DE102011000891A1

DE102011000891A1 - Method for determining variables of sample e.g. fluid in container, involves determining resulting state of movement of sample produced by movement of container

Info

Publication number: DE102011000891A1
Application number: DE102011000891A
Authority: DE
Inventors: Jacek Smeda; Damian Andrzejewski; Gernot John
Original assignee: Presens Precision Sensing GmbH
Current assignee: Presens Precision Sensing GmbH
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2012-08-23

Abstract

The method involves moving a container (2) in a defined manner, emitting electromagnetic signal on sample (1) inside the moving container. The optical response from the sample is detected, so as to determine a variable of the sample. The resulting state of movement of the sample produced by the movement of container is determined at the time of emission of electromagnetic signal on the sample. An independent claim is included for device for determining variables of sample.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen mindestens einer Veränderlichen einer Probe. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen mindestens einer Veränderlichen einer Probe, welche sich in einem bewegten Behältnis befindet.The invention relates to a method and an apparatus for determining at least one variable of a sample. In particular, the invention relates to a method and apparatus for determining at least one variable of a sample which is in a moving container.

In vielfältigen Untersuchungen in diversen Bereichen, beispielsweise der Chemie, Pharmazie oder den Lebenswissenschaften, werden Proben in Behältnissen analysiert, welche zur Unterstützung der in einer jeweiligen Untersuchung interessierenden Prozesse bewegt werden. Dies geschieht bevorzugt mechanisch; dem Fachmann sind entsprechende Geräte als beispielsweise Schüttler, Shaker oder Rocker hinlänglich bekannt. Solche Geräte sind kommerziell in Ausführungsformen erhältlich, welche ein Behältnis, aber auch eine Vielzahl von Behältnissen simultan in definierter Weise bewegen können. Zweck der Bewegung ist meist eine Durchmischung der Probe, welche als fluides Medium oder Flüssigkeit, beispielsweise Lösung, Emulsion oder Suspension vorliegt; die Probe kann auch ein fluides Medium sein, in welchem sich Mikroorganismen entwickeln.In a variety of studies in various fields, such as chemistry, pharmacy or the life sciences, samples are analyzed in containers, which are moved to support the processes of interest in a particular investigation. This is preferably done mechanically; The person skilled in the corresponding devices such as shakers, shakers or rockers are well known. Such devices are commercially available in embodiments which can move a container, but also a plurality of containers simultaneously in a defined manner. The purpose of the movement is usually a thorough mixing of the sample, which is present as a fluid medium or liquid, for example solution, emulsion or suspension; The sample may also be a fluid medium in which microorganisms develop.

Beispielsweise beschreibt der Artikel „Combination of On-line pH and Oxygen Transfer Rate Measurement in Shake Flasks by Fiber Optical Technique and Respiration Activity MOnitoring System (RAMOS)”, in Sensors, 2007, 7, 3472–3480 , die Messung von pH-Wert und Sauerstofftransfer in einer Lösung, welche E. coli enthält. Die Lösung befindet sich in mehreren Behältnissen auf einem Shaker. Die Behältnisse sind nur teilgefüllt, so dass sich über der Lösung ein Gasraum befindet. Der Sauerstofftransfer wird durch Analyse des in dem Gasraum befindlichen Gasgemisches ermittelt, der pH-Wert über einen fluoreszierenden pH-Sensor, der über eine Glasfaser optisch angeregt und ausgelesen wird.For example, the article describes "Combination of On-line pH and Oxygen Transfer Rate Measurement in Shake Flasks by Fiber Optic Technique and Respiratory Activity Monitoring System (RAMOS)", in Sensors, 2007, 7, 3472-3480 , the measurement of pH and oxygen transfer in a solution containing E. coli. The solution is in several containers on a shaker. The containers are only partially filled, so that there is a gas space above the solution. The oxygen transfer is determined by analysis of the gas mixture in the gas space, the pH value via a fluorescent pH sensor, which is optically excited and read out via a glass fiber.

Der Beitrag von A. Azizan, R. Voravichan und J. Büchs „Optimizations and Interpretations of Signal from Liquid Distribution Setup in Shake Flask” in Proceedings of the World Congress on Engineering 2009 Vol II WCE 2009, July 1–3, 2009, London, U. K. befasst sich mit den Flüssigkeitsprofilen, die sich in der Flüssigkeit innerhalb eines durch einen Shaker bewegten Behältnisses ausbilden. Dabei wird die Abhängigkeit des Flüssigkeitsprofils von Schüttelfrequenz, Radius der Schüttelbewegung, Füllstand des Behältnisses und Viskosität der Flüssigkeit untersucht. Zum Zwecke der Untersuchung wird eine fluoreszierende Flüssigkeit verwendet, die über eine Vielzahl von Glasfasern optisch angeregt, und deren Fluoreszenz von den Glasfasern erfasst und zur Auswertung geleitet wird.The contribution of A. Azizan, R. Voravichan and J. Büch's "Optimizations and Interpretations of Signal from Liquid Distribution Setup in Shake Flask" in Proceedings of the World Congress on Engineering 2009 Vol II WCE 2009, July 1-3, 2009, London, UK deals with the fluid profiles that form in the fluid within a container moved by a shaker. The dependence of the liquid profile on shaking frequency, radius of the shaking movement, level of the container and viscosity of the liquid is examined. For the purpose of the investigation, a fluorescent liquid is used which is optically excited by a plurality of glass fibers, and whose fluorescence is detected by the glass fibers and passed to the evaluation.

Bei Messungen an Proben in einem bewegten Behältnis gilt es sicherzustellen, dass eine jeweilige Messung unter definierten Bedingungen erfolgt, da andernfalls die Qualität der Messergebnisse gemindert wird. Aufgrund des sich durch die Bewegung des Behältnisses ausbildenden Profils der fluiden Probe innerhalb des Behältnisses sind derartige definierte Bedingungen keine Selbstverständlichkeit. Soll beispielsweise die Extinktion der Probe mittels eines in die Probe gerichteten Lichtstrahls ermittelt werden, so ist es wichtig zu wissen, ob sich an dem Bereich des Profils, auf welchen der Lichtstrahl zur Ermittlung der Extinktion gerichtet wird, relativ viel oder relativ wenig Probenmaterial befindet. Werden solche Untersuchungen wiederholt durchgeführt, beispielsweise um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern oder um den Zeitverlauf einer Veränderlichen der Probe zu ermitteln, so können bei Nichtbeachtung der Profilbildung in der fluiden Probe signifikante systematische Fehler auftreten.When measuring samples in a moving container, it is important to ensure that each measurement is performed under defined conditions, otherwise the quality of the measurement results will be reduced. Due to the forming of the movement of the container profile of the fluid sample within the container such defined conditions are not a matter of course. If, for example, the absorbance of the sample is to be determined by means of a light beam directed into the sample, it is important to know whether relatively much or relatively little sample material is located at the region of the profile onto which the light beam is directed to determine the extinction. If such examinations are carried out repeatedly, for example to improve the signal-to-noise ratio or to determine the time course of a change in the sample, significant systematic errors can occur if the profile formation in the fluid sample is ignored.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem mindestens eine Veränderliche einer sich in einem bewegten Behältnis befindlichen Probe zuverlässig und reproduzierbar ermittelt werden kann.It is therefore an object of the invention to provide a method with which at least one variable of a sample located in a moving container can be determined reliably and reproducibly.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method according to claim 1.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, mit welcher mindestens eine Veränderliche einer sich in einem bewegten Behältnis befindlichen Probe zuverlässig und reproduzierbar ermittelt werden kann.It is a further object of the invention to provide a device with which at least one variable of a sample located in a moving container can be determined reliably and reproducibly.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 13.This object is achieved by a device according to claim 13.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Veränderlichen einer sich in einem bewegten Behältnis befindlichen Probe wird das Behältnis in definierter Weise bewegt. Die Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen wird erfindungsgemäß zeitlich mit einem durch die Bewegung des Behältnisses sich ergebenden Bewegungszustand der Probe abgestimmt.In the method according to the invention for determining at least one variable of a sample located in a moving container, the container is moved in a defined manner. According to the invention, the determination of the at least one variable is coordinated in time with a movement state of the sample resulting from the movement of the container.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden vorteilhaft zur zeitlichen Abstimmung der Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen auf den Bewegungszustand der Probe Kenngrößen der Bewegung des Behältnisses, Kenngrößen des Behältnisses selbst und Eigenschaften der Probe herangezogen. Kenngrößen der Bewegung des Behältnisses können beispielsweise, falls das Behältnis von einem Schüttler bewegt wird, Schüttelfrequenz und Amplitude der Schüttelbewegung sein. Kenngrößen des Behältnisses sind beispielsweise seine Form, Oberflächenbeschaffenheit, und der Füllstand. Ein Beispiel einer besonders wichtigen Eigenschaft der Probe ist ihre Viskosität. Die Bedeutung der genannten Größen liegt darin, dass sie einen wesentlichen Einfluss auf den sich durch die Bewegung des Behältnisses ergebenden Bewegungszustand der Probe haben. Kenngrößen der Bewegung des Behältnisses können bevorzugt sensorisch erfasst werden, dem Fachmann sind hierzu verschiedenen Möglichkeiten bekannt, beispielsweise Positionssensoren oder Beschleunigungsmesser.In the method according to the invention, parameters for determining the movement of the container, characteristics of the container itself and properties of the sample are advantageously used for timing the determination of the at least one variable. Characteristics of the movement of the container, for example, if the container is moved by a shaker, shaking frequency and amplitude of the shaking motion. Characteristics of the container are, for example, its shape, surface texture, and the level. One An example of a particularly important property of the sample is its viscosity. The significance of the variables mentioned is that they have a significant influence on the movement state of the sample resulting from the movement of the container. Characteristics of the movement of the container can preferably be detected by sensors, the skilled person are various ways known for this purpose, for example, position sensors or accelerometers.

