DE2319465B2 - Analysesystem - Google Patents

Description

Anderüngsgeschwihdigkeitssignal (37) anspre- 6₅ lysen ist es möglich, daß das elektrische Differentialchender Signalurnsetzer (40) mit Zeitgeber (43) bzw. Ähderungsgeschwindigkeitssignal Schwankungen Vorgesehen ist, der in Abhängigkeit vom Aus- und Diskontinuitäten aufweist, wenn die Reaktion gangssignal des UND-Gatters (161) ein vorgege- nicht wie erwartet abgelaufen ist oder das Zellen-

signal nicht nnear ist Dfe Messung und Wiedergabe Ändenmgsgescfawmdigkeitssignals entsprechende Siemes mit derartigeni&hwankungen und Diskonti- gnal betragsmäßig innerhalb vorgegebener Grenzen äattätea behaftetes Differes&ü- bzw. Änderangsge- Hegt ^⁵""""^{B 6 6} sdiwiffliiglceitssigals kann zu falschen Ergebnissen Die Erzeugung des zweiten Differentialquotienten föiren. Beispielsweise können falsche Ergebnisse 5 eines Meßsignals ist bei Analyseverfahren bereits ans auftreten, wenn die Messung durchgeführt wini, be- der US-PS 2 878106 bekannt. Bei dem dort beschrievor die Reaktion sch auf eine konstante Reaktion*- benen automatischen Titrationsverfahren wird die geschwis*|Mit stabilisiert hat Aeßerdem kann, je Titration beendet, wenn der zweite Differentialnach dem Typ der Reaktion, die ReaJktionsgeschwin- quotient zu Null wird.

digkeit zunächst anfänglich einem linearen Verlauf io Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfolgen und jedoch sodann vom linearen Verlauf ab- findung weist das System eine Probenzelle und eine Weichen. Schließlich ist es möglich, daß das von einer direkte Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen linearen Reaktion abgeleitete Zellensignal außerhalb Proben- oder Zellensignals auf, das proportional eines empinsC- bestimmten annehmbaren oder zu- einem Parameter einer in der Probenzelle reagierenlässigen Pegelbereichs fallt, indem es entweder zu 15 den Substanz ist. Es ist eine elektrische Differenzierftoch oder zu niedrig ist, oder indem as eine größere vorrichtung zur Differentiation des Probensignals und ÖesaiötMndemng je Zeiteinheit aufweist, als zu- Erzeugung eines Differential- bzw. Anderungsgelässig ist. schwindigkeitssignals vorgesehen, sowie eine Vorrich-

Angesichts der vorstehend erwähnten Probleme tung zur Messung und Anzeige bzw. Wiedergabe besteht daher ein Bedürfnis nach einer Möglichkeit, ao dieses Anderunpgeschwindigkeitssignals. Erfindungsfeststellen zu können, wann eine gegebene Reaktion gemäß ist eine Konstant-Anderungsgeschwindigkeitsllnear ist und das Differential- bzw. Anderungsge- Nachweisschaltung vorgesehen, welche eine elekschwindigkeitssignal einer derartigen Reaktion nur trische Vorrichtung zur Bildung der Ableitung des dann zu messen und wiederzugeben, wenn das Signa! Differential· bzw. Anderungsgeschwindigkeitssignals konstant ist. Es besteht auch ein Bedürfnis nach einer as sowie eine Komparatorvorrichtung aufweist, mittels Möglichkeit, feststellen zu können, wann falsche Si- welcher festgestellt werden kann, wann die Ableitung gnale in dem zu analysierenden Signal auftreten, der- des Anderungsgeschwindigkeitssignals sich innerhalb art, daß nur brauchbare Signale angezeigt bzw. wie- einer vorgegebenen Schwelle dem Wert Null nähert, dergegeben werden. Die Ausgangsgröße der Konstant-Anderungsge-

Die Erfindung betrifft somit ein auf die Änderung«- 30 schwindigkeits-Nachweisschaltung wird einer Logikgeschwindigkeit eines Parameters einer zu analysie- schaltung zugeführt, welche einen Meß- und Wiederfanden Reaktionsgemischprobe ansprechendes Ana- gabezyklus von vorgegebener Dauer einleitet und lysesystem, mit einer elektrischen Differenzierschal- steuert.

hing, welcher ein den jeweiligen Wert des betreffen- Mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen Kon-

den Parameters in der zu analysierenden Probe wie- 35 stant-Anderungsgeschwindigkeits-Nachweisschaltung

