DE2311779A1

DE2311779A1 - Automatische untersuchung mehrerer proben mit radioaktivitaetszaehlern mit probenkanal

Info

Publication number: DE2311779A1
Application number: DE2311779A
Authority: DE
Inventors: Raymond Frank Obrycki
Original assignee: Nuclear Chicago Corp
Current assignee: Nuclear Chicago Corp
Priority date: 1972-03-24
Filing date: 1973-03-09
Publication date: 1973-09-27
Also published as: CH578184A5; JPS4915485A; IT982911B; US3796879A; GB1431445A; FR2177871B1; FR2177871A1; NL7304196A; ZA732057B; CA965193A; AU5368173A

Description

Nuclear-Chicago Corporation, Des Piaines, 111. 6OOI8/USA

Automatische Untersuchung mehrerer Proben mit Radioaktivität szählern mit Probenkanal.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Vorhandenseins einer Substanz, die "zumiW^sf teilweise in radioaktiver Form in jedem Satz einer Reihe von Sätzen von Echoproben vorliegt, unter Verwendung eines Szintillationszähler mit einer Vergleichseinrichtung und einer Ausgebeeinheit und einen Szintillationszähler zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Erfindung ist insbesondere bei R idioaktivitätsmessungen anwendbar, bei welchen eine große Menge von Proben behandelt

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und mit Bezugsproben verglichen werden muß. Typisch beruhen diese Untersuchungen auf einer Verbindungsreaktion zwischen einem Liganden und einem kompatiblen Bindemittel, wobei ein Teil mit Indikatormolekülen versehen ist, die mit einem Radioisotopen gekennzeichnet sind, gewöhnlich Radiojod 1-125. Die Untersuchung wird verwendet, um Substanzen festzustellen, die in so niedrigen Konzentrationen oder so geringen Mengen vorhanden sind, daß sie am besten durch Anwendung von Radioindikatoren quantitativ festgestellt werden können. Die hauptsächliche Verwendung dieser Untersuchungen umfaßt die quantitative Bestimmung von Hormonen, Enzymen, Drogen, Proteinen, Viren, mikrobiellen Toxinen und Nahrungsmittelzusatzstoffen. Die Kenntnis der vorhandenen Quantität oder die Abwesenheit dieser Substanzen in Geweben, Flüssigkeiten und Absonderungen biologischer Subjekte ist zur Diagnose und Behandlung bestimmter Krankheiten sehr nützlich. Insbesondere das sogenannte "Radioimmun ο as s ay "- Verfahren, eine Haupttechnik bei diesen Untersuchungen, ist eine der vielversprechendsten Methoden zum Feststellen des Vorhandenseins verschiedener Krebse in ihren frühen Stadien bei einem lebenden Subjekt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Behandlungszeit, die für vergleichende Radioaktivitätsanalysen von Proben bei einer Probenserie erforderlich ist, erheblich zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Echoprobe eines Satzes von Echoproben im Szintillationszähler gleichzeitig analysiert wird, um die Höhe der Radioaktivität jeder Echoprobe zu bestimmen, für die Höhe der Radioaktivität der gleichzeitig gemessenen Proben repräsentative elektrische Signale erzeugt werden, die elektrischen Signale der Höhen der Radioaktivität aller Echoproben jedes

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Satzes zusammengefaßt werden, die zusammengefaßten elektrischen Signale unter Verwendung der Vergleichseinrichtung mit einem elektrischen Signal verglichen werden, das die Höhe der Radioaktivität eines Satzes von Vergleichsproben darstellt und die Ergebnisse des Vergleichs an der Ausgebeeinheit angezeigt werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gleichzeitig ein Szintillationszähler der eingangs genannten Art geschaffen, der erfindungsgemäß so aufgebaut ist, daß mehrere einzelne Szintillationskristalleinsätze vorgesehen sind, welche jeweils zur gleichzeitigen Aufnahme einer einzelnen, dicht dabei angeordneten Probe eines Probensatzes ausgelegt sind, mehrere Fotodetektoren vorgesehen sind, von denen jeder mit je einem der Szintillationskristalleinsätze in optischer Verbindung steht, eine Signalmischeinheit zum Zusammenfassen der Signale der Fotodetektoren an den Mengenanzeiger angeschlossen ist, eineVergleichspeichereinrichtung zum Speichern eines die Höhe der Radioaktivität einer Vergleichsprobe anzeigenden Signals vorgesehen ist und eine Vergleichseinrichtung zur Aufnahme von Signalen vom Mengenanzeiger vorgesehen ist und die Vergleichspeichereinrichtung zum Bestimmen des Verhältnisses zwischen der Höhe der Radioaktivität der Proben im Zählrohr und der Radioaktivität der Vergleichsprobe und zum Übertragen des so erhaltenen Verhältnisses zur Ausgebeeinrichtung vorgesehen ist.