In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich aus Kenngrößen der Bewegung des Behältnisses, Kenngrößen des Behältnisses selbst und Eigenschaften der Probe zeitliche Verschiebungen ermitteln, die einen Zusammenhang zwischen der Bewegung des Behältnisses und dem Bewegungszustand der Probe, welcher dabei für die zeitliche Abstimmung zwischen der Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen und dem Bewegungszustand der Probe herangezogen wird, in für eine gegebene Messaufgabe hinreichend präziser Weise repräsentieren. Die Ermittlung der zeitlichen Verschiebungen kann beispielsweise durch einen Computer erfolgen. Im Falle einer gegebenen zeitlich periodischen Bewegung des Behältnisses können diese zeitlichen Verschiebungen bei vorgegebenen Kenngrößen des Behältnisses selbst und vorgegebenen Eigenschaften der Probe feste Werte annehmen, und beispielsweise in Form einer konstanten Verzögerung zwischen einem Zeitpunkt, in welchem sich das bewegte Behältnis an einer bestimmten Position befindet, und der Auslösung eines Messvorgangs zur Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen implementiert werden.In embodiments of the method according to the invention can be determined from characteristics of the movement of the container, characteristics of the container itself and properties of the sample temporal shifts that a relationship between the movement of the container and the state of motion of the sample, which thereby for the timing between the determination of At least one variable and the state of motion of the sample is used to represent in a sufficiently precise manner for a given measurement task. The determination of the time shifts can be done for example by a computer. In the case of a given time-periodic movement of the container, these time shifts may assume fixed values for given parameters of the container itself and predetermined properties of the sample, and for example in the form of a constant delay between a time in which the moving container is at a certain position , and the triggering of a measurement process to determine the at least one variable to be implemented.

Vorteilhaft wird zur zeitlichen Abstimmung der Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen auf den Bewegungszustand der Probe Information über den Bewegungszustand der Probe einbezogen, die sich aus mindestens einer Messung an der Probe selbst während der Bewegung des Behältnisses ergibt. Beispielsweise kann auf optischem Wege Information über das Profil der Probe innerhalb des bewegten Behältnisses gewonnen werden. Dies kann etwa dadurch geschehen, dass die Abschwächung eines Lichtsignals beim Durchgang durch die Probe, oder die Rückstreuung von in die Probe emittiertem Licht ausgewertet wird; jedoch sind auch andere optische Methoden denkbar.Advantageously, for the timing of the determination of the at least one variable to the state of motion of the sample information about the state of motion of the sample is included, resulting from at least one measurement on the sample itself during the movement of the container. For example, information about the profile of the sample within the moving container can be obtained optically. This can be done, for example, by evaluating the attenuation of a light signal when passing through the sample, or the backscattering of light emitted into the sample; However, other optical methods are conceivable.

Bei der zeitlich abgestimmten Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen kann erforderlichenfalls die Dauer von Schaltvorgängen in einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens berücksichtigt werden.In the timed determination of the at least one variable, if necessary, the duration of switching operations in a device for carrying out the method can be taken into account.

In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Probe ein fluides Medium oder eine Flüssigkeit; es kann sich dabei beispielweise um Lösungen von Stoffen, Suspensionen oder Emulsionen handeln. Auch die Untersuchung von fluiden Medien, in welchen sich Mikroorganismen entwickeln, ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich. In derartigen Proben kann sich durch den Bewegungszustand der Probe eine zeit- und ortsabhängige Akkumulation des fluiden Mediums oder der Flüssigkeit im Behältnis ausbilden. Die zeitliche Abstimmung der Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen auf den Bewegungszustand der Probe berücksichtigt dabei eine Lage der Akkumulation im Behältnis. Die Ausbildung der Akkumulation entspricht in zahlreichen Ausführungsbeispielen der Ausbildung einer Flüssigkeitssichel, und die genannte zeitliche Abstimmung stellt sicher, dass die Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen reproduzierbar innerhalb eines vorgegebenen Bereiches dieser Akkumulation oder Flüssigkeitssichel erfolgt, um letztendlich die mindestens eine Veränderliche der Probe zuverlässig und reproduzierbar zu bestimmen. In Ausführungsformen des Verfahrens handelt es sich bei der mindestens einen Veränderlichen um eine Konzentration eines Stoffes, beispielsweise von Alkali- oder Erdalkalimetallen bzw. ihrer Ionen, einen Partialdruck eines Gases wie etwa Sauerstoff oder Kohlendioxid, einen pH-Wert oder eine Extinktion oder optische Dichte der Probe.In embodiments of the method according to the invention, the sample is a fluid medium or a liquid; it may be, for example, solutions of substances, suspensions or emulsions. The investigation of fluid media in which microorganisms develop is possible with the method according to the invention. In such samples, a time- and location-dependent accumulation of the fluid medium or the liquid can form in the container by the state of motion of the sample. The timing of the determination of the at least one variable on the state of motion of the sample takes into account a position of accumulation in the container. The formation of the accumulation corresponds in many embodiments to the formation of a fluid sickle, and said timing ensures that the determination of the at least one variable is reproducible within a predetermined range of this accumulation or fluid sickle to ultimately render the at least one variable of the sample reliable and reproducible to determine. In embodiments of the method, the at least one variable is a concentration of a substance, for example of alkali or alkaline earth metals or their ions, a partial pressure of a gas such as oxygen or carbon dioxide, a pH or an extinction or optical density of the Sample.