{!ergebendes elektrisches Signal zugeführt wird und wird somit festgestellt, wann die Ableitung des Ande-

welche in Abhängigkeit hiervon ein dem Differential rungsgeschwindigkeitssignals sich Null nähert, ab

bzw. der Änderungsgeschwindigkeit des Parameters Anzeige dafür, daß das Anderungsgeschwindigkeits-

entsprechendes elektrisches Differential- bzw. Ande- signal dann konstant (und damit die Reaktion linear)

fungsgeschwlndigkeitssignal erzeugt, sowie mit einer 40 ist. Die auf die Konstant-Anderungsgeschwindigkeits-

der elektrischen Differenzierschaltung zugeordneten Nachweisschaltung ansprechenden Schaltungen, ins-

Aozejgft- bzw. Wiedergabevorrichtung zur wahlweisen besondere Logikschaltungen, welche in Abhängigkeit Anzeige bzw. Wiedergabe eines dem Differential- vom Ausgangssignal der Konstant-Änderungsge-

taw. Änderungsgeschwindigkeitssignal proportiona- schwindigkeits-Nachweisschaltung einen Meß- und len Wertes. 45 Anzeigezyklus, in welchem die das Änderungsge-

Der Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines schwmdigkeitssignal wiedergebenden Daten gesam- Systems der vorgenannten Art zugrunde, bei dem zu- melt und gegebenenfalls nach Mitteilung wiedergi-

verlBsftig gewihneism ist, daß die Messung des Difie- geben werden, auslösen, gewähiieisten, daß die

rential' bxw. ÄadenmgMeschwindigfceiUsigaals nur Messung und/oder Anzeige bzw. Wiedergabe nur {Or im linearen Bereich des Reaktionsveriaufes stattfindet so einen konstanten Wert des Änderungsgeschwindig-

uad die Anzeige und Wiedergabe des Anderuagsge- keitssignals, and damit zuverlässig im linearen Be-

schwindigkeitsslgö^s nur dann erfolgt, wenn dieses reich des Reaktionsveriaufes erfolgen.

Signal einen konstanten Weit angeiH*nmen hat, «1s Im folgenden werden AusfObjungsbetspiele der Er-

DmweiS damuf, daß die Reaktioa sich stabilisiert hat findung an Hand der Zeichnung beschrieben; in diese und die Messung im imeAien Bereich erfolgt 55 zeigt

Z dtesetn Zwex* ist gftffiäS der Erfindung bei Fig. 1 das Blockschellbild eines Tciks eines be- System 4er vöKtehend genannten Art vorge- vomigten Ausführangsbeispiels der Erfindung,

u daß mit der ersten elektrischen Differensiw- Fig.2 das Blockschaltbild eines anderen Täte

SithalWÄg eifte zweite ekktrische DiSerenzierschal- des bevorzugten Aasfühnmgsbeispielsaus Fig. 1, tuftg Wt Erzeugung eines der Ableitung des Differed- «ο F i g. 3 mehrere graphisch« Darstellungen zur Ver-

ύύ* bzw, Änderüngsgesdiwindigkeitssignals propor- anschaulichong verschiedener Wellenformen, wie sk

tioftalen Sigöfels Verbüftdeft ist und daß eine auf die für bestimmte Enzymreaktionen in der Probenzelle

Ausgangsgröße der zweiten Differenziersdialtung an· des beschriebenen bevorzugten Ausfühnmgsbeispieli

Sprechende Logikschaltung vorgesehen ist, welche die der Erfindung auftreten können, Anzeige bzw. Wiedergabe des «rsten Differential- 65 Fig. 4 eine Tabelle, in welcher ein Satz von Signal-

bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignals nur zuläßt, grenzen zusammengestellt ist, wie sie bei der Difie

solange das von der zweiten Differenzierschaltung er- rential- bzw. Anderungsgeschwindigkeitsanalyse voi

zeugte, der Ableitung des ersten Differential- bzw. Enzymreaktionen in dem bevorzugten Ausführung»

beispiel des erfindungsgemäßen Systems verwendet bald nach der als »Verzögerung« bezeichneten Zeitwerden, linie einen Schwellwert unterscheidet. Auch dieses Ver-

Die nachfolgend beschriebene bevorzugte Aus- halten steht wiederum zu erwarten, da, wenn das Difführungsform der Erfindung weist ein speziell zur ferential- oder Ändenmgsgeschwindigkeitssignäl kon-Überwachung von Enzymreaktionen zur Bestimmung 5 stantistidieAbleitungdiesesDifferentialsignalsNullist. der Enzymaktivität ausgebildetes Differential- bzw. In den graphischen Darstellungen ß» D und F sind

