DE3046016A1

DE3046016A1 - Pipette fuer ein automatisches analysegeraet

Info

Publication number: DE3046016A1
Application number: DE19803046016
Authority: DE
Inventors: Nobuyoshi Hachioji Tokyo Suzuki
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1979-12-07
Filing date: 1980-12-05
Publication date: 1981-09-03
Also published as: US4318884A; DE3046016C2; JPS5681451A

Description

WUESTHOFF-v. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ _w,_MHo. _GBrha*d p«l,

EIPL.-CHI M. DR. E. FREIHERR VON PECH PROfEUIONAL REPREJENTATIVEI BIPORI THI XUKOPJBAN PATENT OPPICI CR₁-INCDIETBIIBEHKENS

WANDATAIKES AGREBI PKBS l'OPPICI EUKOPEBN OBS BKBTBTS PIPPING.; DIPL₁-VIKTSCh₁-INCKUPBRI

D-8000 MÖNCHEN 90 IA-54 302 SCHWEIGERSTRASSE2

telefon: (o8j) 6620 ji

TBLBGKAUU: PKOTBCTPATBNT

j 24070

Beschreibung

Pipette für ein automatisches Analyseg<-rät

Die Erfindung betrifft eine nachstehend Pipette genannte Verteilerdüse oder Pipettenrohr zum Übertragen einer bestimmten Menge einer flüssigen Probe aus einer Probenschale in ein Reaktionsgefäß in einem automatischen Analy.segerät für die quantitative Bestimmung gesuchter Bestandteile in der Probe, z.B. in Blutserum oder Urin. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Pipette dieses Typs mit <?iner Funktion zum Messen der Ionenkonzentration der Probe.

Zum Übertragen einer bestimmten Menge einer flüssigen Probe, beispielsweise eines einem Patienten abgenommenen Blutserums, aus einer Probenschale in ein oder mehrere Reaktiönsgefäße, die sich eine vorbestimmte Bahn entlang bewegen, benutzt ein automatisches Analysegerät im allgemeinen eine Probenverteil- oder Probenzuteileinheit mit einer Pipette. Eine Reagensvertei!vorrichtung überträgt selektiv Reagenzien aus mehreren Reagensbehältern in das oder die Reaktionsgefäße, um abhängig von dem oder den zu bestimmenden Stoffen eine oder mehrere Reaktionslösungen herzustellen. Das Absorptionsvermögen bzw. die Extinktion der Reaktionslösung wird während oder nach beendeter Reaktion mit einem Kolorimeter gemessen.

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Es ist in jüngerer Zeit in Erwägung gezogen worden, mit dem automatischen Analysegerät des beschriebenen Typs neben der quantitativen Analyse der gesuchten Bestandteile in der Probe auch die Messung verschiedener Ionenkonzentrationen in der Probe durchzuf ihren. Zu diesem Zweck ist vorgeschlagen worden, einen Ion^nsensor, bestehend aus einer Bezugselektrode und einer Glaselektrode, entweder in der Probenschale oder im Reaktionsgefäß nach der Übergabe der Probe an das Reaktionsgefäß in die Probe einzutauchen. Nachteilig bei der vorgeschlagenen Vorrichtung zum Messen der Ionenkonzentration ist, daß zum Messen der Ionenkonzentration eine getrennte Vorrichtung vorgesehen werden muß, daß zum Eintauchen der Bezugsund Glaselektroden in die Probe in der Probenschale oder im Reaktionsr.efäß ein spezieller Mechanismus notwendig ist, und daß dementsprechend der Aufbau und die Arbeitsweise des Analysegerätes verkompliziert werden und sich große Abmessungen für das Analysegerät ergeben.

Der Erfincung liegt daher die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffe n.

