DD235917A1

DD235917A1 - MEASURING CHAMBER FOR OPTICAL SINGLE PARTICLE MEASUREMENTS

Info

Publication number: DD235917A1
Application number: DD27462585A
Authority: DD
Inventors: Guenter Braun; Guenter Baetz
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1985-03-29
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1986-05-21

Abstract

Messkammer fuer optische Einzelpartikelmessungen an kleinen Partikeln, die in Fluessigkeit suspendiert sind, anwendbar bei Aufgaben aus den Bereichen Medizin, technische Mikrobiologie und Kolloidchemie, die mittels eines Durchflussmikrofluorometers geloest werden koennen und mit dem Ziel der Erweiterung der Anwendungsmoeglichkeiten. Mit der Erfindung wird die Aufgabe geloest, mit einer Huellstromkammer sowohl einen Freistrahl in Luft als auch nach geringfuegigen Veraenderungen einen zwischen optischen Praezisionsflaechen gefuehrten Strahl zu erzeugen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die den Freistrahl erzeugende Huellstromkammer so ausgebildet ist, dass anstelle der Halterung eine Kuevette angeschlossen werden kann. Dies ermoeglicht eine schnelle Umruestung des auf dieser Messkammer basierenden Durchflussmikrofluorometers.Measuring chamber for single particle optical measurements on small particles suspended in liquid, applicable to medical, technical microbiology and colloid chemistry tasks, which can be solved by means of a flow microfluorometer and with the aim of expanding the application possibilities. With the invention, the object is achieved with a Hüllstromkammer both a free jet in the air and after slight changes to produce a guided between optical Praezisionsflaechen beam. According to the invention, the object is achieved in that the free jet generating Huellstromkammer is designed so that instead of the holder a Kuevette can be connected. This allows a quick changeover of the flow microfluorometer based on this measurement chamber.

Description

Title of the invention

Meßkammer für optische EinzelpartikelmessungenMeasuring chamber for single optical particle measurements

Field of application of the invention

Die Erfindung ist anwendbar für optische Einzelpartikelmessungen an kleinen Partikeln, die in Flüssigkeit suspendiert sind, für Aufgaben aus den Gebieten Medizin, technische Mikrobiologie und Kolloidchemie. Sie ist einzuordnen in die IPK G Q1NThe invention is applicable to single-particle optical measurements on small particles suspended in liquid for tasks in the fields of medicine, technical microbiology and colloid chemistry. It is classified in the IPK G Q1N

Characteristic of the known technical solutions

Die Meßkammern für optische Einzelpartikelmessungen mittels Durchflußmikrofluorometer basieren auf der Hüllstromtechnik nach CROSLMD-TAYLOR (Α Device for Counting Small Particles Suspended in a Fluid Through a Tube, Nature 171 (1953), 37) sowie dem Prinzip der hydrodynamischen Fokussierung nach SPIELMAN und GOREN (Improving Resolution in COULTER-Counting by Hydrodynamic Focusing, J. Colloid and Interface Sei. 26 (1968), 175).The measuring chambers for optical single particle measurements by means of flow microfluorometer are based on the envelope flow technique according to CROSLMD-TAYLOR (Α Device for Counting Small Particles Suspended in a Fluid Through a Tube, Nature 171 (1953), 37) and the principle of hydrodynamic focusing according to SPIELMAN and GOREN (Improving Resolution in COULTER Counting by Hydrodynamic Focusing, J. Colloid and Interface Sci. 26 (1968), 175).

Die Vielzahl der bekannt gewordenen technischen Lösungen läßt sich in zwei Gruppen einteilen. · Bei der ersten Gruppe erzeugt die Meßkammer einen Flussigkeitsfreistrahl in Luft, in dem der Meßort liegt. Dazu sind z. B. zu zählen: die von WYATT angegebene Anordnung (DE.- AS 1958101) sowie das Gerät FACS der Fa. BBCTON-DICKINSON, (Druckschrift 1979)· Diese Anordnung ist vorzuziehen, wenn der Messung eine Sortierung der Partikel folgen soll.The variety of technical solutions that have become known can be divided into two groups. · In the first group, the measuring chamber generates a liquid free jet in air, in which the measuring location lies. These are z. For example: the arrangement specified by WYATT (DE-AS 1958101) and the apparatus FACS from BBCTON-DICKINSON, (publication 1979). This arrangement is preferable if the measurement is to be followed by a sorting of the particles.

