DE102004056787A1

DE102004056787A1 - Apparatus and method for measuring fluorescence in multiple reaction spaces

Info

Publication number: DE102004056787A1
Application number: DE200410056787
Authority: DE
Inventors: Horst Prof. Dr. Lemoine; Achim Dipl.-Ing. Rood
Original assignee: DUESSELDORF H HEINE, University of; Heinrich Heine Universitaet Duesseldof
Current assignee: DUESSELDORF H HEINE, University of; Heinrich Heine Universitaet Duesseldof
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-06-01
Also published as: WO2006056168A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung von Fluoreszenz in mindestens zwei Reaktionsräumen 25, wobei innerhalb der Reaktionsräume 25 befindliche Moleküle, insbesondere Fluoreszenzfarbstoffe 42, mit Licht einer bestimmten Wellenlänge angeregt werden und das Licht über eine Lichtleiteinrichtung zu den Reaktionsräumen 25 geleitet wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das durch die Moleküle emittierte Licht in jedem Reaktionsraum 25 unabhängig von den anderen Reaktionsräumen durch zumindest eine nur dem jeweiligen Reaktionsraum 25 zugeordnete Erfassungseinrichtung 47 gemessen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist an jedem Reaktionsraum 25 jeweils zumindest eine Erfassungseinrichtung 47 zur Messung des durch die Moleküle emittierten Lichts angeordnet, so dass die Fluoreszenz in jeden Reaktionsraum 25 unabhängig von den weiteren Reaktionsräumen gemessen werden kann. Mit der sehr kompakten Vorrichtung können praktisch alle erdenklichen biochemischen Reaktionen und zellphysiologischen Ereignisse, die auf der Verwendung von Fluoreszenz-Markern basieren, präzise und mit hoher Auflösung gemessen und verfolgt werden. Aufgrund der Ausstattung jedes einzelnen Messkanals mit einer gesonderten Erfassungseinrichtung 47 können dabei in besonders vorteilhafter Weise auch sehr schnelle Reaktionen verfolgt und quantitativ erfasst werden.The invention relates to a device and a method for measuring fluorescence in at least two reaction chambers 25, wherein within the reaction chambers 25 located molecules, in particular fluorescent dyes 42 are excited with light of a certain wavelength and the light is passed via a light guide to the reaction chambers 25. In the method according to the invention, the light emitted by the molecules in each reaction space 25 is measured independently of the other reaction spaces by at least one detection device 47 assigned only to the respective reaction space 25. In the device according to the invention, at least one detection device 47 for measuring the light emitted by the molecules is arranged at each reaction space 25, so that the fluorescence in each reaction space 25 can be measured independently of the further reaction spaces. With the very compact device, virtually all conceivable biochemical reactions and cell physiological events based on the use of fluorescent markers can be measured and tracked precisely and with high resolution. Due to the features of each individual measuring channel with a separate detection device 47 very fast reactions can be tracked and detected quantitatively in a particularly advantageous manner.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung von Fluoreszenz in mindestens zwei Reaktionsräumen, mit mindestens einer Lichtquelle zur Anregung innerhalb der Reaktionsräume befindlicher Moleküle mit Licht einer bestimmten Wellenlänge, wobei das Licht von der Lichtquelle über zumindest eine Lichtleiteinrichtung zu den Reaktionsräumen leitbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Messung von Fluoreszenz in mindestens zwei Reaktionsräumen, bei dem innerhalb der Reaktionsräume befindliche Moleküle mit Licht einer bestimmten Wellenlänge angeregt werden, wobei das Licht über eine Lichtleiteinrichtung zu den Reaktionsräumen geleitet wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens zur Messung von Fluoreszenz in mindestens zwei Reaktionsräumen, mit mindestens einer Steuereinrichtung zum An- und Abschalten zumindest einer Lichtquelle zur Anregung innerhalb der Reaktionsräume befindlicher Moleküle mit Licht einer bestimmten Wellenlänge und mindestens einer Kontrolleinrichtung zur Verarbeitung von Messsignalen.The The invention relates to a device for measuring fluorescence in at least two reaction spaces, with at least one light source for excitation within the reaction spaces molecules with light a certain wavelength, where the light from the light source over at least one light-conducting device can be conducted to the reaction spaces is. The invention also relates to a method for measuring fluorescence in at least two reaction spaces, at the inside of the reaction spaces located molecules be excited with light of a certain wavelength, where the light over a light guide is passed to the reaction spaces. The invention further relates to a circuit arrangement for controlling a device and / or a method for measuring fluorescence in at least two reaction chambers, with at least one control device for switching on and off at least a light source for excitation within the reaction spaces befindlicher molecules with light of a certain wavelength and at least one control device for processing measuring signals.

Vorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Art kommen vor allem in der zellphysiologischen, biochemischen, pharmakologischen und klinischen Forschung und Entwicklung zum Einsatz. Sie dienen beispielsweise dem quantitativen Nachweis von Fluoreszenz-Markern, mit denen Signalmoleküle (z. B. Ca²⁺, H⁺, NO), signalgebende Prozesse (z. B. Membranpotentiale), Rezeptor-Ligand-Bindungen oder Zellzahlen (bei experimenteller Beeinflussung des Zellwachstums) bestimmt sowie eine Fülle von enzymatischen und immunologischen Nachweisverfahren durchgeführt werden können. Die Fluoreszenzfarbstoffe, mittels derer biochemische oder physiologische Experimente verfolgt bzw. gemessen werden können, werden dabei mit Licht einer bestimmten Wellenlänge angeregt, um gleichzeitig die Intensität des von den Molekülen emittierten Lichts zu messen. Aus der Intensität der gemessenen Fluoreszenz kann dann auf die Menge der Fluoreszenzfarbstoffe geschlossen und somit der Verlauf einer biochemischen Reaktion verfolgt werden. Die Fluoreszenzfarbstoffe geben dabei nach Anregung der Fluoreszenz durch Licht geeigneter Wellenlänge die absorbierte Lichtenergie innerhalb von ca. 10^–6 Sekunden in Form von elektromagnetischer Strahlung längerer Wellenlänge wieder ab. Anregung und Messung müssen daher praktisch gleichzeitig erfolgen.Devices and methods of the type mentioned above are used primarily in cell physiology, biochemical, pharmacological and clinical research and development. They serve, for example, for the quantitative detection of fluorescence markers with which signal molecules (eg Ca ²⁺ , H ⁺ , NO), signaling processes (eg membrane potentials), receptor-ligand bonds or cell numbers (with experimental influence cell growth) and a wealth of enzymatic and immunological detection methods can be performed. The fluorescent dyes, by means of which biochemical or physiological experiments can be tracked or measured, are thereby excited with light of a specific wavelength in order to simultaneously measure the intensity of the light emitted by the molecules. From the intensity of the measured fluorescence can then be concluded that the amount of fluorescent dyes and thus the course of a biochemical reaction. After excitation of the fluorescence by light of a suitable wavelength, the fluorescent dyes emit the absorbed light energy within about 10 ^-6 seconds in the form of electromagnetic radiation of a longer wavelength. Excitation and measurement must therefore take place virtually simultaneously.

Da vor allem bei zellphysiologischen und pharmakologischen Versuchsreihen eine Vielzahl von Reaktionsansätzen gleichzeitig und in kurzer Zeit getestet werden müssen, finden bei solchen Versuchsreihen vorzugsweise Behältnisse mit mehreren in einer Reihe oder in mehreren parallelen Reihen angeordneten Reaktionsräumen Verwendung. Für zellphysiologische Untersuchungen haben sich beispielsweise Behältnisse mit einer oder zwei Reihen mit jeweils 8 oder 12 Reaktionsräumen als vorteilhaft erwiesen. Insbesondere bei HT-Analysen (HT = high troughput), bei denen eine Vielzahl von Proben in möglichst kurzer Zeit getestet werden soll, werden Behältnisse mit beispielsweise 96 oder 384 Reaktionsräumen verwendet. Bei derartigen Behältnissen spricht man in der Regel von Mehrlochplatten, Mikrotiterplatten oder Multiwells.There especially in cell physiological and pharmacological test series a variety of reaction approaches be tested simultaneously and in a short time in such test series preferably containers with several in one Series or in several parallel rows arranged reaction spaces use. For cell physiological Studies have, for example, containers with one or two Rows with 8 or 12 reaction spaces proved to be advantageous. Especially in HT analysis (HT = high troughput), where a Variety of samples in as possible be tested for a short time, containers with, for example 96 or 384 reaction rooms used. In such containers speaks one usually of multi-well plates, microtiter plates or multi-wells.

Vorrichtungen und Verfahren zur Messung von Fluoreszenz in mehreren Reaktionsräumen sind bereits bekannt. Die Firma Molecular Devices Corporation aus Sunnyvale in Kalifornien (USA) vertreibt beispielsweise eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei der die Lichtquelle aus einem Argon-Ionen-Laser besteht, wobei der erzeugte Laserstrahl mittels eines halbdurchlässigen Umlenkspiegels auf alle Reaktionsräume einer 96- oder 384-well-Platte gestreut wird. Das von den Fluoreszenzfarbstoffen emittierte Licht wird von einer CCD-Kamera erfasst und für jeden Reaktionsraum separat ausgewertet. Diese bekannte Vorrichtung hat allerdings den Nachteil, dass zur Fokussierung des emittierten Lichts jedes einzelnen Reaktionsraums auf den entsprechenden Chip der CCD-Kamera eine aufwendige und teure Optik erforderlich ist. Darüber hinaus ist die Auflösung für einen einzelnen Reaktionsraum zu gering um sehr kleine Änderungen der Fluoreszenzintensität zu erfassen und darzustellen oder die Fluoreszenzsignale bei sehr schnellen Reaktionen aufzulösen.devices and methods for measuring fluorescence in multiple reaction spaces are already known. The company Molecular Devices Corporation from Sunnyvale in For example, California (USA) distributes a device of the of the type mentioned above, in which the light source consists of an argon ion laser consists, wherein the generated laser beam by means of a semitransparent deflecting mirror on all reaction rooms a 96- or 384-well plate is sprinkled. That of the fluorescent dyes emitted light is detected by a CCD camera and for each Reaction space evaluated separately. However, this known device has the disadvantage that for focusing the emitted light each individual reaction space on the corresponding chip of the CCD camera a complex and expensive look is required. Furthermore is the resolution for one single reaction space too small to very small changes the fluorescence intensity to capture and display or the fluorescence signals at very to dissolve fast reactions.