So wird durch die Erfindung eine Kosteneinsparung bei der Untersuchung einer Vielzahl von Proben bei einer radioaktiven Messung verwirklicht. Diese Kostensenkungen werden durch Verringerung der Zeit ermöglicht, die zur Behandlung einer großen Anzahl von Proben aufgebracht werden muß.

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Weiter wird durch die Erfindung die Geschwindigkeit gesteigert, mit der eine gegebene Anzahl von Proben behandelt wird. Dies wird durch gleichzeitiges Zählen von Echoproben und durch Vermeidung mathematischer Berechnungen durch das Laborpersonal verwirklicht.

Außerdem wird durch die Erfindung die Zuverlässigkeit der Messung der Radioaktivität in verflüssigten Proben zur Vermeidung handschriftlicher Berechnungen und der sich daraus ergebenden Fehler gesteigert. Die Zuverlässigkeit kann auch gesteigert werden, indem die Komponenten der Vorrichtung für die radioaktive Messung für die Verwendung mit einem besonderen Radioisotopen ausgelegt werden.

Darüber hinaus wird "durch die Erfindung die Einfachheit der Arbeiten bei radioaktiven Analysen mehrerer Probeobjekte gesteigert. Dies kann insbesondere auf dem Gebiet des "Radioimmunoassay "-Verfahrens erreicht werden, indem die Vorrichtung zum Messen der Radioaktivität zum Analysieren und Extrahieren einer Information von Vergleichsproben ausgelegt wird und zum anschließenden Analysieren von Proben durch Vergleich mit den zuerst analysierten Vergleichsproben.

Bei einer abgewandelten Form der Erfindung müssen die gleichzeitig analysierten Proben keine Echoproben sein. In den Fällen, wo eine einzelne Probe als genügend zuverlässig für die Höhe der Radioaktivität angesehen wird, werden die Proben bloß zur Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit in einem Probensatz zusammengefaßt. In diesem Fall wird die Höhe der Radioaktivität jeder Probe im Satz gleichzeitig gemessen und für jede dieser Proben ein repräsentatives elektrisches Signal erzeugt. Jedes dieser elektrischen Signale wird einzeln mit einem die Höhe der Radioaktivität einer

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Vergleichsprobe darstellenden elektrischen Signal verglichen. Die Ergebnisse jedes dieser Vergleiche werden einzeln angezeigt.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zur Untersuchung von Echoproben ist ferner eine Signalmischeinheit vorgesehen, die mit der Zahlungstabelliereinrichtung oder dem Mengenanzeiger verbunden ist. Die Signalmischeinheit faßt die Signale von den Fotodetektoren zusammen. Die Vergiß ichspeichereinrichtung speichert ein Signal, das die angefallene Zählzeit für einen Bezugswert für eine Anzahl von radioaktiven Vorgängen darstellt. Die Zahlungstabelliereinrichtung ist zur Aufnahme von Signalen von der Vergleichspeichereinrichtung ausgelegt, um das Verhältnis zwischen der Vergleichsradioaktivität und der Radioaktivität jedes Satzes von Echoproben zu messen.

Vorzugsweise ist eine Restspeichereinrichtung zum Speichern eines Signales, welches die verbleibende Radioaktivität repräsentiert,in der Vorrichtung vorgesehen. Bei dieser Anordnung ist eine Restsubtrahiereinheit zwischen die Potodetektoren und die Zahlungstabelliereinrichtung geschaltet und verringert die angezeigten Radioaktivitätszahlen entsprechend der Höhe der Restradioaktivität.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäß aufgebauten Szintillationszähler des Zählrohrtyps,

Fig. 2 einen Schnitt des Zählrohrs des Szintillationszählers der Fig. 1, und

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Fig. 3 eine typische Standardkurve, wie sie beim sogenannten "Radioimmunoassay"'-Verfahren auftritt.

