher durch den Arm
beabstandet zu der Berührungsfläche liegt, und wobei jedes Trägerelement
eine Schulter aufweist, die daran in der Weise ausgebildet ist,
um durch den von dem Arm eines benachbarten Trägerelements
getragenen Vorsprung berührt zu werden, wobei die Schulter jedes
Trägerelements in dem Freiraum zwischen dem Vorsprung und der
äußeren Berührungsfläche des jeweils benachbarten Trägerelements
aufgenommen wird, wobei die Berührung jedes Vorsprungs mit der
jeweiligen Schulter die zweite Position der Trägerelemente
definiert, in der die Proben-Sensoren sich in dem vorgegebenen,
maximalen Abstand befinden, und wobei jedes Trägerelement durch
ein Mittel verschiebbar beweglich entlang des Führungsteils
angebracht ist, wobei diese Mittel eine Bewegung jedes
Trägerelements im wesentlichen senkrecht zur Längsausdehnung des
geradlinigen Führungsteils verhindern.
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Bei einer Ausführungsform umfaßt jedes Trägerelement ein Teil,
das eine erste und eine zweite, voneinander in Abstand und
einander
gegenüberliegende äußere Oberflächen hat, wobei die erste
äußere Oberfläche die äußere Berührungsfläche von jedem
Trägerelement bildet und dazu ausgebildet ist, um im wesentlichen in
Berührung mit der zweiten äußeren Oberfläche eines benachbarten
Trägerelements zu sein, wenn sich die Trägerelemente in ihrer
ersten Position befinden.
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Vorzugsweise definiert die zweite äußere Oberfläche jedes
Trägerelements eine äußere Berührungsfläche der Schulter, so daß
die erste Position der Trägerelemente durch Berührung von jeder
Schulter mit einer äußeren Berührungsfläche des jeweils
benachbarten Trägerelements definiert wird, während die zweite
Position durch Berührung jeder Schulter mit dem jeweiligen Vorsprung
definiert wird.
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Bei einer Ausführungsform umfassen die Mittel, die die im
wesentlichen senkrechte Bewegung der Trägerelemente verhindern,
wenigstens eine durch jedes der Trägerelemente in einer Richtung
im wesentlichen parallel zur Längsausdehnung des Arms
verlaufende Öffnung, wobei das geradlinige Führungsteil wenigstens eine
längliche Führungsstange aufweist, die dazu ausgelegt ist, sich
durch die eine Öffnung jedes Trägerelements zu erstrecken,
wodurch die Trägereleinente entlang der Führungsstange so
angebracht sind, um eine Reihenanordnung zu bilden, und so, daß die
Trägerelemente entlang der Führungsstange verschiebbar sind.
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Vorzugsweise ist das Antriebsmittel so ausgelegt, daß wenigstens
eines der Trägerelemente entlang der Führungsstange bewegt wird,
wobei die Betätigungselemente dazu ausgelegt sind, daß die
Bewegung eines Trägerelements weg von dem benachbarten Trägerelement
die Schulter des einen Trägerelements in Berührung mit dem
Vorsprung des benachbarten Trägerelements bringt und dadurch das
benachbarte Trägerelement bewegt.
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Dieses Antriebsmittel kann jedes beliebige geeignete Mittel
umfassen, beispielsweise kann das Antriebsmittel eine Schnur,
eine Kette, ein Gelenkarm, ein elastisches Glied, ein
eingreifender
Arm, eine Feder oder ein Kolben sein.
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Man wird verstehen, daß bei der Übertragungsvorrichtung der
Erfindung das Betätigungselement eines Trägerelements so
angeordnet ist, daß es mit einem angrenzenden Trägerelement
zusammenarbeitet. Infolgedessen bestimmt die Größe des
Betätigungselements und insbesondere die Länge des entsprechenden Arms den
maximalen Abstand zwischen aneinandergrenzenden Trägerelementen.
Wenn jedes Trägerelement so angeordnet ist, daß es einen Proben-
Sensor trägt, dann wird dadurch der maximale Abstand dieser
Sonden bestimmt. Weiterhin ist jeder Arm so angeordnet, daß er
den Antrieb auf ein zweites Trägerelement überträgt, so daß eine
fortgesetzte Bewegung eines ersten Trägerelements das zweite
Trägerelement bei seiner Wanderung antreibt.
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Vorzugsweise sind diese Trägerelemente verschiebbar auf der
Führungsschiene montiert. Wenn die Trägerelemente verschiebbar
montiert sind, dann können sie aus einem Material hergestellt
sein, welches niedrige Reibungskennwerte hat, z. B. einen
Kunststoff wie beispielsweise Polypropylen.
