УСТРОЙСТВО ПРИВЕДЕНИЯ В ДВИЖЕНИЕ ЛЕНТЫ С КЮВЕТАМИ В АППАРАТЕ ДЛЯ АНАЛИЗА Российский патент 2007 года по МПК G01N21/00 

Область техники

Настоящее изобретение касается усовершенствования аппарата для автоматического анализа, используемого, в частности, для определения промежутков времени, необходимых для изменения физического состояния среды.

Предшествующий уровень техники

Такие аппараты используются в основном, но не исключительно, для определения времени коагуляции крови в соответствии со способом, в котором исследуемый образец крови размещается в донной части кюветы, содержащей шарик, изготовленный из ферромагнитного материала и периодически приводимый в движение под действием прикладываемого извне магнитного поля. Изменения характеристик движения ферромагнитного шарика, например, изменения амплитуды и/или частоты его движения, которые являются репрезентативными для изменения физического состояния исследуемой крови, определяются посредством соответствующих средств.

Такой аппарат описан, например, в патенте ЕР 0325874, выданном на имя фирмы Diagnostica Stago.

Указанный аппарат содержит распределитель кювет одноразового использования, каждая из которых содержит искривленную донную часть, образующую дорожку качения для шарика, и поверхность, противоположную донной части и содержащую отверстие. От поперечных кромок отверстия проходят две закраины, располагающиеся под прямым углом по отношению к верхним поверхностям кювет. Кюветы располагаются рядом друг с другом и закрепляются с возможностью съема на гибкой несущей ленте, которая перекрывает их отверстия. Лента с кюветами намотана на катушку, размещенную на втулке, предусмотренной в отсеке хранения и распределения. Кюветы перемещаются одна за другой через пост детектирования.

Указанный аппарат имеет ряд недостатков, в частности, не обеспечивается удовлетворительное позиционирование кюветы на посту детектирования. При этом анализ движений упомянутого шарика может оказаться не вполне адекватным, что, в свою очередь, может привести к опасности возникновения ошибок в результатах анализа.

Краткое изложение существа изобретения

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и создание устройства приведения в движение ленты с кюветами в аппарате для анализа.

Для решения этой задачи согласно изобретению в аппарате для автоматического анализа предложено устройство приведения в движение множества кювет, образующих ленту и связанных между собой посредством пленки, содержащее по меньшей мере один зубчатый ремень, зубцы которого входят в зацепление с соответствующими конструктивными элементами кювет.

Предпочтительно каждая кювета содержит отверстие, на уровне которого сформированы две противоположные друг к другу закраины, проходящие в направлении наружу по отношению к кювете, на которых выполнены упомянутые конструктивные элементы.

Кроме того, каждая из закраин представляет собой две кромки, выполненные наклонно по отношению к продольной оси ленты таким образом, чтобы система, образованная лентой и кюветами, имела две зубчатые боковые кромки.

Таким образом, система, образованная лентой и множеством кювет, выполняет функцию зубчатой рейки.

В то же время, каждая боковая кромка пленки имеет зубчатый профиль, зубцы которого выделяются благодаря закраинам, выполненным на кюветах.

Благодаря зацеплению зубцов зубчатой рейки с зубцами системы, образованной пленкой с закрепленными на ней кюветами, при приведении в движение система позволяет индексировать положение движущихся кювет.

Такое устройство не имеет люфта при управлении его движением как в одном, так и в другом направлении.

Краткое описание чертежей

Предлагаемое изобретение в дальнейшем поясняется нижеследующим описанием со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 изображает схему аппарата для автоматического анализа согласно изобретению;

фиг.2 - общий вид кюветы, закрепленной на пленке, согласно изобретению;

фиг.3 - вид сверху пленки с кюветами, и систему приведения пленки в движение типа зубчатой рейки согласно изобретению;

фиг.4 - схему устройства (вертикальный разрез), согласно изобретению.

Описание предпочтительного варианта воплощения изобретения

В описываемом варианте реализации аппарат 1 (фиг.1) для автоматического анализа обеспечивает подачу кювет, содержащих некоторую последовательность кювет С, образующих ленту 2.

Каждая из кювет С (фиг.2), изготовленных путем формования из прозрачного пластического материала, имеет корпус в виде плоского параллелепипеда, искривленная донная часть FI которого образует дорожку качения для шарика ВЕ, изготовленного из ферромагнитного материала. Напротив донной части FI кювета С содержит отверстие, на уровне которого две ее противоположные боковые стороны ВО1, ВО2 продолжаются под прямым углом двумя закраинами R11, R21, каждая из которых снабжена цилиндрическим выступом РС со стороны, противоположной корпусу кюветы. Два выступа предназначены для вставления с натягом в два соответствующих отверстия TR, предусмотренных на двух боковых кромках пленки. Закраины R11, R21 имеют, например, форму равнобедренной трапеции, большее основание которой жестко связано с кюветой. Боковые кромки несущей ленты 3 имеют в промежутке между закраинами R11, R21 смежных кювет вырезы трапециевидной формы, наклонные кромки которых проходят вдоль наклонных кромок закраин R11, R21. Благодаря такому конструктивному решению, каждая из боковых кромок ленты представляет собой зубчатый профиль, зубцы которого формируются благодаря наличию закраин R11, R21 используемых кювет.

