DE1948625B2 - Kolorimeter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kolo-•imetrischen Bestimmung des Gehalts bestimmter Substanzen in einer entsprechenden Meßlösung, insbesondere des Gehalts bestimmter Bestandteile im menschlichen Blut für klinische Untersuchungen, mit einer Lichtquelle, deren Strahlung die in einer Küvette befindliche Meßlösung durchsetzt und auf mindestens einen Strahlungsempfänger fällt, wobei der für die Messung zu verwendende Wellenlängenbereich der Strahlung der zu bestimmenden Substanz anpaßbar ist. und mit einem mit dem Strahlungsempfänger verbundenen Meßinstrument, dessen Bestimmungsskalen austauschbar sind und durch einen Mechanismus die Anpassung des Wellenlängenbereichs vornehmen.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (Prospekt Hartmann <Sc Braun Dr. 688-6/2000/1.58/Kr.)erfolgt die Anpassung des für die Messung zu verwendenden Wellenlängenbereichs der Strahlung an die zu bestimmende Substanz durch Einschieben eines entsprechenden Farbfilters in den Strahlengang zwischen Lichtquelle und Meßlösung. Dieses Einschieben des Farbfilters erfolgt automatisch mit dem Einführen einer Skalenscheibc: mit Hilfe eines Ausschnitts am Rande dieser Skalenscheibe, die bei den einzelnen Skalenscheiben gegeneinander versetzt sind. Als Strahlungsempfänger wird lediglich ein einziges Fotoelement verwendet. Die Verwendung von unterschiedlichen Farbfiltern, die in aufwendiger Weise mittäußerster Präzision hergestellt werden müssen, führt zu unterschiedlichen Empfindlichkeiten der Vorrichtung je nach

so eingeschaltetem Farbfilter, da Fotoelemente im allgemeinen eine von der Wellenlänge des auffallenden Lichts abhängige Empfindlichkeit zeigen. Daher sind die mit dieser bekannten Vorrichtung erzielbaren Meßergebnisse mit erheblichen Fehlern behaftet.

Darüberhinaus ist die mechanische Umschaltung der Farbfilter relativ störanfällig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Unzulänglichkeiten der bekannten Vorrichtung zu vermeiden und eine apparativ einfache, leicht bedienbare und störunanfällige Vorrichtung der in Frage stehenden Art zu schaffen, die eine genauere und untereinander gleichmäßig genaue kolorimetrische Messung verschiedener Substanzen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mehrere Strahlungsempfänger mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit vorgesehen sind, die die Meßstrahlung auf gelrennten Lichtwegen empfangen und daß mit Hilfe der Bestimmungsskalcn für eine zu bestimmende Substanz jeweils der Strahlungsempfänger mit der dieser Substanz angepaßten spektralen Empfindlichkeit mit dem Meßinstrument verbindbar ist. Mit dieser Vorrichtung kann die Genauigkeit der kolorimentrischen Messung erheblich gesteigert werden, da für jede Substanz jeweils ein geeigneter Strahlungsempfänger, welcher in dem für die entsprechende Untersuchung wichtigsten Wellenlängenbereich eine maximale Empfindlichkeit aufweist, mit dem Meßinstrument verbunden wird. Die von der Wellenlänge abhängige Empfindlichkeit des vorzugsweise als Fotozelle ausgebildeten Strahlungsempfängers, die bisher als Fehlerquelle nicht ausgeschaltet werden konnte, wird bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung also gerade in vorteilhafter Weise zur Steigerung der Genauigkeit der kolomeritrischen Messung ausgenutzt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden die getrennten Lichtwege durch entsprechende Bündel optischer Faserelemenle gebildet, die jeweils auf einen bestimmten als Fotozelle ausgebildeten Strahlungsempfänger gerichtet sind. Dies ermöglicht eine sehr gleichmäßige Bestrahlung der Meßlösung bzw. der Fotozelle auf den einzelnen getrennten Lichtwegen, was die Genauigkeit der Messung verbessert. Durch Auswahl der Größe der einzelnen Bündel, d. h. der Anzahl der Faserelemenle kann die zu übertragende Lichtmenge in einfacher Weise vorbestimmt und dem jeweiligen Meßkanal angepaßt werden.

