DE1598944A1

DE1598944A1 - Method and device for the automatic detection of agglutinations in a reaction zone

Info

Publication number: DE1598944A1
Application number: DE19671598944
Authority: DE
Inventors: Lion Kurt Siegfried
Original assignee: Pfizer Inc
Current assignee: Pfizer Inc
Priority date: 1966-07-21
Filing date: 1967-05-31
Publication date: 1971-06-24
Also published as: CH468006A; GB1140321A

Description

"Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen Nachweisen von Agglutinationen in einer Reaktionszone"."Method and device for the automatic detection of agglutinations in a reaction zone ".

Die Erfindung bezieht sich auf die selbsttätige Anzeige von Zusammenballungs oder Agglutinationsreaktionen, insbesondere betrifft sie die Anzeige von Agglutinationsvor gangnn in Blutproben, Untersuchungen auf Agglutinations- oder Zusammenballungsvorgänge werden irn allgemeinen im Laboratorium bei der Bluttuntersuchung und Blutgruppenbestimmung vorgenommen.The invention relates to the automatic display of clusters or agglutination reactions, in particular it relates to the indication of agglutination Gangnn in blood samples, examinations for agglutination or aggregation processes are generally used in the laboratory for blood tests and blood grouping performed.

Diese Bestimmungen werden allgemein von Hand auf einem Objektträger eines Mikroskops oder in einem Teströhrchen durchgeführt. Mit dem zu untersuchenden Blut oder der sonstigen biologischen Flüssigkeit wird ein geeignetes Reagens vermischt. Nach Ablauf der erforderlichen Reaktionszeit wird die Probe visuell untersucht und mit einer Standardprobe verglichen, um festzustellen, ob eine wesentliche Zusammenballung oder Agglutination eingetreten ist. DiesesVorgehen ist zeitraubend und subjektiv. Es hängt daher in hohem Masse von der Aufmerksamkeit des Beobachters und seinem fehlerlosen Arbeiten ab. Es sind bereits verschiedene elektronische Einrichtungen für die Untersuchung von biologischen Proben, etwa bei der Blutkörperchenzählung, bekannt geworden. Diese Einrichtungen lassen sich jedoch nicht für die Überwachung von Agglutinationsvorgängen verwenden, tweiZ sie im Grunde Teilchenzähler darstellen, und das blosse Zählen von Teilchen gibt keine Hinweise für das Einsetzen von Agglutination oder Zusammenballung von Zellen. Übliche elektronische Teilchenzähleinrichtungen finden sich in den USA-Patentschriften 2 494 441, 2 570 442, 2 731 202, 2 927 219 und 2 947 470.These determinations are generally made by hand on a microscope slide a microscope or in a test tube carried out. With the blood or other biological fluid to be examined becomes a suitable one Reagent mixed. After the required reaction time has elapsed, the sample becomes visual examined and compared to a standard sample to determine whether an essential Clumping or agglutination has occurred. This procedure is time consuming and subjective. It therefore depends in large measure on the attention of the observer and its flawless work. There are already various electronic devices for the examination of biological samples, e.g. for blood cell counts, known. However, these facilities cannot be used for surveillance of agglutination processes, two of which are basically particle counters, and mere counting of particles gives no indication of the onset of agglutination or agglomeration of cells. Common electronic particle counters see U.S. Patents 2,494,441, 2,570,442, 2,731,202, 2,927,219 and 2 947 470.

Mit der Erfindung soll ein zuverlässiges selbsttättges Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachweisen von Agglutinationsreaktiorien angegeben werden.The invention aims to provide a reliable self-loading method and a device for the detection of agglutination reactions can be given.

Erfindungsgemäss werden kleine Proben aus der zu untersuchenden Substanz und einem Reagens mittels eines Energiestrahls abgetastet, Der Strahl, etwa ein Licht- oder ein Elektronenstrahl, wird durch Unterschiede der Absorption, die er in dem Reaktionsbereich erleidet, momoduliert. Die eigentliche Agglutination oder Zusammenballung führt zu deutlichen Grenzlinien in dem abgetasteten lbereieh zwischen Zellzusammenballungen und der Umgebungsfläche. Diese Grenvllnien führen eine merkliche Modulation des Abtaststrahls herbei, wenn er efie Grenzlinien überstreicht; dadurch wird eine deutliche Änderung der Stärke des von dem Abtaststrahl erzeugten Signals hervorgerufen. Aus der Änderung der Stärke des Abtastsignals wird ein zweites Signal abgeleitet, Das abgeleitete Signal ist damit ein Mass für die Anhäufung von Grenzlinien und das Fortschreiten der Agglutinationsreaktion in der abgetasteten Zone. Dieses Signal wird mit einem vorgegebenen Standardsignal verglichen, das dem Auftreten wesentlicher Agglutination entspricht, wodurch festgestellt werden kann, ob im Reaktionsbereich eine derartige Agglutination stattgefunden hat.According to the invention, small samples are made from the substance to be examined and a reagent scanned by means of an energy beam, the beam, about a Light or an electron beam, is characterized by differences in absorption, which he suffers in the reaction area, momodulates. The actual agglutination or agglomeration leads to clear boundary lines in the scanned oil area between cell agglomerations and the surrounding area. These boundaries lead a noticeable modulation of the scanning beam when it passes over the boundary lines; this results in a significant change in the strength of the generated by the scanning beam Signal caused. The change in the strength of the scanning signal becomes a second one Signal derived, The derived signal is thus a measure of the accumulation of Boundary lines and the progression of the agglutination reaction in the scanned Zone. This signal is compared with a predetermined standard signal, which is the The occurrence of significant agglutination, which can be used to determine whether such agglutination has taken place in the reaction area.