Die Anmelderin hat festgestellt, daß in jüngerer Zeit ein Ionensenscr mi^J; einem Oberflächenfeldeffekttransistor entwickelt werden ist. Dieser Ionensensor benutzt einen FeIdeffekttrarsistor mit einem Tor, an dem je nach Bedarf elektrisch isc lier<-nde, ionenerfassende Membranen aufgebracht werden, d.i e au' spezielle Ionen, z.B. SiO_?, Si„N. u.a. ansprechen. Der Feldeffekttransistor kann ein Halbleiter-Substrat aufv-eisen, an dem eine auf eine Ionenart ansprechende ionenerfat send«· Membrane aufgebracht ist, oder ein Halbleiter-Substrat π it mehreren ionenerfassenden Membranen, die auf mehrere Icnenarten ansprechen. Im letzteren Fall sind am Feldeffekttransistor mehrere elektrisch isolierte Tore ausgebildet. Jeder der vorstehend beschriebenen Ionensensor-Typen läßt sich ohne Schwierigkeiten nach einem in der Halbleiter-Industrie üblichen Verfahren herstellen. Die aus Oberflächen-

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feldeffekttransistoren aufgebauten Ionensensoren zeichnen sich durch sehr große Lebensdauer und kleine Abmessungen aus.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Pipeite mit einem Ionensensor gelöst, der von dem vorstehend beschriebenen Oberflächenfeldeffekttransistor gebildet ist, so daß die gesuchte Ionenkonzentration der Probe gleichzeitig mit der Abgabe oder der übertragung der Probe gemessen verden kann. Dadurch werden die weiter oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwunden. .

Eine Pipette zum Ansaugen von Flüssigkeit aus einem ersten Gefäß und Abgeben der so angesaugten Flüssigkeil in ein zweites Gefäß hat erfindungsgemäß einen Ionensersor, der aus einem Oberflächenfeldeffekttransistor aufgebaut ist, welcher an dem Abschnitt der Pipette angeordnet ist, der mit der Flüssigkeit in Berührung kommt, wodurch eine gesuchte Ionenkonzentration der Flüssigkeit gemessen wird, werη die Flüssigkeit von der Pipette angesaugt und abgegeben wird, entweder zum Zeitpunkt des Eintauchens der Pipette in die Flüssigkeit im ersten Gefäß oder zu dem Zeitpunkt, in dem die Flüssigkeit in die Pipette angesaugt ist.

Vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Somit kann die gesuchte Ionenkonzentration der Probe beim Übertragen der Probe gemessen werden, ohne daß irgendeine getrennte Ionenkonzentration-Meßeinrichtung benutzt werden müßte. Die Pipette gemäß der Erfindung läßt sich daher mit Vorteil bei einem automatischen Analysegerät ο .-dgl. anwenden und ermöglicht eine Verkleinerung der Geräteabmessungen. Wenn die Pipette an einem Halter lösbar angeordnet ist und die Anschlußbuchse wie bei e'er nachstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung lösbar auf die Anschlußkontaktstücke des Ionensensors aufsteckbar ist» ist es möglich,

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mehrere Pipetten mit verschiedenen, je auf eine andere Art von Ionenkonzentration abgestimmten Ionensensoren bereitzuhalten, so daß jede aus einer großen Vielzahl von verschiedenen Arten Ionenkonzentrationen durch einfaches Auswechseln der Pipette im Halter gemessen werden kann.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung des Aufbaues einer Abgabevorrichtung mit einer Ausführungsform der Pipette gemäß der Erfindung,
Fig. 2. 3 und 4 Querschnitte durch verschiedene abgewandelte

Ausführungsformen der Pipette gemäß der Erfindung, Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung des Aufbaues einer anderen Abgabevorrichtung mit einer Pipette gemäß der Erfindung,

Fig. 6 ei ie vereinfachte Darstellung eines wesentlichen Teiles einer verschiedenen Abgabevorrichtung mit ei ier Fipette gemäß der Erfindung und

Fig. 7 ei ie vereinfachte Darstellung des Aufbaues einer Verdü-inungseinrichtung mit einer Pipette gemäß der Erfiidung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einer Abgabevorrichtung ist eine Pipette 1 an einem Halter 2 lösbar angeordnet. )ie Fipette 1 ist mit einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung über den Halter 2 zwischen drei Stellungen bewegbar, nämlich einer Probenaufsaugstellung, in der eine ProbenschaLe 4 mit einer Probe 3 angeordnet ist, einer Probenabgabestellung, in der ein Reaktionsgefäß 5 angeordnet ist, und einer Pipettenwaschstellung, in welcher ein Waschgefäß angeordnet ist. Die Antriebsvorrichtung verstellt die Pipette

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und den Halter 2 in den Probenaufsaug- und ³ipettenwaschstellungen auch vertikal, so daß das untere Ende bzw. die Spitze der Pipette 1 in die Probenschale 4 and das Waschgefäß 6 eintauchen kann.