Aus der DE 197 55 187 A1 ist ferner eine Vorrichtung zur Messung der Fluoreszenz einer Probe bekannt, die eine Messung der Fluoreszenz in einzelnen Reakti onsräumen einer Mikrotiterplatte ermöglicht. Eine Mikrotiterplatte ist dabei mit ihren nach oben offenen Reaktionsräumen auf einer verfahrbaren Einrichtung angeordnet, welche mittels dreier Schrittmotoren in drei Ebenen verstellbar ist. Die Vorrichtung weist ferner eine Fassung auf, in der eine stabförmige Lichtleiteinrichtung derart angeordnet ist, dass Licht zur Anregung der Fluoreszenzfarbstoffe von oben über die Öffnung in einen Reaktionsraum gelangen kann. In der Fassung ist ferner ein Lichtleiter angeordnet, der das von den Fluoreszenzfarbstoffen emittierte Licht zu einem Strahlungsdetektor leitet, bei dem es sich vorzugsweise um einen Photomultiplier handelt. Um die Fluoreszenz in einem einzelnen Reaktionsraum messen zu können, muss die Mikrotiterplatte mittels der verfahrbaren Einrichtung derart bewegt werden, dass die einzelnen Reaktionsräume nacheinander unterhalb der Fassung und damit der Lichtleiteinrichtung und dem stabförmigen Lichtleiter ausgerichtet sind. Dies hat aber den Nachteil, dass eine aufwendige Mechanik zum Bewegen der verfahrbaren Einrichtung erforderlich ist, so dass hier eine insgesamt sehr voluminöse und störanfällige Vorrichtung vorliegt. Des weiteren geht die für den mechanischen Transport benötigte Zeit für die eigentliche Fluoreszenzmessung verloren.From the DE 197 55 187 A1 Furthermore, a device for measuring the fluorescence of a sample is known, which enables a measurement of the fluorescence in individual reaction chambers of a microtiter plate. A microtiter plate is arranged with its upwardly open reaction chambers on a movable device which is adjustable by means of three stepper motors in three levels. The device further comprises a socket in which a rod-shaped light-guiding device is arranged such that light for exciting the fluorescent dyes can pass from above via the opening into a reaction space. In the version, a light guide is further arranged, which directs the light emitted by the fluorescent dyes light to a radiation detector, which is preferably a photomultiplier. In order to be able to measure the fluorescence in a single reaction space, the microtiter plate must be moved by means of the movable device such that the individual reaction spaces are successively aligned below the holder and thus the light guide device and the rod-shaped light guide. But this has the aftermath Part that an expensive mechanism for moving the movable device is required, so that there is an overall very voluminous and susceptible to interference device. Furthermore, the time required for the mechanical transport is lost for the actual fluorescence measurement.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die kompakt ist und kostengünstig hergestellt werden kann, sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das eine sehr schnelle Messung von Fluoreszenz in einzelnen Reaktionsräumen mit hoher Auflösung ermöglicht.It Object of the invention to avoid the disadvantages mentioned and to provide a device of the type mentioned, the is compact and inexpensive can be prepared, and a method of the aforementioned Kind available to make that a very fast measurement of fluorescence in individual reaction spaces with high resolution allows.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der an jedem Reaktionsraum jeweils zumindest eine Erfassungseinrichtung zur Messung von durch die Moleküle emittiertem Licht angeordnet ist. Dadurch, dass jeder Reaktionsraum mit einer Erfassungsreinrichtung, beispielsweise einer Halbleiter-Photodiode, ausgestattet ist, kann die Fluoreszenz in jedem Reaktionsraum unabhängig von dem zweiten Reaktionsraum oder den weiteren Reaktionsräumen gemessen werden. Dies ermöglicht ein paralleles und/oder sequenzielles Messen aller Reaktionsräume in sehr kurzen Zeitintervallen, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für die Messung sehr schneller Reaktionen geeignet ist. Darüber hinaus ist weder ein Bewegen einer Erfas sungseinrichtung noch der Reaktionsräume erforderlich, so dass keine aufwendige Mechanik benötigt wird. Hierdurch wird einerseits die Geschwindigkeit aufeinanderfolgender Messungen zusätzlich erhöht und andererseits die Störanfälligkeit reduziert. Darüber hinaus ist eine sehr kompakte Bauweise möglich, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung einen sehr geringen Platzbedarf hat und praktisch überall aufgestellt werden kann, beispielsweise auch auf einem einfachen Labortisch. Dadurch, dass an jedem Reaktionsraum eine Erfassungseinrichtung angeordnet ist, werden zwischen dem jeweiligen Reaktionsraum und der Erfassungseinrichtung keine anspruchsvollen optischen Einrichtungen wie beispielsweise Umlenkspiegel oder optische Linsen benötigt, so dass die Herstellungskosten für die erfindungsgemäße Vorrichtung gering gehalten werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist universell einsetzbar und dabei insbesondere auch für Forschungs- bzw. Entwicklungseinrichtungen jeglicher Größe, aber auch für kleinere Universitätslaboratorien geeignet. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können praktisch alle erdenklichen biochemischen Reaktionen, die auf der Verwendung von Fluoreszenz-Markern basieren, präzise und mit hoher Auflösung gemessen werden. Aufgrund der Ausstattung jedes einzelnen Messkanals mit einer gesonderten Erfassungseinrichtung können dabei in besonders vorteilhafter Weise auch sehr schnelle Reaktionen, beispielsweise Änderungen des Membranpotentials lebender Zellen, gemessen und quantitativ erfasst werden.The The object is achieved by a Device of the type mentioned solved in which at each reaction space in each case at least one detection device for measuring by the molecules emitted light is arranged. By doing that every reaction space with a detection device, for example a semiconductor photodiode, equipped, the fluorescence in each reaction space can be independent of the second reaction space or the other reaction spaces measured become. this makes possible a parallel and / or sequential measurement of all reaction spaces in very short time intervals, so that the device according to the invention also for the measurement of very fast reactions is suitable. Furthermore neither moving a measuring device nor the reaction spaces is necessary, so that no elaborate mechanics is needed. This will on the one hand the speed of successive measurements additionally increased and on the other hand the susceptibility reduced. About that In addition, a very compact design is possible, so that the device according to the invention has a very small footprint and set up virtually anywhere can be, for example, on a simple laboratory bench. Characterized in that at each reaction space a detection device is arranged between the respective reaction space and the detection device no sophisticated optical devices such as deflecting mirrors or optical lenses needed, so that the manufacturing costs for the device according to the invention can be kept low. The device according to the invention is universally applicable and especially for research or development facilities of any size, but also for smaller ones University laboratories suitable. With the device according to the invention can be practical all imaginable biochemical reactions that are on the use based on fluorescent markers, measured precisely and with high resolution become. Due to the equipment of each individual measuring channel with a separate detection device can in a particularly advantageous Also very fast reactions, such as changes of the membrane potential of living cells, measured and quantitatively be recorded.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reaktionsräumejeweils einen lichtdurchlässigen Boden aufweisen und die jeweilige Erfassungseinrichtung unterhalb des Bodens des jeweiligen Reaktionsraumes angeordnet ist. Auf diese Weise wird unter Aufrechterhaltung der kompakten Bauweise ermöglicht, dass die Reaktionsräume von oben zugänglich bleiben, so dass ggf. noch Substanzen in den Reaktionsräumen gegeben werden können, nachdem die Reaktionsräume bereits in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wurden. Darüber hinaus wird hierdurch grundsätzlich das Einsetzen und Entnehmen der Reaktionsräume in bzw. aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung erleichtert.In Advantageous embodiment of the invention is provided that the Each reaction spaces a translucent Have bottom and the respective detection device below the bottom of the respective reaction space is arranged. To this Way is made possible while maintaining the compact design, that the reaction spaces accessible from above remain, so that possibly still given substances in the reaction chambers can be after the reaction chambers already in the device according to the invention were used. About that In addition, this is basically the Insertion and removal of the reaction spaces in or out of the device according to the invention facilitated.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass zwischen dem jeweiligen Reaktionsraum und der jeweiligen Erfassungseinrichtung zumindest eine optische Einrichtung angeordnet ist. Bei der optischen Einrichtung kann es sich beispielsweise um mindestens einen Filter, mindestens eine Blende, mindestens einen Spiegel oder mindestens eine Linse handeln. Dabei ist es auch möglich und ggf. sinnvoll diese unterschiedlichen optischen Elemente beliebig miteinander zu kombinieren. Durch Einsetzen eines geeigneten Farbfilters (als Farbglasfilter oder Interferenzfilter) kann verhindert werden, dass das zur Anregung benutzte Licht in die Erfassungseinrichtung gelangt, so dass möglichst nur Fluoreszenzlicht detektiert wird. Das Vorsehen einer Linse zwischen dem Reaktionsraum und der Erfassungseinrichtung kann beispielsweise bei bestimmten Anwendungen vorteilhaft sein, wenn das von den Fluoreszenzfarbstoffen emittierte Licht zur Erhöhung der Sensitivität gebündelt werden muss. Ist ein Spiegel zwischen dem Reaktionsraum und der Erfassungseinrichtung angeordnet, so muss dieser für Licht bestimmter Wellenlänge, d. h. insbesondere das durch die Fluoreszenzfarbstoffe emittierte Licht, durchlässig sein, damit die Detektion des emittierten Lichts nicht gestört wird. Ein solcher Spiegel kann beispielsweise sinnvoll sein, um das von der Lichtquelle kommende Licht, d. h. das Anregungslicht, in den jeweiligen Reaktionsraum umzulenken. Wenn eine oder mehrere optische Einrichtungen zwischen dem Reaktionsraum und der Erfassungseinrichtung vorgesehen sind, sollte die Erfassungseinrichtung vorzugsweise unmittelbar an der optischen Einrichtung angeordnet sein, damit die vorteilhafte kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhalten bleibt.In Further embodiment of the invention is in an advantageous manner provided that between the respective reaction space and the respective Detection device arranged at least one optical device is. The optical device may, for example, at at least one filter, at least one aperture, at least one Mirror or act at least one lens. It is also possible and if necessary, these different optical elements makes any sense to combine with each other. By inserting a suitable color filter (as a colored glass filter or interference filter) can be prevented that the light used for excitation into the detection means so that as possible only fluorescent light is detected. The provision of a lens between the reaction space and the detection device can, for example be advantageous in certain applications, if that of the fluorescent dyes emitted light to increase the sensitivity bundled must become. Is a mirror between the reaction space and the Detecting device arranged so this must be for light certain wavelength, d. H. especially that emitted by the fluorescent dyes Light, permeable be so that the detection of the emitted light is not disturbed. Such a mirror may, for example, be useful to that of the light coming from the light source, d. H. the excitation light in the to divert the respective reaction space. If one or more optical Facilities between the reaction space and the detection device are provided, the detection device should preferably immediately be arranged on the optical device, so that the advantageous compact Construction of the device according to the invention preserved.

In einer bevorzugten Ausführungsform der ertindungsgemäßen Vorrichtung ist die Erfassungseinrichtung eine Halbleiter-Photodiode bzw. sind die Erfassungseinrichtungen Halbleiter-Photodioden. Diese sind relativ kostengünstig, so dass die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung insgesamt, insbesondere auch bei Ausführungsformen mit einer größeren Anzahl von Reaktionsräumen bzw. Erfassungseinrichtungen, ebenfalls gering bleiben. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber der Verwendung von beispielsweise CCD-Kameras oder Photomultipliern.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the detection is means a semiconductor photodiode or the detection means are semiconductor photodiodes. These are relatively inexpensive, so that the manufacturing cost of the device according to the invention as a whole, in particular also in embodiments with a larger number of reaction chambers or detection devices, also remain low. This is a decisive advantage over the use of, for example, CCD cameras or photomultipliers.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Lichtquelle seitlich zu den Reaktionsräumen angeordnet, so dass diese im Sinne der kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung in räumlicher Nähe zu den Reaktionsräumen angebracht werden kann, ohne die Detektion des emit tierten Lichts und die Zugänglichkeit zu den Reaktionsräumen von oben zu stören. Das Licht sollte dabei vorzugsweise senkrecht oder quer zur Achse zwischen der Erfassungseinrichtung und dem Reaktionsraum in den jeweiligen Reaktionsraum leitbar sein. Dies hat den Vorteil, dass der Anregungslichtstrahl so ausgerichtet werden kann, dass das Auftreffen von Streulicht auf die Erfassungseinrichtung verhindert bzw. minimiert wird. Darüber hinaus ist diese Ausführungsform für besondere Verwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung von Vorteil, beispielsweise für die Verwendung bei zellphysiologischen Untersuchungen mit sogenannten Hang-ins, vorauf weiter unten noch näher eingegangen wird.In a preferred embodiment the device according to the invention the light source is arranged laterally to the reaction spaces, so that these in the sense of the compact design of the device according to the invention in spatial Proximity to the reaction spaces can be attached without the detection of the emitted light and accessibility to the reaction chambers to disturb from above. The light should preferably be perpendicular or transverse to the axis between the detection device and the reaction space in the respective reaction space be conductive. This has the advantage that the excitation light beam can be aligned so that the impact is prevented or minimized by stray light on the detection device. About that In addition, this embodiment for special Uses of the device according to the invention beneficial, for example the use in cell physiological investigations with so-called Hang-ins, previously discussed in more detail below.