Eine mögliche Ausführungsform für die Bestimmung wenigstens einer Veränderlichen der Probe beruht auf einer optischen Methode. Dazu wird ein elektromagnetisches Signal in das Behältnis ausgesendet, und eine optischen Antwort aus dem Behältnis erfasst. Zumindest das Aussenden des elektromagnetischen Signals wird zeitlich in der Weise auf den Bewegungszustand der Probe, welcher sich durch die Bewegung des Behältnisses ergibt, abgestimmt, dass das elektromagnetische Signal die Probe in zuverlässiger und reproduzierbarer Weise trifft. Aus der optischen Antwort wird dann die mindestens eine Veränderliche bestimmt.One possible embodiment for determining at least one variable of the sample is based on an optical method. For this purpose, an electromagnetic signal is emitted into the container, and detects an optical response from the container. At least the emission of the electromagnetic signal is timed to the state of movement of the sample resulting from the movement of the container such that the electromagnetic signal hits the sample in a reliable and reproducible manner. The at least one variable is then determined from the optical response.

In bestimmten Ausführungsformen ist zur Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen im Behältnis zumindest ein Sensor angebracht, welcher ein von der mindestens einen Veränderlichen abhängiges optisches Verhalten aufweist, das vorteilhaft in einer Lumineszenzerscheinung besteht. Die Lumineszenz des zumindest einen Sensors kann dabei durch ein in das Behältnis ausgesendetes elektromagnetisches Signal angeregt werden.In certain embodiments, to determine the at least one variable in the container, at least one sensor is mounted which has an optical behavior which depends on the at least one variable and which advantageously results in a luminescence appearance. The luminescence of the at least one sensor can be excited by an electromagnetic signal emitted into the container.

Ein in das Behältnis ausgesendetes elektromagnetische Signal kann einen oder mehrere Frequenzbereiche umfassen; es kann aus einem Puls bestehen, aber auch aus mehreren Pulsen, die zeitgleich oder nacheinander auf verschiedene Bereiche der Probe oder auf den gleichen Bereich der Probe gerichtet werden. Die genaue Ausgestaltung richtet sich hierbei nach den jeweiligen Messaufgaben, d. h. nach der einen oder den mehreren Veränderlichen, die bestimmt werden sollen, sowie nach der Anordnung dazu gegebenenfalls verwendeter Sensoren im Behältnis. Beispielsweise können zur Ermittlung zweier Veränderlicher, etwa pH-Wert und Sauerstoffgehalt, zwei Sensoren verwendet werden, welche ein von je einer der Veränderlichen abhängiges Lumineszenzverhalten aufweisen. Diese Sensoren können an zwei unterschiedlichen Orten innerhalb des Behältnisses fixiert sein. Bei solch einer Konstellation ist es nun wichtig, die Anregung eines jeweiligen Sensors zeitlich auf die Relativposition des Sensors bezüglich des Profils der Probe abzustimmen. Es kommt dabei also nicht nur darauf an, dass das elektromagnetische Signal den Sensor trifft, um dessen Lumineszenz anzuregen, sondern insbesondere auch darauf, dass dies dann geschieht, wenn eine bestimmte Relativposition zwischen Sensor und Profil der Probe gegeben ist.An electromagnetic signal transmitted into the container may comprise one or more frequency ranges; it can consist of one pulse, but also of several pulses which are directed simultaneously or successively to different regions of the sample or to the same region of the sample. The exact configuration depends on the respective measurement tasks, ie after the one or more variables that are to be determined, as well as after the arrangement thereof optionally used sensors in the container. For example, to determine two variables, such as pH value and oxygen content, two sensors can be used which have a luminescence behavior dependent on one of the variables. These sensors can be fixed at two different locations within the container. In such a constellation, it is now important to match the excitation of a respective sensor in time to the relative position of the sensor with respect to the profile of the sample. It is therefore not only important that the electromagnetic signal hits the sensor in order to stimulate its luminescence, but in particular also that this happens when a certain relative position between the sensor and profile of the sample is given.

Generell ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die mindestens eine Veränderliche wiederholt zu bestimmen. Dadurch kann beispielsweise ein Signal-Rausch-Verhältnis verbessert oder eine zeitliche Veränderung der mindestens einen Veränderlichen erfasst werden. Durch die erfindungsgemäße zeitliche Abstimmung zwischen dem Bestimmen der mindestens einen Veränderlichen der Probe und dem Bewegungszustand der Probe werden die eingangs erwähnten systematischen Fehler vermieden.In general, it is possible with the method according to the invention to repeatedly determine the at least one variable. As a result, for example, a signal-to-noise ratio can be improved or a temporal change of the at least one variable can be detected. By the inventive timing between determining the at least one variable of the sample and the state of motion of the sample, the systematic errors mentioned above are avoided.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Veränderlichen einer sich in einem bewegten Behältnis befindlichen Probe umfasst ein Trageelement, welches zur Aufnahme des Behältnisses geeignet ist. Mit dem Trageelement ist eine definierte Bewegung ausführbar, so dass auf diese Weise eine definierte Bewegung des Behältnisses erzielbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner ein Messsystem, durch welches mindestens eine Veränderliche der Probe bestimmbar ist. Erfindungsgemäß ist ein Synchronisiermittel vorgesehen, durch welches die Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen zeitlich mit einem durch die Bewegung des Behältnisses erzeugbaren Bewegungszustand der Probe abstimmbar ist.The device according to the invention for determining at least one variable of a sample located in a moving container comprises a carrying element which is suitable for receiving the container. With the support member a defined movement can be executed, so that in this way a defined movement of the container can be achieved. The device according to the invention further comprises a measuring system, by which at least one variable of the sample can be determined. According to the invention, a synchronization means is provided by which the determination of the at least one variable can be tuned in time with a movement state of the sample that can be generated by the movement of the container.

In Ausführungsbeispielen umfasst das Synchronisiermittel eine Positionsmessanordnung, beispielsweise Encoder, zur Messung der Position des Trageelements. Stattdessen, oder in Kombination damit, kann auch ein Beschleunigungssensor zur Ermittlung der Beschleunigung des Trageelements vorgesehen sein. Bei Kenntnis der Anfangsposition und der Anfangsgeschwindigkeit, welche in der Regel Null ist, lässt sich aus der gemessenen Beschleunigung durch zweifache Integration über die Zeit die Position des Trageelements ermitteln. In vielen Ausgestaltungen der Vorrichtung ist die definierte Bewegung des Trageelements jedoch derart, dass aus der zu einem Zeitpunkt ermittelten Beschleunigung auch ohne Integration auf die Position des Trageelements geschlossen werden kann. Ein besonders einfaches Beispiel hierfür liegt vor, wenn die definierte Bewegung des Trageelements in einer Kreisbewegung mit vorgegebenem Radius besteht. Eine Richtung der Beschleunigung ist dabei eindeutig mit der Position des Trageelements auf dem Kreis verknüpft. Die Richtung der Beschleunigung kann durch Ermittlung der Beschleunigungen in zwei linear unabhängigen Richtungen in einer Ebene des Kreises bestimmt werden. Dem Fachmann sind geeignete Beschleunigungssensoren bekannt; derartige Beschleunigungssensoren werden vorteilhaft am Trageelement angebracht oder in das Trageelement integriert.In embodiments, the synchronizing means comprises a position measuring arrangement, for example an encoder, for measuring the position of the carrying element. Instead, or in combination with it, an acceleration sensor for determining the acceleration of the support element can also be provided. With knowledge of the initial position and the initial speed, which is usually zero, can be determined from the measured acceleration by two times integration over time, the position of the support member. In many embodiments of the device, however, the defined movement of the support member is such that it can be concluded from the acceleration determined at a time without integration on the position of the support member. A particularly simple example of this is when the defined movement of the support element is in a circular motion with a given radius. A direction of the acceleration is clearly linked to the position of the support element on the circle. The direction of the acceleration can be determined by determining the accelerations in two linearly independent directions in one plane of the circle. The skilled person is familiar with suitable acceleration sensors; Such acceleration sensors are advantageously mounted on the support member or integrated into the support member.

