DE2109918C3 - Kolorimeter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kolorimeter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, Mengen von wichtigen Blutkomponenten durch Messung des Lichtes festzustellen, das durch eine mit einem entsprechenden Reagenz versetzte Probe hindurchgeschickt wird. Zu jeder Analyse wird die Blutprobe in eine komplexe Verbindung umgesetzt, deren Lichtdurchlaßcharakteristik ein Maß für die Konzentration der interessierenden Komponente ist. Typisch für die Analysen, die in dieser Weise erfolgen, sind Bestimmungen von Haemoglobin, Glukose, Cholesterin, Reststickstoff, Harnsäure und Bilirubin.

Kolorimeter bekannter Art enthalten als wesentliche Elemente eine Lampe, einen Probenhalter, eine Photozelle, ein Meßgerät zur Anzeige des Ausgangsstroms der Photozelle und die zugehörige Schaltung. Die Intensität des die Probe durchdringenden Lichtes wird durch die Photozelle festgestellt, die ihrerseits den Ausschlag des Meßgerätes steuert. Da sich die optische Dichte der Probe mit der Wellenlänge des durch die Probe geschickten Lichtes ändert, wird üblicherweise ein Filter vor der Photozelle angeordnet, so daß diejenige Wellenlänge, die besonders empfindlich für Änderungen in der optischen Dichte der Probe ist, für die Messung verwendet wird.

so Aus der US-PS 34 41 352 ist ein Kolorimeter bekanntgeworden, dessen Benutzung dadurch erleichtert werden soll, daß für jede Analyse ein eigenes Meßgerät vorgesehen ist, das den Strom des photoelektrischen Wandlers mißt und anzeigt. Ein derartiges Kolorimeter ist teuer, da für jede Analyse ein hochempfindliches Meßgerät benötigt wird. Nachteilig ist ferner, daß für jede Analyse am Kolorimeter selbst eine Einstellung vorgenommen werden muß, um die volle Skala jedes Meßgerätes ausnutzen zu können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kolorimeter der eingangs genannten Art zu schaffen, das in einfacher Weise für unterschiedliche Analysenarten kalibriert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Kolorimeter gegenüber den bekannten besteht darin, daß nur ein fest

installiertes Meßgerät vorhanden ist, das für jede Analysenart durch Einstecken der betreffenden Baueinheit automatisch geeicht wird. Am Kolorimeter selbst sind keinerlei Einstellarbeiten durchzuführen.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. I eine perspektivische Darstellung des Kolorimeters, aus der hervorgeht, wie die einsteckbaren Bausteine auf der Drehscheibe angeordnet sind,

F i g. 2 eine schematische Darstellung der Schaltung des !Colorimeters,

F i g. 3 eine Draufsicht auf das !Colorimeter, wobei der obere Deckel entfernt ist,

F ι g. 4 einen Schnitt gemäß Linie 4-4 in F i g. 1, F i g. 5 eine Teilansicht von F i g. 3, aus der hervorgeht, wie der die Filter tragende Hebelarm durch den baustein verschwenkt wird, wenn sich der Baustein in der Arbeitsstellung befindet, in der er dem Meßgerät gegenüberliegt,

F i g. 6 einen Teilschnitt gemäß Linie 6-6 in F i g. 5, F i g. 7 einen Teilschnitt gemäß Linie 7-7 in F i g. 5, aus dem hervorgeht, wie der Nocken am Baustein mit dem Hebelarm zusammenwirkt, F i g. 8 einen Teilschnitt gemäß Linie 8-8 in F i g. 5, aus dem hervorgeht, wie der Baustein elektrisch mit dem Kolorimeter verbunden wird,
F i g. 9 eine Draufsicht des einsteckbaren Bausteines, Fig. 10 eine Ansicht des Bausteines von hinten in Richtung der Pfeile 10 in F i g. 9,
F i g. 11 einen Schnitt gemäß Linie 11-11 in F i g. 10, F i g. 12 einen Schnitt gemäß Linie 12-12 in F i g. 11, Fig. 13 die in dem Baustein enthaltene elektrische Schaltung,

F i g. 14 eine Draufsicht des Patienten-Datenträgers, Fig. 15 einen Schnitt gemäß Linie 15-15 in Fig. 14, Fig. 16 eine perspektivische Darstellung der Küvettenkappe, die eine Mikro-Pipette hält und an der einer der abreißbaren Abschnitte des Patienten-Datenträgers angebracht ist,

Fig. 17 eine perspektivische Darstellung einer Mikro-Pipette, aus der hervorgeht, wie einer der abreißbaren Abschnitte an der Mikro-Pipette angebracht werden kann,

Fig. 18 eine Seitenansicht der Reagenzien-Küvette, deren offenes Ende durch eine Kappe geschlossen ist, weiche eine Mikro-Pipette innerhalb der Küvette hält, F i g. 19 eine Draufsicht der Küvettenkappe, F i g. 20 einen Schnitt gemäß Linie 20-20 in F i g. 19, Fig.21 einen Schnitt gemäß Linie 21-21 in Fig. 19, jedoch mit der Mikro-Pipette,

F i g. 22 eine Ansicht der Kappe von unten, F i g. 23 eine perspektivische Darstellung eines Halters für Patienten-Datenträger und dessjn durchsichtiger Hülle, und

F i g. 24 eine Draufsicht eines anderen Halters für Patienten- Datenträger.