Alternativ kann das Licht in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung auch parallel zur Achse zwischen Erfassungseinrichtung und Reaktionsraum in den jeweiligen Reaktionsraum leitbar sein. Wenn beispielsweise physiologische Untersuchungen an lebenden Zellen durchgeführt werden, die am Boden des Reaktionsraums anhaften, dann muss auch die Einstrahlung des Anregungslichts in den Reaktionsraum von unten, d. h. parallel zur Detektionsrichtung erfolgen. Das kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass ein halbdurchlässiger Umlenkspiegel zwischen der Lichtleiteinrichtung und dem Reaktionsraum angeordnet ist. Dieser Umlenkspiegel lenkt den Anregungslichtstrahl von einer seitlich zu den Reaktionsräumen angeordneten Lichtquelle in den jeweiligen Reaktionsraum und lässt gleichzeitig das von den Fluoreszenzfarbstoffen emittierte Licht passieren. Vorzugsweise wird das Licht in diesem Fall von einer zwischen der Lichtleiteinrichtung und dem Reaktionsraum angeordneten Linse gebündelt und parallelisiert, um störendes Streulicht zu vermeiden. Durch das Vorsehen eines Farbfilters zwischen der Lichtleiteinrichtung und dem Reaktionsraum kann beispielsweise auch die Wellenlänge des Anregungslichts gewählt bzw. verändert werden. Eine oder mehrere in den Strahlengang eingearbeitete Blende(n) bewirkt bzw. bewirken eine Optimierung des Interferenzprozesses beim Einsatz von Interferenzfiltern, eine Optimierung der Fokussierung durch eine Sammellinse und/oder die Reduzierung von auftretendem Streulicht. In Abhängigkeit von den Erfordernissen können selbstverständlich auch mehrere der genannten optischen Elemente oder eine beliebige Kombination derselben vorgesehen sein.alternative can the light in an advantageous embodiment of the invention also parallel to the axis between detection device and reaction space be conductive in the respective reaction space. If, for example physiological examinations are performed on living cells, which adhere to the bottom of the reaction space, then the radiation must be of the excitation light in the reaction space from below, d. H. parallel take place to the detection direction. This can be done, for example be realized that a semitransparent deflecting mirror between the light guide and the reaction space is arranged. This Deflection mirror directs the excitation light beam from one side to the reaction chambers arranged light source in the respective reaction space and leaves at the same time pass the light emitted by the fluorescent dyes light. Preferably In this case, the light is transmitted from one between the light guide and the reaction space arranged lens bundled and parallelized to disturbing Avoid stray light. By providing a color filter between the light guide and the reaction space, for example also the wavelength chosen the excitation light or changed become. One or more incorporated in the beam path diaphragm (s) causes or cause an optimization of the interference process during use of interference filters, an optimization of focusing by a convergent lens and / or the reduction of stray light that occurs. Dependent on from the requirements Of course also a plurality of said optical elements or any combination be provided.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Lichtleiteinrichtung als einfacher Kanal oder röhrenförmig ausgebildet. Die Lichtleiteinrichtung kann alternativ aber auch beispielsweise mindestens eine Lichtleitfaser, vorzugsweise eine Glasfaser oder Kunststofffaser, sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn nur eine Lichtquelle vorgesehen ist, da in diesem Fall das von der Lichtquelle kommende Licht mittels mehrerer Lichtleitfasern auf die unterschiedlichen Reaktionsräume verteilt werden kann.In a preferred embodiment the device according to the invention the light guide is designed as a simple channel or tubular. The light-conducting device may alternatively but also, for example at least one optical fiber, preferably a glass fiber or Plastic fiber, be. This is particularly advantageous if only a light source is provided, as in this case that of the light source coming light by means of several optical fibers on the different reaction spaces can be distributed.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an jedem Reaktionsraum jeweils zumindest eine Lichtquelle angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass jeder Reaktionsraum auch bezüglich des Anregungslichts von den anderen Reaktionsräumen bzw. dem anderen Reaktionsraum unabhängig ist, was sich vorteilhaft auf die Geschwindigkeit aufeinanderfolgender Messungen auswirkt. Bei dieser Ausführungsform ist also jeder Reaktionsraum mit einer Anregungslichtquelle und einer Erfassungseinrichtung ausgestattet, so dass eine separate Messung für jeden Reaktionsraum möglich ist. Diese vollständige Trennung einzelner, autarker Messkanäle hat den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr variabel einsetzbar ist und darüber hinaus sehr schnelle Messfolgen ermöglicht.In a particularly preferred embodiment The invention is at least one at each reaction space Light source arranged. This has the advantage that every reaction space also regarding of the excitation light from the other reaction spaces or the other reaction space independently is what is beneficial to the speed of successive Measurements affects. In this embodiment, therefore, each reaction space equipped with an excitation light source and a detection device, so that a separate measurement for every reaction space possible is. This complete Separation of individual, self-sufficient measuring channels has the advantage that the inventive device is very variable and also very fast measurement sequences allows.

Um die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung gering zu halten, ist die Lichtquelle vorzugsweise eine Licht-emittierende Diode (LED). Um die Qualität des Anregungslichts zu erhöhen, kann die Lichtquelle aber beispielsweise auch eine Laserdiode sein. Stehen diese nicht zur Verfügung, kann die Lichtquelle auch ein Laser sein, was beispielsweise auch dann von Vorteil ist, wenn nur eine Lichtquelle vorgesehen ist. Wenn dagegen jeder Reaktionsraum mit einer eigenen Lichtquelle versehen ist, so sollten aus Kostengründen vorzugsweise LEDs oder Laserdioden verwendet werden.Around to keep the manufacturing costs of the device according to the invention low, the light source is preferably a light-emitting diode (LED). To the quality to increase the excitation light, For example, the light source may also be a laser diode. If these are not available, For example, the light source can be a laser is then advantageous if only one light source is provided. If, on the other hand, each reaction space is provided with its own light source is, so for cost reasons preferably LEDs or laser diodes are used.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem durch die Moleküle emittiertes Licht in jedem Reaktionsraum unabhängig von dem anderen Reaktionsraum oder den anderen Reaktionsräumen durch zumindest eine nur dem jeweiligen Reaktionsraum zugeordnete Erfassungseinrichtung gemessen wird. Das separate Erfassen des emittierten Lichts aus jedem einzelnen Reaktionsraum unabhängig von den anderen Reakti onsräumen hat den Vorteil, dass die einzelnen Messkanäle gleichzeitig oder in sehr schneller Abfolge aktiviert werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher einerseits sehr flexibel und andererseits sehr schnell, so dass es insbesondere für zellphysiologische Untersuchungen geeignet ist.The object is achieved according to the invention also by a method of the type mentioned, in which light emitted by the molecules in each reaction space is measured independently of the other reaction space or the other reaction spaces by at least one only the respective reaction chamber associated detection device. The separate detection of the emitted light from each individual reaction space independently of the other reaction chambers has the advantage that the individual measuring channels can be activated simultaneously or in very rapid succession. The method according to the invention is therefore on the one hand very flexible and on the other hand very fast, so that it is particularly suitable for cell physiological examinations.

Die Messungen können in vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens also in den einzelnen Reaktionsräumen nacheinander durchgeführt werden, wobei die Anregung in sehr schneller Abfolge sequenziell erfolgen kann. Darüber hinaus ist es aber auch möglich in zumindest zwei oder allen Reaktionsräumen gleichzeitig zu messen, so dass die Versuchsdauer insgesamt reduziert werden kann.The Measurements can in an advantageous embodiment of the method according to the invention thus in the individual reaction spaces performed in succession be, with the excitation in a very fast sequence sequentially can be done. Furthermore but it is also possible in at least two or all reaction spaces to measure simultaneously, so that the duration of the experiment can be reduced overall.

In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass in zumindest einem Reaktionsraum in gleichbleibenden Abständen wiederholt gemessen wird. Die pulsartige Anregung der Fluoreszenzfarbstoffe innerhalb eines Reaktionsraumes oder mehrerer Reaktionsräume ermöglicht das Messen in dem jeweiligen Reaktionsraum mit sehr hoher Frequenz, so dass hierbei auch sehr schnell ablaufende Reaktionen mit hoher Auflösung verfolgt werden können. Bei der Beschränkung auf einen Reaktionsraum kann dabei die zu verarbeitende Datenmenge in vergleichsweise geringem Rahmen gehalten werden.In a particular embodiment the method according to the invention is provided that in at least one reaction space in constant intervals is measured repeatedly. The pulse-like excitation of fluorescent dyes within a reaction space or more reaction spaces allows the Measuring in the respective reaction space with very high frequency, so that here also very fast reactions with high resolution can be tracked. In the restriction on a reaction space can be the amount of data to be processed be kept in a relatively small frame.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner vorgesehen, dass die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung implementierte Erfassungseinrichtung während einer einzelnen Messung eine Vielzahl von Messwerten erfasst und ein Mittelwert dieser Messwerte errechnet und angezeigt wird. Durch dieses Sampling-Verfahren in der Messvorrichtung werden Messschwankungen deutlich reduziert, ohne dass die im Datenverarbeitungsgerät (z. B. PC) anfallende Datenmenge vergrößert wird. Das Sampling Verfahren in der Messvorrichtung benimmt natürlich nicht die Möglichkeit, insbesondere bei langsamen Kinetiken, im PC eine weitere Mittlung vorzunehmen.In particularly advantageous embodiment of the method according to the invention It is further provided that the implemented in the device according to the invention Detection device during a single measurement a variety of readings recorded and an average of these measured values is calculated and displayed. By This sampling process in the measuring device will be measurement fluctuations significantly reduced without the data processing device (eg. PC) amount of data is increased. Of course, the sampling procedure in the measuring device does not behave the possibility, in particular at slow kinetics, in the PC to make a further averaging.

In einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jedem Reaktionsraum eine Lichtquelle zugeordnet und die Messung in einem Reaktionsraum parallel zum Einschalten der jeweiligen Lichtquelle eingeleitet. Dadurch, dass jeder Reaktionsraum mit einer Lichtquelle und einer Erfassungseinrichtung ausgestattet wird, kann eine vollständige apparative und elektronische Trennung der einzelnen Messkanäle durchgeführt werden. Hierdurch sind sehr flexible und schnelle Verfahrensabläufe möglich. Durch das Synchronisieren der Anregung und der Messung wird das erfindungsgemäße Verfahren darüber hinaus ökonomisch und die anfallende Datenmenge reduziert, da in jedem Kanal nur dann gemessen wird, wenn auch eine Anregung der Licht-emittierenden Moleküle erfolgt. Dabei können die Lichtquellen zur Anregung der Fluoreszenzfarbstoffe wiederholt nacheinander an- und abgeschaltet und/oder in ihrer Amplitude verändert werden, so dass ein sequenzielles Anregen der Moleküle in den verschiedenen Reaktionsräumen erfolgt. Diese Art der salternierend-sequentiellen Anregung liefert diskontinuierlich, aber mit hoher Taktrate, Fluoreszenzmessdaten, so dass eine quasianaloge Darstellung der Messdaten möglich wird. Durch diese Art einer salternierend-sequentiellen Anregung der Fluoreszenz kann Photobleaching und ein Aufheizen der Probe effektiv minimiert werden.In a particular embodiment of the method according to the invention is each reaction space associated with a light source and the measurement in a reaction space initiated parallel to switching on the respective light source. In that each reaction space with a light source and a Detecting device is equipped, can be a complete apparatus and electronic separation of the individual measurement channels are performed. Hereby are very flexible and fast processes possible. By synchronizing the excitation and the measurement is the inventive method about that out economically and reduces the resulting amount of data, since only in each channel is measured, even if an excitation of the light-emitting molecules takes place. It can the light sources are repeated to excite the fluorescent dyes turned on and off in turn and / or changed in amplitude, so that a sequential excitation of the molecules takes place in the different reaction spaces. This type of sequential-sequential stimulation provides discontinuous, but with high clock rate, fluorescence measurement data, making a quasi-analogue Display of the measured data possible becomes. By this kind of a sequential-stimulating stimulus the fluorescence can photobleaching and heating the sample effectively minimized.

Alternativ können auch alle Reaktionsräume durch eine Lichtquelle mit Licht versorgt werden, wobei das Licht mittels separater Lichtleiteinrichtungen gleichmäßig auf die unterschiedlichen Reaktionsräume verteilt wird. Ein solches Verfahren ist vor allem dann vorteilhaft, wenn eine einzige, aber qualitativ hochwertige Lichtquelle verwendet werden soll oder muss.alternative can also all reaction chambers through a light source to be supplied with light, the light by means of separate light guide evenly on the different reaction spaces is distributed. Such a method is especially advantageous if used a single but high quality light source should or should be.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ebenfalls durch eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst, bei der die Kontrolleinrichtung mit mindestens zwei Erfassungseinrichtungen zur Messung von durch die Moleküle emittiertem Licht, welche jeweils unabhängig voneinander an einem Reaktionsraum angeordnet sind, verbunden ist. Es liegt also nicht nur eine optische, sondern auch eine vollständige elektronische Trennung der unterschiedlichen Messkanäle vor, so dass die Messung in jedem einzelnen Messkanal, d. h. in jedem Reaktionsraum, unabhängig gesteuert werden kann. Das Auslesen der Messdaten kann sowohl sequenziell als auch parallel erfolgen, so dass die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung einen sehr flexiblen Verfahrensablauf ermöglicht. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, die vorzugsweise in die erfindungsgemäße Vorrichtung integriert ist, liegt also darin, dass eine exakte elektronische Kanal trennung vorliegt, so dass Messungenauigkeiten durch Kanalübersprechen vermieden werden.The Task is also according to the invention solved by a circuit arrangement of the type mentioned, at the control device with at least two detection devices for measuring through the molecules emitted light, each independently on a reaction space are arranged is connected. So it's not just an optical, but also a complete one electronic separation of the different measuring channels, so that the measurement in each individual measurement channel, i. H. in each Reaction space, independent can be controlled. Reading out the measurement data can be both sequential as well as in parallel, so that the circuit arrangement according to the invention allows a very flexible procedure. The advantage of the circuit arrangement according to the invention, which is preferably integrated in the device according to the invention, lies in the fact that there is an exact electronic channel separation, so that measurement inaccuracies are avoided by channel crosstalk.

