Устройство для подачи множества отдельных количеств жидких образцов и реагентов к многокамерному передаточному диску

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАГЕНУУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(43) Опубликовано 05 (45) Дата опубликов осударстеенныи комитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 33) 0.77, Бюллетень3ия описания 18.08.77) УД 28 (088.8 остранцыСтефен Ирвинг Шап(США)Иностранная10 нион Карбид Ко(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ МНОЖЕСТВА ОТДЕЛЬНЫХ КОЛИЧЕСЖИДКИХ ОБРАЗЦОВ И РЕАГЕНТОВ. К МНОГОКАМЕРНОМУПЕРЕДАТОЧНОМУ ДИСКУ снабжено первым, и средствами, нахоом; сосудами для кающими к кольцеыми элементами,соответствующими Предлагаемое устроиствовторым и третьим кулачковымдящимися в зацеплении с валрастворителя и реагента, примьвому элементу; двумя рычажннаходящимися в зацеплении скулачковыми элементами;пробоотборника для вмещениянаходятся в зацеплении с соочажными элементами, средствхолящимся в зацеплении с вало 5 двумя элементамижидкости, которьветствующими рь м регулировки, нам; первым, вторым,Изобретение относится к области дозир может быть использовано для подачи образцов, таких как кровяная сыворотка и другие жидкости,Известно устройство, содержащее многокамерный диск для приема жидких образцов и привод т 1) . Однако оно не обеспечивает достаточную точность доэирования.Известно также устройство, содержащее передаточный диск, имеющий несколько периферийно размещенных приемников с кольцевым элементом для приема жидких образцов, приводы и шаговый двигатель 12). Это устройство не обеспечивает быстродействия и достаточной точности дозиров ения. третьим, четвертым и пятым средствами электри ческого управления, причем первое средство элект рического управления приводится в действие меха ническим приводом, второе средство - механи. ческим приводом возвратно-поступательного дви. жения; третье средство - механическим приводом; четвертое средство - первым рычажным элементом для остановки шагового двигателя; пятое средство приводится в действие механическим приводом для остановки шагового двигателя; двумя насосными средствами, причем первое из них соединено с первым элементом пробоотборника, приводимого в действие механическим приводом возвратно-поступательного движения, а второе соединено со вторым элементом пробоотборника, находящегося в зацеплении с третьим кулачковым средством; чет. вертым кулачковым средством, находящимся в зацеплении с валом; шестым и седьмым средствами электрического управления, которые примыкают к четвертому кулачковому элементу, и средством для селективного применения электрического сиг. нала управления попеременно к шестому и седьмому средствам электрического управления,На фиг. 1 показано устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3перспективное иэображение устройства; на фиг, 4 - взаимодействие реагента с соответствующими электрическими соединениями; на фиг, 5 - взаимо. ., действие кулачка с держателем заборника образца; на фиг, 6 - взаимодействие кулачка с держателем заборника реагента; на фиг, 7 - механизм вращения кольца для образца.Вращающийся или передаточный диск 1 содержит ряд участков 2 расположения полостей, причем каждый участок включает полость 3 для образца и полость 4 для реагента, С помощью пальца 5 в выемке 6 обеспечивается поворот диска 1 на апре, деленный угол. Каждый участок 2 находится в линии с соответствующей камерой 7 и содержит расположенные внешне передаточные полости 8. Полости 8 каналами 9 соединяются с соответствую. шими камерами 7. Диск 1 установлен на вращающемся устройстве 10, под которым установлен источник света 11, а под передаточным диском - фотоумножитель 12, Диск 1 смонтирован шарнирно в устройстве 13 и содержит кольцо 14 для образца. На кольце 14 вкруговую расположены отверстия с равным промежутком между ними, в которые помещены чашечки 15 для образца, например для кровяной сыворотки.Держатель заборника образца - раэбавителя 16 и держатель заборника реагента 17 соединены через кулачок 18 и вал 19 с двигателем 20, Вал 19 установлен шарнирно на стойках 21 и 22, Заборники 23, 24 и 25 первоначально установлены радиально в линию с чашечкой 15 для образца.