Пленка является гибкой и изготовлена из впитывающего материала, например, из бумаги. В пленке над каждой кюветой выполнены отверстия 4, предназначенные для обеспечения возможности прохождения пипетки.

В соответствии с конструктивным решением, представленным на фиг.4, направление движения ленты 3 с кюветами 2 обеспечивается при помощи рельса 5. Рельс 5 имеет поперечное сечение U-образной формы, два вертикальных крыла которого продолжаются под прямым углом двумя закраинами R3, R4, при этом закраины R11, R21 кювет уложены на закраины R3, R4 рельса. Лента 3 проходит последовательно через пост 6 работы с пипеткой, пост 7 детектирования и пост 8 отрезания, на выходе из которого каждая кювета попадает в специально предусмотренный для этого сборный резервуар 9.

Функционирование различных постов управляется при помощи микропроцессора Р, содержащего центральный вычислительный блок, а также периферийные устройства, например монитор 10 и клавиатуру 11.

Приведение ленты 3 в движение обеспечивается посредством приводного механизма, воздействующего на бесконечный зубчатый ремень 12, направляемый на каждом конце ременного привода роликами 13, 14, один из которых приводится во вращательное движение посредством шагового двигателя М. Ремень содержит систему зубцов, каждый из которых отстоит от соседних с ним зубцов на расстояние, кратное ширине используемых кювет (например, 4-5 кювет). Зубцы имеют профиль эвольвенты окружности, который соответствует зубчатой рейке с нормальной формой зубьев, чтобы входить в корректное зацепление с зубцами зубчатого профиля ленты. Таким образом, зубцы приводного ремня могут приводить в движение ленту с кюветами с высокой точностью, с обеспечением самоцентрирования и с компенсацией возможных люфтов (зубцы приводного ремня погружаются более или менее глубоко между соответствующими зубцами ленты).

Пост 6 работы с пипеткой снабжен вертикальной автоматизированной пипеткой 15, подвижной по высоте, чтобы пипетка могла занимать нижнее рабочее положение или положение промывки и верхнее положение, обеспечивающее возможность ее перемещений в горизонтальной плоскости.

Пипетка 15 закреплена на одном из концов рычага 16, установленного с возможностью поворота относительно другого своего конца вокруг вертикальной оси 17. Приведение рычага 16 во вращательное движение обеспечивается посредством двигателя, управляемого процессором Р.

Благодаря использованию этого очень простого механизма, пипетка 15 может быть подведена последовательно к рабочей зоне поста работы с пипеткой, к диаметрально противоположной ей зоне промывки 18, оборудованной одной или несколькими ваннами промывки, и к двум зонам отбора образцов 19, 20, располагающимся симметрично по отношению к оси, проходящей через рабочую зону работы с пипеткой 6 и зону 18 ее промывки.

Зоны 19, 20 отбора образцов (фиг.1) располагаются на траектории движения сосудов R1, R2, размещенных на двух карусельных транспортерах СR1, СR2, соответственно подвижных по вращательному движению вокруг двух вертикальных осей 21, 22 и приводимых в движение посредством двух двигателей, управляемых процессором Р.

Один из карусельных транспортеров СR1 предназначен для размещения на нем сосудов R1, содержащих подлежащие анализу образцы крови, тогда как другой карусельный транспортер СR2 содержит сосуды R2, в которых размещаются различные реактивы, используемые для анализов, которые требуется выполнить в данном случае.

Процессор Р программируется таким образом, чтобы управлять последовательностью манипуляций с пипеткой 15, соответствующей характеру осуществляемых в данном случае анализов, которая может содержать следующие этапы:

предварительная промывка пипетки 15,

отбор дозы образца, содержащегося в одном из сосудов R1 карусельного транспортера СR1,

впрыскивание дозы образца в кювету С, расположенную в данный момент на посту 6 работы с пипеткой,

промывка пипетки 15,

отбор дозы реактива, содержащегося в одном из сосудов R2 карусельного транспортера СR2,

впрыскивание дозы реактива в кювету С,

идентификация подлежащих анализу образцов крови, а также образцов реактивов, осуществляемая автоматически при помощи устройства для считывания штрих-кода, способного выполнить считывание штрих-кода, нанесенного на сосуды R1, R2, размещенные на карусельных транспортерах СR1, СR2.

В представленном примере реализации используется одно устройство 23 для считывания штрих-кода, установленное на конце рычага 24, который может поворачиваться вокруг вертикальной оси 25 таким образом, чтобы занимать три различных положения, а именно:

положение Р1 считывания штрих-кодов на сосудах R1, размещенных на карусельном транспортере СR1,

положение Р2 считывания штрих-кодов на сосудах R2, размещенных на карусельном транспортере СR2,

положение Р3 считывания штрих-кодов на сосудах, размещенных оператором на посту считывания, например, для получения информации, используемой процессором во время работы аппарата.