Die Pipette 1 ist beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Kunstharz hergestellt. Die Pipette 1 ist an ihrem oberen Ende über ein Ventil 7, eine Spritze i- bzw. Kolbenpumpe 8 und ein weiteres Ventil 9 mit einem Waschlösungsbehälter 11 verbunden, der beim dargestellten Beispiel eine Normallösung 10 von bekannter niedriger Ion ^konzentration enthält. Die Kolbenpumpe 8 weist einen Kolben 12 auf, der beispielsweise von einem nicht dargestellten Antriebsmotor hin- und herbewegbar ist.

Das Waschgefäß 6 ist über ein Ventil 13 mit einem nicht gezeichneten Ablaufgefäß verbunden.

Die in Fig. 1 dargestellte Abgabevorrichtung saugt eine bestimmte Menge der Probe 3 mit der Pipette 1 aus der Probenschale 4 an und gibt die so angesaugte Probe in das Reaktionsgefäß 5 ab. Die Pipette 1 weist bei dieser Ausführungsform einen Ionensensor 15 auf, der von einem Oberflächenfeldeffekttransistor gebildet .ist, sowie eine Bezugselektrode 16, die an entsprechenden Stellen in dem Bereich eingebettet sind, der von der Probe 3 bedeckt wird, wenn die genannte Menge der Probe 3 von der Pipette 1 angesaugt worden ist.

Der lonensensor 15 hat wenigstens ein Ionenerfassungsteil j 15A (elektrisch isoliertes Tor), der so angeordnet ist, daß

er mit der in die Pipette 1 angesaugten Probe 3 in Berührung kommt. Ferner hat der lonensensor 15 Quellen- und Senkenelektroden, die über Leitungsdrähte mit Anschlußkontaktstücken 15B verbunden sind. Der. Abschnitt der Pipette 1, in dem der Ionensensor 15 aufgenommen ist, ist ein Formling aus elektrisch isolierendem Harz 17. Die Anschlußkontaktstücke 15B

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sind so ausgelegt, daß an dem sie tragenden Abschnitt der Pipette 1 eine Anschlußbuchse 18 wegnehmbar anbringbar ist, wodurch sie über AnschlußkontaktstUcke der Anschlußbuchse mit außerhalb angeordneten Schaltungsanordnungen elektrisch verbindbar sind.

Die Bezugselektrode 16 ist an der Pipette 1 so angeordnet, daß ein nicht dargestellter, für die Berührung mit Flüssigkeit vorgesehener Abschnitt der Bezugselektrode 16 mit der in die Pipette 1 angesaugten Probe 3 in Berührung kommt. Der Ionensensor 15 und die Bezugselektrode 16 erzeugen Ausgangssignale, beispielsweise in Form von Spannungen, die eine festgestellte Ionenkonzentration der Probe 3 darstellen und über einen Verstärker 19, einen Analog-Digital-Umsetzer 20 und eine aus einem Rechner o.dgl. bestehende Steuereinheit

21 einem Speicner 22 zur Speicherung zugeleitet werden. Sodann wird der für die Normallösung 10 gemessene Wert von der Steuereinheit ^Jl betriebsmäßig verarbeitet. Der im Speicher

22 gespeic hert'2 Meßwert für die Probe 3 wird mit dem so verarbeiteten Wert für die Normallösung 10 geeicht, und das geeichte, richtige Ergebnis des für die Probe 3 gemessenen Wertes wird an einem Anzeigegerät 23 angezeigt.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Abgabevorrichtung ist folgende: Bei Beginn des AbgabeVorganges bei der dargestellten Ausführungsform besteht an der Spitze der Pipette 1 eine Luftschicht 25, der Kanal zwischen der Pipette 1 und cem W.ischlösungsbehälter 11 ist mit der Normallösung 10 gefü It, und das untere Ende des Kolbens 12 der Kolbenpumpe 8 nimmt die in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien gezeichnete Stellung 12a ein. Unter diesen Bedingungen wird die die Probenansaugstellung einnehmende Pipette 1 abgesenkt, bis ihre Spitze in die Probe 3 in der Probenschale 4 eingetaucht ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das Ventil 7 geöffnet, wogegen das Ventil 9 geschlossen wird; das untere Ende des Kolbens 12 der Kolbenpumpe 8 wird in eine tiefere Stellung 12b