In der Zeichnung ist ein Szintillationszähler mit einer Ausgebeeinheit 9 in Form eines Auslesegeräts und einem Zählrohr dargestellt, das durch die umhüllenden Wände 23 begrenzt ist. Innerhalb des Szintillationszählers sind mehrere einzelne Szintillationskristalleinsätze 2 angeordnet, die optisch gegeneinander durch die Wände 23 des Zählers und die Trennwand 28 abgeschirmt sind. Ein Fotodetektor 3 ist direkt unter jedem Szintillationskristalleinsatz 2 angeordnet. Fenster 27 sind zwischen jedem Szintillationskristalleinsatz 2 und Fotodetektor 3 angeordnet, während der übrige Teil der Oberfläche jedes Szintillationskristall- einsatzes 2 von einem metallischen Feuchtigkeitsschild 24 umgeben ist. Eine jede von mehreren Echoproben 1 ist angrenzend an einen einzelnen Szintillationskristalleinsatz 2 angeordnet. Entsprechend der Strahlung von Radioisotopen innerhalb der Echoproben 1 werden Szintillationen von Licht in den Szintillationskristalleinsätzen 2 erzeugt. Diese Lichtszintillationen veranlassen die Fotodetektoren 3 zur Erzeugung elektrischer Signale. Die Anzahl der durch jeden Fotodetektor erzeugten elektrischen Signale ist für die Stärke der Radioaktivität in der ihm zugeordneten Probe repräsentativ. Die elektrischen Signale laufen durch Verstärker 4 und Impulshöhenanalysatoren 5· Die Impulshöhenanalysatoren er lauben den Durchgang elektrischer Signale innerhalb der Energiehöhengrenzen, die durch die interessierenden Radioisotopen bestimmt werden. Qualifizierende elektrische Impulse werden zu den Impulszählern 8a, 8b und 8c geleitet, wo sJe gezählt und in der Ausgebeeinheit 9 angezeigt werden. Eine Restsubtrahiereinheit 6 ist zwischen dem Ausgang jedes

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Impulshohenanalysators 5 und einer Signalmischeinheit 7 angeordnet, um die Anzahl der durch die Impulshöhenanalysatoren 5 durchgegangenen elektrischen Impulse um einen der bleibenden Radioaktivität gleichen Betrag zu verringern. Die verbleibende Radioaktivität ist gleich der Summe des Rauschpegels des Geräts und der verbleibenden oder nicht spezifischen Bindungsradioaktivität im Falle von sogenannten "Radioim.munoassay"-Proben und Bezugssystemen. Die zu einem Zähler von jedem Fotodetektor 3 durchgehende gezählte Anzahl stellt dann die durch den zugeordneten Impulshöhenanalysator durchgehende Anzahl minus der bleibenden Radioaktivitätszahl dar. Die Impulsamplitudenfenster in den Impulshöhenanalysatoren 5 werden so eingestellt, daß sie identische Bereiche abdecken, solange dasselbe interessierende Radioisotop bei allen Echoproben 1 verwendet wird.

Zu Beginn seines Betriebes wird der Szintillationszähler unter dem Einfluß des Vergleichsreglers 13 zur Vergleichsmessung in Betrieb gesetzt. Die Vergleichsmessung kann manuell so geändert werden, so daß die Vergleichszahlen die Verhältnisse der Anzahl gebundener Stellen zur maximalen Bindung, die Anzahl freier Stellen zu den maximal freien Stellen, die Anzahl der freien Stellen zu den gesamten freien Stellen oder die Anzahl gebundener Stellen zu den gesamten gebundenen Stellen darstellen. Gewöhnlich ist das Verhältnis der gebundenen Stellen zur maximalen Bindung die nützlichste Zahl.

Der Vergleichsregler leitet ein Betätigungssignal zum Zeitzähler 15, welches bei Vorhandensein eines Rückstellsignals am UND-Gatter 2o den Zeitzähler 15 auf Null zurückstellt und in Betrieb setzt. Eine Uhr 14 erzeugt Zeitimpulse, welche im Zeitzähler 15 aufgezeichnet werden. Dadurch dient