Vorteilhaft umfasst das Synchronisiermittel eine Einrichtung zur Gewinnung von Information über den Bewegungszustand der Probe. Bevorzugt arbeitet die Einrichtung dabei optisch, und umfasst daher ein geeignetes optisches System.Advantageously, the synchronizing means comprises means for obtaining information about the state of movement of the sample. In this case, the device preferably works optically, and therefore comprises a suitable optical system.

In Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeitet das Messsystem, durch welches mindestens eine Veränderliche der Probe bestimmbar ist, auf optischem Wege. Um ein elektromagnetisches Signal in das Behältnis auszusenden, umfasst das Messsystem eine steuerbare Lichtquelle. Hierbei ist unter Lichtquelle jegliche Vorrichtung zur Aussendung von Strahlung aus mindestens einem Teilbereich des elektromagnetischen Spektrums zu verstehen. Auch ist es vorstellbar, dass durch die Lichtquelle Licht aus einer Vielzahl von Wellenlängenbereichen aussendbar ist. In einer Ausgestaltung wird zumindest eine Leuchtdiode (LED) als Lichtquelle verwendet. Auch die Verwendung mehrerer LEDs, die sich darüberhinaus in einer bestimmten geometrischen Anordnung befinden können, als Lichtquelle ist möglich. Einzelne LEDs der Anordnung können sich dabei voneinander durch den Frequenzbereich des emittierten Lichtes unterscheiden. Die Steuerbarkeit der Lichtquelle ist relevant, um das Aussenden eines elektromagnetischen Signals zeitlich abgestimmt auf den Bewegungszustand der Probe vornehmen zu können und also die Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen der Probe zeitlich auf den Bewegungszustand der Probe abzustimmen. Die zeitliche Abstimmung obliegt dabei dem Synchronisiermittel. Das Messsystem umfasst in derartigen Ausführungsformen ferner Mittel zur Erfassung einer optischen Antwort aus dem Behältnis, sowie Mittel zur Bestimmung der wenigstens einen Veränderlichen aus der optischen Antwort. Die Mittel zur Erfassung der optischen Antwort können hinsichtlich ihrer Operation ebenfalls zeitlich auf den Bewegungszustand der Probe abgestimmt sein, was wiederum durch das Synchronisiermittel geschehen kann. So können beispielsweise sowohl die Lichtquelle des Messsystems als auch die Mittel zur Erfassung der optischen Antwort durch das Synchronisiermittel getriggert sein.In embodiments of the device according to the invention, the measuring system, by means of which at least one variable of the sample can be determined, operates optically. In order to emit an electromagnetic signal into the container, the measuring system comprises a controllable light source. Here, light source means any device for emitting radiation from at least a portion of the electromagnetic spectrum. It is also conceivable that light from a plurality of wavelength ranges can be emitted by the light source. In one embodiment, at least one light-emitting diode (LED) is used as the light source. Also, the use of multiple LEDs, which can also be located in a specific geometric arrangement, as a light source is possible. Individual LEDs of the arrangement may differ from one another by the frequency range of the emitted light. The controllability of the light source is relevant to be able to carry out the emission of an electromagnetic signal in time to the state of motion of the sample and thus to adjust the determination of the at least one variable of the sample in time to the state of motion of the sample. The timing is the responsibility of the synchronizer. The measuring system in such embodiments further comprises means for detecting an optical response from the container, and means for determining the at least one variable from the optical response. The means for detecting the optical response may also be timed with respect to their operation to the state of motion of the sample, which in turn may be done by the synchronizing means. For example, both the light source of the measuring system and the means for detecting the optical response by the synchronizing means.

In vielfältigen Ausführungsformen ist die Lichtquelle zur Zusammenwirkung mit mindestens einem in dem Behältnis angebrachten Sensor ausgebildet. Der Sensor weist dabei ein von mindestens einer Veränderlichen der Probe abhängiges optisches Verhalten auf; dieses Verhalten besteht bevorzugt in einer Lumineszenzerscheinung.In various embodiments, the light source is designed to cooperate with at least one sensor mounted in the container. The sensor has an optical behavior dependent on at least one variable of the sample; this behavior is preferably in a luminescence phenomenon.

In bestimmten Ausgestaltungen der Vorrichtung ist das Trageelement zur Aufnahme eines einzigen Behältnisses ausgebildet. In anderen Ausgestaltungen ist das Trageelement zur Aufnahme einer Vielzahl von Behältnissen ausgebildet. Im letzteren Fall kann jedem Behältnis eine steuerbare Lichtquelle zugeordnet sein.In certain embodiments of the device, the carrying element is designed to receive a single container. In other embodiments, the support member is adapted to receive a plurality of containers. In the latter case, each container can be assigned a controllable light source.

In bestimmten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Trageelement eine Platte, auf welcher das mindestens eine Behältnis fixierbar ist.In certain embodiments of the device according to the invention, the carrying element is a plate on which the at least one container can be fixed.

Nachfolgend sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutern. Es zeigen:Hereinafter, embodiments of the invention and its advantages with reference to the accompanying drawings will be explained in more detail. Show it:

1 eine schematische Blockzeichnung der Erfindung; 1 a schematic block diagram of the invention;

2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung, welche für die Verwendung eines Behältnisses ausgelegt ist; 2 a perspective view of an embodiment of the invention, which is designed for the use of a container;

3 eine perspektivische Ansicht des wesentlichen inneren Aufbaus der Ausführungsform aus 2; 3 a perspective view of the essential internal structure of the embodiment 2 ;

4a eine Schnittansicht eines Behältnisses, in welchem schematisch eine Akkumulation der Probe dargestellt ist, wie sie sich bei Bewegung des Behältnisses ergibt; 4a a sectional view of a container, in which an accumulation of the sample is schematically shown, as it results upon movement of the container;

4b eine Draufsicht auf das Behältnis der 4a; 4b a plan view of the container of 4a ;

5 eine Schnittansicht durch ein Behältnis und ein zugeordnetes Optikmodul; 5 a sectional view through a container and an associated optical module;

6 eine weitere Schnittansicht durch ein Behältnis und ein zugeordnetes Optikmodul; 6 a further sectional view through a container and an associated optical module;

7 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung, die für die Verwendung einer Vielzahl von Behältnissen (hier neun) ausgelegt ist; 7 a perspective view of an embodiment of the invention, which is designed for the use of a plurality of containers (here nine);

8 eine perspektivische Ansicht des wesentlichen inneren Aufbaus der Ausführungsform aus 7. 8th a perspective view of the essential internal structure of the embodiment 7 ,

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden nur diejenigen Bezugszeichen in einer Zeichnung verwendet, die für die Beschreibung der jeweiligen Zeichnung oder ihre Einordnung in den Kontext der übrigen Zeichnungen erforderlich sind.For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. Furthermore, only those reference numerals are used in a drawing, which are required for the description of the respective drawing or their inclusion in the context of the remaining drawings.

1 zeigt eine schematische Blockzeichnung der Erfindung. Eine Probe 1 befindet sich in einem Behältnis 2, das Behältnis 2 wiederum ist von einem Trageelement 22 aufgenommen. Das Trageelement 22 und mit ihm das Behältnis 2, können eine definierte Bewegung ausführen. Diese kann beispielsweise durch einen Antrieb 27 erzeugt werden, welcher von einer Steuereinheit 26 ansteuerbar ist. Die definierte Bewegung kann dabei in ein, zwei oder drei Raumrichtungen erfolgen; außerdem sind Drehbewegungen um eine oder mehrere Achsen vorstellbar. 1 shows a schematic block diagram of the invention. A sample 1 is in a container 2 , the container 2 turn is from a support element 22 added. The carrying element 22 and with him the container 2 , can perform a defined movement. This can, for example, by a drive 27 which are generated by a control unit 26 is controllable. The defined movement can take place in one, two or three spatial directions; In addition, rotational movements about one or more axes are conceivable.