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bewegt, um eine vorbestimmte Menge der Probe 3 in die Pipette 1 anzusaugen. Sodann wird die Pipette 1 hochgefahren und in die Probenabgabestellung bewegt, in der das Reaktionsgefäß 5 angeordnet ist. In der Zeitspanne vom Ansaugen der Probe 3 bis zum Einnehmen der Probenabgabes-cellung wird die gesuchte Ionenkonzentration der in die Pipette 1 aufgesaugten Probe 3 vom Ionensensor 15 gemessen, dessen Ausgangsspannung den Wert der gesuchten Ionenkonzentration dor Probe 3 darstellt und im Speicher 22 gespeichert wird.

Bei in der Probenabgabestellung angeordneter Pipette 1 wird das untere Ende des Kolbens 12 der Kolbenpumpe 8 nach oben in die Stellung 12a gefahren, um die aufgesaugte Probe 3 in das Reaktionsgefäß 5 abzugeben. Sodann wird die Pipette 1 in die Pipettenwaschstellung mit dem Waschgefäß 6 bewegt und so weit abgesenkt, daß ihre Spitze in das Waschgefäß 6 eintaucht. Während dieser Bewegung wird das Ventil 7 geschlossen, wogegen das Ventil 9 geöffnet wird, und das untere Ende des Kolbens 12 der Kolbenpumpe 8 wird in seine unterste Stellung 12c abgesenkt, um eine vorbestimmte Menge der Normallösung in die Kolbenpumpe 8 anzusaugen. Daran anschließend wird das Ventil 7 geöffnet und das Ventil 9 geschlossen, jnd das untere Ende des Kolbens 12 wird in seine oberste Stellung 12d bewegt, um die aufgesaugte Normallösung 10 in das Waschgefäß 6 abzugeben. Zu diesem Zeitpunkt bleibt das an das Waschgefäß 6 angeschlossene Ventil 13 geschlossen. Somit wäscht die abgegebene Normallösung 10 in zuverlässiger Weise die Innenfläche der Pipette 1, den Ionensensor 15 und die Bezugselektrode 16. Außerdem wird die abgegebene Normallösung 10 im Waschgefäß 6 zurückgehalten, so daß die Außenfläche der Pipettenspitze, also der zuvor in die Probe 3 eingetauchte Abschnitt der Pipette 1, nunmehr zuverlässig gewaschen wird. Nach dem Waschen der Pipette 1 wird das Ventil 13 geöffnet, um die im Waschgefäß 6 enthaltene Normallösung 10 in das nicht dargestellte Ablaufgefäß abzuleiten.

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Schließlich wird das untere Ende des Kolbens 12 der Kolbenpumpe 8 in seine Stellung 12a abgesenkt, um an der Spitze der Pipette 1 die Luftschicht 25 auszubilden, während die Pipette 1 hochgefahren und in die Probenansaugstellung bewegt wird. Auf diese Weise wird ein Arbeitsspiel der Proben-Übergabe beendet, und die Abgabevorrichtung ist für das nächste Arbeitsspiel bereit. Bevor die nächste Probe angesaugt wird, wird die Ionenkonzentration der Normallösung in der Pipette 1 nach dem Waschen gemessen, der so erhaltene Meßwert von der Steuereinheit 21 verarbeitet, um unter Benutzung des Meßwertes für die Normallösung den im. Speicher gespeicherten Meßwert für die Probe 3 zu eichen, und der richtige Meßwert für die Probe 3 am Anzeigegerät 23 angezeigt.

Danach kann durch sukzessives Wiederholen des vorstehend beschriebenen Vorgangs in der richtigen Reihenfolge die gesuchte Ionenkoazentration jeder Probe während der aufeinanderfolgenden Probenabgabevorgänge nacheinander gemessen werden.

Nachstehend werden abgewandelte Ausführungsformen der Pipette gemäß der Erfindung beschrieben.