Das Kolorimeter ist allgemein mit 10 bezeichnet und besteht aus einem oberen Plastikdeckel 12 und einem unteren Plastikgehäuse 14, welche die verschiedenen Einzelteile des Gerätes enthalten. Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß außen am Gerät ein Ein- und Ausschalter 16, ein Küvettenschacht 18, ein 95°C-Inkubatorblock 20, ein 37°C-Inkubatorblock 22 und ein Raumtemperatur-Inkubatorblock 23 angeordnet sind. Jeder dieser Inkubatorblöcke enthält eine Anzahl von öffnungen 21 zur Aufnahme einer optisch reinen Reagenz-Küvette 25. Eine übliche mechanische oder elektrische Zeitschaltuhr 24 kann vorgesehen sein, um auf einfache Weise die Reaktionszeiten festzulegen. Der obere Deckel 12 enthält weiterhin eine Einstecköffnung 26 für einen einsteckbaren Prüfbaustein 27 sowie einen Ausschnitt oder eine Station 28, an der der Meßausschlag des Meßgerätes erfolgt

Nach Entfernen des oberen Deckels 12 sind die inneren Teile des Gerätes sichtbar, wie in F i g. 3 gezeigt Diese Teile umfassen als wesentliche Bestandteile das Meßgerät 29, die Drehscheibe 30, das Photometer 32 und den Filter-Hebelarm 34.

Die Drehscheibe 30, die aus jedem geeigneten Kunststoff bestehen kann, ist um einen zentralen Lagerzapfen 35 (F i g. 4) drehbar. Die obere Umfangsfläche der Drehscheibe enthält vier Wandteile 36, die in einem Abstand voneinander liegen und vier radial gerichtete Aufnahmestellen für Bausteine 27 bilden. Jede dieser Aufnahmestellen weist zwei Halteklammern 37 für den Baustein, einen radialen Schlitz 38 sowie eine öffnung 39 auf, durch die eine Anzahl von elektrischen Kontakten 40 freigelegt wird. Um eine unbeabsichtigte Drehung der Drehscheibe 30 zu verhindern, ist eine Kugelsperre vorgesehen, die eine federbelastete Kugel 41 aufweist, weiche in dem Rahmen 42 angeordnet ist. Die Kugel 41 kann in das konisch sich erweiternde Ende 43 am Ende jedes Schlitzes 38 eintreten, wenn eine Aufnahmestelle dem Meßgerät 29 gegenüberliegt.

Das Meßgerät 29 ist ein übliches Milliamperemeter und am Rahmen 42 derart befestigt, daß es über dem Mittelteil der Drehscheibe 30 liegt Das Meßgerät enthält einen Zeiger 45, der die in Fig.3 untere Baustein-Aufnahmestelle überstreichen kann. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Meßgerät 29 keine Skala enthält.

Das Photometer 32 ist in F i g. 5 und 6 im einzelnen dargestellt Es enthält als wesentliche Bestandteile eine elektrische Lampe 47, einen Probenhalter 48 und eine Photozelle 49. Der Probenhalter 48 weist auf der einen Seite einen Federarm 51 auf, welcher die Küvette 25 in eine vorbestimmte feste Lage gegen die gegenüberliegende V-förmige Wand 50 drückt wenn die Küvette axial eingeführt ist. Durch diese Anordnung kommt die Küvette genau in den Lichtstrahl zwischen der Lampe und der Photozelle zu liegen. Um diese genaue Anordnung der Küvette zu erleichtern, kann der Küvettenschacht 18 so ausgebildet sein, daß er seitlich im Deckel 12 verschiebbar ist, wie aus Fi g. 6 ersichtlich. Durch die Einführung der Küvette 25 wird der Arm 51 bewegt, der über einen Arm 52 einen elektrischen Schalter 53 betätigt

Oft ist es wünschenswert, daß in den Lichtstrahl des Photometers ein Filter eingesetzt wird, so daß eine spezifische Wellenlänge ausgewählt wird. Da unterschiedliche Analysen verschiedene Filter zur Erzielung bester Resultate erfordern, ist ein Mechanismus vorgesehen, durch den automatisch ein Filter in den Lichtstrahl gelangt, wobei der betreffende Filter von dem Baustein in der Anzeigestellung auf der Drehscheibe ausgewählt wird. Zu diesem Zweck trägt der Hebelarm 34, der um den Lagerzapfen 55 drehbar ist, am einen Ende eine bogenförmige Reihe von Filtern 56. Wie in F i g. 3, 5 und 6 gezeigt, wird bei Bewegung des Hebelarmes 34 ein Filter nach dem anderen in den Licntstrahl des Photometers gebracht. Das andere Ende des Hebelarmes 34 weist ein Rad 57 auf, das in noch zu beschriebender Weise mit dem Baustein zusammenwirkt. Eine Feder 58 ist bestrebt, den Hebelarm 34 in der

in F i g. 3 gezeigten Stellung zu halten.