E^ ist gemäß der Erfindung zweckmäßig, wenn jede der auswechselbaren Skalenscheiben in der Mitte eine Kalibrierungsmarke aufweist, die einem kritischen Wert der zu untersuchenden Substai,^ entspricht. Durch Einstellen des Zeigers des Meßinstruments auf diese Kalibrierungsmarke nach Einsetzen einer Eichmeßlösung mit dem kritischen Wert kann die mit de: Vorrichtung gemäß der Erfindung erzielte Genauigkeit noch weiter gesieigert werden.

Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Analysengeräts,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer typischen Skalenscheibe,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Unterseite der Deckplatte des AnaJysengeräts,

Fig. 4 eine Schnittansicht des Analysengeräts entsprechend der Linie 1V-1V von Fig. 1, die eine eingesetzte Skalenscheibe und verschiedene Bauelemente des Geräts zeigt,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Analysengerät, bei dem die Deckplatte entfernt und die Skalenscheibe in ihrer eingesetzten Lage gezeigt ist,

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang des Bodenteils des Analysengeräts entsprechend der Linie Vl-VI von Fig. 5, welche verschiedene Bauelemente des Gerä's zeigt,

Fig. 7 eine Draufsicht auf den Küvettenhalter des Analysengeräts,

Fig. 8 eine Ansicht der Lichtquellenanordnung des Analysengeräts, bei dem ein Teil des Gehäuses entfernt ist,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch den Meßschacht entsprechend der Linie IX-IX von Fig. 7 mit einer Küvette im Meßschacht und

Fig. 10 einen Schaltplan für das Analysengerät.

Fig. 1 zeigt ein Analysengerät 10 mit Bodenteil 11, Gehäuse 20 und Deckplatte 30. Fig. 2 zeigt eine typische Skalenscheibe 40.

Der Bodenteil 11 trägt eine Lichtquelle 50, Platten 12, auf denen die elektrische Schaltung untergebracht ist, einen Lautsprecher 19 und einen Küvettenhalter 60 mit Ausnehmungen 62 zum Einsetzen von +5 Küvetten und mit einem Meßschacht 61, in den die zu untersuchende Probe eingeführt wird. Fig. 6 zeigt diese Elemente und ihre Anordnung. Der Bodenteil 11 weist ein Netzkabel 13, einen Netzschalter 14, eine Netzkontrollampe 15, einen Kalibrierungsknopf 16, einen Zeitgeberschalter 17 und eine Anzeigelampe 18 auf (Fig. 1). Die Lichtquelle 50 enthält eine Lampe 51 und Lichtleiter 55, 56, 57 und 58 (Fig. 8). An gegenüberliegenden Wänden des Meßschachts 61 und mit diesen in Verbindung stehen die jeweiligen Enden der vier Lichtleiter 55, 56, 57 und 58 und der vier Fotozellen 65, 66, 67 und 68, wobei jede Fotozelle dem Ende jeweils eines Lichtleiters zugeordnet ist (Fig. 9). Die Enden der Lichtleiter und die Fotozellen sind jeweils vertikal im Abstand voneinander angeordnet. Somit sind über den Meßschacht 61 hinweg vier Lichtwege vorgesehen, von denen jeder über einen der Lichtleiter zu der gegenüberliegenden Fotozelle führt.