Die in Fig. 2 dargestellte Pipette 31 unterscheidet sich von der Pipette 1 gemäß Fig. 1 dadurch, daß an ihr zum Messen verschiedener 3onenkonzentrationen zwei Ionensensoren 32 und 33 angeordnet sind, die von Oberflächenfeldeffekttransistoren gebildet sind. Die Ionenerfassungsteile 32A und 33A der Ionensensoren 32 unc' 33 sind zwar mit Zwischenabstand in Richtung der Längsachse der Pipette 31, aber so angeordnet, daß sie mit jeder in die Pipette 31 aufgesaugten Probe 3 in Berührung kommen. Die Ionensensoren 32 und 33 weisen Anschlußkontaktstücke 32B und 33B auf, die über eine gemeinsame Anschlußbuchse 34 mit einem in Fig. 2 nicht dargestellten Verstärker verbunden sind. In den übrigen Teilen ist die Pipette 31 von gleichem Aufbau wie die Pipette 1 der zuerst beschriebenen AusfUhrungsform.

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Gemäß Fig. 3 können die beiden Ionensensoren 32 und 33 in einer zur Längsachse einer Pipette 35 rechtwinkligen Ebene radial mit Versetzung in Umfangsrichtung angeordnet sein.

In Fig. 4 ist eine andere Pipette 36 dargestellt, die sich von den bisher beschriebenen Ausführungsformen dadurch unterscheidet, daß ein von einem Oberflächenfeldeffek1 transistor gebildeter Ionensensor 37 an der Außenumfangsfl&che ihrer Spitze angeordnet ist. Mit Ausnahme eines Ionenerfassungsteils 37A ist der Ionensensor 37 von einem Form]ing aus elektrisch isolierendem Harz 38 umschlossen, in den Leitungsdrähte eingebettet sind, die mit einem Ende an Quellen- und Senkenelektroden des Ionensensors 37 und mit den entgegengesetzten Enden mit Anschlußkontaktstücken 37B verbunden sind, die an der Außenseite an einer Stelle freiliegen, die nicht in die Probe 3 eingetaucht wird. Die Pipette 36 mißt die Ionenkonzentration der Probe 3, wenn ihre Spitze zum Aufsaugen der Probe 3 in diese eingetaucht ist. Sobald der Saugvorgang begonnen hat, sind das Ionenerfassungsteil 37A des Ionensensors 37 und die Bezugselektrode 16 mit der Probe 3 gleichzeitig in Berührung. Die Ionenkonzentraticn der Normallösung 10 wird beispielsweise während des Waschens der Pipette 36 gemessen, wenn das Ionenerfassungsteil 37A des Ionensensors 37 und die Bezugselektrode 16 mit der Ncrmallösung gleichzeitig in Berührung sind..:Zum Messen verschiedener Arten Ionenkonzentrationen können an der Außenfläche der Pipettenspitze mehrere Ionensensoren angeordnet sein.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist auch die Bezugselektrode 16 an der Pipette angeordnet. Sie läßt sich jedoch zu Messungen verschiedener Arten' Ionenkonzentrationen gemeinsam benutzen, so daß sie statt an der Pipette an einer beliebigen Stelle der an die Pipette angeschlossenen Leitung, vorzugsweise an solcher Stelle angeordnet sein kann, die eine gleichzeitige Berührung des Ionenerfassungsteils des Ionensensors und der Bezugselektrode mit der von der Pipette aufgesaugten Probe ermöglicht.

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Die in Fig. 5 dargestellte Abgabevorrichtung benutzt eine der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ähnliche Pipette 41. An einer an die Pipette 41 angeschlossenen Leitung ist an entsprechender Stelle ein Elektrodenhalter 42 vorgesehen, in dem eine Bezugselektrode 16 so gehalten ist, daß ein für die Berührung mit Flüssigkeit vorgesehener Abschnitt 16A der Bezugselektrode 16 mit der Flüssigkeit in der Leitung in Berührung kommen kann. Bei der Abgabevorrichtung gemäß Fig. 5 ist die Pipette 41 zwischen einer Probenansaugstellung und einer Pipettenwaschstellung bewegbar und in jeder dieser beiden Stellungen höhenverstellbar. Bei dieser Abgabevorrichtung ist eine Frobenschale 4 drehbar abgestützt und zum drehenden ßewej-en der in ihr enthaltenen Probe 3 von einem Motor 43 aitreibbar.