Кулачок 18 состоит из двух частей 18 а и 18 в,которые закреплены неподвижно на валу 19. На держателе заборника образца - разбавителя 16 и держателе эаборника реагента 17 шарнирно укреплены пластины 26 и 27; 28 и 29. Кулачок 18 а имеет канавку 30, в которую помещен ролик 31, а кулачок 18 в имеет канавку 32 и ролик 33, На валу 19 неподвижно закреплены кулачки 34 и 35 и эксцентрик 36,Под держателем заборника 16 и 17 расположены резервуары 37 и 38, На валу 19 находится двигатель 20, который через соединитель связан с шаговым двигателем 39, который в свою очередь соединен с насосом подачи образца - разбавителя 40. Шаговый двигатель имеет цилиндр 41, при. водной стержень 42, выключатель 43 со стерж нем 44.Диск 1 установлен на поворотном столе 45, со. держащем валик 46 и палец 47, который входит в выемку 6.Кольцо 14 с чашечками 15 для образца взаимо. действует с пальцем 47 и установлено на поворотном столе 45. В нижней части кольца 14 сделано отверстие 48 вместо выемки. В передаточном дис. ке 1 для чашечек 15 имеются отверстия 49, Вра. щающийся валик 46 поворотного стола 45 смонтирован в основном валике 50, который закреплен неподвижно относительно двигателя 20. К вращаю. щемуся валику 46 с цомощью плаатины 51 не 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 подвижно крепится собачка храпового механиэ. ма 52, Пластина 51 имет палец 53,Под пластиной 51 расположен диск с отверстиями 54 и 55. Пластина 51 соединяется с эксцентои. ком 36 стержнем 56, скользя между стопорами 57, Выключатель 58 соединяется с шаговым двигателем 39.Передаточный диск имеет магнитный .,выключатель 59, реле 60. К валику 46 крепится стержень 61 с пальцем 62, Под передат.очным диском 1 расположен выключатель 63 и реле 64 и 65 с кнопками 66 и 67. Кулачок 35 соед 1 ияется с микроне. реключателями 68 - 70, Выключатель 43 шагового двигателя 39 соединяется реле 71. На валу 19 имеется выключатель 72.Устройство работает следующим образом, В полость 3 помещается образец, а в по. лость 4 - реагент, Загруженныйпередаточный диск 1 поворачивается на определенный угол по горизонтали с помощью пальца 5 и устанавливается во вращающееся устройство 10, так чтобы каждый ряд полостей, то есть каждый участок 2 располо. жения полости, находился в линии с соответствую щей камерой 7. Образец и реагенты смешиваются и Ъпередаются из полости 8 по каналам 9 в соот. ветствующие камеры 7, Заполненные смесью каме. ры 7, вращаясь, проходят между источником света 11 и фотоумножителем 12. Сигналы, выдаваемые фотоумножителем 12, указывают на любое изменение в прохождении света из-за реакции между реагентом и образцом. При нажатии на кнопку 66 на устройство подается питание, а при нажатии на кнопку 67 начинается процесс анализа, при котором реагент и разбавитель подаются последовательно на нужный участок 2 расположения полостей на диске 1. Из чашечек 15 поступает образец, иэ резервуара 37 идет реагент, а из резервуара 38 - раэбавитель,При нажатии на кнопку 67 включается реле 64, В исходном индексированном положении устройства реле 64 замыкается с помощью пальца 62, который расположен на стержне 61,Реле 64 соединено так, что оно остается включенным и после того, как кнопка 67 выключена, Таким образом, реле соединяется автоматически, При включении реле 64 питание от двигателя 20 через соединитель подается на обычный шаговый двигатель 39, который соединен с насосом подачи образца-разбавителя 40.