Der Änderungsbetrag des erzeugten Signals kann in üblicher Weise durch eine Differenzierschaltung ermittelt werden, deren Ausgangsgrösse durch Scheitelspannungsmesser, Oszilloskop, Oszillograph, Triggerschaltungen, Integrierschaltungen oder ähnliche Anzeigeeinrichtungen sichtbar gemacht werden kann. Die Anzeigeeinrichtung kann auch mit liner Triggerschaltung ausgerüstet werden, die durch Ausgangssignale aus der Differenzierschaltung betätigt wird, die aus einer änderung des Betrages des erzeugten Signals herrühren und die oberhalb einer vorgegebenen Minimaländerung liegen, wobei darunter liegende Signale unterdrückt werden. Das Anzeigesystem kann ferner mit einer Integrierschaltung versehen sein, in der Signale summiert werden, die von der Differezierschaltung hergeleitet sind, um das Auftreten von Agglutinationen festzustellen. Die Arbeitsparameter oder die untere Triggerschwelle für die Differenzierschaltung können dabei veränderbar sein, um unterschiedliche Arten bder Zustände von Agglutinationsreaktionen festzustellen.The amount of change in the generated signal can be varied in the usual way a differentiating circuit can be determined, the output variable of which is determined by a peak voltmeter, Oscilloscope, oscilloscope, trigger circuits, integrating circuits or similar Display devices can be made visible. The display device can also be equipped with a liner trigger circuit, which is carried out by Output signals from the differentiating circuit is actuated from a change in the amount of the generated signal and those above a predetermined minimum change underlying signals are suppressed. The display system can also be provided with an integrating circuit in which signals are summed, derived from the differential circuit to prevent agglutination from occurring ascertain. The working parameters or the lower trigger threshold for the differentiation circuit can be changeable to accommodate different types or states of agglutination reactions ascertain.

Die neuen Merkmale und die Vorteile der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung-mit den Zeichnungen, in denen gleiche Bauelemente durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind; im einzelnen stellen die Zeichnungen dar: Fig. 1 eine schematische Übersicht über eine Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausbildungsmöglichkeit des Anzeigeteils der Ausführungsform nach Fig. 1; Figf) eine Draufsicht auf eine --Probe, in der keine Agglutination zwischen Untersuchungssubstanz und Reagens stattgefunden hat; Fig. 5A eine Spannungs/Zeit-Kurve eines an einer Stelle der Einrichtung nach Fig. 1 auftretenden Signals beim Abtasten der Probe nach Fig. 3; Fig. DB eine weitere Spannungs/Zeit-Kur-ve des an einer anderen Stelle der Einrichtung nach Fig. 1 auftretenden Signals beim Abtasten der Probe nach Fig. 3; Fig. 3C eine dritte Spannungs/Zeit-Kurve des an einer dritten Stelle der Einrichtung nach Fig. 1 auftretenden Signals beim Abtasten der Probe nach Fig. 3; Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Probe, in der Agglutinationen zwischen Untersuchungssubstanz und Reagens stattgefunden haben; Fig. 4A eine Spannungs/Zeit-Kwe des an einer Stelle der Einrichtung nach Fig. 1 auftretenden Signals beim Abtasten der Probe nach Fig. 4; Fig. 4B eine weitere Spannungs-Zeit-Kurve des an einer anderen Stelle der Einrichtung nach Fig. 1 auftretenden Signals beim Abtasten der Probe nach Fig. 4; Fig.4C eine dritte Spannungs/Zeit-Kurve des an einer dritten Stelle der Einrichtung nach Fig. 1 auftretenden Signals beim Abtasten der Probe nach Fig. 4; Fig. 5 eine Kurve der Spannung gegen die Zeit für das in der Integrierschaltung nach Fig. 2 gebildete Signal, Fig. 1 zeigt ein Gerät 8 zum selbsttätigen Nachweisen von Agglutinationen in der Reaktionszone von selbsttätig hergestellten Proben 24. Die Proben 24 können, ohne damit den Erfindungsbereich zu verlassen, auch von Hand zubereitet und von Hand durch geeignete Gerätschaften weiterbewegt werden.The new features and advantages of the invention result for the person skilled in the art from the following description in conjunction with the drawings, in which like components are denoted by the same reference numerals; in the The drawings represent individual figures: FIG. 1 shows a schematic overview of a Embodiment of the invention; Fig. 2 is a schematic representation of a training option the display part of the embodiment of FIG. 1; Figf) a plan view of a - sample in which no agglutination between investigation substance and reagent has taken place; 5A is a voltage versus time curve of one on one Position of the device according to FIG. 1 occurring signal when scanning the sample according to Fig. 3; Fig. DB a further voltage / time curve of the at another point the device of Fig. 1 occurring signal when scanning the sample of Fig. 3; 3C shows a third voltage / time curve of the at a third point in the device according to Fig. 1 occurring signal when scanning the sample of Fig. 3; Fig. 4 a Top view of a sample showing agglutinations between the test substance and reagent have taken place; 4A shows a voltage / time curve at one point the device of Fig. 1 occurring signal when scanning the sample of Fig. 4; 4B shows a further voltage-time curve of the at another point in the device according to Fig. 1 occurring signal when scanning the sample of Fig. 4; Fig. 4C a third voltage / time curve of the at a third point of the device according to Fig. 1 occurring signal when scanning the sample of Fig. 4; Fig. 5 is a curve the voltage versus time for that formed in the integrating circuit of FIG Signal, Fig. 1 shows a device 8 for the automatic detection of agglutinations in the reaction zone of automatically produced samples 24. The samples 24 can, without leaving the scope of the invention, also prepared by hand and by Hand can be moved by suitable equipment.