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der Zeitzähler als Zeitmeßeinrichtung zum Bestimmen und Erzeugen eines elektrischen Signals, das die verstrichene Zählzeit darstellt. Der Zeitzähler 15 leitet dieses Signal zum Pufferzähler l6, wenn der Hauptzähler 22 voll ist. Der Hauptzähler 22 dient als Zählungstabelliereinrichtung und wenn er voll ist, wird ein entsprechendes Signal im elektrischen Leiter 29 erzeugt, das einen der Eingänge zum UND-Gatter l8 abschaltet und dadurch weiteres Speichern von Zeitimpulsen im Zeitzähler 15 verhindert. Dasselbe Signal betätigt den Pufferzähler 16 über das UND-Gatter 17, so daß er ein elektrisches Signal vom Zeitzähler 15 aufnimmt und speichert. Der Pufferzähler Io dient als Vergleichsspeichereinrichtung zum Speichern eines Signals, das die während des Zählens einer Vergleichsprobe oder eines Probensatzes verstrichene Zeit darstellt und zwar für die vorbestimmte Anzahl von Vorgängen,die benötigt werden, um den Hauptzähler 22 zu füllen. Die zürn Füllen des Hauptzählers 22 benötigte vorbestimmte Anzahl von Vorgängen kann keiner als die Anzahl der elektrischen Impulse sein, die von der Signalmischeinheit 7 weitergeleitet werden, wenn ein Genauteiler Io zwischen der Signalmischeinheit 7 und dem Hauptzähler 22 angeordnet ist. Der Genaute.tler leitet für jeden Zeitraum, in dem eine positive ganze Zahl von Impulsen von der Signalmischeinheit 7 aufgenommen ist, einen Impuls zum Hauptzähler 22. Der Genauteiler Io teilt dadurch wirksam die zusammengefaßten elektrischen Signale der Signalmischeinheit 7 durch eine ganze positive Zahl. Wenn z.B. lo.ooo Impulse pro Minute von jedem der Potodetektoren 3 (nach Verringerung durch die Restsubtrahiereinheit 6) zur Signalmischeinheit 7 geleitet werden, wenn die Proben jeweils Vergleichsproben in einem Vergleichsprobensatz sind und jeweils eine maximale Konzentration der radioaktiven Form der

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zu untersuchenden Substanz enthalten, und wenn der Hauptzähler 22 vier signifikante Zählabstände aufweist, dann ist es logisch, die zusammengefaßten Signale der Signalmischeinheit 7 durch die Zahl J>o zu teilen. So erzeugen 30.000 Impulse von der Signalmischeinheit 7 eine Zahl von l.ooo im Hauptzähler 22 im Zeitraum von einer Minute. Wenn der Hauptzähler 22 voll ist, wird die verstrichene Zeit, wie sie im Zeitzähler 15 aufgezeichnet ist, zur Speicherung zum Pufferzähler l6 übertragen. Die verstrichene Zeit wird auch in der Ausgebeeinheit 9 bzw. dem Auslesegerät gespeichert.

Die Nennereinsteilscheibe Io kann ggf. zur manuellen Änderung der Nennereinstellung des Genauteilers Io verwendet werden.

Nach der Vergleichsmessung wird der Probenregler 12 nicht betätigt, bis die Echoproben in das Zählrohr abgesenkt sind und darin zum Zählen angeordnet sind. Danach hört der Szintillationszähler mit der Vergleichsmessung auf und wird stattdessen automatisch unter dem Einfluß des Probenreglers 12 auf Probenmessung geschaltet. Der Probenregler 12 löst über das ODER-Gatter 19 ein Signal aus, das kombiniert mit dem RUckstellsignal vom Schaltkreis Jo den Zeitzähler 15 zurückstellt und wieder in Betrieb setzt. Die elektrischen Signale der Signalmischeinheit für alle anschließend untersuchten Proben bei der Probenmessung werden dadurch mit einem Dezimalbruch des Kehrwerts einer Anzahl radioaktiver Vorgänge multipliziert, die im Satz der Vergleichsproben gezählt wurden.

Bei der Vergleichsmessung leitet die Uhr I^ Impulse zum Zeitzähler 15» welcher beginnt, die verstrichene Zeit

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aufzuzeichnen. Zusätzlich wird ein Vergleichsbefehl zum Pufferspeicher ΐβ gesendet, so daß ein Signal im Leiter 31 vom Pufferzähler l6 erzeugt wird, sobald der Inhalt des Zeitzählers 15 dem Inhalt des Pufferzählers l6 gleich ist, der vom Zählen des Satzes der Bezugsproben gespeichert wurde. Dieses Signal wird zusammen mit einem Eingang vom Probenregler 12 als Eingang zum UND-Gatter 21 geleitet. Wenn das UND-Gatter 21 betätigt wird, erzeugt es ein Abschaltsignal für den Hauptzähler 22, so daß die dann im Hauptzähler 22 vorhandene Zahl die Anzahl der radioaktiven Vorgänge anzeigt.