Ein Messsystem 21, welches bevorzugt an dem Trageelement 22 angeordnet ist, ist dazu ausgebildet, mindestens eine Veränderliche der Probe 1 zu bestimmen. Zu diesem Zweck kann das Messsystem eine Datenverarbeitungseinheit umfassen. Es ist auch denkbar, dass nur Teilsysteme des Messsystems 21 auf dem Trageelement 22 angeordnet sind, während andere Teilsysteme, beispielsweise eine Datenverarbeitungseinheit, nicht auf dem Tragelement 22 angeordnet sind und so insbesondere die definierte Bewegung des Trageelements 22 nicht mit vollziehen.A measuring system 21 , which preferably on the support element 22 is arranged to be at least one variable of the sample 1 to determine. For this purpose, the measuring system may comprise a data processing unit. It is also conceivable that only subsystems of the measuring system 21 on the support element 22 are arranged while other subsystems, such as a data processing unit, not on the support element 22 are arranged and so in particular the defined movement of the support element 22 do not perform with.

Durch die definierte Bewegung des Behältnisses 2 wird ein bestimmter Bewegungszustand der Probe 1 erzeugt. Ein Synchronisiermittel 5 ist vorgesehen, um die Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen der Probe 1 auf den Bewegungszustand der Probe 1 zeitlich abzustimmen, damit die Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen in reproduzierbarer Weise erfolgt. Zum Zwecke dieser zeitlichen Abstimmung ermittelt das Synchronisiermittel 5 Daten zur Bewegung des Trageelements 22, und damit zur Bewegung des Behältnisses 2. Hierfür kann eine Positionsmessanordnung vorgesehen sein, welche direkt die Position des Trageelements 22 bestimmt. In 1 ist hingegen ein Beschleunigungssensor 51 vorgesehen, der die Beschleunigung des Trageelements 22 ermittelt. Ein solcher Beschleunigungssensor 51 ist einfach in das Trageelement 22 integrierbar. Ferner umfasst das Synchronisiermittel 5 der gezeigten Ausführungsform der Erfindung eine Einrichtung 52 zur Gewinnung von Information über den Bewegungszustand der Probe 1. Bevorzugt verwendet die Einrichtung 52 eine optische Methode, um Information über den Bewegungszustand der Probe 1 direkt, d. h. ohne Umweg über beispielsweise die Bewegung des Trageelements 22, zu ermitteln. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, in denen entweder ein Beschleunigungssensor 51 oder eine Einrichtung 52 zur Gewinnung von Information über den Bewegungszustand der Probe 1 vorgesehen ist. Eine Kombination der beiden ist jedoch im Allgemeinen vorteilhaft. Zur Auswertung der durch die Einrichtung 52 und den Beschleunigungssensor 51 ermittelten Daten ist eine Recheneinheit 53 vorgesehen. Die Recheneinheit 53 ist bevorzugt in das Synchronisiermittel integriert, es sind jedoch auch Alternativen denkbar, in denen die Recheneinheit 53 nicht die Bewegung des Trageelements 22 mit vollzieht, und beispielsweise durch einen externen Computer gegeben ist. Eine weitere wesentliche Aufgabe der Recheneinheit 53 ist es, aufgrund des Ergebnisses der Auswertung der Daten vom Beschleunigungssensor 51 und von der Einrichtung 52 das Messsystem 21 entsprechend anzusteuern, um die Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen der Probe 1 zeitlich abgestimmt auf den Bewegungszustand der Probe 1 zu veranlassen.Due to the defined movement of the container 2 becomes a certain state of motion of the sample 1 generated. A synchronizer 5 is intended to determine the at least one variable of the sample 1 on the state of motion of the sample 1 to coordinate the determination of the at least one variable in a reproducible manner. For the purpose of this timing, the synchronizer determines 5 Data on the movement of the support element 22 , and thus to the movement of the container 2 , For this purpose, a position measuring arrangement can be provided, which directly the position of the support member 22 certainly. In 1 is an acceleration sensor 51 provided that the acceleration of the support element 22 determined. Such an acceleration sensor 51 is easy in the carrying element 22 integrated. Furthermore, the synchronization means comprises 5 the embodiment of the invention shown a device 52 for obtaining information about the state of motion of the sample 1 , Preferably, the device uses 52 a optical method to get information about the state of motion of the sample 1 directly, ie without going through, for example, the movement of the support element 22 , to investigate. Embodiments are also conceivable in which either an acceleration sensor 51 or a facility 52 for obtaining information about the state of motion of the sample 1 is provided. However, a combination of the two is generally advantageous. For evaluation by the institution 52 and the acceleration sensor 51 determined data is a computing unit 53 intended. The arithmetic unit 53 is preferably integrated in the synchronizing means, but also alternatives are conceivable in which the arithmetic unit 53 not the movement of the support element 22 with, and is given for example by an external computer. Another essential task of the computing unit 53 It is due to the result of the evaluation of the data from the acceleration sensor 51 and from the institution 52 the measuring system 21 to control the determination of the at least one variable of the sample 1 timed to the state of motion of the sample 1 to induce.

Es ist selbstverständlich möglich, dass die Recheneinheit 53 und eine Datenverarbeitungseinheit des Messsystems 21 durch eine einzige Datenverarbeitungsanlage gegeben sind, das heißt, dass die Datenverarbeitungsanlage sowohl vom Synchronisiermittel 5 als auch von dem Messsystem 21 genutzt wird. Die Datenverarbeitungsanlage kann dabei auf dem Trageelement 22 angeordnet oder extern sein.It is of course possible that the arithmetic unit 53 and a data processing unit of the measuring system 21 are given by a single data processing system, that is, that the data processing system both by the synchronizing means 5 as well as from the measuring system 21 is being used. The data processing system can be on the support element 22 be arranged or external.