Bei dem Gerät8 nach Fig. 1 werden die Proben 24 auf einer Folie 12 gefördert, die aus einem zähen, biegsamen, lichtdurchlässigen Material, etwa aus Polyäthylen, besteht. Die Folie 12 wird von einer Vorratswalze 10 durch motorgetriebene Zuführungewalzen 14 abgewickelt. Ein Quantum Reagens 18 wird von einem Ausgabegerät 16 auf die Folie 12 gegeben, und von dem Ausgabegerät 20 wird eine kleine Zunge der zu untersuchenden biologischen Substanz 22, also z.B.In the case of the device 8 according to FIG. 1, the samples 24 are placed on a film 12 promoted made of a tough, pliable, translucent material, roughly made of Polyethylene. The film 12 is from a supply roller 10 by motor-driven Feed rollers 14 unwound. A Quantum Reagent 18 is dispensed from a dispenser 16 is placed on the foil 12, and a small tongue is released from the dispenser 20 the biological substance 22 to be examined, e.g.

Blut, in das Reagens 18 getropft. Dann läuft die Probe in den Abtastbereich des Abtaststrahlgeräts 26 hinein, nachdem in einer dazwischen liegenden, ausreichend langen Zeit die etwa auftretende Agglutinationsreaktion ablaufen konnte. Die Folie 12 fördert dann die Probe aus dem Abtastgerät 26 weiter und mittels der Wegführwalzen 25 in den Abfallbehälter 27.Blood, dropped into reagent 18. Then the sample runs into the scanning area of the scanning beam device 26, after being in an intermediate one, is sufficient For a long time the agglutination reaction that occurred could take place. The foil 12 then conveys the sample from the scanning device 26 further and by means of the removal rollers 25 into the waste container 27.

In Fig. 1 ist die Einrichtung mit dem Abtaststrahl nach Art eines tichtmikroskops dargestellt; stattdessen können aber auch andere Abtasteinrichtungen, etwa mit einem Elektronenstrahl eines Elektronenmikroskops oder einer Bildröhre, benutzt werden. Die Abtasteinrichtung 26 weist eine Lichtquelle 29, ein Mikroskop bzw. ein Reduzierelement 50 und eine photoelektrische Zelle 34 auf. Die Photozelle 34, etwa eine Photomultiplierzelle, ist in einem Gehäuse 52 angeordnet und fängt den Teil des Strahls auf, der durch die abgetastete Reaktionszone der Probe 24 hindurchgetreten ist. Die Ausgangsgrösse der Abtasteinrichtung 26 ist ein Mass für die Absorptionsunterschiede innerhalb des durch den Kegel 33 dargestellten Strahls in der Reaktionszone. Der Querschnitt des Abtaststrahls ist, verglichen mit den Agglut inationsbere ic hen, verhältnismässig klein, um eine genauere-Messung zu ermöglichen. Die Absorptionsunterschiede können durch die Messung beliebiger repräsentativer Merkmale ermittelt werden, etwa durch Bestimmung der Transmission, des Reflektionsgrades usw, Die Ausgangsgrösse des Abtastgeräts 26 wird zu einem Signalgeber 36 über Zuleitungen 55 weitergeleitet. Zu dem Signalgeber 36 gehören Schaltungselemente zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das ein Mass für die Modulatl pn b des Abtaststrahls infolge der Strahlabsorptionsunterschiede in der Reaktionszone, die von der Photozelle 4 ermittelt werden, darstellt. In dem Signalgeber 36 können eine Spannungsquelle für die Photozelle 54 enthalten sein, ferner passende Belastungswiderstände, Verstärker und zugehörige SpannUngs-oder Stromquellen.In Fig. 1, the device is with the scanning beam in the manner of a optical microscope shown; Instead, however, other scanning devices, for example with an electron beam from an electron microscope or a picture tube, to be used. The scanning device 26 has a light source 29, a microscope and a reducing element 50 and a photoelectric cell 34, respectively. The photocell 34, such as a photomultiplier cell, is arranged in a housing 52 and catches the portion of the beam which passed through the scanned reaction zone of the sample 24 is. The output variable of the scanning device 26 is a measure of the differences in absorption within the beam represented by cone 33 in the reaction zone. Of the The cross section of the scanning beam is, compared to the agglutination areas, relatively small in order to enable a more precise measurement. The absorption differences can be determined by measuring any representative characteristics, such as by determining the transmission, the degree of reflection, etc., the output variable of the scanning device 26 is forwarded to a signal generator 36 via feed lines 55. The signal generator 36 includes circuit elements for generating an electrical Signal that is a measure of the modulus pn b of the scanning beam as a result the difference in beam absorption in the reaction zone, which is generated by the photocell 4 are determined represents. In the signal generator 36 can be a voltage source for the photocell 54 can be included, furthermore suitable load resistors, amplifiers and associated voltage or current sources.