Änderungsgeschwindigkeits-Analyseinstrumenisystem die charakteristischen Eigenschaften einer CPK-Reakauf. Im besonderen ist die bevorzugte Ausführungs- tion veranschaulicht. In der graphischen Darstellung B form zur Messung eines elektrischen Signals und zur ist das von der Reaktion abgeleitete Absorptionssignal Durchführung einer Differential- bzw. Anderungs- io voll ausgezogen dargestellt. Wie ersichtlich, ist der geschwindigkeitsanalyse auf der Grundlage dieses Signalverlauf während einer erheblichen Zeitdauer elektrischen Signals ausgebildet, das proportional der nach dem Beginn der Reaktion konstant oder nahezu Lichtabsorption einer Enzymreaktion in einer Proben- konstant und beginnt sodann während eines mittleren zelle als Anzeige für die Aktivität von Enzymen, und Bereichs des Reaktionsverlaufes zuzunehmen, bevor zwar insbesondere der Enzyme LDH, SGOT, SGPT, 15 er sich in einer linearen Phase stabilisiert. HBDH, CPH und AP ist. Es sei jedoch betont, daß Das entsprechende Differential- oder Änderungs-

die nachstehend beschriebene bevorzugte Ausfüh- geschwindigkeitssignal ist in der graphischen Darstellungsform in dieser Hinsicht nur Beispielscharakter lung D veranschaulicht; man ersieht, daß, nach der besitzt und daß die Erfindung nicht auf die Differen- vorübergehenden Instabilität zu Beginn der Reaktion, tial- bzw. Änderungsgeschwindigkeitsanalyse dieser ao das Differential- oder Anderungsgeschwindigkeits-Enzyne oder überhaupt auf die Differentialanalyse signal erheblich unter seinen späteren endgültigen von Enzymen allgemein beschränkt ist. Vielmehr Wert absinkt und sodann auf einen höheren konstaneignet sich die Erfindung zur Anwendung bei jedem ten Wert der Änderungsgeschwindigkeit während des Differential- bzw. Anderungsgeschwindigkeits-Ana- linearen Bereichs der Reaktion ansteigt, lysesystem, jei welchem die Feststellung, wann ein 35 In ähnlicher Weise beginnt, wie aus der graphischen Änderungsgeschwindigkeits- oder Differentialsignal Darstellung F ersichtlich, die Ableitung des Diffekonstant wird, von Nutzen ist. Ein derartiges System rential- uder Änderungsgeschwindigkeitssignals mit braucht nicht notwendigerweise Vorrichtungen zur einer vorübergehenden Instabilität zu Beginn der ReMessung von Lichtabsorptionen aufzuweisen. Viel- aktion, nimmt sodann auf Null ab, worauf sie bemehr kann in Verbindung mit der bevorzugten Aus- 30 trächtlich über den Schwellwert ansteigt, bevoi sie führungsform der Erfindung jede beliebige andere schließlich auf Null zurückkehrt, sobald das Diffe-Fühl- bzw. Meßvorrichtung verwendet werden, die rential- oder Änderungsgeschwindigkeitssignal konein zu analysierendes elektrisches Signal erzeugt. stant wird.

In Fig. 3 ist eine Anzahl von Wellenformen veran- Die Änderungen, welche die in den graphischen

schaulicht, welche das Verständnis der bevorzugten 35 Darstellungen der Fig. 3 veranschaulichten charak-Ausführungsform der Erfindung erleichtern. Die gra- teristischen Wellenformen zeigen, werden erfindungsphischen Darstellungen A, C und E betreffen eine gemäß zur Steuerung der erfindungsgemäßen VorReaktion, bei welcher ein Enzym, wie beispielsweise richtung ausgenutzt, um Differential- bzw. Ändedas Enzym LPH, eine Rolle spielt, und zeigen die rungsgeschwindigkeitssignale, welche von abnormen Überwachung über eine vorgegebene Reaktionsdauer 40 Reaktionstypen abgeleitet sind oder solchen Reakwie angedeutet. Im einzelnen v-ranschaulicht die gra- tionstypen entsprechen, zu identifizieren und von der phische Darstellung A das Absorptionssignal in mV Aufzeichnung bzw. Wiedergabe auszuschließen, in Abhängigkeit von der Reaktionsdauer. Wie ersieht- So stellt beispielsweise in der graphischen Darlieh, ist das Absorptionssignal ein elektrisches Analog- stellung A die mit A_max bezeichnete gestrichelte Linie signal, das vom Beginn der Reaktion an linear ansteigt 45 das maximal zulässige Absorptionssignal einer nor- und über die gesamte beobachtete oder überwachte malen Reaktion dar, während der mit der geschwun-Reaktionsdauer hin linear bleibt. Weiter ist ersieht- genen Klammer umfaßte und mit AA_Umtt bezeichnete lieh, daß das Absorptionssignal am Ende der Über- Teil der Kurve die maximal zulässige Änderung des wachungsdauer einen bestimmten mV-Pegel erreicht, AbsorptioBSsignals innerhalb der überwachten Rewobei das Signal während der Überwachungsdauer 50 aktionszek wiedergibt FaQs der Verlauf der Reakeine Gesamtänderang AA erfährt, wie in der graphi- tionskurve während der überwachten Zeitdauer aus sehen Darstellung A angedeutet . einer dieser Grenzen herausfällt, so wird das entspre-