Das Gehäuse 20 trägt vier Schaller 23, 24, 25 und 26 und ein Meßinstrument 27 ohne Skala mit einem Zeiger 29 unter einer flachen transparenten Abdekkung 28. Fig. 4 zeigt das Meßinstrument 27 auf dem Gehäuse 20. Fig. 5 zeigt die Schalter, die zueinander ausgerichtet sind. Die Schalter haben jeweils Betätigungszapfen 73, 74, 75 und 76, mit Hilfe derer sie geöffnet und geschlossen werden. In Abhängigkeit von der Kombination, in der die Schalter geöffnet und geschlossen sind, sind sie mit geeigneten Verbindungen und Schaltungselementen der elektrischen Schaltung verbunden, um in einen Netzkreis mii der Lichtquelle 50 und dem Meßinstrument 27 eine der vier Fotozellen entsprechend dem in Fig. 10 gezeigten Diagramm einzuschalten. Das Gehäuse 20 weist rechteckige öffnungen 21 und 22 auf, welche jeweils den Zugang zu dem Meßschacht 61 und den Ausnehmungen 62 ermöglichen.

Die Deckplatte 30 besitzt ein ausgeschnittenes Fenster 35. Eine Öffnung 31 steht mit dem Meßschacht 61 in Verbindung, wobei die Öffnung 31 mit einem Ring 36 umgeben ist. Eine Anzahl von Öffnungen 32 stehen jeweils mit den Ausnehmungen 62 in dem Küvettenhalter 60 in Verbindung. Eine im allgemeinen rechteckige Ausnehmung 38 liegt auf der Unterseite der Deckplatte 30 (Fig. 3). Angrenzend an die Ausnehmung 38 auf der Unterseite der Deckplatte 30 sind zwei im Abstand voneinander liegende Federn 37 angeordnet. Die Deckplatte 30 ist auf dem Gehäuse 20 auf beliebige Weise befestigt. Wenn dies wie in Fig. 1 geschieht, ist der Zeiger 29 durch das Fenster 35 zu sehen. Ebenso ist das Gehäuse 20 an dem Bodenteil 11 durch übliche Mittel befestigt.

Typischerweise weist das Kolorimeter eine getrennte, einzelne Skalenscheibe 40 für jede spezifische Untersuchung auf. Jede Skalenscheibe 40 trägt einen Namen 41. um die Probenuntersuchung zu identifizieren, eine Skala 42 für diese Untersuchung und zwei im Abstand voneinander angeordnete Einbuchtungen 47 an einem Seitenrandteil. Zu jedem bestimmten Analysengerät gehört ein ganzer Satz Skalenscheiben. Bei der beschriebenen Ausführungsform haben alle Skalenscheiben in einem Satz die gleichen Gesamtabmessungen und im wesentlichen rechteckige Gestalt. Sie sind baulich voneinander getrennt und gegeneinander austauschbar. Jede Skalenscheibe besteht aus einer festen, transparenten Platte, die geringfügig schmaler als die Breite und dünner als die Tiefe der Ausnehmung 38 ist. Bei anderen Ausführungsbeispielen können diese Skalenscheiben verschiedene Formen und Anordnungen haben, wie z. B. flexible jeweils miteinander verbundene Teile eines kontinuierlichen Bandes oder einer Rolle.

Wenn die Deckplatte 30, wie in Fig 4 dargestellt, auf dem Gehäuse 20 befestigt ist, wird ein durch die Ausnehmung 38, die Abdeckung 28 und die Seiten dei ausgerichteten Schalter 23, 24, 25 und 26 bestimmtei Schlitz gebildet, in den eine Skalenscheibe 40 eingesetzt werden kann. Bei einer solchen Anordnung (Fig. 5) liegt die Skalenscheibe 40 über dem Meß instrument 27 und die Skala 42 ist dem Zeiger 29 rieh tig zugeordnet. Die Federn 37, die an der Skalen scheibe 40 mittels ihrer Einbuchtungen 47 angreifen hal:-:n die Scheibe in ihrer eingesetzten Lage und er möglichen außerdem das Herausnehmen aus den Schlitz.