Wenn bei der Probenmessung das Abschaltsignal vom UND-Gatter 21 einmal vom Hauptzähler 22 aufgenommen ist und die Zahl vom Hauptzähler 22 und die Zeit vom Pufferzähler 16 in der Ausgebeeinheit 9 registriert sind, erzeugt die AusgebeeinheL t 9 ein Rückstellsignal im Schaltkreis 3o, welches den Zeitzähler 15 ebenso wie die Zähler 8a, 8b und 8c und den Hauptzähler 22 zurückstellt. Bis die Echoproben 1 aus dem Zählrohr des Szintillatlonszählers herausgenommen und anschließende Proben im Zählrohr angeordnet sind, wird vom Probenregler 12 kein neues Anfangssignal erzeugt. Der Zählvorgang wird dann unbegrenzt in der Art und Weise der Probenmessung wiederholt, bis keine weiteren Proben mehr vorhanden sind oder ein auf Vergleichsmessung schaltendes Signal aufgenommen wird. Ein solches Signal kann entweder automatisch oder manuell erzeugt werden. Wenn ein auf Vergleichsmessung schaltendes Signal empfangen wird, wird die Restspeichereinheit 3^ frei gemacht und durch die neuen Bezugswerte wieder eingestellt. Die Zahl im Hauptzähler 22 ist nicht nur eine rohe Zahl von Impulsen für dieselbe Zeitdauer, die während des Zählens des Satzes der Vergleichsproben verstreicht,

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sondern auch ein Verhältnis der Quantität der interessierenden Radioisotopen in einem folgenden Probensatz zur Quantität der gleichen, in den Vergleichsproben des Vergleichsprobensatzes vorhandenen Radioisotopen. Das elektrische Signal von der Signalmischeinheit 7 wird dadurch mit einem elektrischen Signal vergl-ichen, daß die Höhe der Radioaktivität eines Satzes von Vergleichsproben unter Verwendung eines Hauptzählers 22 darstellt, der als Vergleichseinrichtung dient. Das Ergebnis jedes Vergleiches hat die Form eines Verhältnisses, das an der Ausgebeeinheit angezeigt wird. Dieses Verhältnis kann zur Bestimmung der Quantität einer interessierenden Substanz verwendet werden, welche entweder in radioaktiver Form oder bei Anwendung bekannter Verfahren der Isotopenverdünnungsanalyse sowohl in radioaktiver als auch nichtradioaktiver Form vorkommt. Zum Beispiel stellt unter Bezugnahme auf Fig. 3 das in der Abgebeeinheit 9 aufgezeichnete Verhältnis den prozentualen Anteil von mit Indikatoren verbundenen Antikörpern bei einem "Radioimmunoassay"-Verfahren zur Bestimmung der Ligandenkonzentration dar. Natürlich ist die Kurve der Fig. 3 nur eine beispielhafte Kurve, weil die Standardkurven bei dem "Radioimmunoassay"-Verfahren für jede neue Gruppe von Proben oder einen neuen Szintillationszähler, wenn derselbe Satz von Proben in mehr als einem Szintillationszähler verwendet wird, neu berechnet werden müssen.

Die Erfindung soll im folgenden durch die Beschreibung einer speziellen Untersuchung näher erläutert werden, welche z.B. die Verwendung der Vorrichtung für eine spezifische quantitative Bestimmung einer interessierenden Substanz umfaßt.

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Wie zuvor beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung insbesondere für Proben und Bezugssysteme beim sogenannten "Radiοimmunoassay"-Verfahren verwendbar. Beim "Radioimmunoassay"-Verfahren findet die Reaktion gewöhnlich zwischen einem Liganden, typisch einem Antigen, und einem Antikörper oder anderen Bindemittel statt, wobei das Antigen typisch die interessierende Substanz ist. Die Antigenmoleküle vereinigen sich mit den Antikörpern, bis die Verbindungsstellen des Antikörpers gesättigt sind. Die vorhandenen überschüssigen Antigene bleiben in einem unvereinigten Stadium frei in der Lösung. Die zu untersuchende Substanz, das Antigen, kommt sowohl in radioaktiver als auch nicht radioaktiver Form in allen Vergleichsproben und den unbekannten Proben vor. Typisch wird die radioaktive Form des Antigens durch Reaktion eines Grundpräparates des Antigens mit Jod,vorzugsweise 1-125 erzeugt. Jod reagiert sehr leicht mit den meisten Antigenen in einer Weise, die später die Antigen-Antikörper-Reaktion nicht behindert. Daher werden mindestens einige der Antigene mit dem radioaktiven Jod zusammengefaßt, um ein mit einem Indikator bezeichnetes Antigen zu bilden. Die Antikörper reagieren gleich mit den mit Indikator bezeichneten Antigenen und den "kalten" oder nicht radioaktiven Antigenen, die sich um Verbindungsstellen der Antikörper bewerben, so daß der in den vereinigten Substanzen vorhandene Betrag an Radioaktivität die gesamte Quantität vorhandener Antigene anzeigt. Die Anzahl der mit radioaktivem Indikator versehenen Antigenmoleküle, die sich erfolgreich bewerben, so daß sie gebunden werden, hängt natürlich von dem Ausmaß ab, in welchem sie durch nicht-radioaktive Antigenmoleküle verdünnt sind. Je höher die Konzentration der Antigene in den Versuchsproben ist, desto kleiner ist der Bruchteil mit radioaktivem Indikator versehener

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Antigenmoleküle, die durch Antikörper gebunden werden. Durch Aufzeichnen einer auf der Indikatorbindung einer Reihe von bekannten gestuften Konzentrationen unbezeichneter Antigene beruhenden Kurve, wird dann die Grundlage zur Bestimmung von Konzentrationen von Antigenen in unbekannten Versuchsproben erhalten.