In besonderer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung über mindestens eine Verstärkereinheit und/oder mindestens eine Verteilereinrichtung und/oder mindestens einen Analog-/Digital-Wandler mit den Erfassungseinrichtungen verbunden ist. Diese elektronischen Bauelemente gewährleisten, dass ausreichend starke und rauscharme Messsignale erzeugt und verarbeiten werden können und darüber hinaus eine eindeutige Zuordnung zu den einzelnen Messkanälen erfolgen kann. Wenn eine Verteilereinrichtung, beispielsweise ein Multiplexer, vorgesehen ist, kann die Schaltungsanordnung deutlich vereinfacht werden, da beispielsweise nur noch ein Analog-/Digital-Wandler erforderlich ist. Allerdings ist in diesem Fall dann kein paralleles Messen in mehreren Kanälen möglich.In a particular embodiment of the circuit arrangement according to the invention, it is provided that the control device is connected to the detection devices via at least one amplifier unit and / or at least one distributor device and / or at least one analog / digital converter. These electronic components ensure that sufficiently strong and low-noise measurement signals can be generated and processed, and beyond that a clear assignment to the individual measurement channels can be made. If a distribution device, such as a multiplexer, is provided, the circuit arrangement can be significantly simplified, as example only one analog / digital converter is required. However, in this case no parallel measurement in several channels is possible.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist vorgesehen, dass eine Übermittlung der Messsignale von den Erfassungseinrichtungen zur Kontrolleinrichtung mittels der Verteilereinrichtung durch die Kontrolleinrichtung steuerbar ist. Über die Verteilereinrichtung kann die Kontrolleinrichtung also steuern, welcher Messkanal aktiviert wird, d. h. aus welcher Erfassungseinrichtung Messdaten ausgelesen werden. Dies hat den Vorteil, dass nur der Messkanal aktiv ist, an dem tatsächlich Messdaten ermittelt werden, d. h. es wird nur jeweils die Erfassungseinrichtung ausgelesen, die dem Reaktionsraum zugeordnet ist, in dem die Fluoreszenzfarbstoffe angeregt werden. Die anderen Messkanäle werden dagegen nicht ausgelesen, so dass insgesamt die zu verarbeitende Datenmenge reduziert wird.In advantageous embodiment of the circuit arrangement according to the invention provided that a transmission the measurement signals from the detection means to the control means by means of the distributor device controllable by the control device is. about the distributor device can thus control the control device, which measuring channel is activated, d. H. from which detection device Measurement data are read out. This has the advantage that only the Measuring channel is active at the actually Measurement data are determined, d. H. it is only the detection device read out, which is assigned to the reaction space in which the fluorescent dyes be stimulated. The other measurement channels are not read, so that overall the amount of data to be processed is reduced.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung mit der Steuereinrichtung oder den Steuereinrichtungen verbunden ist und/oder dass die Steuereinrichtungen) mittels eines Triggersignals schaltbar und gleichzeitig in ihrer Amplitude veränderbar ist bzw. sind. Die Kontrolleinrichtung steuert in dieser Ausführungsform also nicht nur das Auslesen der Messdaten aus den einzelnen Messkanälen, sondern auch das An- und Abschalten sowie die Amplitudenmodulation der Anregungslichtquellen. Auf diese Weise kann die Anregungsintensität sowie das Einschalten der Anregungslichtquelle für einen bestimmten Reaktionsraum optimal mit dem Auslesen der Messdaten aus der entsprechenden Erfassungseinrichtung synchronisiert werden. Die Steuereinrichtungen sind vorzugsweise elektronische Steuereinrichtungen, beispielsweise Transistoren.In particularly advantageous embodiment of the invention is provided that the control device with the control device or the Control devices is connected and / or that the control devices) switchable by means of a trigger signal and at the same time in their Amplitude changeable is or are. The control device controls in this embodiment So not only the reading of the measurement data from the individual measurement channels, but also the switching on and off as well as the amplitude modulation of the excitation light sources. In this way, the excitation intensity and the switching of the Excitation light source for a certain reaction space optimally with the reading of the measured data be synchronized from the corresponding detection device. The control devices are preferably electronic control devices, for example, transistors.

Die Erfindung umfasst ferner zumindest ein Programmelement, das mit einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung lesbar und ausführbar ist und das, wenn es ausgeführt wird, dazu geeignet ist, die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäßen Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zu steuern. Die Erfindung umfasst ferner ein entsprechendes Speichermedium, das mittels einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung lesbar ist und auf dem die genannten Programmelemente gespeichert sind. Erfindungsgemäß ist ein Programmelement in der Kontrolleinrichtung implementiert, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Schaltungsanordnung völlig autark, d. h. ohne die Anbindung an ein externes Datenverarbeitungsgerät (z. B. einen PC), betrieben werden kann. Es ist ferner ein weiteres Programmelement vorgesehen, das auf einem externen Datenverarbeitungsgerät (z. B. PC) installiert ist und unter einem mit einem gängigen Betriebssystem arbeitenden Anwendungsprogrammläuft. Die beiden erfindungsgemäßen Programmelemente korrespondieren und sind aufeinander abgestimmt, so dass alle Messparameter einfach eingestellt werden können. Darüber hinaus sind die bei einer Messung anfallenden Datenmengen so gering (ca. 100 kB für 12 Messkanäle bei 60 min. Messdauer), dass diese in einem in der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordneten Speicher abgelegt werden können und erst nach Abschluss des Experiments zur weiteren Verarbeitung auf einen externen Speicher (z.B. in einem PC) übertragen werden müssen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Schaltungsanordnung kann also auch während einer Messung ohne die Anbindung an ein externes Datenverarbeitungsgerät (z. B. einen PC) betrieben werden, so dass ein sehr flexibler und unproblematischer Einsatz möglich ist.The The invention further comprises at least one program element associated with an electronic data processing device is readable and executable and that when it's running is, is suitable, the inventive device, the inventive method and / or the circuit arrangement according to the invention to control. The invention further comprises a corresponding storage medium, readable by means of an electronic data processing device is and on which the mentioned program elements are stored. According to the invention is a Program element implemented in the control device, so that the device according to the invention or circuit arrangement completely self-sufficient, d. H. without the connection to an external data processing device (eg a PC) can be operated. It is also another program element provided on an external data processing device (eg PC) is installed and operating under a common operating system Application program runs. The two program elements according to the invention correspond and are matched, so that all measurement parameters can be adjusted easily. Furthermore are the amounts of data generated during a measurement so small (approx. 100 kB for 12 measuring channels at 60 min. Measuring period) that this in a device according to the invention arranged memory can be stored and only after completion of the experiment for further processing on an external memory (e.g., in a PC) Need to become. The device according to the invention or circuit arrangement can therefore also during a measurement without the Connection to an external data processing device (eg a PC) operated so that is a very flexible and unproblematic use possible is.

Die Erfindung wird im weiteren anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert.The The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the figures.

Es zeigt:It shows:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit 12 Messkanälen und Lichtanregung quer zur Detektionsrichtung, 1 a perspective view of a device according to the invention with 12 measuring channels and light excitation across the detection direction,

2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit 8 Messkanälen und einem Kontrollkanal sowie Lichtanregung quer zur Detektionsrichtung, 2 a perspective view of a device according to the invention with 8 measuring channels and a control channel and light excitation transverse to the detection direction,

3 einen Längsschnitt durch einen Messkanal einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Anregung parallel zur Detektionsrichtung, 3 a longitudinal section through a measuring channel of a particular embodiment of the device according to the invention with excitation parallel to the detection direction,

4 einen Längsschnitt durch einen Messkanal einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Anregung quer zur Detektionsrichtung, 4 a longitudinal section through a measuring channel of another embodiment of the device according to the invention with excitation transverse to the detection direction,

5a ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vom Einschalten der erfindungsgemäßen Vorrichtung bis zum Start der Messung, 5a a flowchart of an embodiment of the method according to the invention from switching on the device according to the invention until the start of the measurement,

5b ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vom Start der Messung bis zum Programmende, 5b a flowchart of an embodiment of the method according to the invention from the start of the measurement to the end of the program,

6 ein Prinzip-Blockdiagramm einer besonderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und 6 a principle block diagram of a particular embodiment of a circuit arrangement according to the invention and

7 ein beispielhaftes Messprotokoll eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführten zellphysiologischen Experiments. 7 an exemplary measurement protocol of a durchge with a device according to the invention led cell physiological experiment.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit 12 Messkanälen. Die Vorrichtung 1 besteht aus einem Gehäuse 2, das in erster Linie der Aufnahme der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und der Erfassungseinrichtungen dient. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 keine bewegbaren Teile enthält und somit keine aufwendige Mechanik erforderlich ist, ist das Gehäuse 2 bzw. die Vorrichtung 1 sehr kompakt und kann praktisch überall, beispielsweise auch in S1-, S2- oder Isotopen-Labors, aufgestellt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann dabei so kompakt hergestellt werden, dass sie kleiner als ein herkömmlicher Schuhkarton ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist ferner einen ersten Block 3 und einen zweiten Block 4 auf, welche jeweils auf das Gehäuse 2 aufgeschraubt werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfasst ferner einen hier nicht dargestellten Deckel, der den oberen Bereich des Gehäuses 2 und insbesondere den ersten Block 3 und den zweiten Block 4 abdeckt, damit kein Tageslicht auf die Erfassungseinrichtungen treffen kann. In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 kann der Deckel lichtundurchlässige Öffnungen aufweisen, über die Substanzen bzw. Lösungen in die einzelnen Reaktionsräume gegeben werden können. Diese Ausführungsform ist vor allem dann vorteilhaft, wenn sehr schnelle Reaktionen gemessen werden sollen, da hier eine durch das Schließen des Deckels bedingte Verzögerung zwischen der Zugabe der Substanzen und dem Beginn der Messung vermieden werden kann. Darüber hinaus ermöglicht diese besondere Ausgestaltung des Deckels eine Zugabe von Substanzen während einer laufenden Messung. 1 shows a perspective view of a device according to the invention 1 with 12 measuring channels. The device 1 consists of a housing 2 which serves primarily to receive the circuit arrangement according to the invention and the detection devices. As the device of the invention 1 contains no moving parts and thus no complicated mechanism is required, is the housing 2 or the device 1 very compact and can be placed practically anywhere, for example in S1, S2 or isotope laboratories. The device according to the invention 1 can be made so compact that it is smaller than a conventional shoe box. The device according to the invention 1 also has a first block 3 and a second block 4 on which each on the housing 2 can be screwed on. The device according to the invention 1 further comprises a cover, not shown here, the upper portion of the housing 2 and in particular the first block 3 and the second block 4 covering so that no daylight can hit the detection devices. In an advantageous embodiment of the device according to the invention 1 For example, the lid may have opaque openings through which substances or solutions can be added to the individual reaction spaces. This embodiment is particularly advantageous when very fast reactions are to be measured, since a delay between the addition of the substances and the beginning of the measurement caused by the closure of the lid can be avoided. In addition, this particular embodiment of the lid allows an addition of substances during a running measurement.