Im Signalerzeuger 36 wird ein erstes Signal gebildet, das über die Leitungen 57 und die Anschlüsse 58 der Differenzierschaltung 40, die einen Kondensator 42 und einen Widerstand 44 aufweist, zugeführt wird. Die Differenzierschaltung 40 bildet ein zweites Signal, das ein.Mass für die Anderung des ersten Signals darstellt, welches von dem Signalerzeuger 36 geliefert wurde. Dieses zweite Signal ist ein Mass für die Schärfe der Grenzlinie, d. h. des Übergangs zwischen verschiedenen Flächenteilen in der Probe 24, und des Ausmasses einer Agglutination in der abgetasteten Reaktionszone. Dieses abgeleitete Signal wird dem Anzeigegerät 48 über Leitungen 45 und Anschlüsse 46 zugeführt. Als Anzeigegerät 48 dient ein Scheitelspannungsmesser oder ein Oszilloskop, die eine sichtbare Anzeige der Grösse des gebildeten zweiten Signals im Vergleich zu einem vorgegebenen Standardsignal 50 ermöglichen, das der Abtastsignalgrösse beim Auftreten einer wesentlichen Agglutination entspricht. Das Anzeigegerät 48 kann auch als Triggerschaltung oder als Integrierschaltung ausgeführt sein, die jeweils mit elektrischen Mitteln eine Anzeige und einen Vergleich mit einem vorgegebenen Standard herbeiführt, der einer wesentlichen Agglutination entspricht.In the signal generator 36, a first signal is formed, which via the Lines 57 and the terminals 58 of the differentiating circuit 40, which have a capacitor 42 and a resistor 44 is supplied. The differentiating circuit 40 forms a second signal that represents a measure of the change in the first signal, which was supplied by the signal generator 36. This second signal is a Measure for the sharpness of the boundary line, d. H. of transition between different Areas in the sample 24, and the extent of agglutination in the sampled Reaction zone. This derived signal is transmitted to the display device 48 via lines 45 and connections 46 are supplied. A peak voltmeter is used as the display device 48 or an oscilloscope, which has a visible indication of the size of the second being formed Signal compared to a predetermined standard signal 50 enable the Scanning signal size corresponds to the occurrence of a substantial agglutination. That Display device 48 can also be used as a trigger circuit or as an integrating circuit executed be, each with electrical means a display and a comparison with brings about a predetermined standard that corresponds to a substantial agglutination.

In Fig. 2 ist eine besonders zweckmässige Ausführungsform 48A des Anzeigeteils 48 des Geräts 8 nach Fig. 1 dargestellt. Der Anzeigeteil 48A weist eine Verarbeitungsschaltung 56A auf, in der Verstärker, Triggerkreise, RUcklaurschaltungen und freikippende Multivibratoren und ähnliche Schaltungselemente enthalten sind, um das Signal aus der Differenzierschaltung 40 für den Vergleich mit dem vorgegebenen Agglutinations-Standardsignal zu verarbeiten. Der Anzeigeteil 48A ist nach Art einer Integrierschaltung aufgebaut und enthält daher ein Integriernetzwerk 64A.In Fig. 2 is a particularly useful embodiment 48A of the Display part 48 of the device 8 shown in FIG. The display part 48A has a processing circuit 56A in which amplifiers, trigger circuits, feedback circuits and free-tilting multivibrators and similar circuit elements are included, the signal from the differentiating circuit 40 for comparison with the predetermined one Process agglutination standard signal. The display part 48A is of a type Integrating circuit and therefore includes an integrating network 64A.

Das Integriernetzwerk 64A ist mit der Verarbeitungsschaltung 56A über Leitungen 57A und Anschlüsse 62A verbunden.Integrating network 64A is across from processing circuit 56A Lines 57A and ports 62A connected.