Der einsteckbare Prüfbaustein 27 ist im einzelnen in Fig.9 bis 12 gezeigt. Der Baustein ist aus Kunststoff und enthält einen Deckel 60 und eine Grundplatte 61. Die Außenfläche des Deckels 60 weist eine Skala 62 auf, die entlang einer bogenförmig verlaufenden Kante 63 angeordnet ist, welche unmittelbar unter dem Meßgerätezeiger 45 zu liegen kommt, wenn der Baustein sich in der Anzeigestellung befindet Der Baustein weist ferner auf seiner Oberfläche zwei Vorsprünge 64 auf, die in einem bestimmten Abstand voneinander liegen, sowie einen nach unten vorstehenden Stift 65, der an der Grundplatte 61 befestigt ist. Die Vorderseite des Bausteines ist mit zwei Öffnungen 66, 66' versehen, hinter denen zwei Schlitze 67,67' in der Grundplatte 61 angeordnet sind.

Wie vorher erwähnt, enthält der Baustein einen Teil der Schaltung des Instrumentes. Wie aus F i g. 11 und 13 ersichtlich ist, weist der Baustein eine Eicheinrichtung auf, die aus einem veränderlichen Widerstand 70 in Serie mit einem festen Widerstand 71 gebildet ist. Der Widerstand 70 ist durch Drehen der Schraube 73 einstellbar, die durch die Rückseite des Bausteines zugänglich ist Der Baustein enthält ferner einen Nulleinstellung-Schaltkreis, der ebenfalls aus einem veränderlichen Widerstand 74 in Serie mit einem festen Widerstand 75 besteht Der Widerstand 74 kann durch Drehen der Schraube 76 verändert werden. Die Leitungen von diesen beiden Schaltungen sind mit den Anschlußklemmen 77 verbunden, die sich durch die Grundplatte 61 des Bausteines hindurcherstrecken.

Wie in F i g. 1 gezeigt ist wird jeder Baustein dadurch auf die Drehscheibe 30 gebracht, daß er durch die Öffnung 26 im Deckel 12 eingeschoben wird. Dabei treten die Halteklammern 37 durch die Öffnungen 66, 66' in den Baustein ein und rasten in die Schlitze 67,67' ein. Damit ist der Baustein fest in seiner richtigen Lage auf der Drehscheibe 30 gehalten.

Wenn die Drehscheibe 30 manuell um 90° im Uhrzeigersinn gedreht wird, gelangt der Baustein, der durch die Öffnung 26 eingesteckt wurde, zu der Anzeigestation 28. An dieser Stelle treten die nachgiebigen elektrischen Kontakte 40 durch die Öffnung 39 in der Drehscheibe 30 hindurch und berühren die Anschlußklemmen 77 des Bausteines (siehe Fig.8). Damit sind die Eich- und Nulleinstellungsschaltungen des Bausteines mit der Schaltung im Kolorimeter verbunden. Gleichzeitig wird mit der Drehung der Drehscheibe 30 der Stift 65 am Baustein 27 mit dem Rad 57 des Hebelarmes 34 in Eingriff gebracht um den Hebelarm 34 soweit zu schwenken, bis der richtige Filter in den Lichtstrahl des Photometers eingesetzt ist (siehe F i g. 7). Die Lage des Stiftes 65 in der Grundplatte 61 des Bausteines bestimmt also, welcher Filter in den Lichtstrahl des Photometers gelangt Durch Verschieben des Stiftes 65 näher zum Mittelpunkt des Bausteines hin wird ein Filter ausgewählt der näher am Hebelarm 34 liegt Der Stift 65 greift wie ersichtlich, durch den Schlitz 38 in der Drehscheibe 30 hindurch.

Das gesamte elektrische System des Kolorimeters ist in Fig.2 dargestellt Es enthält den Ein- und Ausschalter 16, der den Stromversorgungskreis 80 mit dem Netz verbindet Der Stromversorgungskreis 80 speist den Verstärker 81, dessen Eingang durch den von der Küvette betätigten Schalter 53 gesteuert ist und entweder mit einem Thermometer 82 oder mit der Photozelle 49 verbunden wird. Das Thermometer 82 ist mit dem 95°C-Inkubatorblock 20 verbunden. Wenn das Thermometer 82 durch den Schalter 53 und den Verstärker 81 mit dem Meßgerät 29 verbunden ist, zeigt der Zeigerausschlag die Temperatur des Thermometers 82 an, wodurch die Temperatur dieses Inkubators bequem überprüft werden kann. Wie erwähnt, wird der Schalter 53 durch das Einführen der Küvette in den Probenhalter betätigt, so daß ein Umschalten auf Temperaturüberprüfung automatisch erfolgt, wenn die Küvette aus dem Halter 48 herausgezogen wird. Wenn die Küvette in ihren Halter 48 eingeschoben wird, wird das Meßgerät 29 mit der Photozelle 49 zur Durchführung der betreffenden Blutanalyse verbunden.