Es wird nun der Vorgang des Messens einer gesuchten Ionenkonzentrat ion n.it der Abgabevorrichtung gemäß Fig. 5 beschrieben. Zu Eeginn der Ionenkonzentrationmessung wird die Leitung bzw. der Kanal zwischen der Spitze der Pipette 41 und einem Wascnlösungsbehälter 11 mit Normallösung 10 gefüllt, wobei das intere Ende des Kolbens 12 einer Kolbenpumpe 8 in der mit durchgezogenen Linien gezeichneten Stellung 12a gehalten ist. Unter diesen Bedingungen wird die Pipette 41 in der Probenansaugstellung abgesenkt, bis ihre Spitze in die Probe 3 in der Probenschale 4 eingetaucht ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Probenschale 4 vom Motor 43 drehangetrieben. Sodann wird das Ventil 7 geöffnet und das Ventil 9 geschlossen und da? untere Ende des Kolbens 12 der Kolbenpumpe 8 wird nach unten in eine Stellung 12b bewegt, um eine vorbestimmte Me ige der Probe 3 aufzusaugen. Nach dem Saugvorgang wird das V mti] 7 geschlossen und das Ventil 9 geöffnet und das untere Ende des Kolbens 12 wird in eine Stellung 12c weiter abgosenkt, um eine bestimmte Menge der Normallösung in die Kolbenpumpe 8 anzusaugen. Während dieser Zeitspanne ist der Ioiensensor 37 in die Probe 3 eingetaucht, so daß die gesuchte Icnenkonzentration der Probe 3 gemessen und in einem Speicher 22 gespeichert wird.

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Sodann wird die Pipette 41 hochgefahren und in die Pipettenwaschstellung bewegt, in der sie abgesenkt wird, bis ihre Spitze in.das Waschgefäß 6 eintaucht. In diesem Zeitpunkt wird das Ventil 7 geöffnet und das Ventil 9 geschlossen und das untere Ende des Kolbens 12 der Kolbenpumpe 8 wird nach oben in die Stellung 12a gedrückt, wodurch die zuvor angesaugte Probe 3 und die Normallösung 10 in das Waschgefäß 6 abgegeben werden. Während des Abgabevorganges bleibt ein mit dem Waschgefäß 6 verbundenes Ventil 13 gescnlossen. Dabei werden·die Innen- und Außenflächen der Pipette 41, des Ionensensors 37 und der Bezugselektrode 16 gewaschen. Nach dem Waschen wird das Ventil 13 geöffnet, um die Flüssigkeit im Waschgefäß 6 in ein nicht dargestelltes .Ablaufgefäß ab-. zuleiten. Nach dem Entleeren wird das Ventil 13 wieder geschlossen.

Wenn die Spitze der Pipette 41 noch in das Waschgefäß 6 eingetaucht ist, wird das Ventil 7 geschlossen und das Ventil 9 geöffnet, und das untere Ende des Kolbens 12 der Kolbenpumpe 8 wird in seine unterste Stellung 12c bewegt, um eine vorbestimmte Menge der Normallösung 10 in die Kolbenpumpe 8 anzusaugen. Nach dem Saugvorgang wird das Ventil 7 geöffnet und das Ventil 9 geschlossen und das untere Ende des Kolbens 12 wird nach oben in seine Stellung 12a bewegt, um die angesaugte Normallösung 10 in das Waschgefäß 6 abzugeben, in dem sie aufgefangen wird. Somit ist das Ioneneriassungsteil 37a des Ionensensors 37 an der Spitze der Pipette 41 in die aufgefangene Normallösung 10 eingetaucht, so daß die Ionenkonzentration der. Normallösung 10 gemessen wird. Der Meßwert wird von einer Steuereinheit 21 betriebsmäßig verarbeitet, um den im Speicher 22 gespeicherten Meßwert für die Probe 3 zu eichen. Der geeichte richtige Wert der gemessenen Ionenkonzentration der Probe 3 wird an einem Anzeigegerät 23 angezeigt.