Ein Diodengleichrichter 60A liegt zwischen der'Verarbeitungsschaltung 56A und dem Integriernetzwerk 64A und leitet diesem einseitig gerichtete, gleichgerichtete Signale zu, die darin summiert werden können. Zu diesem Integriarnetzwerk 64A gehört ein Widerstand 66A und ein zwischen AnschlUssen 70A liegender Kondensator 68A. Der integrierte Ausgang des Integriernetzwerks 64A wird über Leitungen 67A einer Anzeigeanordnung 74A zugeleitet, die als elektronisches Voltmeter mit vernachlässigbarem Arbeitsstrom ausgerührt ist, zum Aufrechterhalten der im Kondensator-68A gespeicherten Ladung. i Wie erwähnt, lassen sich in die Verarbeitungsschaltung 56A Verstärker zum Verstärken schwacher Signale und verschiedene Signalübertragungs- und -verstärkungselemente einbauen, z.B.A diode rectifier 60A is interposed between the processing circuit 56A and the integrating network 64A and forwards this unidirectional, rectified Signals that can be summed up in it. To this integrator network 64A belongs resistor 66A and capacitor 68A interposed between terminals 70A. Of the Integrated output of the integrating network 64A is provided via lines 67A one Display assembly 74A fed as an electronic voltmeter with negligible Working current is run out to maintain the stored in the capacitor-68A Charge. As mentioned, amplifiers can be incorporated into the processing circuit 56A for amplifying weak signals and various signal transmission and amplification elements build in, e.g.

Trigger- oder Rüoklaufschaltungen oder freischwingende Multivibratoren, Ein zwischen dem Voltmeter 74A und dem Kondensator 68A angeordneter Schalter 72A erlaubt die Entladung des Integriernetzwerks 64A, um es für das nächste Arbeitsspiel einzustellen.Trigger or return circuits or free-swinging multivibrators, A switch 72A positioned between voltmeter 74A and capacitor 68A allows the integrating network 64A to be unloaded to it for the next work cycle to adjust.

Arbeitsweise Die Arbeitsweise des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Geräts 8 wird nun in Verbindung mit den Figuren 3 bis 5 beschrieben. In den Figuren 5 und 4 ist schematisch das Bild einer Probe 24 wiedergegeben, wie es in einem Mikroskop mässiger Vergrösserung erscheint. Die Probe 76a (Fig. 5) zeigt keine Agglutination, während bei der Probe 76b (Fig.4) agglutinierte Bereiche erkennbar sind. Fig. 5 zeigt mehrere dunkle Flecken 78a und 80a, die durch Inhomogenitäten oder Variationen der Schichtdicke hervorgerufen sind. Derartige dunklere Bereiche stellen aber keine Agglutinationen dar, denn sie weisen keine wohldefinierten Berandungen oder scharfe Abgrenzungen gegenüber dem restlichen Felde der Probe 76a auf. Bei der Probe 76b (Fig. 4), die deutliche Agglutination aufweist, sind die Begrenzungslinien der Bereiche 78b und 80b gut ausgebildet, wodurch sie scharf gegenüber dem umgebenden Bereich der Probe 76b abgegrenzt sind. Derartige scharfe Abgrenzungen führen zu kräftigen Unterschieden der Ausgangsgrösse am Gerät 8, wenn jede Probe abgetastet wird, und es ergeben sich starke Anderungen des von dem Abtaststrahl erzeugten Signals.Operation The operation of the one shown in FIGS Device 8 will now be described in connection with FIGS. 3 to 5. In the figures 5 and 4, the image of a sample 24 is shown schematically as it would in a microscope moderate magnification appears. The sample 76a (Fig. 5) shows no agglutination, while agglutinated areas can be seen in sample 76b (FIG. 4). Fig. 5 shows several dark spots 78a and 80a caused by inhomogeneities or variations the layer thickness are caused. However, there are no such darker areas Agglutinations, because they have no well-defined borders or sharp Delimitations from the rest of the field of sample 76a. For sample 76b (Fig. 4), which shows clear agglutination, are the boundary lines of the areas 78b and 80b well formed, making them sharp against the surrounding area of sample 76b are delineated. Such sharp demarcations lead to strong ones Differences in the output variable on the device 8 when each sample is scanned, and there are large changes in the signal generated by the scanning beam.

Die Figuren 3A, DB und 3C betreffen die Probe 76a (Fig, 3) und geben die Signale wieder, die in den verschiedenen Teilen des Systems 8 bei Abtastung der Probe 76a entstehen. Figures 3A, DB and 3C relate to sample 76a (Figure 3) and give the signals reappear in the various parts of the system 8 when sampled of the sample 76a arise.

Die von Fig. 3 bis zur FigJ 3C durchlaufenden vertikalen Linien 82a und 84a verbinden einander entsprechende Teile dieser Figuren miteinander. The vertical lines 82a running through from FIG. 3 to FIG. 3C and 84a connect corresponding parts of these figures to one another.