Eine Vergleichsprobe wird präpariert, welche am besten als maximaler Bindungsvergleich beschrieben wird, wobei ein Maximum der radioaktiven Form des Antigens aufgrund des Vorhandenseins von nur einem Minimum der nicht radioaktiven Form des Antigens gebunden ist. Die Vergleichsprobe mit der maximalen Bindung oder der Satz von Vergleichsproben mit maximaler Bindung im Falle von Echoproben dient beim "Radioimmunoassay"-Verfahren als Hauptbezugswert. Bei der quantitativen Bestimmung des Vorhandenseins von Antigenen in Echoproben für das "Radioimmunoassay"-Verfahren wird die Höhe der Radioaktivität in jeder Probe des Probensatzes gleichzeitig im Szintillationszähler gemessen. Die Höhe der Radioaktivität in jeder Echoprobe des gemeinsamen Satzes anzeigende einzelne elektrische Signale werden erzeugt. Es wird eine gleichmäßige Einstellung jedes der elektrischen Signale vorgenommen, um den Einfluß von Reststrahlung auf Hie elektrischen Signale zu beseitigen. Danach werden die elektrischen Signale gewöhnlich additiv zusammengefaßt, um ein zusammengefaßtes, elektrisches Signal zu erzeugen, das die Höhe der Radioaktivität im Satz der Echoproben darstellt. Andererseits können auch die jede Echoprobe darstellenden Signale durch Summieren zusammengefaßt werden, um ein die gesamten, in dem gesamten Satz der Eehöprobeh auftretenden radioaktiven Vorgänge darstellendes elektrisches Signal zu bilden, und anschließend können die gesamten radioaktiven Vorgänge

durch die Anzahl der im Probensatz gemessenen Echoproben dividiert werden, um eine Durchschnittshöhe der Radioaktivität zu erhalten. In jedem Fall wird ein zusammengesetztes Signal erzeugt und mit einem elektrischen Signal verglichen, das eine zusammengesetzte Höhe der Radioaktivität eines Satzes von Vergleichsproben darstellt. Die Ergebnisse'dieses Vergleiches werden an einigen Ausgebeeinheiten angezeigt.

Die Form, welche die elektrischen Signale aufweisen und die Art des Vergleichs können verschieden sein. Zum Beispiel kann eine Anzahl in Echoproben eines Standardvergleichssatzes auftretender radioaktiver Vorgänge gezählt werden, während die im Verlauf des Zählens verstreichende Zeit gemessen wird. Jeder Satz anschließender, unbekannter Echoproben kann durch Zählen derselben Anzahl radioaktiver Vorgänge analysiert werden, während die im Verlauf des Zählens verstreichende Zeit aufgezeichnet wird. Ein Verhältnis der Radioaktivität kann durch Dividieren der während des Zählens der Vergleiehsproben verstreichenden Zeit durch die während des Zählens jedes Satzes der unbekannten Proben verstrichenen Zeit erhalten werden. Dieses sich ergebende Verhältnis ist ein Verhältnis der Quantität der mit Indikator bezeichneten vorhandenen Substanz in jedem Satz der unbekannten Proben.zur in den Vergleichsproben vorhandenen mit Indikator bezeichneten Substanz. Vorzugsweise werden alle gemessenen Zeiten um einen gleichen Anstieg verlängert, um die Wirkungen zur Restradioäktivitat beitragender radioaktiver Vorgänge aufzuheben.¹

Eehoproben werden manchmal in '^tRädioimmunoäööäy"-Vörfähr6n nicht für notwendig gehalten^ wenn das Ausmaß der Reaktion der verwendeten Substanzen zuverlässig und für

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gegebene Quantitäten der Substanzen reproduzierbar ist. In diesen Fällen können die Vorteile der vorliegenden Erfindung am besten durch Untersuchung verschiedener unbekannter Proben in einem Probensatz ausgenutzt werden, anstatt daß Echoproben untersucht werden. Bei dieser Form der Anwendung der Erfindung muß der Szintillationszähler mit mehreren Vergleichseinrichtungen und Ausgebeeinheiten versehen werden. Die Höhe der Radioaktivität jeder der verschiedenen Proben im Probensatz wird gleichzeitig mit der Höhe der Radioaktivität in einer Vergleichs-

verßli chen

probe maximaler Bindung/ werche bis¹ zum maximalen Ausmaß mit der mit Indikator bezeichneten Substanz gesättigt ist, um Verhältnisse für jede der unbekannten Proben im Probensatz zu erhalten. Jedes dieser Verhältnisse wird einzeln in einer der Ausgebeeinheiten angezeigt.