Nach dem Messen der Ionenkonzentration der Normallösung 10

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wird das Ventil 13 geöffnet, um die Normallösung 10 aus dem Waschgefäß 6 in ein nicht dargestelltes Ablaufgefäß abzuleiten. Zur gleichen Zeit wird die Pipette 41 hochgefahren und in die Probenansaugstellung bewegt. Dadurch ist die Abgabevorrichtung für das Messen der nächsten Probe bereit.

Durch sukzessives Wiederholen des vorstehend beschriebenen Meßvorganges in der richtigen Reihenfolge lassen sich während der aufeinanderfolgenden Abgabevorgänge die gesuchten Ionenkonzentrationen der aufeinanderfolgenden Proben messen.

In Fig. 6 ist eine Pipette 51 dargestellt, bei der wie im Falle der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ein Ionensensor 15 an einer Fluidleitung bzw. einem Fluidkanal der Pipette 51 angeordnet ist. Wie bei der Abgabevorrichtung gemäß Fig. 5 ist an einer rrit der Pipette 51'verbundenen Leitung ein Elektrodenhalter 42 angeordnet, in dem die Bezugselektrode 16 aufgenommen ist. Die Pipette 51 ist in einer Abgabevorrichtung in ähnlicher W'ise wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 oder 5 verwendbar. Die Pipette 41 kann durch Durchführen der vorstehend im /Zusammenhang mit Fig. 1 und 5 beschriebenen Meßvorgänge zum sukzessiven Messen gesuchter Ionenkonzentrationen aufeinanderfolgender Proben während deren Abgabe benutzt werden.

Bei der ir Fig 7 dargestellten Ausführungsform ist eine Pipette gemäß <ler Erfindung zur Bildung einer Verdünnungsvorrichturg eingesetzt. Gemäß Fig. 7 ist eine Pipette 1 über ein Kreuzventi 52, eine Spritzen- bzw. Kolbenpumpe 8 und ein Ventil 9 m,t einem Verdünnungsmittelbehälter 54 verbunden, der eine \erdünnungslösung, z.B. Ionenaustauschwasser, enthält. Die andere Einlaßöffnung des Kreuzventils 52 ist mit einem Waschlösungsbehälter 11 verbunden, der eine Normallösung 10 enthält. Die übrigen Bauteile der Verdünnungsvorrichturg gemäß Fig. 7 sind die gleichen wie bei der Abgabevorrichtung gemäß Fig. 1.

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σ co cn

^. ο cn Φ co

03

ο 2 g

Tabelle l(a)

Arbeitsschritt	Stellung der Pipette 1	Strömungs weg im ■■ Kreuzventil 52	Ventil 9	Ventil 13	Kolben 12 der Kolbenpumpe 8
Ansaugen der Probe	Probenansaugsteilung (Pipettenspitze in der Probe)	Pfeil A	ZU	ZU	Rückzug um vor bestimmten Hubweg S
Messen der Ionen- ; konzentration der Probe und Ansaugen von Verdünnungs mittel	Probenansaugstellung _t -* Probenabgabestellung (Pipettenspitze in ,der Luft)	Pfeil A 4- Pfeil B	AUP	Il '	Rückzug um vor bestimmten Hubweg Sp
Abgabe der Probe und der Ver dünnungslösung	Probenabgabestellung	Pfeil A	ZU	It	Vorschub um die Summe der vor- (S_{1 +} S₂)
Ansaugen von No.rmal lös ung	Probenabgabestellung —» Probenwaschstellung	Pfeil C	ti	Il	Rückzug um vor bestimmten Hubweg S₃

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Tabelle l(b)

σ> σ> co

Arbeitsschritt	Stellung der Pipette 1	Strömungs weg im Kreuzventil 52	Ventil 9	Ventil 13	Kolben 12 der Kolbenpumpe 8
Waschen der Pipette und Messen der Ioneh- konzentration der Normallösung	Pipettenwaschsteilung (Pipettenspitze in Waschgefäß 6 einge taucht)	Pfeil A	ZU	ZU .AUF	Vorschub um den Hubweg S₃
Ansaugen von Ver- dUnnungslösung	It	Pfeil B	AUF	Il	Rückzug um vor bestimmten Hubweg S-
Abgabe der Ver- dünnungslösung	Il	Pfeil A	ZU	Il	Vorschub um vor bestimmten Hubweg S.
Erzeugen der Luft schicht an der Pipettenspitze	Pipettenwaschstellung —* Probenansaugstellun^ (Pipettenspitze in der Luft)	Il	Il	ZU '	kleine RUckzugbewegung