Mit diesem Gerät können 12 verschiedene Proben Untersuchungen des menschlichen Bluts entsprechen 10 verschiedenen Blutbestandtcilen durchgeführt wei den. Diese Bestandteile und die Methoden, mit Hilf derer die jeweiligen Meßlösungen vorbereitet werdet um charakteristische Farbreaktionen zu entwickel und darzustellen, sind in der Tabelle I wiedergegebei

Tabelle 1

Blutbestandteil Aufbereitungsmelhode

Hämoglobin (a) Oxydmethode

Hämoglobin (b) Cyanmethode mit Drabkinscher

Lösung
Glucose (a) enzymatische Glucose Oxidase-

Peroxidasemethode, bei der die Farbe mit Sulfamidsäure gebildet wird Glucose (b) Ortho Toloidin-Eisessigmethode

Harnsäure Phosphorwolframat-Carbonat-

methode

Cholesterol Lieberman-Bunchard-Melhode

Blutliarn- enzymatische Ureasemethode unter

Stickstoff Anwendung der Berthelotreaktion

Bilirubin abgewandelte Methode nach Ven-

drassik und Grof mit Koffeinbeschleuniger und Umwandlung in alkalisches Azobilirubin Gesamt-Protein abgeänderte Biuretmethode Albumin HBABA Farb-Absorptionsmethode

Phosphatase veränderte Methode nach Bessly,

Lowry und Brock mit stabilisiertem Substrat
SGOT/SGPT Vanillin/Pyruvatreaktion nach

Trinder und Kirkland

Zu der Vereinigung einer Blutprobe mit Reagenzien entsprechend den aufgeführten Methoden erfordert die Vorbereitung einer einzelnen Meßlösung oft eine Inkubation für bestimmte Zeit und unter bestimmten Temperaturbedingungen. Die Herstellung einer Meßlösung wird normalerweise in einem transparenten Gefäß, z. B. einer Küvette 80 entsprechend Fig. 9 ausgeführt.

Wenn eine Meßlösung vorbereitet ist und ihre charakteristische Farbreaktion entsprechend der ausgewählten spezifischen Untersuchung zeigt, setzt die Bedienungsperson, welche zuvor die Skalenscheibe 40 für die Untersuchung in den oben bezeichneten Schlitz zwischen dem Gehäuse 20 und der Deckplatte 30 geschoben und dadurch die richtige Fotozelle für die Untersuchung in den Stromkreis mit dem Meßinstrument 27 geschaltet sowie das Meßinstrument 27 kalibriert hat, die Küvette 80 mit der Meßlösung in den Meßschacht 61 zwischen die Lichtquelle 50 und die Fotozellen ein. Das durch die Meßlösung hindurchtretende Licht, d. h. das Licht, welches durch die Meßlösung nicht absorbiert wird, wird von der entsprechenden Fotozelle gemessen und bewirkt über zugeordnete Schaltungen eine Auslenkung des Zeigers 29. Die Auslenkung, die von der Bedienungsperson auf der Skala 42 der eingesetzten Skalenscheibe 40 abgelesen wird, drückt direkt die quantitative Bestimmung der untersuchten Substanz aus.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind vier Fotozellen 65, 66, 67 und 68 in dem Küvettenhalter 60 vorgesehen. Für Analysen einer ausgewählten Probe liegt nur jeweils eine dieser Fotozellen im Kreis mit dem Meßinstrument 27. Jede Fotozelle ist derart angepaßt, daß sie auf durchgelassenes Licht innerhalb eines von vier verschiedenen Wellenlängenbereichen anspricht. Jeder solcher Wellenlängenbereich ist durch die Wellenlänge seiner maximalen Ansprechempfindlichkeit gekennzeichnet Die vier Wellenlängenbereiche und die jeweiligen in diesen Bereichen mit Hilfe der Fotozelle eines solchen Wellenföngenbereichs untersuchten Bestandteile sind in der folgenden Tabelle Il aufgeführt:

Tabelle II

Wellenlängenbereich (nm)

430

530

580
640

Blutbestandteil

Glucose (a), Phosphatase, SGOT/ SGPT

Hämoglobin (a), Hämoglobin (b)
Blut-Harn-Stickstoff, Gesamt-Protein, Albumin
Bilirubin
Glucose (b), Harnsäure, Cholesterol

Die vier Schalter 23, 24, 25 und 26 sind die Bauelemente, die direkt eine bestimmte Fotozelle in den Stromkreis einschalten und den entsprechenden Wellenlängenbereich steuern. Wenn keine Skalenscheibe 40 in das Analysengerät 10 eingesetzt ist, werden die Betätigungszapfen 73, 74, 75 und 76 der Schaker gleichmäßig nach oben gedrückt.