Fig0 5A gibt ein Bild des Signalverlaufs S38a an den Anschlüssen 38 in Fig. 1, wie er vom Signalerzeuger 36 bei der Abtastbewegung des Abtaststrahls längs der Linie 81a (Fig. 3) produziert wird. E38a ist die Spannungsachse (Ordinate), T38a die Zeitachse (Abszisse>. Ordinaten und Abszissen der Diagramme 3A, 5B, 3C und 4A, 4B, 4C sind in ähnlicher Weise mit Bezugszeichen versehen, die die Bezeichnung der Anschlüsse enthalten, an denen die jeweiligen Signale auftreten. Die teilweise Absorption oder Abdeckung des Strahls durch die Bereiche 78a und 80a moduliert den Strahl, so dass das Ausgangssignal S58a entsteht. Das Signal S58a besitzt eine beträchtliche Amplitude, weist aber nur schwach geneigte Flanken auf, was für den allmählichen Übergang zwischen den Bereichen 78a und 80a und den übrigen Teilen der Probe 76a spricht. Fig. 5A gives an image of the signal waveform S38a at the terminals 38 in FIG. 1 as it is generated by the signal generator 36 during the scanning movement of the scanning beam along the line 81a (Fig. 3) is produced. E38a is the stress axis (ordinate), T38a the time axis (abscissa>. Ordinates and abscissas of diagrams 3A, 5B, 3C and 4A, 4B, 4C are similarly provided with reference numerals that have the designation of the connections at which the respective signals occur. The partially absorption or coverage of the beam by areas 78a and 80a modulates the beam so that the output signal S58a is produced. The signal S58a has a considerable amplitude, but has only slightly sloping edges, what the gradual transition between areas 78a and 80a and the rest Sharing sample 76a speaks.

Die Fig. 4A, die bei Abtastung der Probe76b (Fig. 4) entsteht, zeigt ein Signal S38b, dessen Amplitude etwa gleich derjenigen des Signals S38a (Fig. 3A) ist, dessen Flanke aber an den Stellen 86b, 88b, 90b und 92b sehr viel steiler ist; diese Stellen entsprechen den Punkten, an denen der rängs der Linie 81b (Fig. 4) verlaufende Abtaststrahl die scharf ausgeprägten Grenzlinien der Bereiche 78b und 80b überschreitet. Die Neigung des Signals S58b an diesen Grenzlinien in Abhängigkeit von der Zeit ist verhältnismässig steil im Vergleich zu Signal S38a (Fig. 5A).FIG. 4A, which arises when sample 76b (FIG. 4) is scanned, shows a signal S38b, the amplitude of which is approximately equal to that of the signal S38a (Fig. 3A), but its flank is much steeper at points 86b, 88b, 90b and 92b is; these points correspond to the points at which the line 81b (Fig. 4) the scanning beam running through the sharply defined boundary lines of the areas 78b and exceeds 80b. The slope of the signal S58b at these boundary lines as a function from time is relatively steep compared to signal S38a (Fig. 5A).

Wenn die Signale S78a und S38b der Differenzierschaltung 40 (Fig. 1) zugeführt werden, ergeben sich zweite Signale S46a und S46b, die dem Betrag der linderung der ersten Signale entsprechen, welche die Abgrenzung der Flächen 78a, 78b und 80a, 80b gegenüber dem Rest der Proben 76a und 76b anzeigen. Das Signal S46a (Fig. DB) ist demnach zu vernachlässigen gegenüber dem Signal S46b, das sich durch scharfe Impulse in Fig. 4B auszeichnet. Die Stärke der Signale S46a und S46b ist demnach ein Anzeichen für die Schärfe der Abgrenzung und der Anhäufung von Agglutinationen in der abgetasteten Reaktionszone. Die Signale S46a und S46b können auf einem oszilloskopartigen Anzeigegerät 48 (Fig. 1) im Vergleich mit einer Standardlinie 50 dargestellt werden, die als Mass für eine wesentliche Agglutination anzusehen ist. Wenn das Signal s46 sich über die Standardlinie 50 erhebt, erkennt selbst ein nicht speziell geschulter Beobachter sofort, dass die gerade abgetastete Probe agglutiniert ist.When the signals S78a and S38b of the differentiating circuit 40 (Fig. 1) are supplied, result in second signals S46a and S46b, which correspond to the amount of mitigation of the first signals, which correspond to the delimitation of the surfaces 78a, Display 78b and 80a, 80b against the rest of samples 76a and 76b. The signal S46a (Fig. DB) is therefore negligible compared to the signal S46b, which is characterized by sharp pulses in Fig. 4B. The strength of signals S46a and S46b is therefore an indication of the sharpness of the Delimitation and the Accumulation of agglutinations in the scanned reaction zone. The signals S46a and S46b can be compared on an oscilloscope-type display device 48 (FIG. 1) are shown with a standard line 50, which is used as a measure of an essential Agglutination is to be seen. If the signal s46 is above the standard line 50 raises, even a not specially trained observer will immediately recognize that the the sample just scanned is agglutinated.