ω ο ro

54

Die Verdünnungsvorrichtung ist zum Ansaugen der Probe bereit, wenn eine Leitung zwischen der Pipette 1 und dem Verdünnungsmittelbehälter 54 mit der Verdünnungsmittellösung 53 gefüllt ist und an der Spitze der Pipette 1 eine Luftschicht 25 vorhanden ist.

Durch Wiederholen der in Tabelle 1 angegebenen /rbeitsschritte in der richtigen Reihenfolge kann beim. Ansaugen jeder Probe und der zu ihrer Verdünnung vorgesehenen Verdünnungsmittellösung eine gesuchte Ionenkonzentration bei jeder der aufeinanderfolgenden Proben nacheinancer gemessen werden.

Wenngleich die dargestellten Ausführungsformen nur einen oder zwei Ionensensoren aufweisen, können an der Pipette gemäß der Erfindung drei oder mehr Ionensensorer. angeordnet sein, so daß mehrere verschiedene Ionen, z.B. Ne , K⁺ und Cl~ gleichzeitig gemessen werden können. Außerdem können an einem Halbleiter-Substrat mehrere Ionenerfassungsteile ausgebildet sein, die selektiv auf verschiedene Ionen ansprechen, so daß ein auf die verschiedenen Ionen ansprechender Ionensensor zur Verfügung steht.

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Claims

Patentansprüche

Pipette für ein automatisches Analysegerät zum Ansaugen on Flüssigkeit aus einem ersten Gefäß und Abgeben der so angesaugten Flüssigkeit in ein zweites Gefäß, gekennzeichnet

durch einen Ionensensor (15; 32, 33; 37), dor aus einem Oberflächenfeldeffekttransistor aufgebaut ist, v/elchor an dem Abschnitt der Pipette (1; 31; 35; 36; 41; 51) angeordnet ist, der mit der Flüssigkeit (Probe 3) in Berührxmg k :>mmt zur Messung der Ionenkonzentration der Flüssigkeit (3) jeim Ansaugen und Abgeben der Flüssigkeit (3) in und aus der Pipette (1; 31; 35; 36; 41; 51) .
2. Pipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ionensensor (37) die Tonenkonzentration der Flüssigkeit (3) zu messen vermag, wenn die Pipette (36) in die Flüssigkeit (3) im ersten Gefäß (Probenschale 4, eingetaucht ist, um die Flüssigkeit anzusaugen.
3. Pipette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,

daß der Ionensensor (15; 32, 33) die Ionenkonzentration der Flüssigkeit (3) zu messen vermag, wenn die Flüssigkeit (3) in die Pipette (1; 31; 35; 41; 51) eingesaugt ist.

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4. Pipette nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet ,

daß die Pipette (1; 31; 35; 41; 51) wenigstens einen Ionensensor (15; 32, 33) hat, bei dem ein Ionenerfassungsteil (15A; 32A, 33A) an der Innenfläche der Pipette angeordnet ist.
5. Pipette nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet ,

daß die Pipette (36) wenigstens einen Ionensensor (37) hat, bei dem ein Ionenerfassungsteil (37A) an der Außenfläche der Pipettenspitzo angeordnet ist.
6. Pipette nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet ,

daß die Pipette einen aus elektrisch isolierendem Harz (17; 38) geformten Abschnitt hat und der Ionensensor in diesen Abschnitt eingebettet int.
7. Pipette nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet ,

daß der geformte Abschnitt Anschlußkontaktstücke (15B; 32B, 33B; 37B) auf v/eist, die mit Source- und Drain-Elektroden des Oberflächenfeldeffekttransistors des Ionensensors (15; 32, 33; 37) über Leitungsdrähte verbunden sind, die in den geformten Abschnitt eincrebettet sind.

1028 130036/0663

BAD ORIGINAL