Насос подачи образца - разбавителя 40 включает микрометр, который соединен с валом шагавого двигателя. При включении кнопки 67 двигатель 39 перемещает цилиндр 41 вверх, заставляя заборник 23 взять из реэервуара 38 разбавитель, удерживаемый держателем 16 и трубкой. Держа. тель 16 с заборником 23 образца остаются до тех пор, пока приводной стержень 42 не войдет в кон. такт со стержнем 44 выключателя 43 и не заставит однополюсный переключатель замкнуться на два направления. Замыкание выключателя 43 включаетреле 71 через линии, стопорит шаговый двига. тель 39 и автоматически срабатывает реле 65 кото. рое обеспечивает подачу питания от соединителя через линии на двигатель 20, который начинает вращение с равномерной скоростью. Выключа. тель 43 устанавливается относительно приводного стержня 42 таким образом, что обеспечивается контакт. Когда цилиндр 41 произведет забор достаточного количества разбавителя из резервуара 38, обеспечивается разбавление всех подлежащих анализу образцов, В этом случае выключатель 43 не будет введен в действие стержнем 42 до тех пор; пока заборник не возьмет, по крайней мере, 1,65 мл разбавителя, При ввеленин в действие стержня 56, что выполняется с помощью имеющего скользящее соединение со стержнем эксцентрика 36 в конце цикла загрузки, пластина 51 поднимается, чтобы высвободить палец 53 из зацепления с отверстием 54 и переместиться вправо для зацепления с отверстием 55. В результате эксцентрик 36, продолжающий работать на стержень 56, поворачивает стол 45, кольцо для образца 14 и передаточный диск 1 влево, чтобы другую чашечку для образца 15 и связанные с нею полость 4 для реагента и по. лость 3 для образца - расположить радиально в линию с заборниками, которые удерживаются держателем 16 и 17,Когда двигатель 20 включен и работает непрерывно, кулачок 18 а поворачивается, В результате держатель 16 заборника образца - разбавителя перемещается (положение кулачка такое, когда заборник находится в положении, указанном на фиг. 5 стрелкой). В этом положении, когда заборник 23 погружен в чашечку 15 для образца, выключатель 58 замыкается с помощью ножного привода, который неподвижно закреплен на пластине 26, Замыкание выключателя 58 включает шаговый двигатель 39, который вращается в том же направлении, что и первоначально. Вращение двигателя 39 обеспечивает работу насоса 40 и тем самым забор образца.Выключатель 58, который был разомкнут, когда держатель 16 заборника образца - разбавителя переместился, включился с помощью ножного привода. В результате двигатель 39 вновь включается и вращается в направлении, противоположном своему начальному вращению, Цилиндр 41 перемещается вниз и выдает заданную порцию содержащего в нем образца и разбавителя, то есть общее количество. Количество образца и разбави. тель, который подается в полость 3 для сыворотки, контролируется вторым пальцевым выключателем, который стопорит шаговый двигатель 39, после его вращения на заданное число шагов, Держатель 16 и заборник 23 перемещаются обратно (то есть в положение, соответствующее положению заборника, указанное стрелкой на фиг, 5). В этом положении заборник 23 образца обмывается сверху разбавителем в резервуаре 38. Выключатель замыкается 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 держателем 16 по его возвращению в первона. чальяое положение.При этом цепь отсчета переключается в исходное положениеНепосредственно перед возвратом держателя 16 в первоначальное положенйе эксцентрик 36 начинает перемещать стержень 56, который заставляет собачку храпового механизма 52 поворачивать стол 45 на подачу следующей чашечки 15 для образца противоположно держателю 16 заборника образца - разбавителя. Когда держатель заборника реагента 17 находится в первоначальном положении (указанном на фиг, 6 стрелкой 1, кулачок 34, работающий на подачу реагента - воды, взаимодействуя с пружиной, роликом, валиком и плунжером, перемещает плунжер шприца для реагента вправо,обеспечивая тем самым нсасывание рсагента в заборник 24. Объем реагента. всасываемого в заборник 24,контролируется лнба переключателем 70, либо переключателем 68. Выбор переключателя 68 или 70 определяется с помощью выключателя выбора объема и контролируется объемным селекторным выключателем, который устанавливается вручную До включевя кнопки 67 в зависимости от того, нужно ли подать команду - взять относнтельно большее или относительно меньшее количество реагента применительно к проводимому анализу.При необходимости забора большого количества реагента селекторный выключатель устанавливается в положешю замыкания переключателя 68 с помощью реле 60, Таким образом, при нахож. дении держателя 17 заборника реагента в положении, указанном, на фиг. 6 стрелкой. ,кулачок 35,работающий на микровыключатель, замыкает переключатель 68, когда конец кулачка 35 входит в контакт переключателя 68. Замыкание переключателя 68 обеспечивает подачу электрического сигнала на открытие хода к заборннку реагента 24.