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele und Ausführungsformen der Erfindung, wie sie oben beschrieben wurden, dienen lediglich zur Veranschaulichung und sind nicht als Begrenzung des Anwendungsbereichs der Erfindung gedacht, weil die Erfindung auf jedes Strahlungsmeßsystem anwendbar ist, in welchem viele Proben gezählt werden müssen.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur quan-titativen Bestimmung des Vorhandenseins einer Substanz, die zumindest teilweise in radioaktiver Form in jedem Satz einer Reihe von Sätzen von Echoproben vorliegt, unter Verwendung eines Szintillationszahlers mit einer Vergleichseinrichtung und einer Ausgebeeinheit> dadurch gekennzeichnet, daß jede Echoprobe eines Satzes von Echoproben im Szintillationszähler gleichzeitig analysiert wird, um die Höhe der Radioaktivität jeder Echoprobe zu bestimmen, für die Höhe der. Radioaktivität der gleichzeitig gemessenen Proben repräsentative elektrische Signale erzeugt werden,"die elektrischen Signale der Höhen der Radioaktivität aller Echoproben jedes Satzes zusammengefaßt werden, die zusammengefaßten elektrischen Signale unter Verwendung der Vergleichseinrichtung mit einem· elektrischen Signal verglichen werden, das die Höhe der Radioaktivität eines Satzes von Vergleichsproben darstellt und die Ergebnisse des Vergleichs an der Ausgebeeinheit angezeigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl radioaktiver Vorgänge gezählt wird, die in Echoproben des Satzes der Vergleichsproben auftreten, die während des Zählens der Vergleichsproben verstreichende Zeit gemessen wird und jeder Satz Echoproben durch Zählen derselben Anzahl radioaktiver Vorgänge wie in dem Satz der Vergleichsproben analysiert wird, während die im Verlauf des Zählens verstreichende Zeit aufgezeichnet wird, danach die während des Zählens der Vergleichsproben verstrichene Zeit durch

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~ L ( —

die während des Zählens jedes der Sätze "der Echoproben verstrichene Zeit dividiert wird, um ein Verhältnis zu erhalten und daß das sich ergebende Verhältnis als Verhältnis der Quantität der in jedem Satz von Echoproben der vorhandenen Substanz zur Quantität der in dem Satz von Vergleichsproben vorhandenen Substanz aufgezeichnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen verstrichenen Zeiten durch eine gleichmäßige Steigerung verlängert werden, um die Wirkungen zur Restradioaktivität beitragenderradioaktiver Vorgänge aufzuheben.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Signale zusammengefaßt werden, indem die Anzahl der in jedem Satz Echoproben auftretenden radioaktiven Vorgänge summiert und die Anzahl der gesamten radioaktiven Vorgänge durch die Anzahl der zur Gesamtzahl jedes Satzes beitragenden Echoproben dividiert wird, wodurch eine Durchschnittszahl für jeden Probensatz erhalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e kennzei chnet, daß die im Satz der Vergleichsproben gezählte Anzahl radioaktiver Vorgänge gezählt wird, die während des Zählens des Satzes der Vergleichsproben verstrichene Zeit gemessen und gespeichert wird, jeder Satz Echoproben analysiert wird, indem die darin vorkommenden radioaktiven Vorgänge für die gleiche Zeitdauer gemessen werden, die während des Zählens des Satzes der Vergleichsproben verstrichen ist und die zusammengefaßten elektrischen. Signale mit dem elektrischen Signal