In einem weiterentwickelten System nach Fig. 2 wird das Signal S46 über die Anschlüsse 46A, die Verarbeitungsschaltung 56As den Gleichrichter 60A und die Anschlüsse 62A auf das Integriernetzwerk 64A -geleitet. Die Signale S46a und S46b werden von der Diode 60A gleichgerichtet und aus einem nach zwei Seiten gerichteten Signal in ein nach einer Seite gerichtetes Signal (862a und S62b, Figuren 3C und 4C) umgewandelt. Die Signale S62a und S62b werden anschliessend dem Kondensator 68A des Integriernetzwerks 64A zugeleitet, dessen zeitlicher Ladungsverlauf (Ordinate E70A = Ladung; Abszisse T70A = Zeit) an den Anschlüsseln 70A in Fig. 5 dargestellt ist. Jedesmals wenn der Abtaststrahl eine deutliche Begrenzungslinie, wie sie etwa die Bereiche 78b und 80b umgibt, überschreitet, nimmt die Ladung des Kondensators 68A stufenweise (94) zu. Wenn die Gesamtladung 96 des Kondensators 68A (abzulesen am Voltmeter 74A in Fig. 2) einen vorbestimmten Normbetrag erreicht, der einer wesentlichen Agglutination entspricht, empfängt der Beobachter eine eindeutige Mitteilung über das Auftreten von Agglutinationen. Da die Anzeige des Voltmeter 74A auf einer Anzahl Abtastungen (ln einem vielzeiligen Raster) beruhen kann, verändert das Auftreten einer einzelnen Störung, etwa einer Luftblase, den Betrag der Außgangsgrösse nicht wesentliche Mit dem Schalter 72A wird der Kondensator 68A nach dem Erreichen der Standardspannung 96 entladen, so dass das Voltmeter 74 für die Überwachung der nächsten Probe neueingestellt ist. Der schalter72A kann von Hand oder automatisch betätigt werden.In a further developed system according to FIG. 2, the signal S46 through terminals 46A, processing circuitry 56As, rectifier 60A and the connections 62A -directed to the integration network 64A. The signals S46a and S46b are rectified by diode 60A and one directed in two directions Signal into a signal directed to one side (862a and S62b, FIGS. 3C and 4C) converted. The signals S62a and S62b are then sent to the capacitor 68A of the integrating network 64A, whose charge curve over time (ordinate E70A = charge; Abscissa T70A = time) is shown at the terminals 70A in FIG is. Every time the scanning beam has a definite delimitation line, such as those around surrounding areas 78b and 80b, the charge on the capacitor decreases 68A gradually (94). If the total charge 96 on capacitor 68A (read at voltmeter 74A in Fig. 2) a predetermined standard amount achieved, which corresponds to a substantial agglutination, the observer receives a clear one Notification of the occurrence of agglutinations. As the display of the voltmeter 74A can be based on a number of scans (in a multi-line grid) the occurrence of a single fault, such as an air bubble, the amount of the output variable not essential With the switch 72A, the capacitor 68A is after reaching of the standard voltage 96, allowing the voltmeter 74 to monitor the is set again for the next sample. The switch72A can be operated manually or automatically be operated.

Die Oszilloskopanzeige 48 in Fig. 1 ergibt eine sichtbare Darstellung der Höhe des abgeleiteten Signals S46 und erlaubt einen visuellen Vergleich mit der r vorgegebenen Standardlinie 50. Das Integriernetzwerk 48A nach Fig. 2 liefert einen elektrischen Vergleich wischen der Höhe des von der Differenzierschaltung 40 gelieferten Signals S46 und einem vorgegebenen Standardsignal, das einer w esentlichen Agglutination entspricht Ein elektrischer Vergleich zwischen der Höhe des abgeleiteten zweiten Signals und dem vorgegebenen Standardsignal kann auch mittels einer (nicht besonders gezeichneten) Triggerschaltung erfolgen, die Linien 98a und 98b in den Figuren 5B und 4B sollen das andeuten. Die Triggerschaltung kann beispielsweise entsprechend der Thyratronschaltung nach S. 195-202 !'Electronics in Industryf (). Auflage, McGraw-Hill Book Company, Copyright 1955, 1956) aufgebaut sein.The oscilloscope display 48 in FIG. 1 provides a visual representation the level of the derived signal S46 and allows a visual comparison with of the r predetermined standard line 50. The integrating network 48A of FIG. 2 provides an electrical comparison between the level of the differential circuit 40 supplied signal S46 and a predetermined standard signal, which is a substantial one Agglutination is equivalent to an electrical comparison between the level of the inferred second signal and the specified standard signal can also be done by means of a (not specially drawn) trigger circuit take place, the lines 98a and 98b in the Figures 5B and 4B are intended to indicate this. The trigger circuit can, for example according to the thyratron circuit Pp. 195-202! Electronics in Industryf (). Edition, McGraw-Hill Book Company, Copyright 1955, 1956) be.

Dort werden auch einige der hier erwähnten elektronischen-Elemente beschrieben.There are also some of the electronic items mentioned here described.

Die Triggerschaltung unterdrückt Signale, die unterhalb einer festgelegten, durch die Linien 98a und 98b ange-,deuteten Minimalhöhe bleiben und überträgt nur darüber hinaus reichende Signale. Damit wird auf elektrischem Wege sowohl eine Anzeige wie ein Vergleich mit einem vorgegebenen Standard erreicht, und die Ausgangsgrösse der Triggerschaltung kann unmittelbar auf einem Registrierblatt und/ oder durch eine Anzeigelampe sichtbar gemacht werden. Die Signale S46b in Fig. 4B übersteigen die vorgegebene minimale Triggerspannung 98b und betätigen daher die angeschlossene Anzeigeeinrichtung. Das Signal 546a (Fig.5B) mit geringer Amplitude wiTd unterdrückt.The trigger circuit suppresses signals that are below a specified, The minimum height indicated by the lines 98a and 98b remains and only transmits signals going beyond that. This is electrically both a display how a comparison with a given standard is achieved, and the output size the trigger circuit can be directly on a registration sheet and / or by an indicator light can be made visible. The signals exceed S46b in Figure 4B the predetermined minimum trigger voltage 98b and therefore actuate the connected Display device. The signal 546a (FIG. 5B) with a low amplitude wiTd is suppressed.