Das Gehäuse 2 weist an seiner oberen Wand 5 eine Ausnehmung 6 und insgesamt 12 Filter 7.1–7.12 auf. Die Ausnehmung 6, die im zusammengesetzten Zustand von dem ersten Block 3 abgedeckt wird, dient der Aufnahme der Elektronik für die Anregungslichtquellen, beispielsweise einer entsprechenden Platine. Die Filter 7.1–7.12, bei denen es sich um Farbfilter, beispielsweise Farbglasfilter als Langpass oder Interferenzfilter als Bandpass, handelt, decken Öffnungen ab, durch welche das von Fluoreszenzfarbstoffen emittierte Licht zu den hier nicht sichtbaren Erfassungseinrichtungen gelangt. Die Filter 7.1–7.12 sind dabei, ggf. im Block, auswechselbar, so dass die Wellenlänge des zu erfassenden Lichtes (Emission) durch einfachen Filterwechsel angepasst werden kann, wenn die Wellenlänge des anregenden Lichtes (Excitation) verändert wird. Unmittelbar unterhalb jedes Filters 7.1–7.12 ist eine Erfassungseinrichtung, beispielsweise eine Halbleiter-Photodiode, angeordnet. Jeder Messkanal weist folglich eine nur ihm zugeordnete Erfassungseinrichtung auf, so dass sowohl bei der Detektion als auch bei der Excitation eine vollständige Kanaltrennung vorliegt. Der zweite Block 4 weist 12 in Reihe angeordnete Durchbrüche 8.1–8.12 auf, die jeweils der Auf nahme eines Reaktionsraumes dienen. Der zweite Block 4 wird derart auf das Gehäuse 2 aufgeschraubt, dass die Durchbrüche 8.1–8.12 mit den Filtern 7.1–7.12 bzw. den darunter liegenden Durchbrüchen und Erfassungseinrichtungen zur Deckung kommen. Somit ist jedem Reaktionsraum in dieser Ausführungsform exakt eine Erfassungsvorrichtung zugeordnet, so dass die Messung der Fluoreszenz in einem einzelnen Reaktionsraum unabhängig von den anderen Reaktionsräumen erfolgen kann. Bei den hier nicht dargestellten Reaktionsräumen handelt es sich üblicherweise um kleine Kunststoff- oder Glasgefäße, die in Form einer Reihe miteinander verbunden sind. Solche Reaktionsbehältnisse werden üblicherweise als Muliwells oder Multiwell-Strips bezeichnet. In die Durchbrüche 8.1–8.12 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 können sowohl einzelne Reaktionsräume als auch eine Reihe von Reaktionsräumen eingesetzt werden. Der zweite Block 4 weist an seiner dem ersten Block 3 zugewandten Seite ferner Lichteintrittsöffnungen 9.1–9.12 auf, durch die das Anregungslicht in die jeweiligen Durchbrüche 8.1– 8.12 und damit in die entsprechenden Reaktionsräume gelangen kann. Der zweite Block 4 weist ferner Lichtfallen 10.1–10.12 auf, bei denen es sich um Bohrungen handelt, durch die das in die Reaktionsräume eingeleitete Anregungslicht wieder austreten kann. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 kann durch das Anregungslicht verursachtes Streulicht verhindert bzw. minimiert werden, so dass die Messung hiervon nicht negativ beeinflusst werden kann. Innerhalb des ersten Blocks 3 sind 12 Lichtquellen 11.1–11.12 in Reihe angeordnet. Bei den Lichtquellen 11.1–11.12 handelt es sich vorzugsweise um LEDs, die kostengünstig sind und eine engbandige (beispielsweise 20 nm Halbwertsbreite) Prä-Selektion der gewünschten Lichtfarbe bei guter Lichtqualität liefern. Das von den Lichtquellen 11.1–11.12 ausgesendete Licht tritt durch die Öffnungen 12.1–12.12 aus dem ersten Block 3 aus und gelangt über die Lichteintrittsöffnungen 9.1–9.12 in die jeweiligen Reaktionsräume in den Durchbrüchen 8.1–8.12. Daher müssen sich die Öffnungen 12.1–12.12 und die Lichteintrittsöffnungen 9.1–9.12 beim Befestigen der Blöcke 3, 4 auf dem Gehäuse 2 in Deckung befinden. Beim Befestigen des ersten Blocks 3 auf dem Gehäuse 2 muss darüber hinaus eine Verbindung zwischen den Lichtquellen 11.1–11.12 und der in der Ausnehmung 6 angeordneten Steuerelektronik hergestellt werden. Die Blöcke 3, 4 sind auswechselbar, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 variabel an unterschiedliche Anwendungen angepasst werden kann. Darüber hin aus sollten alle Teile der Vorrichtung 1, die mit Licht in Berührung kommen, aus schwarz-eloxiertem Aluminium bestehen, damit Streulicht effektiv absorbiert wird.The housing 2 indicates on its upper wall 5 a recess 6 and a total of 12 filters 7.1 - 7.12 on. The recess 6 in the assembled state of the first block 3 is covered, serves to accommodate the electronics for the excitation light sources, such as a corresponding board. The filters 7.1 - 7.12 which are color filters, for example color glass filters as longpass or interference filters as bandpass, cover openings through which the light emitted by fluorescent dyes reaches the detection devices which are not visible here. The filters 7.1 - 7.12 are interchangeable, possibly in the block, so that the wavelength of the light to be detected (emission) can be adjusted by simple filter change, if the wavelength of the exciting light (excitation) is changed. Immediately below each filter 7.1 - 7.12 is a detection device, such as a semiconductor photodiode arranged. Each measuring channel consequently has a detection device assigned only to it, so that there is complete channel separation both in the detection and in the excitation. The second block 4 has 12 series breakthroughs 8.1 - 8.12 on, each of the acceptance of a reaction space serve. The second block 4 is so on the housing 2 unscrewed that breakthroughs 8.1 - 8.12 with the filters 7.1 - 7.12 or the underlying breakthroughs and detection devices come to cover. Thus, each reaction space in this embodiment is assigned exactly one detection device, so that the measurement of the fluorescence in a single reaction space can be carried out independently of the other reaction spaces. The reaction spaces, not shown here, are usually small plastic or glass vessels, which are connected together in the form of a series. Such reaction containers are commonly referred to as muliwells or multiwell strips. In the breakthroughs 8.1 - 8.12 the device according to the invention 1 Both individual reaction chambers and a number of reaction spaces can be used. The second block 4 indicates at its the first block 3 facing side further light entry openings 9.1 - 9.12 on, through which the excitation light into the respective breakthroughs 8.1 - 8.12 and thus reach the corresponding reaction spaces. The second block 4 also has light traps 10.1 - 10:12 which are bores through which the excitation light introduced into the reaction spaces can exit again. By this advantageous embodiment of the device according to the invention 1 For example, scattered light caused by the excitation light can be prevented or minimized so that the measurement thereof can not be adversely affected. Within the first block 3 are 12 light sources 11.1 - 11:12 arranged in a row. At the light sources 11.1 - 11:12 These are preferably LEDs that are inexpensive and provide a narrow-band (for example, 20 nm half width) pre-selection of the desired light color with good quality of light. That from the light sources 11.1 - 11:12 emitted light passes through the openings 12.1 - 12:12 from the first block 3 from and passes over the light entry openings 9.1 - 9.12 in the respective reaction chambers in the breakthroughs 8.1 - 8.12 , Therefore, the openings must be 12.1 - 12:12 and the light entry openings 9.1 - 9.12 when fixing the blocks 3 . 4 on the case 2 to be in cover. When fixing the first block 3 on the case 2 In addition, there must be a connection between the light sources 11.1 - 11:12 and in the recess 6 arranged control electronics are manufactured. The blocks 3 . 4 are interchangeable, so that the device according to the invention 1 can be variably adapted to different applications. In addition, all parts of the device should be off 1 , which come into contact with light, made of black anodized aluminum, so that stray light is effectively absorbed.

Aus 1 wird deutlich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 sehr kompakt ist und darüber hinaus jeder einzelne Messkanal vollständig ausgestattet und somit autark ist, so dass eine apparative Trennung der einzelnen Messkanäle vorliegt. In jedem Messkanal bzw. jedem Reaktionsraum kann daher die Fluoreszenz unabhängig von den anderen Reaktionsräumen gemessen werden. Selbst bei einer salternierend-sequenziellen Messung, d. h. einem nacheinander erfolgenden An- und Abschalten der Lichtquellen 11.1–11.12 und entsprechendem Auslesen der Messdaten aus den hier nicht dargestellten Erfassungseinrichtungen, kann folglich sehr schnell und in kurzen Abständen gemessen werden, da kein mechanisches Umschalten von einem Messkanal auf den nächsten erfolgen muss und die einzelnen Bauteile oder die Reaktionsräume nicht mechanisch bewegt werden müssen. Selbstverständlich können die Messkanäle auch in zwei parallelen oder mehreren Reihen angeordnet sein, so dass auch Mehrlochplatten mit einer großen Anzahl von Reaktionsräumen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden können.Out 1 it becomes clear that the device according to the invention 1 is very compact and beyond each individual measuring channel is fully equipped and therefore self-sufficient, so that there is a separation of the individual measuring channels. In each measuring channel or each reaction space, therefore, the fluorescence can be measured independently of the other reaction spaces. Even with a salternating-sequential measurement, ie a sequential switching on and off of the light sources 11.1 - 11:12 and corresponding readout of the measurement data from the detection devices not shown here, can therefore be measured very quickly and at short intervals, since no mechanical switching must be made from one measurement channel to the next and the individual components or the reaction spaces do not have to be moved mechanically. Of course, the measuring channels can also be arranged in two parallel or multiple rows, so that multi-well plates with a large number of reaction spaces can be used with the device according to the invention.

2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 15, die in ihrem Aufbau im wesentlichen der Vorrichtung 1 gemäß 1 entspricht. Die Vorrichtung 15 unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 gemäß 1 im wesentlichen dadurch, dass hier nicht 12, sondern 8 Messkanäle 16.1–16.8 vorgesehen sind. Jeder Messkanal 16.1–16.8 weist dabei eine Erfassungsvorrichtung auf, so dass die Fluoreszenz in jeden Reaktionsraum separat gemessen werden kann. Auch hier ist jedem Reaktionsraum eine eigene Lichtquelle 17.1–17.8 zugeordnet, so dass jeder Messkanal 16.1–16.8 autark arbeiten und separat angesteuert werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner einen zusätzlichen Messkanal 18 mit einem entsprechenden Durchbruch 19 zur Aufnahme eines zusätzlichen Reaktionsraumes und einer eigenen Lichtquelle 20. Dieser zusätzlichen Messkanal 18 dient Kontrollmesszwecken, beispielsweise in einem zellfreien Kompartiment zur Dokumentation von Photobleaching oder der Stabilität des Fluoreszenzfarbstoffes. 2 shows a perspective view of another embodiment of a device according to the invention 15 In their construction essentially the device 1 according to 1 equivalent. The device 15 is different from the device 1 according to 1 essentially by the fact that here not 12 but 8 measuring channels 16.1 - 16.8 are provided. Each measuring channel 16.1 - 16.8 has a detection device, so that the fluorescence can be measured separately in each reaction space. Again, each reaction room is a separate light source 17.1 - 17.8 assigned, so that each measuring channel 16.1 - 16.8 work independently and can be controlled separately. The device according to the invention also comprises an additional measuring channel 18 with a corresponding breakthrough 19 for receiving an additional reaction space and a separate light source 20 , This additional measuring channel 18 is used for control measurement purposes, for example in a cell-free compartment for the documentation of photobleaching or the stability of the fluorescent dye.

3 zeigt einen Längsschnitt durch die Bauteile eines einzelnen Messkanals. Die Anordnung dient der Messung der Fluoreszenz von entsprechend anregbaren Molekülen innerhalb des Reaktionsraumes 25, insbesondere bei zellphysiologischen Untersuchungen an adhärenten Zellen. Der Reaktionsraum 25 ist zylinderförmig ausgebildet und weist eine Seitenwand 26 und einen lichtdurchlässigen Boden 27 auf. Die Seitenwand 26 und der Boden 27 bestehen vorzugsweise aus einem transparenten Material, beispielsweise Kunststoff oder Glas. Während der Boden 27 lichtdurchlässig sein muss, damit das von den Fluoreszenzfarbstoffen emittierte Licht nach unten austreten kann, könnte es für bestimmte Anwendungen alternativ vorteilhaft sein, die Seitenwand 26 aus einem lichtundurchlässigen Material herzustellen. Dies ist allerdings nur dann möglich, wenn wie im vorliegenden Beispiel die Einstrahlung des Anregungslichts von unten über den Boden 27 erfolgt. 3 shows a longitudinal section through the components of a single measuring channel. The arrangement serves to measure the fluorescence of corresponding excitable molecules within the reaction space 25 , in particular in cell physiological studies on adherent cells. The reaction space 25 is cylindrical and has a side wall 26 and a translucent floor 27 on. The side wall 26 and the ground 27 are preferably made of a transparent material, such as plastic or glass. While the ground 27 must be translucent, so that the light emitted by the fluorescent dyes light can escape down, it could be advantageous for certain applications alternatively, the side wall 26 made of an opaque material. However, this is only possible if, as in the present example, the irradiation of the excitation light from below across the ground 27 he follows.

Seitlich und unterhalb vom Reaktionsraum 27 ist eine Lichtquelle 28 angeordnet, bei der es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Licht-emittierende Diode (LED) handelt. Das von der Lichtquelle 28 emittierte Licht tritt durch den Filter 29, die Blende 30 und die Linse 31 in die Lichtleiteinrichtung 32 aus. Bei dem Filter 29 kann es sich beispielsweise um einen Farbfilter handeln, der eine Auswahl der Wellenlänge des anregenden Lichts ermöglicht. Mittels der Linse 31 wird das von der Lichtquelle 28 emittierte Licht parallelisiert, so dass die Messung störendes Streulicht minimiert wird. Bei der Lichtleiteinrichtung 32 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen einfachen Kanal, der vorzugsweise zumindest an seinen Innenflächen schwarz gefärbt ist, damit ggf. auftretendes Streulicht absorbiert wird. Das von der Lichtquelle 28 emittierte Licht wird in der Lichtleiteinrichtung 32 durch einen Spiegel 33 umgelenkt und durch die Blende 34 von unten in den Reaktionsraum 25 geleitet. Das Anregungslicht tritt dabei durch das Schutzglas 35 und den Boden 27 hindurch. Das Schutzglas 35 dient dem Schutz der optischen Elemente unterhalb des Reaktionsraums 25, beispielsweise vor einem Eindringen von Flüssigkeit. Das Schutzglas 35 und der Boden 27 sind in Bezug auf die Längsachse des Reaktionsraumes 25 geneigt angeordnet, so dass das einfallende Licht nicht senkrecht, sondern schräg auf die äußeren Oberflächen des Schutzglases 35 und des Bodens 27 trifft. Durch diese Maßnahme können Reflektionen an den genannten Oberflächen in eine Richtung gelenkt wer den, die von der Erfassungseinrichtung nicht erfassbar ist. So kann beispielsweise bei einer Neigung mindestens einer der genannten Oberflächen in einem Winkel von 5°–15°, vorzugsweise 8°–10°, die Reflektion um mehr als zwei Drittel reduziert werden. Eine weitere Verminderung störender Reflektionen kann durch eine Anti-Reflexbeschichtung der genannten Oberflächen erreicht werden.Laterally and below the reaction chamber 27 is a light source 28 arranged, which in the present embodiment is a light-emitting diode (LED). That from the light source 28 emitted light passes through the filter 29 , the aperture 30 and the lens 31 in the light guide 32 out. At the filter 29 For example, it may be a color filter that allows selection of the wavelength of the exciting light. By means of the lens 31 that gets from the light source 28 emitted light is parallelized, so that the measurement interfering stray light is minimized. In the light guide 32 In the present exemplary embodiment, this is a simple channel, which is preferably colored black at least on its inner surfaces, so that any scattered light that may occur is absorbed. That from the light source 28 emitted light is in the light guide 32 through a mirror 33 deflected and through the aperture 34 from the bottom into the reaction space 25 directed. The excitation light passes through the protective glass 35 and the floor 27 therethrough. The protective glass 35 serves to protect the optical elements below the reaction space 25 , for example, from penetration of liquid. The protective glass 35 and the ground 27 are with respect to the longitudinal axis of the reaction space 25 arranged inclined, so that the incident light is not vertical, but obliquely on the outer surfaces of the protective glass 35 and the soil 27 meets. By this measure, reflections can be directed to the said surfaces in a direction who the, which is not detectable by the detection device. Thus, for example, with an inclination of at least one of the mentioned surfaces at an angle of 5 ° -15 °, preferably 8 ° -10 °, the reflection can be reduced by more than two-thirds. A further reduction of disturbing reflections can be achieved by an anti-reflective coating of the mentioned surfaces.