Die Skalenscheibe 40 (Fig. 2) hat vier im Abstand voneinander angeordnete Aussparungen 43, 44, 45 und 46 entlang dem unteren Randteil. Die Abstände dieser Aussparungen entsprechen den Abständen der Betätigungszapfen 73, 74, 75 und 76.

Entsprechend den Abmessungen und der Anordnung der Aussparungen können, wenn eine Skalenscheibe eingesetzt ist, durch direkten Kontakt ein oder mehrere der Betätigungszapfen heruntergedrückt und in einer nach unten gedrückten Lage gehalten werden. Somit

wird der Zustand des Schalters jedes kontaktierten und gehaltenen Betätigungszapfens verschoben. Eine Anordnung ist z. B. in Fig. 5 dargestellt. Die Skalenscheibe 40 ist eingesetzt und in ihrer Lage durch die Federn 37 gehalten. Die Aussparungen 45 und 46, die

größere Abmessungen haben, vermeiden einen Kontakt zwischen der Skalenscheibe 40 und den Betätigungszapfen 75 und 76, die nach oben gedrückt bleiben, während die Aussparungen 43 und 44 geringe Abmessungen haben und die Betätigungszapfen 73

i" und 74 kontaktieren. Somit werden diese heruntergedrückt und in ihrer nach unten gedrückten Lage gehalten. Durch diese Anordnung wird die ausgewählte Fotozelle in den Stromkreis eingeschaltet, drei (für die besondere Probenuntersuchung) unbenutzte

Fotozellen sind ausgeschaltet und die automatische Wellenlängenbereichsauswahl ist erreicht. Die Schalter können einfach und direkt angeordnet und angeschlossen sein, um die jeweiligen Fotozellen zu steuern, oder in einer Binärform oder in komplexeren Anord-

nungen, um auch zusätzliche Funktionen auszuführen, wie z. B. um die Spannung an den Fotozellen zu halten, die nicht im Kreis mit dem Meßinstrument liegen, um solche Fotozellen sofort (ohne Aufwärmzeit) verwendbar zu haben, wenn sie ausgewählt werden.

Die offenbarte Ausführungsform ist eine mechanische Anordnung mit im Abstand voneinander angeordneten Aussparungen 43,44,45 und 46, die für einen einfachen Code von Auswahlelementen sorgen, vfodurch das Analysengerät vorbereitet und auf eine be-

stimmte Probenuntersuchung eingestellt wird. 3ei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Skalenscheibe andere und unter Umständen mehrere weiterentwickelte Mittel enthalten, durch welche die besondere Probenuntersuchung durch das Analysen-

⁶S gerät identifiziert wird, wie z. B. leitende Elemente, die entsprechende Schaltkreise schließen.

Die offenbarte Anordnung 'der automatischen Wellenlängenbereichsauswahl weist bestimmte Vorteile

auf. Sie erfüllt ihre Funktion mit Hilfe einfacher mechanischer Elemente. Wichtiger noch ist, daß sie Zeit der Bedienungsperson einspart und mögliche Bedienursgsfehlerquellen ausschließt. Die Bedienungsperson hat zur Auswahl des richtigen Wellenlängenbereichs für eine bestimmte Probenuntersuchung nur den Namen 41 auf der Skalenscheibe 40 zu lesen und diese Skalenscheibe einzusetzen. Weitere Maßnahmen sind zu diesem Zwecke nicht notwendig.