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verglichen werden, das die Höhe der Radioaktivität des Satzes der Vergleichsproben darstellt.
6. Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Vorhandenseins einer Substanz, die.zumindest teilweise in radioaktiver Form in jeder Probe einer Reihe von · Proben vorhanden ist, indem die Höhe der Radioaktivität jeder Probe mit der Höhe der Radioaktivität in einer Vergleichsprobe unter Verwendung eines Szintillationszählers mit mehreren Vergleichseinrichtungen und mehreren Ausgebeeinrichtungen verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere Proben analysiert werden, um die Höhe der Radioaktivität jeder Probe zu bestimmen, für die in jeder gleichzeitig gemessenen Probe vorhandene Radioaktivität repräsentative elektrische Signale erzeugt werden, jedes der elektrischen Signale mit einem elektrischen Signal verglichen wird, das die Höhe der Radioaktivität einer Vergleichsprobe darstellt und die Ergebnisse der Vergleiche an der Ausgebeeinheit einzeln angezeigt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e kennz ei chne.t , daß eine Einstellung für jedes der elektrischen Signale vorgenommen wird, um den Einfluß verbleibender Strahlung auf die Ergebnisse der einzelnen Vergleiche aufzuheben.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl radioaktiver Vorgänge in der Vergleichsprobe gemessen wird, die während des Zählens der Vergleichsprobe verstrichene Zeit gemessen wird, jede Probe in einem mehrere Proben enthaltenden Probensatz analysiert wird,indem gleichzeitig die radioaktiven Vorgänge in jeder Probe des

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Satzes für die gleiche Zeitdauer gemessen werden., die während des Zählens der Vergleichsprobe vergangen ist, die Anzahl der in jeder der Proben im Probensatz gezählten radioaktiven Vorgänge mit dem Kehrwert der Anzahl der radioaktiven Vorgänge multipliziert wird, die in der Vergleichsprobe gezählt wurden, um mehrere Verhältnisse zu erhalten und gleichzeitig die sich ergebenden Verhältnisse als Verhältnisse der Quantitäten der in jeder Probe des Probensatzes vorhandenen Substanz zur in der Vergleichsprobe vorhandenen Quantität angezeigt werden.
9. Szintillationszähler mit einer Ausgebeeinheit und einem Zählrohr zur Aufnahme darin anzuordnender' Proben, dadurch gekennzei chnet , daß mehrere einzelne Szintillationskristalleinsatze (2) im Zählrohr angeordnet sind, welche jeweils zur gleichzeitigen Aufnahme einer einzelnen Probe eines Satzes von Echoproben (l) dicht dabei aufgebaut sind, mehrere Fotodetektoren

(3) jeweils in optischer Verbindung mit einem der Szintillationskristalleinsatze (2) stehen, eine Zählungstabelliereinrichtung zum Zählen einer Anzahl radioaktiver Vorgänge vorgesehen ist, eine Steuereinrichtung (I3) zum Bestimmen und Erzeugen eines Signals vorgesehen ist, welches für die verstrichene Zählzeit für einen Vergleich mit einer Anzahl radioaktiver Vorgänge vorgesehen ist, wobei die Zählungstabelliereinrichtung zur Aufnahme von Signalen von einer Vergleichspeichereinrichtung (l6) zum Messen des Verhältnisses zwischen der Radioaktivität der Vergleichsprobe und der Radioaktivität jedes Satzes von Echoproben (l) und zum Übertragen des gemessenen Verhältnisses zur Ausgebeeinrichtung (9) ausgelegt ist.
10. Szintillationszähler nach Anspruch 9> dadurch gekennzei chnet , daß eine Restspeichereinheit

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zum Speichern eines Signals vorgesehen,ist, das die verbleibende Radioaktivität darstellt und eine Restsubtrahiereinheit (6) zwischen die Potodetektoren (j5) und die Zählungstabelliereinrichtung geschaltet ist, um die angezeigte Zahl der radioaktiven Vorgänge entsprechend der Höhe der Restradioaktivität zu verringern.
11. · Szintillationszähler mit einem Mengenanzeiger zum Messen der Höhe der Radioaktivität, einer Ausgebeeinheit und einem Zählrohr, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere einzelne Szintillationskristalleinsätze (2) vorgesehen sind, welche jeweils zur gleichzeitigen Aufnahme einer einzelnen, dicht dabei angeordneten Probe eines Probensatzes ausgelegt sind, mehrere Fotodetektoren (j5) vorgesehen sind, von denen jeder mit je einem der Szintillationskristalleinsätze (2) In optischer Verbindung steht, eine Signalmischeinheit (7) zum Zusammenfassen der Signale der Potodetektoren (3) an den Mengenanzeiger (22) angeschlossen ist, eine Vergleichspeichereinrichtung (16) zum Speichern eines die Höhe der Radioaktivität einer Vergleichsprobe anzeigenden Signals vorgesehen ist und eine Vergleichseinrichtung zur Aufnahme von Signalen vom Mengenanzeiger vorgesehen ist und die Vergleichspeichereinrichtung zum Bestimmen des Verhältnisses zwischen der Höhe der Radioaktivität der Proben im Zählrohr und der Radioaktivität der Vergleichsprobe und zum Übertragen des so erhaltenen Verhältnisses zur Ausgebeeinrichtung (9) vorgesehen ist.

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