Das in den Reaktionsraum 25 geleitete Licht hat eine bestimmte Wellenlänge, beispielsweise 488 nm, so dass geeignete Moleküle innerhalb des Reaktionsraums 25 zur Fluoreszenz angeregt werden. Das durch die Anregung der Fluoreszenzfarbstoffe emittierte Licht tritt u. a. durch den Boden 27 und das Schutzglas 35 nach unten aus dem Reaktionsraum 25 aus. Da es sich bei dem Spiegel 33 um einen halbdurchlässigen Spiegel handelt, kann das von den Fluoreszenzfarbstoffen emittierte Licht durch die Erfassungseinrichtung 36 detektiert werden. Das zu messende Licht tritt dabei zuvor durch den Filter 37, bei dem es sich beispielsweise um einen Farbglasfilter als Langpass oder einen Interferenzfilter als Bandpass handelt. Bei der Erfassungseinrichtung 36 handelt es sich vorzugsweise um eine einfachen Halbleiter-Photodiode. Da jeder Messkanal eine eigene Erfassungseinrichtung aufweist, sollten diese relativ preisgünstig sein, damit die Herstellungskosten für die gesamte Vorrichtung gering bleiben. Bei der dargestellten Ausführungsform wird das von der Lichtquelle ausgesendete Licht, d. h. das Anregungslicht, parallel zu der Achse zwischen Erfassungseinrichtung 36 und Reaktionsraum 25 von unten in den Reaktionsraum 25 geleitet. Die Richtung des Anregungslichts verläuft also genau entgegengesetzt zur Detektionsrichtung. Auf diese Weise wird eine Störung der Messung durch das Anregungslicht vermieden. Darüber hinaus wird durch die gezeigte Anordnung das Auftreten von störendem Streulicht deutlich minimiert. Dadurch dass die Erfassungseinrichtung 36 unmittelbar unterhalb der optischen Einrichtungen, d. h. insbesondere des Filters 37 und des Spiegels 33, angeordnet ist und sich die Lichtquelle 28 ebenfalls in unmittelbarer Nähe des Spiegels 33 seitlich zur Achse zwischen Erfassungseinrichtung 36 und Reaktionsraum 25 befindet, sind die optischen Signalverluste sowohl bei der Anregung der Fluoreszenzfarbstoffe als auch bei der Detektion des emittierten Lichts sehr gering und es entsteht eine sehr kompakte Anordnung, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr sensitiv ist und insgesamt ebenfalls sehr kompakt gebaut werden kann. Darüber hinaus ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Mess kanal komplett ausgestattet, d. h. sowohl mit einer eigenen Erfassungseinrichtung 36 als auch einer eigenen Lichtquelle 28 versehen. Hierdurch ist eine vollständige Trennung zwischen den einzelnen Messkanälen möglich. Jeder Messkanal kann völlig autark betrieben werden, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung insgesamt sehr schnell, genau und flexibel messen kann.That in the reaction room 25 Directed light has a specific wavelength, for example 488 nm, allowing suitable molecules within the reaction space 25 be excited to fluorescence. The light emitted by the excitation of the fluorescent dyes passes, inter alia, through the ground 27 and the protective glass 35 down from the reaction space 25 out. As it is at the mirror 33 is a semitransparent mirror, the light emitted by the fluorescent dyes can be detected by the detector 36 be detected. That too Measuring light passes through the filter beforehand 37 which is, for example, a color glass filter as a longpass or an interference filter as a bandpass. At the detection device 36 it is preferably a simple semiconductor photodiode. Since each measuring channel has its own detection device, they should be relatively inexpensive, so that the manufacturing costs for the entire device remain low. In the illustrated embodiment, the light emitted by the light source, ie the excitation light, becomes parallel to the axis between detection means 36 and reaction space 25 from the bottom into the reaction space 25 directed. The direction of the excitation light thus runs exactly opposite to the detection direction. In this way, a disturbance of the measurement by the excitation light is avoided. In addition, the occurrence of disturbing scattered light is significantly minimized by the arrangement shown. In that the detection device 36 immediately below the optical devices, ie in particular the filter 37 and the mirror 33 , is arranged and the light source 28 also in the immediate vicinity of the mirror 33 laterally to the axis between detection device 36 and reaction space 25 is, the optical signal losses both in the excitation of the fluorescent dyes and in the detection of the emitted light is very low and there is a very compact arrangement, so that the device of the invention is very sensitive and overall can also be built very compact. In addition, in the embodiment shown here, the measuring channel is completely equipped, ie both with its own detection device 36 as well as its own light source 28 Mistake. As a result, a complete separation between the individual measurement channels is possible. Each measuring channel can be operated completely independently, so that the device according to the invention can measure overall very fast, accurate and flexible.

4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Messkanal einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Anregungslicht orthogonal zur Detektionsrichtung in den Reaktionsraum 25 geleitet wird. Der Reaktionsraum 25 wird durch die Seitenwand 26 und den Boden 27 gebildet und entspricht somit dem Reaktionsraum 25 gemäß 3. In den Reaktionsraum 25 ist zusätzlich ein Zellkultureinsatz 40 eingehängt, welcher eine filterartige Bodenfläche 41 aufweist. Auf der filterartigen Bodenfläche 41 können lebende Zellen wachsen und einen sogenannten Monolayer (geschlossenen Zellrasen) bilden. Mit Hilfe eines solchen Zellkultureinsatzes 40, einem sogenannten Hang-in, kann beispielsweise der Transport von Tracermolekülen durch Endothel-Monolayer untersucht werden, wobei diese Tracermoleküle sowohl aufgrund ihrer Größe und Form einer regulierten Diffusion unterliegen als auch aufgrund einer Markierung mit einem Fluoreszenzfarbstoff 42 zur Fluoreszenz angeregt werden können. Unter bestimmten Bedingungen gelangen dabei diese Tracermoleküle mit den Fluoreszenzfarbstoffen 42 durch den Zellrasen und die filterartige Bodenfläche 41 in den Reaktionsraum 25 und können dort mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung detektiert werden. Zu diesem Zweck ist seitlich vom Reaktionsraum 25 eine Lichtquelle 43 angeordnet, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine LED. Die Lichtquelle 43 emittiert Licht, das durch den Filter 44, die Blende 45 und die, zumindest an dieser Stelle lichtdurchlässige, Seitenwand 26 in den Reaktionsraum 25 gelangt. Durch dieses Licht können im Reaktionsraum 25 befindliche Fluoreszenzfarbstoffe 42 angeregt werden. Das Anregungslicht tritt auf der der Blende 45 gegenüberliegenden Seite des Reaktionsraumes 25 durch die Öffnung 46 wieder aus und gelangt in eine sogenannte Lichtfalle, bei der es sich beispielsweise um einen einfachen dunklen Kanal handeln kann. Überraschenderweise hat sich nämlich herausgestellt, dass eine solche Lichtfalle geeignet ist, das Auftreten von Streulicht innerhalb des Messsystems und somit die störenden Einflüsse des Anregungslichts effektiv zu verringern. 4 shows a longitudinal section through a measuring channel of an alternative embodiment of the device according to the invention, in which the excitation light orthogonal to the detection direction in the reaction space 25 is directed. The reaction space 25 gets through the sidewall 26 and the floor 27 formed and thus corresponds to the reaction space 25 according to 3 , In the reaction room 25 is additionally a cell culture insert 40 mounted, which has a filter-like bottom surface 41 having. On the filter-like floor surface 41 live cells can grow and form a so-called monolayer (closed cell lawn). With the help of such a cell culture use 40 a so-called hang-in, for example, the transport of tracer molecules by endothelial monolayer can be examined, these tracer molecules both due to their size and shape of a regulated diffusion subject as well as due to a mark with a fluorescent dye 42 can be excited to fluorescence. Under certain conditions, these tracer molecules arrive with the fluorescent dyes 42 through the cell lawn and the filter-like floor surface 41 in the reaction space 25 and can be detected there by means of the device according to the invention. For this purpose is laterally from the reaction space 25 a light source 43 arranged, in the present embodiment, an LED. The light source 43 emits light through the filter 44 , the aperture 45 and the, at least at this point translucent, side wall 26 in the reaction space 25 arrives. Through this light can in the reaction space 25 located fluorescent dyes 42 be stimulated. The excitation light occurs on the aperture 45 opposite side of the reaction space 25 through the opening 46 again and gets into a so-called light trap, which may be, for example, a simple dark channel. Surprisingly, it has been found that such a light trap is suitable for effectively reducing the occurrence of scattered light within the measuring system and thus the disturbing influences of the excitation light.

Unmittelbar unter dem Boden 27 des Reaktionsraums 25 ist eine Erfassungseinrichtung 47 angeordnet. Das von den Fluoreszenzfarbstoffen 42 innerhalb des Reaktionsraumes 25 emittierte Licht tritt durch den transparenten Boden 27, die Blende 48 und den Filter 49 aus und wird durch die Erfassungsvorrichtung 47 detektiert. Anhand der Intensität der hier gemessenen Fluoreszenz kann also beispielsweise die Konzentration der durch einen Zellmonolayer hindurch diffundierten fluoreszierenden Tracermoleküle (Fluxmarker) bestimmt werden. Durch die besondere Anordnung der Lichtquelle 43 und des Photodetektors 47 ist auch bei dieser Ausführungsform eine kompakte Bauweise gewährleistet. Darüber hinaus sind, wie auch bei der Ausführungsform gemäß 3, die Strahlungswege sowohl des Anregungslichts als auch des emittierten Fluoreszenzlichts sehr kurz, was sich positiv auf die Sensitivität der Fluoreszenzmessung auswirkt und eine deutliche Reduzierung des Streulicht bewirkt.Immediately below the ground 27 of the reaction space 25 is a detection device 47 arranged. That of the fluorescent dyes 42 within the reaction space 25 emitted light passes through the transparent floor 27 , the aperture 48 and the filter 49 off and goes through the detection device 47 detected. Thus, for example, the concentration of fluorescent tracer molecules diffused through a cell monolayer (flux markers) can be determined on the basis of the intensity of the fluorescence measured here. Due to the special arrangement of the light source 43 and the photodetector 47 a compact design is guaranteed even in this embodiment. In addition, as well as in the embodiment according to 3 , the radiation paths of both the excitation light and the emitted fluorescent light very short, which has a positive effect on the sensitivity of the fluorescence measurement and causes a significant reduction of the scattered light.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, dass ein Benutzer durch den einfachen Austausch einzelner Bauteile, beispielsweise der Blöcke 3, 4 gemäß 1, der Filter 7.1–7.12 gemäß 1 oder des Tellerkopfes mit dem halbdurchlässigen Spiegel 33 gemäß 3, die Lichtfarbe für die Fluoreszenzfarbstoffe oder den Betriebsmodus (Anregung quer zur Detektionsrichtung gemäß den 1, 2 und 4 oder Anregung parallel zur Detektionsrichtung gemäß 3) wechseln kann. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr flexibel und trägt zur Kostenminimierung bei.A particular advantage of the device according to the invention is that a user through the simple replacement of individual components, such as blocks 3 . 4 according to 1 , the filter 7.1 - 7.12 according to 1 or the plate head with the semipermeable mirror 33 according to 3 , the light color for the fluorescent dyes or the operating mode (excitation across the detection direction according to the 1 . 2 and 4 or excitation parallel to the detection direction according to 3 ) can change. As a result, the device according to the invention is very flexible and contributes to cost minimization.

5a zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Zeitraum vom Einschalten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bis zum Start der Fluoreszenzmessung. Im ersten Schritt 50 wird zunächst die erfindungsgemäße Vorrichtung eingeschaltet. In Schritt 51 läuft dann eine Installationsroutine ab, bei der beispielsweise auch die zuletzt verwendeten Einstellungen aufgerufen werden können. In Schritt 52 wird die benötigte Software geladen. Dabei werden zuletzt verwendete Parameter aus einer Initialisierungsdatei ausgelesen und über eine COM-Schnittstelle zur erfindungsgemäßen Vorrichtung übertragen. Optional können in Schritt 53 gespeicherte Messparameter aufgerufen werden. Alternativ können in Schritt 54 ebenfalls optional die aktuellen Messparameter geändert werden. Nach dem Einstellen der Messparameter wird in Schritt 55 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Reaktionsgefäßen, d. h. den mit den Messproben gefüllten Reaktionsräumen, bestückt. Dies geschieht vorzugsweise durch das Einsetzen einer Multiwellplatte oder eines Multiwell-Strips in die entsprechenden Durchbrüche der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Danach kann in Schritt 56 die Messung gestartet werden. 5a shows a flowchart of an embodiment of the method according to the invention for the period from switching on a device according to the invention to the start of the fluorescence measurement. In the first step 50 First, the device of the invention is turned on. In step 51 Then runs an installation routine, in which, for example, the last used settings can be called. In step 52 the required software is loaded. In this case, parameters used last are read from an initialization file and transmitted via a COM interface to the device according to the invention. Optionally, in step 53 stored measurement parameters are called. Alternatively, in step 54 Optionally, the current measurement parameters can also be changed. After adjusting the measurement parameters, in step 55 the device according to the invention with the reaction vessels, ie the filled with the measurement samples reaction chambers equipped. This is preferably done by inserting a multiwell plate or a multiwell strip in the corresponding openings of the device according to the invention. After that, in step 56 the measurement will be started.