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Die Trägerelemente sind in einer linearen Reihe angeordnet. Bei
einer Ausführungsform umfaßt die Übertragungsvorrichtung eine
Mehrzahl solcher Reihen, beispielsweise zwei. Die Trägerelemente
in einer ersten Reihe können mit einem Mittel versehen sein, das
so angeordnet ist, daß es mit der zweiten angrenzenden Reihe von
Trägerelementen zusammenarbeitet. Das zusammenarbeitende Mittel
kann auch so angeordnet sein, daß eine Bewegung der ersten Reihe
von Trägerelementen eine Bewegung der zweiten Reihe von
Trägerelementen bewirkt. Das zusammenarbeitende Mittel kann z. B. eine
Schnur, eine Kette, ein Gelenkarm, ein elastisches Glied, ein
eingreifender Arm oder ein Kolben sein. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform umfaßt ein Trägerelement eine Rippe, die so
angeordnet ist, daß sie mit einem oder mehreren Trägerelementen
einer zweiten Reihe zusammenarbeitet.
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Die vorliegende Erfindung ist vorteilhaft, weil sie leicht und
tragbar ist.
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Ein weiterer Vorteil der Übertragungsvorrichtung ist, daß sie
funktionell mit einem Rechner derart gekoppelt werden kann, daß
Daten, die sich auf eine Stichprobe in einem Proben-Sensor an
einem ersten Ort beziehen, mit derselben Sonde in Beziehung
gesetzt werden können, wenn sie zu einem zweiten Ort bewegt
wird. Dies kann besonders dann vorteilhaft sein, wenn man mit
Blutproben umgeht. Wenn Blutspenden verabfolgt werden, dann wird
eine Stichprobe in einem Reagenzglas aufbewahrt, und jedem Glas
wird ein digitaler Code gegeben, beispielsweise ein Strichcode.
Eine solche Kennzeichnung hilft bei der Registrierung aller
Daten, die einer gegebenen Stichprobe zugeordnet sind. Ein
grundlegendes Problem bei einer solchen Datenspeicherung ist,
daß die Gefahr besteht, daß dann, wenn eine Stichprobe von einem
Reagenzglas beispielsweise auf einen Mikroskopteller überführt
wird, zwei Proben miteinander verwechselt und unrichtige Daten
einer Probe zugeordnet werden können. Die
Übertragungsvorrichtung der Erfindung kann solche Fehler vermeiden, indem ein
zweiter digitaler Code jeder Probe zugeordnet wird. Dieser zweite
Code kann sich auf eine Position einer Probe in einem gegebenen
Mikroskopteller beziehen. Infolgedessen kann das Risiko einer
Verwechslung reduziert werden.
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Die Übertragungsvorrichtung der Erfindung ist speziell für die
Übertragung von Flüssigkeiten und insbesondere für die
Übertragung solcher Flüssigkeiten wie Blut anwendbar. Die
Übertragungsvorrichtung kann jedoch auch für die Übertragung von Feststoffen
angepaßt werden. Mit dem Begriff Blut meinen wir normales
menschliches oder tierisches Blut, Serum, Hämoglobin oder
irgendwelche konventionell verwendeten Blutprodukte.
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Die Übertragungsvorrichtung ist speziell für die Übertragung
kleiner Flüssigkeitsvolumina an einen genauen Abscheidungsort
geeignet, wie beispielsweise die Übertragung von Blutproben zu
einer Blutgruppen- oder anderen Bestimmung auf der Basis von
Hämoglobinreaktionen. Wenn sie für die Übertragung von
Blutproben
verwendet werden, dann sind die Trägerelemente vorzugsweise
in der Lage, sich von einer offenen Position, in welcher jedes
Element um einen Abstand von 13 bis 18 mm, z. B. 15 mm, von einem
angrenzenden Trägerelement getrennt ist, in eine geschlossene
Position, in welcher der Abstand der Elemente von 6 bis 12 mm,
z. B. 9 mm, beträgt und umgekehrt zu bewegen. Eine solche
Übertragung ist speziell für die Übertragung von Proben von
Reagenzgläsern in Mikroskoptellerbohrungen geeignet.
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Die Trägerelemente sind so angeordnet, daß sie sich nur in einer
Ebene bezogen aufeinander bewegen, beispielsweise horizontal.
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Die Trägerelemente können einzeln vorgespannt und das
Antriebsmittel so vorgesehen sein, daß bewirkt wird, daß sich die
Trägerelemente berühren, oder die Trägerelemente werden zusammen
vorgespannt, und der Antrieb wird so vorgesehen, daß eine
Trennung der Trägerelemente bewirkt wird. Wenn zwei Reihen
Trägerelemente vorgesehen sind, dann kann der Antrieb bei einer oder
beiden Reihen vorgesehen sein.
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Die Anzahl der Trägerelemente kann je nach der speziellen
Verwendung, für welche die Vorrichtung eingesetzt wird,
unterschiedlich sein. Für die Verwendung bei der Übertragung von Blut
wird bevorzugt, daß die Anzahl der Trägerelemente von 2 bis 24
reicht, vorzugsweise von 6 bis 16 und am meisten vorzugsweise
von 8 bis 12.
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Jedes Trägerelement kann eine Mehrzahl von Proben-Sensoren
tragen, jedoch wird bevorzugt, daß jedes Trägerelement nur zwei
Sonden und noch stärker vorzugsweise nur eine Sonde trägt.