2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung, welche für die Verwendung eines Behältnisses 2 ausgelegt ist. Das Trageelement ist hierbei eine Platte 22; solche Platten finden in Schüttlern Verwendung. Ein Schüttler erlaubt es einem Benutzer, eine definierte Bewegung für die Platte vorzugeben, und führt diese dann aus. Im Behältnis 2 befindet sich eine Probe 1, bei der es sich hier um ein fluides Medium handelt. Entsprechend häufig auftretenden Versuchsbedingungen etwa der Chemie, Pharmazie, oder der Lebenswissenschaften, ist das Behältnis 2 nur zu einem geringen Teil durch die Probe 1 gefüllt. Das Behältnis 2 ist durch eine Klammer 11 auf der Platte 22 fixiert, und vollzieht daher eine definierte Bewegung der Platte 22 mit. Dadurch ergibt sich aus einer vorgegebenen definierten Bewegung der Platte 22 eine bekannte definierte Bewegung des Behältnisses 2. In die Platte 22 ist ein Optikmodul 30 integriert, welches von dem Behältnis 2 teilweise verdeckt ist. Das Optikmodul 30 bildet in der gezeigten Ausführungsform einen Teil des Messsystems zur Bestimmung mindestens einer Veränderlichen der Probe 1, was in der gezeigten Ausführungsform auf optischem Wege geschieht. Das Optikmodul 30 umfasst (siehe 5 und 6) wenigstens eine steuerbare Lichtquelle und einen der Lichtquelle jeweils zugeordneten Detektor. 2 shows a perspective view of an embodiment of the invention, which is for the use of a container 2 is designed. The support element is here a plate 22 ; Such plates are used in shakers. A shaker allows a user to specify a defined movement for the disk, and then executes it. In the container 2 there is a sample 1 , which is a fluid medium here. According to frequently occurring experimental conditions such as chemistry, pharmacy, or the life sciences, is the container 2 only to a small extent through the sample 1 filled. The container 2 is through a bracket 11 on the plate 22 fixed, and therefore performs a defined movement of the plate 22 With. This results from a predetermined defined movement of the plate 22 a known defined movement of the container 2 , In the plate 22 is an optics module 30 integrated, which of the container 2 partially obscured. The optics module 30 forms in the embodiment shown a part of the measuring system for determining at least one variable of the sample 1 which happens optically in the embodiment shown. The optics module 30 includes (see 5 and 6 ) at least one controllable light source and one of the light source respectively associated detector.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht des wesentlichen inneren Aufbaus der Ausführungsform aus 2. In die Platte 22 integriert ist ein Beschleunigungssensor 51; dieser besteht aus einem eigentlichen Beschleunigungssensorelement, welches sehr klein (typischerweise etwa 2 mm auf 2 mm) und deshalb hier nicht gezeigt ist, sowie der deutlich größeren Platine zur Ansteuerung des Beschleunigungssensorelements. Das Optikmodul 30 ist hier vollständig zu erkennen. Es umfasst hier drei erste Öffnungen 31 für jeweils eine Leuchtdiode, sowie einer jeweils ersten Öffnung 31 zugeordnet jeweils eine zweite Öffnung 32 für einen Detektor. Ferner ist zweien der ersten Öffnungen 31 jeweils eine Filtertasche 33 von rechteckigem Querschnitt zugeordnet, in welche optische Filter zur Anpassung des von der in der jeweiligen ersten Öffnung 31 befindlichen LED emittierten Lichts an eine jeweilige Messaufgabe eingebracht werden können. Außerdem sind insgesamt drei Messplatinen 60 dargestellt, die einen Teil der Elektronik für die Auswertung der von den Detektoren in den zweiten Öffnungen 32 gelieferten Daten bilden, und somit einen Teil des Messsystems zur Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen der Probe bilden. 3 shows a perspective view of the essential internal structure of the embodiment 2 , In the plate 22 integrated is an acceleration sensor 51 ; this consists of an actual acceleration sensor element, which is very small (typically about 2 mm to 2 mm) and therefore not shown here, as well as the much larger board for driving the acceleration sensor element. The optics module 30 is completely visible here. It includes here three first openings 31 for each one light emitting diode, and a respective first opening 31 each assigned a second opening 32 for a detector. Further, two of the first openings 31 one filter bag each 33 of rectangular cross section, into which optical filters for adaptation of the in the respective first opening 31 located LED emitted light can be introduced to a respective measurement task. There are also a total of three measuring boards 60 shown that part of the electronics for the evaluation of the detectors in the second openings 32 form part of the measuring system for determining the at least one variable of the sample.

Ein Behältnis 2 mit einer Verteilung einer Probe 1 in seinem Inneren, welche sich aufgrund eines Bewegungszustandes der Probe 1 ergibt, wie er durch eine definierte Bewegung des Behältnisses 2 erzeugt wird, ist in 4a im Querschnitt, und in 4b in Draufsicht gezeigt. Bei der Probe 1 handelt es sich um ein fluides Medium, und aufgrund der definierten Bewegung des Behältnisses 2 bildet sich eine lokale Akkumulation 3 der Höhe H in einem Bereich nahe der Begrenzung des Behältnisses. Andere Bereiche des Behältnisses 2 weisen demgegenüber im Vergleich zum Fall eines ruhenden Behältnisses, dem eine gleichmäßige Verteilung der Probe 1 über den Querschnitt des Behältnisses bis zur Füllhöhe entspricht, eine verminderte Menge der Probe 1 auf. Die Ausbildung solch einer ungleichmäßigen Verteilung der Probe 1 innerhalb des Behältnisses 2 ist abhängig vom Füllstand und der Beschleunigung des Behältnisses 2; letztere ist im Falle eines Schüttlers durch die Schüttelfrequenz bestimmt.A container 2 with a distribution of a sample 1 in its interior, which is due to a state of motion of the sample 1 results as he passes through a defined movement of the container 2 is generated in 4a in cross-section, and in 4b shown in plan view. In the sample 1 it is a fluid medium, and due to the defined movement of the container 2 Forms a local accumulation 3 the height H in an area near the boundary of the container. Other areas of the container 2 In contrast, in comparison to the case of a stationary container, the uniform distribution of the sample 1 over the cross-section of the container to the level corresponds to a reduced amount of the sample 1 on. The formation of such an uneven distribution of the sample 1 inside the container 2 depends on the level and the acceleration of the container 2 ; the latter is determined by the shaking frequency in the case of a shaker.

Die 4a und 4b illustrieren sehr deutlich die Kernproblematik, welche durch die vorliegende Erfindung gelöst wird. Aufgrund der ungleichmäßigen Verteilung der Probe 1 innerhalb des bewegten Behältnisses 2 ist, im Gegensatz zum Falle des ruhenden Behältnisses 2, keineswegs gewährleistet, dass eine vorgenommene Messung zur Bestimmung mindestens einer Veränderlichen der Probe 1 unter reproduzierbaren Bedingungen erfolgt. Etwa ist bei einer Messung auf optischem Wege keineswegs gewährleistet, dass ein in das Behältnis 2 gerichtetes elektromagnetisches Signal, beispielsweise Lichtpulse, die Probe 1 überhaupt, geschweige denn in reproduzierbarer Weise trifft. Beispielsweise könnte ein erster Puls die Probe 1 völlig verfehlen, ein zweiter Puls die Akkumulation 3 treffen, und ein dritter Puls könnte einen Probenausläufer 8 treffen. Für den Fachmann ist unmittelbar klar, dass durch diese Gegebenheiten die Auswertung von Messungen erheblich erschwert wird. Die vorliegende Erfindung beseitigt dieses Problem dadurch, dass die Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen auf den Bewegungszustand der Probe 1 zeitlich abgestimmt wird. Im Falle einer Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen auf optischem Wege wird also zumindest das Aussenden des elektromagnetischen Signals, im geschilderten Fall also der Lichtpulse, auf den Bewegungszustand der Probe 1 zeitlich abgestimmt, das heißt, dass die Lage der Akkumulation 3 im Behältnis 2 zur Festlegung der Zeitpunkte, zu denen die Lichtpulse ausgesendet werden, entsprechend der jeweiligen Messaufgabe herangezogen wird.The 4a and 4b illustrate very clearly the core problem, which is solved by the present invention. Due to the uneven distribution of the sample 1 within the moving container 2 is, in contrast to the case of the stationary container 2 , by no means ensures that a measurement made to determine at least one variable of the sample 1 takes place under reproducible conditions. For example, it is by no means guaranteed during a measurement by optical means that one enters the container 2 directed electromagnetic signal, such as light pulses, the sample 1 at all, let alone in a reproducible way. For example, a first pulse could be the sample 1 completely missing, a second pulse the accumulation 3 and a third pulse could be a sample tail 8th to meet. For the person skilled in the art it is immediately clear that the evaluation of measurements is made considerably more difficult by these circumstances. The present invention overcomes this problem by determining the at least one variable on the state of motion of the sample 1 is timed. In the case of a determination of the at least one variable optically, therefore, at least the emission of the electromagnetic signal, in the described case thus the light pulses, on the movement state of the sample 1 Timed, that is, the location of the accumulation 3 in the container 2 to determine the times at which the light pulses are emitted, is used in accordance with the respective measurement task.