Der Stromversorgungskreis 80 speist auch einen Spannungsregler 83, mit dem verhindert wird, daß Schwankungen der Netzspannung die Lichtausstrah-Ιιιησ Hpp I amnf» ΔΠ \M»ränrif>rn nnH Hamit Hif»

Genauigkeit der Analyse beeinträchtigen. Außerdem speist der Stromversorgungskreis 80 die thermostatisch gesteuerten Heizer 84 und 85 für die beiden Inkubatoren 20 und 22.

Wie vorher erwähnt, sind einige der Elemente der Schaltung in den einsteckbaren Bausteinen 27 enthalten. Jeder Baustein enthält eine Eichvorrichtung für die Verstärkungsregelung des Verrstärkers, die auch dazu dient, den Ausschlag des Meßgerätes 29 für die durchzuführende Analyse mit einem Meßstab zu versehen. Die Eichvorrichtung für die Verstärkungsregelung besteht aus den Widerständen 70 und 71, welche über die Anschlußklemmen 77 in eine Rückkoppelungsschleife im Verstärker 81 eingeschaltet sind. Außerdem ist im Baustein die Nulleinstellungsschaltung enthalten, die aus den Widerständen 74 und 75 besteht. Diese Schaltung bestimmt den Arbeitspunkt des Spannungsreglers 83 und dient somit dazu, die Intensität des von der Lampe 47 ausgestrahlten Lichtes zu steuern. Sowohl die Eichschaltung als auch die Nulleinstellungsschaltung sind durch Drehen der Schrauben 73 bzw. 76 justierbar.

Das von der Lampe 47 ausgestrahlte Licht gelangt durch einen der Filter 56 zur Photozelle 49. Die Photozelle 49, die als Eingang für den Verstärker 81 wirkt wenn die Küvette in ihren Halter 48 eingeschoben ist mißt die Intensität des durch die Probe hindurchgehenden Lichtes. Der Ausgang des Verstärkers 81 ist durch die Verstärkungsregelung im Baustein 27 entsprechend dem bestimmten Test geeicht so daß das Meßgerät 29 die Untersuchungsergebnisse in geeigneten Einheiten direkt auf der Skala 62 des Bausteins 27 anzeigt

Ein weiterer Gesichtspunkt besteht in der Verwendung eines Patienten-Datenträgers 90, wie er in F i g. 14 und 15 dargestellt ist Der Datenträger 90 besteht aus einem Blatt aus papierartigem Material und setzt sich aus einer Datenkarte 92 und zwei abreißbaren Abschnitten 94 zusammen. Die Datenkarte 92 entspricht in ihrer Form der Oberfläche des Bausteines 27 und enthält eine Skala 95, welche entlang der bogenförmig verlaufenden oberen Kante angebracht ist Die Karte 92 ist dazu bestimmt, auf die Oberfläche des Bausteins 27 aufgelegt zu werden, wo sie durch die Vorsprünge 64 gehalten wird, welche die Öffnungen 96 in der Karte 92 durchdringen. Wenn sich die Karte in dieser Lage auf dem Baustein 27 befindet kann der Ausschlag des Meßinstrumentes 29 direkt auf der Skala 95 markiert werden, um eine bleibende Aufzeichnung der betreffenden Blutanalyse zu bilden.

Jede Karte 92 ist mit dem Namen des Tests versehen, für den sie bestimmt ist (z. B. Haemoglobin) und sie ist so ausgebildet daß sie nur zusammen mit dem betreffen-

den Baustein verwendet werden kann. Zu diesem Zweck hat jeder verschiedene Baustein 27 einen anderen Abstand zwischen den Vorsprüngen 64 auf seiner Oberseite und die öffnungen 96 in der Karte 92 haben einen entsprechenden Abstand voneinander, so daß jede Karte 92 nur auf den korrespondierenden Baustein paßt. Außerdem kann der gesamte Datenträger 90 entsprechend der Farbe des zugehörigen Bausteines farb-codiert sein.

Die abreißbaren Abschnitte 94, die ebenfalls farb-codiert sein können, sind mit der Karte 92 bzw. miteinander entlang der eingekerbten Linien 97 verbunden. Diese Abschnitte können mit dem Namen oder der Nummer des Patienten versehen werden und sie können sowohl an der die Blutprobe enthaltenden Mikro-Pipette als auch an der Reagenzienküvette angebracht werden. Zu diesem Zweck ist eine Anzahl von öffnungen 98 in den Abschnitten 94 vorgesehen.