Das Analysengerät 10 benötigt für eine beliebige Analyse oder eine Reihe von gleichzeitig ausgeführten Analysen entsprechend einer bestimmten Probenuntersuchung eine Kalibrierung. Die Kalibrierung beruht auf einem Farbstandard mit bekannter Lichtdurchlässigkeit bei dem bestimmten Wellenlängenbereich für die Probenuntersuchung. Der Farbstandard ist in einer Küvette oder einem ähnlichen Gefäß enthalten und wird in der gleichen Weise wie die Meßlösung in den Meßschacht 61 eingesetzt, wenn die Skalenscheibe 40 für die Probenuntersuchung in das Analysengerät eingesetzt ist. Mit dem so eingesetzten Farbstandard und mit Hilfe des Kalibrierungsknopfs 16 und zugeordneter Schaltkreise stellt die Bedienungsperson den Zeiger 29 auf den Skalenwert ein, der der bekannten Durchlässigkeit des Standards ei.tspricht.

Eine der durchgeführten Probenuntersuchungen ist die der Hämoglobinmessung. Die normale Hämoglobinkonzentration im menschlichen Blut liegt im allgemeinen im Bereich zwischen etwa 12 und 16 g/%, und für einen bestimmten Patienten ist ein Hämoglobinwert in einem solchen Normalbereich nicht von spezifischer klinischer Signifikanz. Eine Abweichung jedoch von dem Normalbereich der Hämoglobinwerte kann von besonderer Bedeutung sein, wenn der Wert z. B. bei etwa 10 g/% liegt. Entsprechend besitzt der Farbstandard für die Hämoglobinuntersuchung eine Durchlässigkeit entsprechend 10 g/% und die Skalenscheibe 40 sieht eine Kalibricrungsmarke 48 bei etwa 10 g/% im mittleren Bereich der Skala 42 vor (Fig. 2). Wenn der Hämoglobinfarbstandard in den Meßschacht 61 eingesetzt ist, stellt die Bedienungsperson den Zeiger 29 auf die Kalibrierungsmarke 48 ein. Die angeschlossene Schaltung (Fig. 10) läßt einen weiten Bereich der Zeigereinstellung zu.

Mit einer solchen Mittel-Skalenkalibrierung kann das Analysengerät flexibler an die Werte angepaßt werden, die in der Klinik tatsächlich anzutreffen sind, als mit einem willkürlicheren 100% Durchlässigkeitsstandard. Mit einer Skala, die unterhalb und oberhalb des Normalwerts liegt, können Probenuntersuchungen 5c mit der gleichen Anordnung sowohl für einen Patienten mit einem angehobenen Wert der Untersuchungssubstanz als auch für einen Patienten mit einem verminderten Wert ausgeführt werden. Die Anordnung läßt außerdem eine ausgedehnte Skala zu, welche die Empfindlichkeit, Genauigkeit und Ablesbarkeit des Analysengeräts erhöht.

Die Lichtquelle ist ein wichtiges Merkmal des Kolorimeters. Die Lichtquelle 50 unterscheidet sich jedoch erheblich von den Lampen, Reflektoren, geschlitzten Aperturen und anderen Anordnungen, die bisher verwendet wurden. Besonders durch die Anwendung von Lichtleitern wird das Licht entlang von jeweils vier verschiedenen Lichtwegen zu den Fotozellen geleitet. Diese Anordnung ermöglicht insbesondere, daß das entlang eines jeden Wegs übertragene Licht optisch an die einzelne Fotozelle unter zwei Gesichtspunkten optimal angepaßt werden kann; Erstens wird eine ausgewählte Lichtmenge entlang eines bestimmten Weges gerichtet und zweitens ist das zu der Fotozelle gerichtete Licht gleichmäßig über den Querschnitt des Weges verteilt.

Fig. S zeigt die Lichtquelle und ihre verschiedenen Teile — eine Lampe 51, wenigstens eine Linse 52, ein Infrarot-Filter 54 und vier Lichtleiter (optische Faserelemente) 55, 56, 57 und 58 —. Die Linse 52 fokussiert Licht von der Lampe 51 und das Filter 54 schaltet nicht benötigte Bestandteile des Lichts aus.