5 zeigt einen Schnitt durch ein Behältnis 2 und ein zugeordnetes Optikmodul 30. Im Behältnis ist ein Sensor 4 fixiert. Im Querschnitt durch das Optikmodul 30 sind eine Leuchtdiode 6 und ein Detektor 7 dargestellt. Das Optikmodul 30 kann selbstverständlich eine Vielzahl von Leuchtdioden und zugeordneten Detektoren umfassen, im Schnitt ist nur jeweils eine LED 6 und ein Detektor 7 erfasst. Die Gesamtheit der Leuchtdioden 6 eines Optikmoduls 30 bildet eine steuerbare Lichtquelle, durch welche ein elektromagnetisches Signal aussendbar ist. In der Darstellung ist die gezeigte Leuchtdiode 6 so angeordnet, dass von ihr emittiertes Licht nicht auf den Sensor 4 gerichtet ist. Von einer Probe 1 in dem Behältnis 2 wird ein Teil des von der LED 6 in das Behältnis 2 emittierten Lichts zurückgestreut. Der Detektor 7 ist dazu vorgesehen, dieses rückgestreute Licht zu erfassen. Nach Auswertung der vom Detektor 7 gelieferten Daten wird durch das Messsystem 21 (siehe 1) eine optische Dichte der Probe ermittelt. Um die optische Dichte zuverlässig und reproduzierbar ermitteln zu können, ist eine zeitliche Abstimmung der Lichtemission von der Leuchtdiode 6 mit dem Bewegungszustand der Probe 1 erforderlich, um die im Kontext der 4a und 4b erläuterten Schwierigkeiten zu vermeiden, beispielsweise derart, dass ein Lichtpuls von der LED 6 immer so ausgesendet wird, dass er die Probe 1 im Bereich einer Akkumulation 3 der Probe 1 trifft. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass das Licht von der LED 6 immer eine im wesentlichen gleich lange Strecke in der Probe 1 zurücklegt, und daher Veränderungen im Ausmaß der Rückstreuung des Lichts der LED 6 durch die Probe 1 nicht auf Schwankungen der in der Probe 1 vom Licht der LED 6 zurückgelegten Strecke sondern auf Veränderungen in der Zusammensetzung der Probe 1 zurückzuführen sind. 5 shows a section through a container 2 and an associated optics module 30 , In the container is a sensor 4 fixed. In cross section through the optical module 30 are a light emitting diode 6 and a detector 7 shown. The optics module 30 may of course comprise a plurality of light-emitting diodes and associated detectors, on average only one LED at a time 6 and a detector 7 detected. The totality of light emitting diodes 6 an optical module 30 forms a controllable light source through which an electromagnetic signal can be emitted. In the illustration is the light-emitting diode shown 6 arranged so that light emitted by it is not on the sensor 4 is directed. From a sample 1 in the container 2 becomes part of the LED 6 in the container 2 emitted light backscattered. The detector 7 is intended to detect this backscattered light. After evaluation of the detector 7 supplied data is through the measuring system 21 (please refer 1 ) determines an optical density of the sample. To determine the optical density reliably and reproducibly, is a timing of the light emission from the light emitting diode 6 with the state of motion of the sample 1 required in the context of 4a and 4b explained difficulties to avoid, for example, such that a light pulse from the LED 6 is always sent out so that he is the sample 1 in the range of an accumulation 3 the sample 1 meets. In this way it is ensured that the light from the LED 6 always a substantially equal distance in the sample 1 and therefore changes in the extent of backscattering of the light of the LED 6 through the sample 1 not to fluctuations in the sample 1 from the light of the LED 6 covered route but to changes in the composition of the sample 1 are attributed.

Als Alternative lässt sich die Abhängigkeit des Ausmaßes der Rückstreuung des Lichts der LED 6 von der in der Probe 1 zurückgelegten Strecke nutzen, um auf optischem Wege Information über den Bewegungszustand der Probe 1 zu ermitteln. In solch einem Ausführungsbeispiel sind die gezeigte LED 6 und der ihr zugeordnete Detektor 7 Teile der in 1 gezeigten Einrichtung 52 zur Gewinnung von Information über den Bewegungszustand der Probe 1.As an alternative, the dependence of the extent of the backscatter of the light of the LED can be 6 from the one in the sample 1 track used to optically information about the state of motion of the sample 1 to investigate. In such an embodiment, the LEDs shown are 6 and its associated detector 7 Parts of in 1 shown device 52 for obtaining information about the state of motion of the sample 1 ,

6 zeigt einen Schnitt durch ein Behältnis 2 und ein zugeordnetes Optikmodul 30. Im Behältnis ist ein Sensor 4 fixiert. Im Querschnitt durch das Optikmodul 30 sind eine Leuchtdiode 6 und ein Detektor 7 dargestellt. Das Optikmodul 30 kann selbstverständlich eine Vielzahl von Leuchtdioden und zugeordneten Detektoren umfassen, im Schnitt ist nur eine LED 6 und ein Detektor 7 erfasst. Die Gesamtheit der Leuchtdioden 6 eines Optikmoduls 30 bildet eine steuerbare Lichtquelle, durch welche ein elektromagnetisches Signal aussendbar ist. In der Darstellung ist die gezeigte Leuchtdiode 6 so angeordnet, dass von ihr emittiertes Licht auf den Sensor 4 gerichtet ist. Der Sensor 4 weist ein Lumineszenzverhalten auf, dass von wenigstens einer Veränderlichen der Probe 1 abhängt. Die Lumineszenz des Sensors 6 wird durch das Licht von der Leuchtdiode 6 angeregt. Vom Sensor 4 emittiertes Lumineszenzlicht wird durch den Detektor 7 erfasst. Das von der Leuchtdiode emittierte Licht kann für die jeweilige Messaufgabe optimiert werden, indem in eine der Leuchtdiode 6 zugeordnete Filtertasche 33 ein geeignetes Filter eingebracht wird. 6 shows a section through a container 2 and an associated optics module 30 , In the container is a sensor 4 fixed. In cross section through the optical module 30 are a light emitting diode 6 and a detector 7 shown. The optics module 30 may of course comprise a plurality of light-emitting diodes and associated detectors, on average only one LED 6 and a detector 7 detected. The totality of light emitting diodes 6 an optical module 30 forms a controllable light source through which an electromagnetic signal can be emitted. In the illustration is the light-emitting diode shown 6 arranged so that light emitted by it on the sensor 4 is directed. The sensor 4 has a luminescence behavior that of at least one variable of the sample 1 depends. The luminescence of the sensor 6 is due to the light from the light emitting diode 6 stimulated. From the sensor 4 emitted luminescent light is passed through the detector 7 detected. The light emitted by the light-emitting diode can be optimized for the respective measuring task by placing it in one of the light-emitting diodes 6 associated filter bag 33 a suitable filter is introduced.

In der gezeigten Ausführungsform ist die Leuchtdiode so ausgerichtet, dass von ihr emittiertes Licht stets den Sensor 4 trifft. Um jedoch eine zuverlässige und reproduzierbare Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen der Probe 1 zu ermöglichen, ist eine zeitliche Abstimmung der Lichtemission von der Leuchtdiode 6 mit dem Bewegungszustand der Probe 1 erforderlich, um die im Kontext der 4a und 4b erläuterten Schwierigkeiten zu vermeiden, beispielsweise derart, dass ein Lichtpuls von der LED 6 immer so ausgesendet wird, dass er den Sensor 4 stets zu einem Zeitpunkt trifft, zu welchem sich der Bereich einer Akkumulation 3 der Probe 1 über dem Sensor 4 befindet. Auf diese Weise sind reproduzierbare Bedingungen für den Sensor 4 gewährleistet.In the embodiment shown, the light emitting diode is aligned so that light emitted by it always the sensor 4 meets. However, a reliable and reproducible determination of at least one variable of the sample 1 to enable is a timing of the light emission from the light emitting diode 6 with the state of motion of the sample 1 required in the context of 4a and 4b explained difficulties to avoid, for example, such that a light pulse from the LED 6 always sent out so that he has the sensor 4 always at a time when the area of accumulation meets 3 the sample 1 above the sensor 4 located. In this way, reproducible conditions for the sensor 4 guaranteed.