Пост 7 измерения содержит в описываемом варианте реализации три последовательно расположенных позиции для измерения, на каждой из которых установлена (фиг.4) пара коаксиальных электромагнитов Е1, Е1′; Е2, Е2′; Е3, Е3′, расположенных по одну и по другую стороны от ленты 3 напротив боковых сторон размещенных на этой ленте кювет С.

Пост 7 содержит также источник 26 инфракрасного излучения, расположенный над кюветой С, электронную камеру 27, расположенную под кюветами С, размещенными на ленте, в объектив которой проецируется изображение шарика от источника инфракрасного излучения.

Использование нескольких позиций для измерения на траектории движения ленты обеспечивает преимущество получения большей гибкости функционирования аппарата.

Электромагниты Е1, Е1′; Е2, Е2′; Е3, Е3′ возбуждаются при помощи силового электрического контура PR, управляемого процессором Р, для формирования импульсного магнитного поля, которое увлекает шарик ВЕ в направлении, противоположном перемещению кюветы С.

Камера 27 соединена с процессором Р, который в реальном времени осуществляет анализ получаемого изображения при помощи соответствующего программного обеспечения, чтобы измерять амплитуду колебаний шарика ВЕ и определять тот критический момент, когда эта амплитуда опускается ниже заданного порогового значения, например, ниже 50% от исходной амплитуды колебаний.

Разумеется, процессор Р осуществляет подсчет времени между моментом, когда реактив был впрыснут в кювету С, и упомянутым критическим моментом, чтобы из полученной информации определить искомое время коагуляции.

Перемещения ленты с кюветами синхронизированы с циклограммой функционирования каждого из функциональных постов аппарата, в частности, с импульсами магнитного поля, формируемого катушками электромагнитов.

При необходимости пост работы с пипеткой может быть расположен в том же месте, что и пост измерения.

Разумеется предлагаемое изобретение не ограничивается описанным выше способом его реализации.

Например, каждая система, образованная источником инфракрасного излучения и электронной камерой, может охватывать поле обзора, включающее несколько кювет, каждая из которых подвергается воздействию различных пар электромагнитов, чтобы отслеживать кювету в процессе ее продвижения вперед на несколько шагов, и с использованием процессора Р, запрограммированного таким образом, чтобы одновременно контролировать перемещение шариков в различных кюветах.

Устройство относится к измерительной технике. Устройство для автоматического анализа (1) обеспечивает приведение в движение множество кювет (С), образующих ленту (2) и скрепленных между собой посредством пленки (3). Устройство содержит, по меньшей мере, один зубчатый ремень (12), зубцы которого входят в зацепление с соответствующими конструктивными элементами кювет. Технический результат - повышение точности результатов анализа. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство приведения в движение множества кювет (С), соединенных между собой пленкой (3) с образованием ленты (2), в аппарате (1) для автоматического анализа, содержащее шаговый двигатель и, по меньшей мере, один зубчатый ремень, зубцы которого воздействуют на кюветы для перемещения ленты, отличающееся тем, что каждая кювета имеет отверстие, на уровне которого сформированы две противоположные друг к другу закраины (R11, R21), выступающие в направлении наружу по отношению к кювете, указанные закраины представляют собой конструктивные элементы, которые при взаимодействии с зубчатым ремнем обеспечивают одновременное приведение в движение, центрирование и индексацию этих кювет, при этом каждая из боковых кромок пленки (3) имеет зубчатый профиль.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пленка прикреплена к закраинам с возможностью отделения.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждая из закраин (R11, R21) представляет собой две кромки, наклонные по отношению к продольной оси ленты (2) так, что система, образованная лентой (2) и кюветами, служит зубчатой рейкой.4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что закраины (R11, R21) имеют форму равнобедренной трапеции, большее основание которой жестко связано с кюветой (С).5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в зубчатом профиле пленки (3) зубья выделяются благодаря закраинам (R11, R21), выполненным на кюветах.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зубчатый ремень представляет собой бесконечный ремень (12), направляемый на каждом конце ременного привода роликами (13, 14).7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из направляющих роликов приводится во вращательное движение посредством двигателя (М).8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зубцы зубчатого ремня отстоят друг от друга на расстоянии, кратном ширине кювет (С).9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что зубцы зубчатого ремня имеют профиль эвольвенты окружности, который соответствует зубчатой рейке с нормальной формой зубьев, при этом система, образованная лентой (2) и кюветами, служит зубчатой рейкой.10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кюветы (С) закреплены с возможностью отделения.11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направление движения кювет определяется посредством рельса (5).12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что рельс (5) имеет поперечное сечение U-образной формы, две вертикальные ветви которого продолжаются двумя закраинами (R3, R4), расположенными под прямым углом.13. Устройство по одному из пп.11 и 12, отличающееся тем, что закраины (R11, R21) кюветы (С) размещены на закраинах (R3, R4) рельса (5).