Aus F i g. 14 ist ersichtlich, daß die Skala 95 (wie auch die Skala 62 am Baustein 27) eine Marke »95° C« aufweist. Wie vorstehend ausgeführt, wird das Meßgerät 29 mit dem Thermometer 82 verbunden, wenn die Küvette 25 aus dem Probenhalter 48 entnommen wird. Da das Thermometer 82 am 95° C-inkubatorblock 20 angebracht ist, wird eine automatische Überprüfung der Temperatur dieses Inkubators 20 während der Zeiträume zwischen den Blutbestimmungen ermöglicht. Eine entsprechende Temperaturüberprüfung könnte auch für den 37°C-Inkubator 21 vorgesehen sein. Alternativ kann der 37°C-Inkubator mit einem Thermometer überprüft werden, der in einer wassergefüllten Küvette steckt, die in eine der öffnungen 21 eingeführt ist. Die Skalen 95 und 62 enthalten auch eine Eichmarkierung CAL, deren Zweck nachfolgend beschrieben wird.

Es gibt mehrere gebräuchliche Methoden zur Entnahme einer Blutprobe von einem Patienten, die für das vorliegende System verwendbar sind. Beispielsweise kann ein Fingereinstich gemacht werden und es kann ein Kapillarrohr zum Sammeln einer vorbestimmten Blutmenge verwendet werden, die für die meisten Untersuchungen etwa 72 ecm beträgt Ein anderer Weg zum Abnehmen einer Blutprobe besteht darin, eine Venenpunktion zu machen und eine größere Blutmenge in einem evakuierten Behälter oder in einem ähnlichen Gefäß mit Hilfe einer Spritze zu sammeln. Gleichgültig « ob der Behälter ein Reagenzglas oder ein Kapillarrohr ist, er wird dann zentrifugiert, um die Blutkörperchen vom Plasma oder Serum zu trennen. Es ist bekannt, daß beim Zentrifugieren die Blutkörperchen zum einen Ende des Gefäßes gedrängt werden und die Übrigbleibende Flüssigkeit, die im wesentlichen aus Blutplasma besteht, sammelt sich im restlichen Bereich des Behälters. Im allgemeinen ist eine klare Trennungslinie zwischen den Blutzellen und dem Plasma vorhanden.

Dann wird eine Mikro-Pipette wie die Mikro-Pipette 100 in Fig. 16 verwendet um ein vorbestimmtes Volumen von Plasma oder Serum aus der zentrifugierten Probe zu entnehmen. Die Mikro-Pipette 100 ist genau dimensioniert und dient dabei sowohl als präzises Meßinstrument (normalerweise 30 ecm Inhalt) wie auch als Übertragungsgefäß. Wenn ein Kapillarrohr 100a zum Sammeln des Blutes verwendet wird und zentrifugiert werden muß, kann eine Kappe 102 vorgesehen werden, die das Ende des Kapillarrohres 100a während des Zentrifugierens schließt

Zu Kennzeichnungszwecken kann einer der Abschnitte 94 von dem Patienten-Datenträger 98 abgerissen und auf dem Kapillarrohr 100a angebracht werden.

indem das Rohr 100a durch zwei der öffnungen 98 hindurchgeschoben wird.

Der Patienten-Datenträger 90 enthält eine weitere Skala 103, die dazu verwendet werden kann, den Prozentsatz von roten Blutkörperchen in der Probe zu bestimmen und festzuhalten (z. B. Haematokrit). Dieses Verfahren ist anwendbar, wenn die Originalprobe von einem Fingereinstich von dem Kapillarrohr 100a gesammelt wurde, das dann am einen Ende verschlossen und zentrifugiert wurde. Die schwereren roten Blutkörperchen sammeln sich am einen Ende des Kapillarrohres 100a, wie vorher beschrieben wurde. Danach wird das Kapillarrohr 100a an die Skala 103 angelegt und auf der Skala eine Markierung an der Trennebene zwischen dem Plasma und den roten Blutkörperchen angebracht. Diese Markierung dient dann als Aufzeichnung des Haematokrit. Um eine genaue Lage des Kapillarrohres 100a an der Skala 103 zu gewährleisten, kann ein Ausschnitt 104 vorgesehen werden, der die Kappe 102 aufnimmt.

Die vorstehend beschriebene Prozedur ist für die meisten Untersuchungen anwendbar, für welche das vorliegende System bestimmt ist. Es gibt jedoch eine Anzahl von Untersuchungen, bei denen dieses Verfahren nicht möglich ist. Wenn beispielsweise eine Haemoglobin-Untersuchung durchgeführt werden soll, wird eine Blutprobe direkt in die Küvette eingeführt, da keine Notwendigkeit besteht, das Plasma durch Zentrifugieren von den Blutkörperchen zu trennen. Vielmehr ist es bei dieser Untersuchung notwendig, daß das gesamte Blut unmittelbar nach Abnahme vom Patienten in die Küvette zur Analyse eingebracht wird. Daher wird eine Mikro-Pipette verwendet, um die Probe, normalerweise 10 ecm, zu sammeln. Diese 10 ccm-Pipette wird dann direkt zur Küvette 25 für die Analyse gebracht.