Подача всего реагента, содержащего в забор- нике 24, в полость 4 и тем самым подготовка его для последующего рабочего цикла обеспечивается всасыванием небольшого объема воздуха в цилиндр (фиг, 4) для реагента путем перемещения плунжера вправо (фиг. 4) во время вращения кулачка 34, работающего на подачу реагента - воды, В этот промежуток времени держатель 17 эаборника реагента возвращается в первоначальное положение, соответствующее положению заборника, указанному стрелкой на фиг. 6, благодаря взаимодействию кулачка 18 а.Воздух, который находится в цилиндре (фиг. 4 ) для реагента, работает на вытеснение всего еагента из заборлнка 24. После подачи реагента в полость 4, что означает окончание одного оборота ведущего вала 9, держатели заборника реагента 17 и держатель эаборника образца 16 перемещаются обратно в первоначальное положение для загрузки всех чашечек образцом и реагентом. По окончании загрузки чашечек 15 на кольце стержень 61, соединенный с валиком 46, сделав полный10 оборот с помощью выступа 62, замыкает выключатель 63. В результате реле 64 и 65 выключаются. Двигатель 20 остается под питанием, которое подается по линиям через выключатели 63 и 72, При замыкании выключателя 72, которое происходйт с помощью держателя заборника соролла - раэбавителя 16, когда он возвращается в первоначальное положение вслед за замыканием выключателя 63, питание двигателя 20 прерьвается, и рабочий цикл заканчивается. Формула изобретения Устройство для подачи множества отдельных количеств жидких образцов и реагентов к много- камерному передаточному диску, содержащее пере. даточный диск, имеющий несколько периферийно размещенных приемников с кольцевым элементом для приема жидких образцов, приводы, находящиеся в зацеплении с кулачками на валу, шаговый двигатель, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности дозирования, оно снабжено первым, вторым и третьим кулачковыми средствами, находящимися в зацеплении с валом; сосудами для растворителя и реагента, примыкающими к кольцевому элементу; двумя рычажными элементами, находящимися в зацеплении с соответствующими кулачковыми элементами, двумя элементами пробоотборника для вмещения жидкости, которые находятся в зацеплении с соответствующими рычажными элементами, средством регулировки, находящимся в зацеплении с валом; первым, вторым, третьим, четвертым и пятым средствами электрического управления, причем первое средство электрического управления приводится в действие механическим приводом, второе средство электрического управления - механическим приводом возвратно-поступательного дви. жения; третье средство - механиче",ким приводом; четвертое средство - первым рычажным элементом для остановки шагового двигателя; пятое средство электрического управления приводится в действие механическим приводом для остановки шагового двигателя; двумя насосными средствами, причем первое из них соединено с первым элементом пробоотборника, приводимого в действие механическим приводом возвратно-поступательного движения, а второе насосное средство соединено со вторым элементом пробоотборника, находящегося в зацеплении с третьим кулачковым средством; четвертым кулачковым средством, находящимся в зацеплении с валом; шестым и сед мым средствами электрического управления, которые примыкают к четвертому кулачковому элементу, и средством для селективного применения электрического сигнала управления попеременно к шестому и седьмому средствам электрического управления.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3594129, кл. 6 01 М 1/10, 1971 г.2. Журнал "Аналитическая биохимия" Р 28, 1969, стр. 545-562.. Макаревич Редактор О. Филиппова орре каз 2747/50 Тираж 907 ИИП Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 оставитель М ехред И, Астап Государственного коми по делам изобрете 13035, Москва, Ж - 35, ета Совета Министров ССС и открытий шская наб., д 4/5