5b zeigt den weiteren Verlauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Zeitraum zwischen dem Start der Messung und deren Ende. Nach dem Start der Messung in Schritt 56 wird in Schritt 57 zunächst die Lichtquelle für den ersten Messkanal angeschaltet. In Schritt 58 wird dann während der Anregung die Fluoreszenz, d.h. das von den Fluoreszenzfarbstoffen emittierte Licht, durch die Erfassungseinrichtung gemessen. Dabei können beispielsweise ca. 200 Messwerte innerhalb der Anregungsdauer von beispielsweise 30 ms analog-digital gewandelt, gemittelt und als Messwert für den ersten Messkanal abgespeichert werden. In Schritt 59 wird dann die Lichtquelle für den ersten Messkanal wieder abgeschaltet und unmittelbar darauf die Lichtquelle für den zweiten Messkanal eingeschaltet. In Schritt 60 wird dann, wie in Schritt 58, wieder eine Vielzahl von Messwerten erfasst, mehrfach analog-digital-gewandelt, gemittelt und dann als Mittelwert für den zweiten Messkanal abgespeichert. In Schritt 61 wird die Lichtquelle für den zweiten Messkanal wieder abgeschaltet und die Lichtquelle für den dritten Messkanal eingeschaltet. Diese Routine setzt sich weiter fort, bis der letzte Messkanal, im vorliegenden Ausführungsbeispiel der 12 Messkanal bzw. Reaktionsraum, gemessen wird (Schritte 62 und 63). Die digitalen Daten der einzelnen Mittelwerte werden dann in Schritt 64 auf einen Computer übertragen und sowohl grafisch als auch numerisch auf einem Monitor dargestellt. Dabei entspricht ein Punkt der grafischen Darstellung einem Mittelwert des Fluoreszenzlichts eines Messkanals. In Schritt 65 wird geprüft, ob die Routine beendet oder fortgesetzt werden soll. Wenn das Ende der Messung erreicht ist, wird die Routine in Schritt 66 abgebrochen. Sollen noch weitere Messwerte ermittelt werden, so geht die Routine von Schritt 65 über die Schleife 67 zurück zu Schritt 57, so dass alle Messkanäle nochmals gemessen werden. Durch das wiederholte Messen aller Messkanäle kann dann die Fluoreszenzintensität über die Zeit verfolgt und grafisch dargestellt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die einzelnen Kanäle bzw. Reaktionsräume sequenziell gemessen, d. h. einerseits werden die Lichtquellen der einzelnen Messkanäle nacheinander ein- und abgeschaltet und andererseits die Erfassungseinrichtungen der einzelnen Reaktionsräume nacheinander ausgelesen. Alle 12 Messkanäle (ein 12-well-strip) können dabei beispielsweise mit einer Frequenz von 1 Hz gemessen werden. Das bedeutet im vorliegenden Ausführungsbeispiel, dass die dargestellte Routine einmal pro Sekunde durchlaufen wird. Durch das Abschalten der Lichtquellen zwischen dem Erfassen der einzelnen Messwerte können dabei für die Fluoreszenzfarbstoffe schädliche Auswirkungen des Anregungslichts, beispielsweise das sogenannte Photobleaching oder eine Aufheizung der Probe durch zu starke Lichteinstrahlung, vermieden werden. Für sehr schnelle biochemische Reaktionen kann alternativ auch ein einzelner Messkanal mit einer Frequenz von 10 Hz oder mehr gemessen werden. Eine solche Auslegung des Fluoreszenzsignals ist beispielsweise dann erforderlich, wenn sehr schnelle Reaktionen gemessen werden müssen, beispielsweise schnelle Änderungen der Membranpotentiale von lebenden Zellen. Bei der Verwendung von geeigneten Fluoreszenz-Markern können dann solche Membranpotentiale praktisch in Echtzeit abgebildet werden, d. h. das Fluoreszenzsignal ist in seinem kinetischen Verlauf eine getreue Abbildung des elektrophysiologisch bestimmten Membranpotentials. 5b shows the further course of an embodiment of the method according to the invention for the period between the start of the measurement and the end. After starting the measurement in step 56 will be in step 57 first the light source for the first measuring channel is switched on. In step 58 Then, during the excitation, the fluorescence, ie the light emitted by the fluorescent dyes, is measured by the detection device. In this case, for example, approximately 200 measured values within the excitation duration of, for example, 30 ms can be converted analog-digitally, averaged and stored as a measured value for the first measuring channel. In step 59 Then, the light source for the first measurement channel is switched off again and immediately thereafter the light source for the second measurement channel is turned on. In step 60 will then, as in step 58 , again recorded a plurality of measured values, multiple analog-to-digital converted, averaged and then stored as an average value for the second measuring channel. In step 61 the light source for the second measuring channel is switched off again and the light source for the third measuring channel is switched on. This routine continues until the last measurement channel, in the present exemplary embodiment the 12 measurement channel or reaction space, is measured (steps 62 and 63 ). The digital data of each average will then be in step 64 transferred to a computer and displayed both graphically and numerically on a monitor. In this case, a point of the graphical representation corresponds to an average value of the fluorescence light of a measuring channel. In step 65 a check is made as to whether the routine should be terminated or continued. When the end of the measurement is reached, the routine in step 66 canceled. If further measured values are to be determined, then the routine goes off step 65 over the loop 67 back to step 57 , so that all measuring channels are measured again. By repeatedly measuring all measuring channels, the fluorescence intensity can then be tracked over time and graphically displayed. In the present exemplary embodiment, the individual channels or reaction chambers are measured sequentially, ie on the one hand the light sources of the individual measuring channels are switched on and off in succession and on the other hand the detection devices of the individual reaction chambers are read out one after the other. All 12 measuring channels (a 12-well-strip) can be measured with a frequency of 1 Hz, for example. This means in the present embodiment that the illustrated routine is run once per second. By switching off the light sources between the detection of the individual measured values, harmful effects of the excitation light, for example the so-called photobleaching or heating of the sample due to excessive light irradiation, can be avoided for the fluorescent dyes. For very fast biochemical reactions alternatively a single measuring channel with a frequency of 10 Hz or more can be measured. Such a design of the fluorescence signal is required, for example, when very fast reactions have to be measured, for example rapid changes of the membrane potentials of living cells. When using suitable fluorescence markers, such membrane potentials can then be imaged practically in real time, ie the fluorescence signal in its kinetic course is a faithful representation of the electrophysiologically determined membrane potential.

6 zeigt ein Prinzip-Blockdiagramm einer besonderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 70 mit 12 Messkanälen. Die zentralen Bauteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 70 sind die Lichtquellen 71 und die Erfassungseinrichtungen 72. Bei den Lichtquellen 71 handelt es sich um herkömmliche LEDs, mittels welcher in den Reaktionsräumen 73 befindliche Fluoreszenzfarbstoffe 74 angeregt werden können. Das durch die angeregten Fluoreszenzfarbstoffe 74 emittierte Licht wird durch die Erfassungseinrichtungen 72 erfasst und somit gemessen. Bei den Erfassungseinrichtungen 72 handelt es sich im vorliegen Ausführungsbeispiel um Halbleiter-Photodioden. Die Fluoreszenzmessung wird innerhalb der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 70 durch die Kontrolleinrichtung 75 gesteuert. Bei der Kontrolleinrichtung 75 handelt es sich vorzugsweise um einen herkömmlichen Microcontroller, beispielsweise einen 8-Bit RISC-Microcontroller. Die Kontrolleinrichtung 75 ist anregungsseitig mit einem Digital-/Analog-Wandler 76 verbunden, der zum einen den Wandler und zum anderen Steuereinrichtungen, d.h. Halbleiter-Treiber-Stufen, zur Ansteuerung der Lichtquellen 71 beinhaltet. Der Digital-/Analog-Wandler 76 wird über die Kontrolleinrichtung 75 mit digitalen Steuersignalen initialisiert. Hierdurch können die Lichtquellen 71 gezielt an- und abgeschaltet und im An-Zustand in ihrer Amplitude variiert werden. Die Steuersignale werden vorzugsweise so gewählt, dass jeder einzelne Messkanal separat ansteuerbar ist. Auf Seiten der Detektion werden die Signale der Erfassungseinrichtungen 72 den zugehörigen Verstärkereinheiten 78 zugeführt. Ferner ist detektionsseitig die Kontrolleinrichtung 75 mit einer Verteilereinrichtung 77, hier einem sogenannten Multiplexer, verbunden. Mittels eines Steuerwortes der Kontrolleinrichtung 75 kann ein bestimmter Kanaleingang des Multiplexers geöffnet und einem Analog-/Digital-Wandler 79 zugeführt werden. Welcher Kanaleingang geöffnet wird, ist davon abhängig, welcher Kanal des Digital-/Analog-Wandlers 76 gerade aktiv ist, d. h. welche Lichtquelle 71 gerade angeschaltet ist. Dies gewährleistet, dass immer nur ein freigeschalteter Multiplexerkanal mit einem aktivierten Anregungskanal korrespondiert. Von dem Multiplexer werden die Messdaten über den Analog-/Digital-Wandler 79 in den Arbeitsspeicher 80 der Kontrolleinrichtung 75 übertragen. Nach Errechnung der Mittelwerte aus den einzelnen Messwerten werden diese dann über die Schnittstelle 81 von der Kontrolleinrichtung 75 beispielsweise auf einen herkömmlichen PC übertragen, so dass die Messdaten ausgewertet und grafisch dargestellt werden können. 6 shows a principle block diagram of a particular embodiment of a circuit arrangement according to the invention 70 with 12 measuring channels. The central components of the circuit arrangement according to the invention 70 are the light sources 71 and the detection devices 72 , At the light sources 71 These are conventional LEDs, by means of which in the reaction chambers 73 located fluorescent dyes 74 can be stimulated. That by the excited fluorescent dyes 74 emitted light is passed through the detection devices 72 recorded and thus measured. At the detection devices 72 In the present exemplary embodiment, these are semiconductor photodiodes. The fluorescence measurement is within the circuit arrangement according to the invention 70 through the control device 75 controlled. At the control device 75 it is preferably a conventional microcontroller, for example an 8-bit RISC microcontroller. The control device 75 is excitation side with a digital / analog converter 76 connected, on the one hand the Converter and other control devices, ie semiconductor driver stages, for controlling the light sources 71 includes. The digital / analog converter 76 is about the control device 75 initialized with digital control signals. This allows the light sources 71 selectively switched on and off and varied in the on state in amplitude. The control signals are preferably selected so that each individual measuring channel can be controlled separately. On the detection side, the signals of the detectors become 72 the associated amplifier units 78 fed. Furthermore, the detection side is the control device 75 with a distributor device 77 , here a so-called multiplexer connected. By means of a control word of the control device 75 a particular channel input of the multiplexer can be opened and an analog / digital converter 79 be supplied. Which channel input is opened depends on which channel of the digital / analogue converter 76 is currently active, ie which light source 71 just turned on. This ensures that only one enabled multiplexer channel ever corresponds to an activated exciter channel. From the multiplexer, the measurement data via the analog / digital converter 79 in the main memory 80 the control device 75 transfer. After calculating the average values from the individual measured values, these are then transmitted via the interface 81 from the control facility 75 For example, transferred to a conventional PC, so that the measurement data can be evaluated and displayed graphically.

Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 70 steuert die Kontrolleinrichtung 75 gleichzeitig das Schalten der Lichtquelle 71 für einen Reaktionsraum 74 und das Auslesen der Daten aus der entsprechenden Erfassungseinrichtung 72. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass immer nur der Messkanal bzw. die Erfassungseinrichtung 72 ausgelesen wird, die dem Reaktionsraum 73 zugeordnet ist, in dem die Fluoreszenzfarbstoffe angeregt werden. Die nicht angeregten Kanäle werden dann nicht ausgelesen. Die Kontrolleinrichtung 75 führt also eine Synchronisation von Anregung und Detektion durch. Auf diese Weise wird die anfallende Datenmenge deutlich reduziert. Darüber hinaus werden durch das Abschalten der Lichtquellen zwischen dem Erfassen der einzelnen Messwerte für die Fluoreszenzfarbstoffe schädliche Auswirkungen des Anregungslichts, beispielsweise das sogenannte Photobleaching, oder auch ein Kanalübersprechen vermieden werden. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist kein paralleles Messen in mehreren Kanälen möglich, da nur ein Analog-/Digital- Wandler vorhanden ist. Wenn dagegen keine Verteilereinrichtung 77 vorgesehen und jeder Erfassungseinrichtung 72 ein Analog-/Digital-Wandler 79 zugeordnet ist, kann paralleles Messen in mehreren Kanälen durchgeführt werden.In this advantageous embodiment of the circuit arrangement according to the invention 70 controls the control device 75 simultaneously switching the light source 71 for a reaction space 74 and reading the data from the corresponding detector 72 , In this way it is ensured that only the measuring channel or the detection device 72 is read, which the reaction space 73 is assigned, in which the fluorescent dyes are excited. The unexcited channels will not be read out. The control device 75 So performs a synchronization of excitation and detection. In this way, the accumulated data volume is significantly reduced. In addition, by switching off the light sources between the detection of the individual measured values for the fluorescent dyes, harmful effects of the excitation light, for example the so-called photobleaching, or also a channel crosstalk, are avoided. In the embodiment shown here, no parallel measurement in multiple channels is possible, since only one analog / digital converter is present. If, however, no distribution device 77 provided and each detection device 72 an analog / digital converter 79 is assigned, parallel measurement can be performed in multiple channels.

7 zeigt beispielhaft ein Messprotokoll eines zellphysiologischen Experiments, das mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt wurde. Das gezeigte Messprotokoll repräsentiert die graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufs der relativen Fluorenszenzintensität in 5 Messkanälen, d.h. 5 Reaktionsräumen. Für dieses Experiment wurden CHO-Zellen (CHO = Chinese Hamster Ovary) mit DNA transfiziert, die für das humane SUR1-Protein (SUR1 = Sulphonylurea-Rezeptor, Typ 1) und das Kir6.2-Protein (Kir6.2 = Kalium-Kanal inward rectifier, Typ 6.2) kodiert. Die Zellen wurden in 12-well-strips in α-MEM-Medium bis zur Konfluenz kultiviert. Eine Stunde vor Beginn des Experiments wurden die Zellen mit 5 μM des Membranpotential-Markers DiBAC₄ (3) im Brutschrank vorinkubiert. In 5 Reaktionsräumen wurden zu den Zellen dann 3 bis 7 Minuten nach Beginn der Messung 1.0, 3.0, 10.0, 30.0 oder 100.0 μM einer Testsubstanz (K⁺-Kanal-Öffner) gegeben. Die Zugabe der Testsubstanz führt zu einer Hyperpolarisation der Zellmembranen, was sich im vorliegenden Experiment in einer momentanen Abnahme der Fluoreszenzintensität niederschlägt, wobei die Kinetik bei höheren Dosen erwartungsgemäß wesentlich schneller verläuft. Nach 15 Minuten wurden jeweils 10 μM Glibenclamid (K⁺-Kanal-Blocker) zugegeben, wodurch die Hyperpolarisation der Zellmembranen wieder aufgehoben wurde. Dies wird durch den momentanen Anstieg der Fluoreszenzintensität belegt. Das Messprotokoll zeigt also, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. Schaltungsanordnung und mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens physiologische Vorgänge mit hoher Genauigkeit und zeitlicher Auflösung gemessen bzw. verfolgt werden können. Hier wird auch deutlich, dass die Messung bei hohem Signal-Rauschabstand klare Messsignale und einen kompletten kinetischen Verlauf einer Rezeptor-Ligand-gesteuerten Reaktion wiederspiegelt. 7 shows by way of example a measurement protocol of a cell physiological experiment, which was carried out with a device according to the invention. The measurement protocol shown represents the graphical representation of the time course of the relative fluorescence intensity in 5 measurement channels, ie 5 reaction spaces. For this experiment, Chinese hamster ovary (CHO) cells were transfected with DNA encoding the human SUR1 protein (SUR1 = sulphonylurea receptor, type 1) and the Kir6.2 protein (Kir6.2 = potassium channel inward rectifier, type 6.2). The cells were cultured in 12-well strips in α-MEM medium to confluency. One hour before the start of the experiment, the cells were pre-incubated with 5 μM of the membrane potential marker DiBAC ₄ (3) in the incubator. In 5 reaction chambers, 1.0, 3.0, 10.0, 30.0 or 100.0 μM of a test substance (K ⁺ channel opener) were then added to the cells 3 to 7 minutes after the start of the measurement. The addition of the test substance leads to a hyperpolarization of the cell membranes, which is reflected in the present experiment in a momentary decrease in the fluorescence intensity, the kinetics at higher doses is expected to proceed much faster. After 15 minutes, 10 μM each of glibenclamide (K ⁺ channel blocker) was added, thereby abolishing the hyperpolarization of the cell membranes. This is evidenced by the instantaneous increase in fluorescence intensity. The measurement protocol thus shows that with the device or circuit arrangement according to the invention and with the aid of the method according to the invention, physiological processes can be measured or tracked with high accuracy and temporal resolution. Here it is also clear that the measurement with high signal-to-noise ratio reflects clear measurement signals and a complete kinetic course of a receptor-ligand-controlled reaction.

11: Vorrichtungcontraption
22: Gehäusecasing
33: erster Blockfirst block
44: zweiter Blocksecond block
55: Wandwall
66: Ausnehmungrecess
7.1–7.127.1-7.12: Filterfilter
8.1–8.128.1-8.12: Durchbrüchebreakthroughs
9.1–9.129.1-9.12: LichteintrittsöffnungLight inlet opening
10.1–10.1210.1-10.12: Lichtfallenlight traps
11.1–11.1211.1-11.12: Lichtquellenlight sources
12.1–12.1212.1-12.12: Öffnungenopenings
1515: Vorrichtungcontraption
16.1–16.816.1-16.8: Messkanälemeasuring channels
17.1–17.817.1-17.8: Lichtquellenlight sources
1818: Messkanalmeasuring channel
1919: Durchbruchbreakthrough
2020: Lichtquellelight source
2525: Reaktionsraumreaction chamber
2626: SeitenwandSide wall
2727: Bodenground
2828: Lichtquellelight source
2929: Filterfilter
3030: Blendecover
3131: Linselens
3232: Lichtleiteinrichtunglight guide
3333: Spiegelmirror
3434: Blendecover
3535: Schutzglasprotective glass
3636: Erfassungseinrichtungdetector
3737: Filterfilter
4040: ZellkultureinsatzCell culture insert
4141: Bodenflächefloor area
4242: Fluoreszenzfarbstofffluorescent dye
4343: Lichtquellelight source
4444: Filterfilter
4545: Blendecover
4646: Öffnungopening
4747: Erfassungseinrichtungdetector
4848: Blendecover
4949: Filterfilter
50–6650-66: Schrittesteps
6767: Schleifeloop
7070: Schaltungsanordnungcircuitry
7171: Lichtquellelight source
7272: Erfassungseinrichtungdetector
7373: Reaktionsraumreaction chamber
7474: Fluoreszenzfarbstofffluorescent dye
7575: Kontrolleinrichtungcontrol device
7676: Digital-/Analog-WandlerDigital / analog converter
7777: Verteilereinrichtungdistribution facility
7878: Verstärkereinheitamplifier unit
7979: Analog-/Digital-WandlerAnalog / digital converter
8080: Arbeitsspeicherrandom access memory
8181: Schnittstelleinterface

Claims

Contraption ( 1 . 15 ) for measuring fluorescence in at least two reaction chambers, with at least one light source for excitation within the reaction chambers located molecules with light of a specific wavelength, wherein the light from the light source via at least one light guide to the reaction spaces can be conducted, characterized in that at each reaction space ( 25 ) at least one detection device ( 36 . 47 ) is arranged to measure light emitted by the molecules.

Device according to claim 1, characterized in that the reaction spaces ( 25 ) each have a translucent bottom ( 27 ) and the respective detection device ( 36 . 47 ) below the ground ( 27 ) of the respective reaction space ( 25 ) is arranged.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that between the respective reaction space ( 25 ) and the respective detection device ( 36 . 47 ) is arranged at least one optical device.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the optical device at least one filter ( 37 . 49 ) and / or at least one aperture ( 34 . 48 ) and / or at least one mirror ( 33 ) and / or at least one lens.

Device according to claim 4, characterized in that the mirror ( 33 ) is permeable to light of certain wavelengths.

Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the detection device ( 36 . 47 ) is arranged directly on the optical device.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the detection device ( 36 . 47 ) is a semiconductor photodiode.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the light source ( 11 . 17 . 28 . 43 ) laterally to the reaction spaces ( 25 ) is arranged and / or that the light perpendicular or transverse to the axis between detecting means ( 36 . 47 ) and reaction space ( 25 ) in the respective reaction space ( 25 ) is conductive.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the light is parallel to the axis between detection means ( 36 . 47 ) and reaction space ( 25 ) in the respective reaction space ( 25 ) is conductive.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that between the light guide ( 32 ) and the reaction space ( 25 ) at least one mirror ( 33 ) and / or at least one aperture ( 30 . 34 . 45 ) and / or at least one filter ( 29 . 44 ) and / or at least one lens ( 31 ) is / are arranged.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the light-conducting device ( 32 ) is designed as a simple channel or tubular.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized the optical waveguide device comprises at least one optical fiber, for example Fiberglass or plastic fiber, is.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that at each reaction space ( 25 ) at least one light source ( 11 . 17 . 28 . 43 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the light source ( 11 . 17 . 28 . 43 ) is a light-emitting diode (LED).

A method of measuring fluorescence in at least two reaction spaces, in which molecules located within the reaction spaces are excited with light of a specific wavelength, the light being conducted via a light guide to the reaction spaces, characterized in that light emitted by the molecules in each reaction space ( 25 . 73 ) independently of the other reaction space ( 25 . 73 ) or the other reaction spaces ( 25 . 73 ) by at least one detection device ( 36 . 47 . 72 ) is measured.

Process according to Claim 15, characterized in that the measurements in the individual reaction spaces ( 25 . 73 ) are carried out one after the other.

Process according to claim 15 or 16, characterized in that in at least two reaction spaces ( 25 . 73 ) is measured simultaneously.

Method according to one of claims 15 to 17, characterized in that in at least one reaction space ( 25 . 73 ) is measured repeatedly at constant intervals.

Method according to one of claims 15 to 18, characterized in that the detection device ( 36 . 47 . 72 ) records a plurality of measured values during a single measurement and calculates and displays an average of these measured values.

Method according to one of claims 15 to 19, characterized in that each reaction space ( 25 . 73 ) a light source ( 11 . 17 . 28 . 43 . 71 ) and the measurement in a reaction space ( 25 . 73 ) parallel to switching on the respective light source ( 11 . 17 . 28 . 43 . 71 ) is initiated.

Method according to claim 20, characterized in that the light sources ( 11 . 17 . 28 . 43 . 71 ) repeatedly switched on and off and / or changed in amplitude.

Method according to one of claims 15 to 19, characterized in that all reaction spaces ( 25 . 73 ) by a light source ( 11 . 17 . 28 . 43 . 71 ) are supplied with light, wherein the light by means of separate Lichtleiteinrich lines evenly on the different reaction spaces ( 25 . 73 ) is distributed.

Circuit arrangement ( 70 ) for controlling a device for measuring fluorescence in at least two reaction spaces, in particular the device according to one of claims 1 to 14, and / or a method for measuring fluorescence in at least two reaction spaces, in particular the method according to one of claims 15 to 22, with at least one control device for switching on and off at least one light source for excitation within the reaction chambers of molecules located with light of a specific wavelength and at least one control device for processing measuring signals, characterized in that the control device ( 75 ) with at least two detection devices ( 72 ) for measuring light emitted by the molecules, each of which is independently of a reaction space ( 73 ) are connected.

Circuit arrangement according to Claim 23, characterized in that the control device ( 75 ) via at least one amplifier unit ( 78 ) and / or at least one distributor device ( 77 ) and / or at least one analog-to-digital converter ( 79 ) with the detection devices ( 72 ) connected is.

Circuit arrangement according to Claim 24, characterized in that a transmission of the measuring signals from the detection devices ( 72 ) to the control facility ( 75 ) by means of the distributor device ( 77 ) by the control body ( 75 ) is controllable.

Circuit arrangement according to one of claims 23 to 25, characterized in that the control device ( 75 ) with the control device (s) ( 76 ) and / or that the electronic control device (s) ( 76 ) is switchable by means of a trigger signal / are.

Circuit arrangement according to one of Claims 23 to 26, characterized in that the control device ( 76 ) is a transistor.

Program element, which by means of an electronic Data processing device is readable and executable and that, if it accomplished is, is suitable, the device according to one of claims 1 to 14 to steer.

Program element, which by means of an electronic Data processing device is readable and executable and that, if it accomplished is suitable, the method according to any one of claims 15 to 22 to steer.

Program element that is readable and executable by means of an electronic data processing device and that, when executed, is adapted to control the circuit arrangement according to one of claims 23 to 27.

Storage medium, which by means of an electronic Data processing device is readable and on which the program element is stored according to claim 28, 29 and / or 30.