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Der Zyklus der Flüssigkeitsübertragung ist schneller, wenn man
die vorliegende Erfindung mit bekannten Probenentnahmetechniken
vergleicht. Insbesondere kann der Zyklus durch Verwendung der
Flüssigkeitsübertragungsvorrichtung in Verbindung mit einer
Schlauchpumpe beschleunigt werden, beispielsweise einer
Druckluft-Schlauchpumpe, wie jene, die in der europäischen
Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 02 42 077 beschrieben ist.
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Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, für ein individuelles
Trägerelement zu sorgen, das für eine Verwendung bei einer
Probenübertragungseinrichtung angepaßt ist, wie im Vorstehenden
beschrieben.
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Im Nachstehenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung in Form eines Beispiels beschrieben. Die dazugehörigen
Zeichnungen zeigen in
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Fig. 1 und 2 eine perspektivische Ansicht eines einzelnen
Trägerelements;
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Fig. 3 eine Grundrißansicht, die drei Trägerelemente in einander
berührender Position zeigt;
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Fig. 4 eine Grundrißansicht einer Reihe von Trägerelementen in
geschlossener Position;
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Fig. 5 eine Grundrißansicht einer Reihe von Trägerelementen in
einer Zwischenposition und
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Fig. 6 eine Grundrißansicht einer Reihe von Trägerelementen in
der offenen Position.
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Fig. 1 und 2 zeigen ein Trägerelement 1, welches aus einem
rechteckigen Block 2 besteht, der auf einer Seite 3 mit einem
Paar Schultern 4 und 5 versehen ist. Eine Schulter 5 ist mit
einem Arm 6 versehen, der sich senkrecht zu der Schulter 5
erstreckt, und der Arm 6 ist mit einem Vorsprung 7 am Ende
versehen, der ein Betätigungselement bildet. An der den Schultern
4 und 5 gegenüberliegenden Seite ist der Block 2 mit einer
äußeren Rippe 9 versehen, wobei die Rippe 9 parallel zu den
Schultern und in der Mitte zwischen diesen angeordnet ist und eine
Längsöffnung 10 zum Tragen eines (nicht gezeigten)
Proben-Sensors
aufweist. Der Körper des Blocks 2 ist auch mit einer
Öffnung 11 versehen, welche senkrecht zur Öffnung 10 liegt.
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Wie man in Fig. 3 sehen kann, kommt dann, wenn ein Trägerelement
1 zwei angrenzende Trägerelemente 12 und 13 berührt, die
Außenseite 14 des Vorsprungs 7 in Eingriff mit der Innenseite 15 der
Schulter 5 des angrenzenden Trägerelements 12. In ähnlicher
Weise kommt die Außenseite 16 der Schulter 4 in Eingriff mit der
Außenseite 17 der Schulter 5 des zweiten angrenzenden
Trägerelements 13.
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Wie man in Fig. 4, 5 und 6 sehen kann, können zwei Reihen der
Trägerelemente verschiebbar auf zwei geradlinigen
Führungselementen in der Form von Schienen 23 und 24 mit Hilfe der
Öffnungen 11 derart montiert sein, daß dann, wenn die Trägerelemente
1, 13 der ersten Reihe stumpf gegeneinander stoßen, die beiden
angrenzenden Rippen 9 und 18 so zusammenwirken, daß für einen
zurückgesetzten Teil 19 zwischen den Rippen 9, 18 gesorgt wird.
Die Breite des Blocks 2 und der Rippe 9 ist derart, daß der
Rezeß 19 angemessene Abmessungen hat, um die Rippe 20 eines
gegenüberstehenden Trägerelements 21 einer zweiten Reihe
unterzubringen. Die Breite des Blocks 2 und der Rippe 9 bestimmen den
Abstand der beiden angrenzenden Öffnungen 10, wenn sich die
Trägerelemente 1 in der geschlossenen Position befinden.
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Antrieb wird auf die beiden äußersten Trägerelemente an einem
Ende jeder Reihe aufgebracht, und die beiden äußersten Elemente
werden von einem ersten Abstand bezogen auf die anderen
Trägerelemente zu einem zweiten Abstand verschoben. Wenn der maximale
Abstand erreicht ist, kommt die Schulter 4 in Eingriff mit dem
Vorsprung 7 des Arms 6 eines angrenzenden Trägerelements, und
der Antrieb wird auf jenes Trägerelement überführt.
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Der Antrieb wird solange fortgesetzt, bis sich alle
Trägerelemente in ihrem maximalen Abstand befinden, wie er durch die
Länge des Arms 6 bestimmt wird.
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Die Probe kann aus einer Reihe von Orten mit einem ersten
Abstand entnommen werden. Die Reihen der Trägerelemente können
dann zu einem zweiten Abstand vorwärtsgetrieben und zu einem
Abgabeort verschoben werden. Die Proben können dann an einer
Reihe von Orten mit einem zweiten Abstand abgegeben werden.