7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches auf die Verwendung einer Vielzahl von Behältnissen 2 ausgelegt ist. In der Darstellung sind neun Behältnisse 2 gezeigt. Die Behältnisse 2 werden von einem gemeinsamen Trageelement, das hier eine Platte 22 ist, getragen. Die Platte 22 kann in definierter Weise bewegt werden. Jedem Behältnis 2 ist ein Optikmodul 30 zugeordnet, welches von dem jeweiligen Behältnis teilweise verdeckt wird. Jedes Behältnis 2 ist durch eine Klammer 11 auf der Platte 22 fixiert, und vollzieht daher eine definierte Bewegung der Platte 22 mit. In jedem Behältnis 2 befindet sich eine Probe 1. Dem Fachmann ist klar, dass jedes Optikmodul 30 vorteilhaft separat ansteuerbar ist, das heißt, für jedes Optikmodul 30 ist die Aussendung eines elektromagnetischen Signals von der durch die LEDs des Optikmoduls 30 gegebenen Lichtquelle auf den Bewegungszustand der Probe 1 in dem dem jeweiligen Optikmodul 30 zugeordneten Behältnis 2 separat in erfindungsgemäßer Weise zeitlich abstimmbar, und selbstverständlich erfolgt die Auswertung für jedes Behältnis 2 separat. 7 shows an embodiment of the invention, which is based on the use of a plurality of containers 2 is designed. In the illustration are nine containers 2 shown. The containers 2 be from a common support element, this one plate 22 is, worn. The plate 22 can be moved in a defined way. Each container 2 is an optics module 30 assigned, which is partially obscured by the respective container. each container 2 is through a bracket 11 on the plate 22 fixed, and therefore performs a defined movement of the plate 22 With. In every container 2 there is a sample 1 , It is clear to the person skilled in the art that every optical module 30 Advantageously separately controllable, that is, for each optical module 30 is the emission of an electromagnetic signal from that through the LEDs of the optics module 30 given light source on the state of motion of the sample 1 in the respective optical module 30 associated container 2 separately in accordance with the invention temporally tunable, and of course the evaluation is carried out for each container 2 separately.

8 zeigt den wesentlichen inneren Aufbau der Platte 22. Der Aufbau der nun vollständig erkennbaren Optikmodule 30 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau des Optikmoduls für die Ausführung für nur ein Behältnis, wie sie im Kontext der 2 und 3 näher beschrieben worden ist. Ferner ist ein Beschleunigungssensor 51 gezeigt, der ebenfalls bereits im Kontext der 3 diskutiert wurde. Zur Auswertung der von den Detektoren in den Optikmodulen 30 gelieferten Daten ist eine Messplatine 60 vorgesehen. 8th shows the essential internal structure of the plate 22 , The structure of the now fully recognizable optical modules 30 corresponds essentially to the design of the optical module for execution for a single container, as in the context of 2 and 3 has been described in detail. Further, an acceleration sensor 51 also shown in the context of 3 was discussed. For evaluation of the detectors in the optics modules 30 supplied data is a measuring board 60 intended.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann selbstverständlich, dass Änderungen und Modifikationen der Ausführungsbeispiele vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. Es sei insbesondere betont, dass, obwohl sich die 2 bis 8 auf den Einsatz der Erfindung bei Shakern beziehen, die Erfindung nicht auf Shaker beschränkt ist. Ebenso ließe sich die Erfindung beispielsweise in Rockern und weiteren, ähnlichen Vorrichtungen einsetzen.The invention has been described with reference to certain embodiments. However, it will be understood by those skilled in the art that changes and modifications of the embodiments may be made without departing from the scope of the following claims. It should be stressed in particular that, although the 2 to 8th refer to the use of the invention in shakers, the invention is not limited to shakers. Likewise, the invention could be used for example in rockers and other similar devices.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Claims

Method for determining at least one variable in a moving container ( 2 ) ( 1 ) comprising the following steps: a) moving the container ( 2 ) in a defined manner; and b) determining the at least one variable, wherein the determination coincides with a time determined by the movement of the container ( 2 ) resulting movement state of the sample ( 1 ).

Method according to claim 1, wherein for the timing in step b characteristics of the movement of the container ( 2 ), Parameters of the container ( 2 ) itself and properties of the sample ( 1 ) are used.

Method according to claim 2, wherein parameters of the movement of the container ( 2 ) are sensory detected.

Method according to one of the preceding claims, wherein, for the timing in step b, information about the state of movement of the sample ( 1 ) resulting from at least one measurement on the sample ( 1 ) even during the movement of the container ( 2 ).

Method according to claim 4, wherein at least one measurement on the sample ( 1 ) for obtaining information about the state of movement of the sample ( 1 ) takes place by means of an optical method.

Method according to one of the preceding claims, wherein the sample ( 1 ) is a fluid medium or a liquid.

Method according to claim 6, wherein the state of movement of the sample ( 1 ) a time- and location-dependent accumulation ( 3 ) of the fluid medium or the liquid in the container ( 2 ), and wherein the timing in step b is a position of accumulation ( 3 ) in the container ( 2 ) considered.

Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one variable is a concentration of a substance, a partial pressure of a gas, a pH or an absorbance or optical density of the sample ( 1 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein determining the at least one variable of the sample ( 1 ) comprises the following steps: sending an electromagnetic signal to the sample ( 1 ), • detecting an optical response from the container ( 2 ), and • determining the at least one variable from the optical response, wherein at least the emission of the electromagnetic signal with time by a by the movement of the container ( 2 ) resulting movement state of the sample ( 1 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein in the container ( 2 ) at least one sensor ( 4 ), which has an optical behavior dependent on the at least one variable.

The method of claim 10, wherein the optical behavior is a luminescent phenomenon.

Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one variable is determined repeatedly.

Contraption ( 20 ) for determining at least one variable in a moving container ( 2 ) ( 1 ), comprising: a support element ( 22 ) for the container ( 2 ), wherein with the support element ( 22 ) a defined movement is executable; a measuring system ( 21 ), by which at least one variable of the sample ( 1 ) is determinable; characterized by a synchronizing means ( 5 ), by which the determination of the at least one variable temporally with a by the movement of the container ( 2 ) can be generated motion state of the sample ( 1 ) is tunable.

Contraption ( 20 ) according to claim 13, wherein the synchronizing means ( 5 ) a position measuring arrangement for measuring the position of the support element ( 22 ).

Contraption ( 20 ) according to claim 13 or 14, wherein the synchronizing means ( 5 ) an acceleration sensor ( 51 ) for determining the acceleration of the support element ( 22 ).

Contraption ( 20 ) according to claim 15, wherein the acceleration sensor ( 51 ) on the support element ( 22 ) is attached.

Contraption ( 20 ) according to one of claims 13 to 16, wherein the synchronizing means ( 5 ) An institution ( 52 ) for obtaining information about the state of movement of the sample ( 1 ).

Contraption ( 20 ) according to claim 17, wherein the device ( 52 ) comprises an optical system.

Contraption ( 20 ) according to one of claims 13 to 18, wherein the measuring system ( 21 ) a controllable light source ( 6 ).

Contraption ( 20 ) according to claim 19, wherein the light source ( 6 ) for cooperation with at least one in the container ( 2 ) mounted sensor ( 4 ) is trained.

Contraption ( 20 ) according to claim 19 or 20, wherein the light source ( 6 ) Light from a plurality of wavelength ranges can be emitted.

Contraption ( 20 ) according to one of claims 13 to 21, wherein the carrying element ( 22 ) for carrying a plurality of containers ( 2 ) is trained.

Contraption ( 20 ) according to one of claims 13 to 22, wherein the support element ( 22 ) is a plate on which the at least one container ( 2 ) is fixable.