Jeder Lichtleiter enthält eine ausgewählte Zahl von einzelnen Fasern, ist über einen wesentlichen Teil seiner Länge von einem Rohr bedeckt und hat ein gesondertes Ende, welches in einer öffnung einer Wand des Meßschachls 61 liegt. (Fig. 6 und 9) Bei einer Ausführungsform hat das optische Faserelement 56, welches sein entferntes Ende gegenüber der Fotozelle 66 angeordnet hat (wobei diese Fotozelle dem Licht des Wellenlängenbereichs 430 nm entspricht), vierundsechzig einzelne Fasern. Die anderen drei optischen Faserelemente haben zweiunddreißig Fasern. Somit wird die übertragene Lichtmenge genau an die Möglichkeiten und Erfordernisse jeder Fotozelle angepaßt. Auf ähnliche Weise ermöglicht die gleichförmige Verteilung des Lichts über den Querschnitt eines Lichtwegs, daß eine Fotozelle optimal und mit erhöhter Empfindlichkeit arbeitet, wobei Ungenauigkeiten und Störungen ausgeschaltet werden, die sonst aus einer nicht gleichförmigen Verteilung resultieren könnten.

Alle vier optischen Faserelemente und alle einzelnen Fasern, die diese enthalten, sind zu einem gemeinsamen Endteil an dem Filter 54 zusammengeführt. Die Enden aller einzelnen Fasern sind so angeordnet, zusammengeführt und dem fokussierten, gefilterten Licht der Lampe 51 ausgesetzt, daß sichergestellt ist, daß jedes optische Faserelement einen jeweils angemessenen und repräsentativen Anteil des Lichts aufnimmt und überträgt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man die Enden der einzelnen Fasern statistisch verteilt.

Temperatureinflüsse werden in zweierlei Hinsicht berücksichtigt. Erstens ist eine Temperatur, die etwas über der Umgebungstemperatur liegt, für die Inkubation einer Meßlösung und zur Entwicklung der Farbreaktion der Meßlösung zu einem stabilen vorhersehbaren Wert erforderlich. Zweitens beeinflussen Temperaturschwankungen die Betriebseigenschaften einer Fotozelle und demzufolge das Analysengerät und möglicherweise die Farbe einer aufbereiteten Meßlösung. Dementsprechend werden alle Analysen unter konstanten gleichförmigen Temperaturbedingungen ausgeführt. Das Gerät sieht eine konstante Temperaturumgebung sowohl für die Inkubation als auch für die Analyse der Meßlösung vor.

Die konstante Umgebungstemperatur ist gewährleistet durch den Küvettenhalter 60 und eine Steuerschaltung entsprechend Fig. 10. Der Küvettenhalter 60, der bei der offenbarten Ausführungsform aus Aluminium hergestellt ist, hat die Fähigkeit, Wanne ütaei den gesamten Aufbau gleichmäßig zu leiten und zu verteilen. Wenn, wie es z. B. notwendig ist, den Küvettenhalter Wärme zugeführt wird, bleibt dif Temperatur der Wände, die den Meßschacht 61 und die Ausnehmungen 62 bilden, im wesentlichen konstant. Auf ähnliche Weise arbeiten die vier Fotozellen die in dem Küvettenhalter 60 eingebaut sind, in stabi lern Zustand, der durch dieselbe im wesentlicher konstante Temperatur gewährleistet wird.

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Dem Küvettenhalter 60 wird durch einen Erhitzer 63 Wärme zugeführt und die Temperatur von einem Thermistor 64geregelt (Fig. 10). Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform liegt die Betriebstemperatur des Küvettenhalters 60 bei 37,5 ± 0,5"C.

Die Zeiteinteilung kann für eine optimale Ausnutzung des Kolorimeters wichtig sein. Für die Bedienungsperson ist es wünschenswert, sicher zu sein, daß das Analysengerät 10 »aufgewärmt« ist, so daß eine konstante Temperatur in dem Küvettenhalter 60 herrscht und die Fotozellen unter stabilen Temperaturbedingungen arbeiten. Außerdem benötigen die Meßlösungen eine Inkubation für eine bestimmte Zeit in den Ausnehmungen 62 zur Entwicklung der Farbreaktionen.