Bei der zweiten Gruppe wird innerhalb der mit optischen Präzisionsflächen versehenen Kammer gemessen. Diese Anordnung ist vorzuziehen bei bestimmten Streulichtmessungen oder wenn als ein Parameter der durch das Partikel bewirkte axiale Lichtverlust gemessen werden soll. Zu dieser Gruppe gehören z. B. die Meßkammer des Gerätes Cytofluorograph Systems 30/50 (Druckschrift Ortho-Diagnostic-Systems) sowie die Anordnung nach DE - PS 2101358 C2 sowie die Anordnung nach MULLAFEY et al. (Rev. Sei. Instr. 40 (1969), 1029).The second group is measured within the optical precision surface chamber. This arrangement is preferable for certain scattered light measurements or when, as a parameter, the axial light loss caused by the particle should be measured. To this group belongs z. B. the measuring chamber of the device Cytofluorograph System 30/50 (Ortho-Diagnostic-System) and the arrangement according to DE - PS 2101358 C2 and the arrangement of MULLAFEY et al. (Rev. Sei, Instr. 40 (1969), 1029).

Ausgehend von der jeweils verwendeten Meßkammer führt dies zu dem ITachteil der Einseitigkeit der auf diesen Meßkammern basierenden Geräte im Hinblick auf die Vielfalt der Anwendungsmögliphkeiten. Das ist besonders schwerwiegend dadurch, daß es sich um finanziell aufwendige Geräte handelt»Based on the measuring chamber used in each case, this leads to the ITachteil the one-sidedness of the devices based on these measuring chambers in view of the variety of Anwendungsmögliphkeiten. This is particularly serious because they are financially expensive devices »

Ziel der Erfindung . ~ Object of the invention . ~

Die Erfindung verfolgt das Ziel, eine ,.Meßkammer für optische Einzelpartikelmessungen zu entwickeln, die variabel einsetzbar ist, indem sowohl ein die Partikel enthaltender Flüssigkeit sf reist rahl in Luft als auch ein zwischen optischen Präzisionsflächen geführter Flüssigkeitsstrahl erzeugt werden kann.The invention aims to develop a measuring chamber for single optical particle measurements, which can be used variably by producing both a fluid containing the particles and air jet as well as a liquid jet guided between optical precision surfaces.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßkammer konstruktiv so zu gestalten, daß diese mit nur geringfügigen Veränderungen für beide Meßverfahren anwendbar ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Meßkammer gebildet wird aus einer Hüllstromkammer 1 mit einem sich konisch zu einer Pore 6 verjüngenden unteren Teil, daß die Außenfläche des Konus eine definierte Steigung hat, daß an dieser Außenfläche sowohl eine Halterung 2 der Hüllstromkammer 1 (Konfiguration A) als auch eine mit ebenen optischen Präzisionsflächen versehenen Küvette 3 selbstjustierend angeschlossen werden kann, derart, daß die Pore 6 der Hüllstromkammer 1 sich innerhalb der Küvette 3 befindet (Konfiguration B). Die Küvette 3 ist am Boden fluchtend mit der Pore β mit einer Abflußöffnung 4 versehen. In der Konfiguration A erzeugt die Meßkammer einen hydrodynamisch fokussierten Probenstrom in Luft, in dem der Meßort liegt. In der Konfiguration B emittiert die Hüllstromkammer 1 den hydrodynamisch fokussierten Probenstrom in die mit Wasser gefüllte Küvette 3. Der Probenstrom fließt durch die Öffnung 4 der Küvette 3 ab. In beiden Konfigurationen der MeßkammerThe invention has for its object to design a measuring chamber constructively so that it is applicable with only minor changes for both methods of measurement. According to the invention the object is achieved in that the measuring chamber is formed from a Hüllstromkammer 1 with a conically tapering to a pore 6 lower part, that the outer surface of the cone has a defined slope, that on this outer surface both a holder 2 of the Hüllstromkammer 1 Configuration A) as well as provided with a flat optical precision surfaces cuvette 3 can be connected in a self-adjusting, such that the pore 6 of the Hüllstromkammer 1 is located within the cuvette 3 (configuration B). The cuvette 3 is provided at the bottom in alignment with the pore β with a discharge opening 4. In configuration A, the measuring chamber generates a hydrodynamically focused sample stream in air, in which the measuring location is located. In configuration B, the sheath flow chamber 1 emits the hydrodynamically focused sample stream into the water-filled cuvette 3. The sample stream flows through the opening 4 of the cuvette 3. In both configurations of the measuring chamber