Die erwähnten Standards und Minimumstandards können durch Anwendung einer einstellbaren Differenzierschaltung 40 mit (nicht gezeichneten) variablen Schaltelementen verändert werden. Damitkönnen Parameter und Empfindlichkeit der Differenzierschaltung 40 und die Arbeitsschwelle des Systems eingestellt werden, um unterschiedlichen Arten oder' iZustanden der Agglutinationsreaktion nachzuweisen, um Hintergrundstörungen abzuschirmen oder bestimmte Arten von Begrenzungen auszuwählen. Ein geschulter Benutzer kann das Gerät 8 so einstellen, dass er ein bestimmtes Ausmass an Agglutination für eine bestimmte Probenart nachzuweisen vermag. Wenn die Arbeitsschwelle, eingestellt ist, arbeitet das Gerät routinemässig und weist gleichmässig alle Proben dieser Art nach. Die Ablesungen des Geräts sind sehr viel gleichmässiger und zuverlässiger als visuelle Vergleiche, selbst wenn diese von einem sehr geübten und erfahrenen Beobachter vorgenommen werden.The standards and minimum standards mentioned can be applied by applying an adjustable differentiating circuit 40 with (not shown) variables Switching elements are changed. This allows parameters and sensitivity of the Differentiating circuit 40 and the operating threshold of the system are set, to detect different types or states of the agglutination reaction, to shield background interference or select certain types of boundaries. A trained user can set the device 8 so that he detect a certain amount of agglutination for a certain type of sample able. If the working threshold is set, the device works routinely and identifies all samples of this type equally. The readings from the device are much more even and reliable than visual comparisons, even if these must be carried out by a very trained and experienced observer.

Die Ablesungen unterscheiden sich in kennzeichnender Weise von denen elektronischer Zähler, wie sie für das Zählen von Bakterien oder Blutkörperchen benutzt werden, denn das Arbeitskriterium bei der Erfindung ist die relative Schärfe der Atgenzung verschiedener Bereiche gegeneinander und nicht nur die unterschiedliche Lichtmenge, die in verschiedenen Bereichen absorbiert wird, oder die absolute Grösse der Lichtintensität.The readings are significantly different from those electronic counters such as those used for counting bacteria or blood cells can be used, because the working criterion in the invention is the relative sharpness different areas against each other and not just the different Amount of light that is absorbed in different areas, or the absolute size the light intensity.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: 1. Method for the detection of agglutinations in a reaction zone by scanning the zone with an energy beam, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h -n e t that a first signal is generated first, that of the modulation of the energy beam through different absorption of the Beam in the reaction zone depends on that a second signal is then generated, which corresponds to the amount of change in the first signal and a measure for this Represents accumulation of agglutinations in the reaction zone, and that finally the second signal is compared with a predetermined standard which is an essential one Agglutination corresponds to the occurrence of such substantial agglutination to be detected in the reaction zone, 2. The method according to claim 1, characterized in that that second signals above a specified minimum are passed on, to indicate the occurrence of substantial agglutinations, and that below the predetermined minimum remaining signals are suppressed.

3. The method according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the second signals are integrated in order to determine from the signal sum whether an essential Agglutination occurred in the reaction zone is.

4. Device for detecting agglutinations in a reaction zone, characterized by means having a scanning energy beam for screening the reaction zone, through which the beam depending on the different absorption of the beam is modulated in the reaction zone, one with the scanning device connected signal generator for generating a first, the modulation of the scanning beam corresponding signal, a differentiator connected to the signal generator is connected to derive from the first signal a second 'signal that the Corresponds to the amount of the change in the first signal and an indication of the extent of agglutination in the scanned reaction zone, and by a with display device connected to the differentiating device for providing a display, which corresponds to the size of the second signal, whereby this corresponds to a predetermined Standard signal is comparable to detect whether there is any substantial agglutination occurred in the reaction zone.

5. The device according to claim 4, characterized in that the display device provides a switchable indication of the size of the second J-signal.

6. Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that that the display device has means for electrically comparing the size of the second Has signal with the predetermined standard signal.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that that the comparison device has an integrating network.

8. The device according to claim 7, characterized in that in the Integrating network two a voltmeter is arranged and a discharge device on the voltmeter is attached to the voltmeter in preparation for the next work cycle is postponed after the occurrence of substantial agglutinations in the Reaction zone has indicated.

9. Apparatus according to claim 6, characterized in that the comparison device contains a trigger circuit.

10. Device according to one of claims 4 to 9, characterized in that that variable switching elements are arranged in the differentiating circuit in order to to make the sensitivity of the differentiating circuit adjustable.