Wegen dieser Erfordernisse ist das Analysengerät 10 mit einer nicht mechanischen Zeiteinrichtung versehen, die einen Zeilgeberkreis entsprechend Fig. 10 enthält, der verschiedene Bauteile wie einen Zeitgebersehalter 17, eine Anzeigelampe 18 und einen Lautsprecher 19 aufweist. Wenn somit der Schalter 17 geschlossen und der Zeitgeberkreis an das Netz angeschlossen wird, beginnt der Kreis über Transistoren 90 und 92, einen Gleichrichter 93 und andere Bauelemente einen Strom zu entwickeln, welcher, entsprechend den besonderen Eigenschaften der Bauelemente, während einer ersten Zeitperiode eine bestimmte Stärke erreicht und aul rechterhält, die die Lampe 18 anschaltet. Das Leuchtei der Lampe 18 zeigt der Bedienungsperson an, daß di erste Zeitperiode verstrichen ist. Der Schalter 17 bleib weiterhin geschlossen und eine zweite Zeitperiode be ginnt daraufhin, während welcher die Bedienungsper son bestimmte Aufgaben erfüllen oder fertigstellei kann, ohne auf die Zeit achten zu müssen. Die Zeit periode läuft weiter, während der Strom sich in den

ίο Zeitgeberkreis und durch einen Transistor 94 unc einem Gleichrichter 95 zu einer Stärke entwickelt, die zur Betätigung des Lautsprechers 19 benötigt wird Das Ertönen des Lautsprechers 19 zeigt die Beendigung der zweiten Zeitperiode an. Die Bedienungspersor kann den Schalter öffnen, woraufhin der Zeitgeberkreis sofort in einen völlig abgeschalteten Zustand übergeht. In Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sieht die Zeitgebereinrichtung für die erste Zeitperiode etwa 10 min und für

»o die zweite Zeitperiode etwa 2 min vor.

Diese Zeitgebereinrichtung ist von besonderem Vorteil deswegen, weil sie direkt in das Analysengerät 10 eingebaut werden kann, keine mechanischen Teile enthält und die Bedienungsperson während der zweiten Zeitperiode die Einrichtung nicht zu beobachten braucht.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kolorimetrischen Bestimmung des Gehalts bestimmter Substanzen in einer entsprechenden Meßlösung, insbesondere des Gehalts bestimmter Bestandteile im menschlichen Blut für klinische Untersuchungen, mit einer Lichtquelle, deren Strahlung die in einer Küvette befindliche Meßlösung durchsetzt und auf mindestens einen Strahlungsempfänger fällt, wobei der für die Messund zu verwendende Wellenlängenbereich der Strahlung der zu bestimmenden Substanz anpaßbar ist, und mit einem mit dem Strahlungsempfänger verbundenen Meßinstrument, dessen Bestimmungsskalen austauschbar sind und durch einen Mechanismus die Anpassung des Wellenlängenbereichs vornehmen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Strahlungsempfänger (65, 66, 67, 68) mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit vorgesehen sind, die die Meßstrahlung auf getrennten Lichtwegen empfangen, und daß mit Hilfe der Bestimmungsskalen (40) für eine zu bestimmende Substanz jeweils der Strahlungsempfänger (65, 66, 67,68) mit der dieser Substanz angepaßten spektralen Empfindlichkeit mit dem Meßinstrument (27) verbindbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Lichtwege durch entsprechende Bündel optischer Faserelemente (55, 56, 57, 58) gebildet werden, die jeweils auf einen bestimmten als Fotozelle (65, 66, 67, 68) ausgebildeten Strahlungsempfänger gerichtet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bündel optischer Faserelemente (55, 56, 57, 58) in Abhängigkeit von der von ihnen zu übertragenden Lichtmenge von unterschiedlicher Größe sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der auswechselbaren Bestimmungsskalen (40) in der Mitte eine Kalibrierungsmarke (48) aufweist, die einem kritischen Wert der zu untersuchenden Substanz entspricht.