Wenn andere Analysen als die Haemoglobinanalysen durchgeführt werden und ein Kapillarrohr 100a verwendet wird, um die ursprüngliche Probe zu sammeln, und das danach mit einer Kappe verschlossen und zentrifugiert wird, worauf das Haematokrit abgelesen wird, werden die folgenden Schritte ausgeführt Das Rohr 100a, das etwa 72 ecm von zentrifugiertem Blut enthält, muß zerbrochen werden, so daß die roten Blutkörperchen entfernt werden können, worauf mit Hilfe der 30 ccm-Mikro-Pipette 100 30 ecm Plasma von dem restlichen Inhalt des Kapillarrohres 100a entnommen werden. Dies wird durch direkten Kontakt zwischen diesen beiden Behältern erreicht.

Um die Übertragung der abgemessenen Blutprobe in der Mikro-Pipette in die Reagenzien-Küvette zu erleichtern, ist eine speziell dafür entworfene Kunststoffkappe 105 vorgesehen, wie in F i g. 16 und 18 bis 22 dargestellt ist Die Kappe 105 enthält einen äußeren zylindrischen Flansch 106, der an seiner Innenfläche ein Innengewinde 107 aufweist das mit einem entsprechenden Außengewinde am offenen Ende der Küvette 25 zusammenwirken kann. Koaxial ist in dem zylindrischen Flansch 106 ein innerer zylindrischer Stopfen 108 vorgesehen, der mit dem Flansch 106 durch eine Querwand 109 verbunden ist Die Außenfläche des Stopfens 108 ist von der Innenfläche des Flansches 106 so weit entfernt daß ein Ringraum zur Aufnahme des offenen Endes der Küvette 25 entsteht Der Außendurchmesser des Stopfens 108 ist geringfügig größer als der Innendurchmesser der Küvette, so daß der Stopfen 108 eine gute Abdichtung bewirkt wenn das offene Ende der Küvette in die Kappe eingeschraubt wird. Der

Innendurchmesser des Flansches 106 kann ebenfalls so bemessen werden, daß er die Außenfläche der Küvette dichtend berührt. Auf diese Weise wird eine Innen- und Außendichtung erreicht.

Aus F i g. 20 und 21 ist ersichtlich, daß der Stopfen 108 über einen beträchtlichen Teil seiner axialen Länge hohl ist. Das vordere Ende des Stopfens 108 besteht aus einem nachgiebigen rohrförmigen Abschnittt 110, der sich etwas verjüngt, um den Eintritt des Stopfens in die Küvette zu erleichtern.

Von dem vorderen Ende des Stopfens 108 geht eine längliche Zunge 112 aus. Diese Zunge erstreckt sich in den rohrförmigen Endabschnitt 110 und zweiteilt diesen. Das entfernte Ende der Zunge 112 ist mit einem Durchbruch 113 versehen. Wie in Fig. 21 dargestellt, wird die Mikro-Pipette 100 durch diesen Durchbruch 113 hindurch und in den rohrförmigen Endabschnitt 110 des Stopfens 108 eingeschoben. Durch diese Anordnung wird die Mikro-Pipette im wesentlichen koaxial unter der Kappe gehalten.

Die Querwand 109 der Kappe enthält weiterhin an ihrer Außenfläche eine Anzahl von Vorsprüngen 114. Die Anzahl und der Abstand dieser Vorsprünge voneinander ist so gewählt, daß sie mit den Öffnungen 98 in den Abschnitten 94 des Patienten-Datenträgers 90 korrespondieren. Wie in Fig. 16 gezeigt, wird zu Kennzeichnungszwecken einer dieser Abschnitte 94 auf die Vorsprünge 114 aufgesteckt.

Die Kappe 105 kann aus einer Vielzahl von gummiartigen oder plastischen Stoffen hergestellt werden. Polyäthylen beispielsweise hat sich als sehr geeignet erwiesen.

Wie die Datenkarten 92 zu aussagekräftigen graphischen Darstellungen zusammengefaßt werden können, um dem Arzt zu helfen, ist in F i g. 23 und 24 dargestellt. Sehr häufig sind Tendenzen und Veränderungen, die über einen größeren Zeitraum auftreten, bedeutungsvoller als jede einzelne Blutkomponentenanalyse. Da Blutprobenuntersuchungen in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden, werden die Datenkarten der interessierenden Komponente ausgefüllt und markiert Wenn diese Karten in überlappender Reihenfolge auf dem Kartenhalter 117 angebracht werden, bilden sie ein Diagramm der Analyseergebnisse in Abhängigkeit von der Zeit. Der Fortschritt der Markierungen kann auf einen Blick übersehen werden und es ist leicht, scharfe Veränderungen oder allmähliche Tendenzen festzustellen. In Verbindung mit dem Kartenhalter 117 kann eine durchsichtige Hülle 118 verwendet werden. Diese Hülle 118 hat Markierungen 119, die den normalen Bereich der betreffenden Blutkomponente angeben, für welche sie bestimmt ist Diese Markierungen gestatten es dem Arzt, schneller zu arbeiten, da er mit einem Blick sehen kann, ob die Analyseergebnisse innerhalb oder außerhalb des normalen Bereiches liegen.