befindet sich der Heßort 5 geometrisch an der selben Stelle·the hiding place 5 is geometrically in the same place ·

-Anwendungsbeispiel 1Application Example 1

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Konfiguration Δ, bestehend aus einer außen mit einem Normalschliff NS5 versehenen Hüllstromkamnier 1 sowie einer als Normalschliff US ausgebildeten Halterung 2 wurden FITC-ConA markierte Hefezellen Saccharomyces cerevisiae in. einem Wasserfreistrahl in Luft vereinzelt und mittels eines früher von uns beschriebenen Laboraufbau eines Durchflußmikrofluorometers (BRAUN, G., STOLL, P.,.SCHMIDT, A., Exp. Techn. d. Physik 31 (1983), 435) vermessen. Diese Konfiguration der Meßkammer ist besonders für das Sortieren geeignet.With the device according to the invention in configuration Δ, consisting of an outer sheath provided with a normal grinding NS5 envelope 1 and a designed as a standard US 2 holder FITC-ConA labeled yeast cells Saccharomyces cerevisiae were separated in. An air jet in air and by means of a previously described by us laboratory setup of a flow microfluorometer (BRAUN, G., STOLL, P., SCHMIDT, A., Exp. Techn. d. Physik 31 (1983), 435). This configuration of the measuring chamber is particularly suitable for sorting.

Application Example 2

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Konfiguration B, bestehend aus einer außen mit einem Normalschliff NS5 versehenen Hüllstromkaimner 1 sowie einer Küvette aus synthetischem Kieselglas SQ1 mit einem als Normalschliff NS5 ausgebildeten Hals als Küvette 3 wurden ungefärbte Hefezellen Saccharomyces cerevisiae vereinzelt und innerhalb der Küvette vermessen· Es wurde das Streulicht unter 90 Grad zur Ausbreitungsrichtung -des anregenden Laserstrahls gemessen, was bei Verwndung der Konfiguration A wegen des Refleslichtes an der zylinderförmigen Oberfläche des Freistahles nicht möglich istοUncolored yeast cells Saccharomyces cerevisiae were singulated and measured within the cuvette with the device according to the invention in configuration B, consisting of a sheath flowmer 1 provided externally with a normal grind NS5 and a cuvette made of synthetic silica glass SQ1 with a neck formed as normal cut NS5 the scattered light is measured at 90 degrees to the propagation direction of the exciting laser beam, which is not possible when using the configuration A because of the reflection light on the cylindrical surface of the free-steel o

Claims

invention claim

I * measuring chamber for optical single particle measurements on small. Particles suspended in liquid, characterized in that the measuring chamber is formed by an envelope flow chamber (1) with a conically tapered lower part to a pore (6), that the outer surface of the cone has a defined pitch and that at this Outer surface both a holder (2) of the envelope flow chamber (1) and a cuvette (3) provided with optical precision surfaces can be connected by the cone self-adjusting.

Measuring chamber according to item 1, characterized in that, when the cuvette (3) is connected, the pore (6) of the envelope flow chamber (1) is inside the cuvette (3) and that the cuvette (3) is provided with a discharge opening (4) ,

3 measuring chamber according to items 1 and 2, characterized in that the measuring location (5) is geometrically located in the same place both when the cuvette (3) is connected and when the cuvette (3) is not connected

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