Oftmals sind die Zwischenbeziehungen der verschiedenen Blutkomponentenbestimmungen kennzeichnend für die allgemeine physische Kondition des Patienten. Wenn alle diese Informationen dem Arzt in einer einzigen graphischen Darstellung präsentiert werden, kann dieser sich sehr schnell sein Urteil bilden. Zu diesem Zweck kann ein Kartenhalter 120 gemäß F i g. 24 vorgesehen werden. Dieser Halter dient dazu, mehrere Patienten-Datenkarten aufzunehmen, welche verschiedene Blutbestimmungen enthalten, die zur gleichen Zeit durchgeführt wurden.

Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird nun das Verfahren für eine typische Blutbestimmung beschrieben. Als Beispiel sei angenommen, daß es erwünscht ist, die Glukosemenge in einer Blutprobe zu bestimmen. Zunächst wird das Gerät eingeschaltet und ein »Glukose-Baustein« wird an die Anzeigestelle des Meßgerätes 29 gebracht. Um das Instrument zu eichen, sind zwei bekannte Reagenzproben notwendig. Eine dieser Proben ist eine Nulleinstellungs-Leerwertprobe, während die andere Probe eine Standardprobe ist, welche die Lichtdurchgangscharakteristika ergibt, welehe mit denjenigen einer bekannten Konzentration der interessierenden Komponente übereinstimmen. Wenn die Leerwertprobe in den Probenhalter eingeführt ist, sollte das Meßgerät 29 genau Null anzeigen. Wenn dies nicht der Fall ist, kann die Anzeige durch Drehen der Nulleinstellschraube 76 am Baustein entsprechend verändert werden. Wenn die Standardprobe in den Probenhalter eingeführt ist, soll der Zeiger des Meßgerätes auf der Eichmarke CAL auf der Skala stehen. Dieser Ausschlag kann durch Drehen der Eichschraube 73 am Baustein 27 verändert werden. Wenn der Baustein einmal auf diese Weise geeicht ist, wird diese Eichung auch bei Entnahme des Bausteines aus dem Gerät nicht verändert. Da jedoch die Zusammensetzung der handelsüblichen Reagenzien geringfügig schwanken kann, ist eine Nacheichung zu empfehlen, wenn eine neue Reagenziencharge verwendet wird.

Zur Durchführung des Glukosetests ist ein Reagenz erforderlich, das mit der Glukose in der Blutprobe reagiert, um eine Farbe zu bilden, die durch das Kolorimeter festgestellt und überwacht werden kann. Ein brauchbares Glukosereagenz ist beispielsweise ein Ortho-Toluidin in Eisessig. Dieses Reagenz erzeugt eine blaugrüne Farbe, deren Lichtdurchgangscharakteristika die Konzentration der Glukose anzeigt. Eine abgemessene Menge an Glukosereagenz befindet sich in der optisch reinen Küvette 25. Das für eine bestimmte Untersuchung erforderliche Reagenz wird vorzugsweise in der Küvette in einer genauen Menge vorher

ίο eingebracht, so daß der Benutzer nur die für den durchzuführenden Test vorgesehene Küvette auszuwählen braucht Die für den Glukosetest bestimmte Patienten-Datenkarte wird mit dem Namen und der Nummer des Patienten versehen und einer der Abschnitte 94 wird an der Kappe 105 der Küvette 25 befestigt, indem die Vorsprünge 114 durch die Öffnungen 98 durchgeschoben werden.

Dann wird von dem Patienten eine Blutprobe entnommen und beispielsweise in dem Kapillarrohr

so 100a gesammelt bis es 72 ecm Blut enthält Dann wird das Kapillarrohr 100a am einen Ende mittels der Kappe 102 verschlossen und zentrifugiert um die roten Blutkörperchen von dem Plasma oder Serum zu trennen.

Wenn gewünscht kann nun eine Haematokrit-Bestimmung durchgeführt werden. Dann wird das Kapillarrohr 100a an einer Stelle genau unterhalb der Trennlinie zwischen den roten Blutkörperchen und dem Plasma und da vorzugsweise auf der Plasmaseite, geritzt und gebrochen. Darauf wird die 30 ccm-Mikro-Piette 100 mit dem das Plasma enthaltenden Abschnitt des gebrochenen Kapillarrohres 100a in Kontakt gebracht und eine abgemessene Plasmaprobe von 30 ecm in die Mikro-Pipette 100 aufgenommen. Darauf wird die Mikro-Pipette 100 mit der abgemessenen Plasmaprobe sofort an der Kappe 105 angebracht, indem die Pipette durch den Durchbruch 113 in der Zunge 112 und in dem rohrförmigen Endabschnitt 110 eingeschoben wird, wie

dies in Fig. 21 gezeigt ist. Nun wird die Kappe 105 auf die Küvette 25 aufgesetzt, wobei sie deren offenes Ende dichtend abschließt. Darauf wird die Küvette kräftig auf- und niedergeschüttelt, um das Plasma aus der Mikro-Pipette herauszuschütteln und mit dem Reagenz in der Küvette zu mischen. Um die Reaktion zwischen der Glukose und dem Reagenz zu beschleunigen, wird die Küvette 25 für 10 Minuten in den 95°C-Inkubatorblock 20 eingesetzt. Die Zeitschaltuhr 16 kann dazu verwendet werden, um die Zeitdauer zu messen. Wenn diese Zeitdauer vorüber ist, wird die Küvette aus dem

Inkubator entnommen und für 3 bis 4 Minuten in ein Becherglas mit kaltem Wasser gesteckt. Die immer noch fest verschlossene Küvette wird nun abgetrocknet und durch den Küvettenschacht 18 in den Probenhalter 48 des Instrumentes eingeführt. Die Patienten-Datenkarte 92 wird dann auf den »Glukose-Baustein« aufgesteckt, der bereits in die Position gegenüber dem Meßgerät 29 gebracht wurde. Die Glukose-Bestimmung wird direkt gegenüber dem Meßgerätezeiger 45 auf der Skala markiert. Wenn notwendig, können gleichzeitig Duplikate der Datenkarte angefertigt werden.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Kolorimeter mit

a) einer Lampe,

b) einem photoelektrischen Wandler,

c) einer zwischen Lampe und Wandler angeordneten Probenhalterung,

d) einer einstellbare Widerstände aufweisenden Kalibrierschaltung für das Ausgangssignal des Wandlers,

e) einem Amperemeter zur Anzeige des Ausgangssignals der Kalibrierschaltung,

f) einem die Lampe, den Wandler, die Kalibrierschaltung und das Amperemeter aufnehmenden Gehäuse,

dadurch gekennzeichnet, daß

g) für jede durchzuführende Analysenart jeweils ein eigener Satz von einstellbaren Widerständen (70,74) vorgesehen ist,

h) jeder Satz von Widerständen (70, 74) in einer in das Gehäuse (12, 14) einsteckbaren Baueinheit (72) angeordnet ist,

i) die Widerstände (70, 74) einer in das Gehäuse (12, 14) eingesteckten Baueinheit (27) in die Kalibrierschaltung (70, 73, 74, 76,81) einschaltbar sind.

2. Kolorimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierschaltung (70, 73, 74, 76, 81) derart ausgebildet ist, daß mittels eines der Widerstände (70, 74) des jeweils eingeschalteten Satzes die an der Lampe (47) liegende Spannung entsprechend der diesem Satz zugeordneten Analysenart festlegbar ist

3. Kolorimeter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den unterschiedlichen Analysenarten zugeordnete optische Filter (56) sowie eine Filterwechselmechanik (34,57) vorgesehen sind und daß jede Baueinheit (27) mit einem die Filterwechselmechanik (34, 57) betätigenden Steuerstift (65) versehen ist, der bei Einschaltung der Widerstände (70, 74) einer Baueinheit in die Kalibrierschaltung (70, 73, 74, 76, 81) mit der Filterwechselmechanik (34, 57) derart in Eingriff kommt, daß ein Filter (56) in den Strahlengang verbracht wird, das der der betreffenden Baueinheit zugeordneten Analysenart entspricht.

4. Kolorimeter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterwechselmechanik (34, 57) einen drehbar gelagerten Hebelarm (34) umfaßt, an dessen einem Ende die Filter (56) befestigt sind und dessen anderes Ende mit dem Steuerstift (65) der betreffenden Baueinheit (27) gekoppelt ist.

5. Kolorimeter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierschaltung einen vom Ausgangssignal des Wandlers (49) beaufschlagten rückgekoppelten Verstärker (81) aufweist und daß einer der Widerstände derjenigen Baueinheit (27), deren Widerstände in die Kalibrierschaltung eingeschaltet sind, in der Rückkopplung des Verstärkers (81) angeordnet ist.

6. Kolorimeter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Baueinheit (27) mit einer der bestimmungsgemäßen Analysenart angepaßten Skala (62) versehen ist, welche bei Einschaltung der Widerstände (70, 74) ihrer zugehörigen Baueinheit (27) in die Kalibrierschaltung in eine mit dem Zeiger (45) des

Amperemeters (29) korrespondierende Lage überführbar ist

7. Kolorimeter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da3 innerhalb des Gehäuses (12, 14) ein eine Anzahl der Baueinheiten (27) an unterschiedlichen Umfangspositionen aufnehmender Drehtisch (30) vorgesehen ist, durch dessen Überführung in eine bestimmte Drehstellung die Widerstände (70, 74) einer der Baueinheiten in die Kalibrierschaltung einschaltbar sind.

8. Kolorimeter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Baueinheit (27) mit jeweils unterschiedlich angeordneten Halteelementen (64) für eine Datenkarte (92) ausgestattet ist, und daß die jeweils zu einer Baueinheit (27) gehörende Datenkarte (92) mit zu der Anordnung der jeweiligen Halteelemente (64) korrespondierenden Kupplungseinrichtungen (96) versehen ist.