Die graphische Darstellung C veranschaulicht die chendeDifiereatial-oderÄndeHingsgesehwindigkeitserste Ableitung des Absorptionssignals, d. h. das signal nicht wiedergegeben. Außerdem kana die i» der Differential- oder Ändenmgsgeschwindigkeitssignäl 55 graphischen Darstellung A betrachtete Reaktionsfür eine entsprechende Zeitdauer der gleichen Reak- kennlinie einen zulässigen Weft der Änderung je tion. Wie ersichtlich, weist das Anderungs- bzw. Zeiteinheit zeigen, was ebenfalls festgesteflt wird and Differentialsignal eme vorübergehende Instabilität am gemäß der bevorzugten ABsfühnmgsfonn der Erfin-Begrnn der Reaktion infolge von Mischungs-Schwan- dung dazu.dient, die Wiedergabe des tlaTr kungenauf und sinkt dann auf einen konstanten Pegel 6» signals zu verhindern. Y .

ab. Dieses Verhalten ist zu erwarten, da das Absorp- Entsprechend kann die in der graphischen Dar-

tionssignal linear ist stellung B wiedergegebene CPK-ReatioBsive zu

Die graphische Darstellung E veranschaulicht die einem Absorptionssignal führen, das über die überAbleitung des Differential- oder Änderungsgeschwin- wachte Reaktionsdauer hin eines unzulässigen honen digkeitssignals, d. h. die zweite Ableitung des Absorp- 65 Pegel annimmt Ferner kann das CPK-Signal einen tionssignals. Wie ersichtlich, fällt diese Ableitung des unzulässigen Wert der Änderung je Zeiteinheit zei-Differentialsignals, nach der vorübergehenden Insta- gen. Falls einer dieser Zustände auftritt, werden sie bflität zu Beginn der Reaktion, gegen NuQ ab, wobei sie erfindungsgemäß festgestellt und dazu ausgenutzt, die

Wiedergabe des Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignals zu verhindern.

Die in F i g. 3 veranschaulichten Kurven verlaufe sind exemplarisch für die allgemeinen charakteristischen Verläufe von Reaktionen mit den Enzymen LDH und CPH sowie mit den anderen, weiter oben genannten Enzymen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß bestimmte andere Enzyme unterschiedliche charakteristische Eigenschaften und Verläufe zeigen

Vermögens in Beziehung steht. Das an der Ausgangsklemme 31 auftretende resultierende Signal besitzt alle Eigenschaften des Lichtabsorptionsvermögens der Probe, einschließlich der linearen Änderung mit der Zeit für in der Zelle 12 ablaufende einfache chemische Reaktionen erster Ordnung.

Das erfindungsgemäße System weist ferner eine Differenzierschaltung 34 auf, welche das von dem Analysator zugeführte Absorptionssignal differenziert.

können. Beispielsweise nimmt für bestimmte Enzyme io Die Ausgangsgröße der Differenzierschaltung 34 bedas Absorptionssignal mit einer linearen Geschwin- sitzt entweder positive oder negative Polarität. Daher digkeit ab statt zu. Ferner können andere Enzyme in ist ein Gleichrichter 35 vorgesehen, welcher das ihm der »Verzögerungsphase« (lag phase) einen nach zugeführte bipolare Differentialsignal gleichrichtet, unten gerichteten Verlauf der Signale sowie auch Die Differenzierschaltung und der Gleichrichter sind einer Verlangsamungsphase entsprechende Signale 15 herkömmliche Schaltungen. Die Ausgangsgröße des aufweisen. Gleichrichters 35 wird einem Anschluß 36 zugeführt Außerdem zeigen die normalen Kennlinienverläufe und stellt ein Differential- oder Änderungsgeschwinder verschiedenen in Verbindung mit der bevorzugten digkeitssignal dar, das proportional der zeitlichen Ausführungsform behandelten Enzyme nicht sämtlich Änderungsgeschwindigkeit der Lichtabsorption der die gleichen Reaktionsgeschwindigkeiten. Dement- 20 Probe ist. Dieses Differential- oder Änderungsgesprechend wurden die zulässigen Grenzen oder Kenn- schwindigkeitssignal wird über eine Leitung 37 der werte einer normalen Reaktion für jede der sechs zugeordneten Schaltung nach Fig.2 zugeführt, die obengenannten Enzyme nach empirischen und ande- weiter unten noch beschrieben wird, ren Verfahren bestimmt. F i g. 4 veranschaulicht die In F i g. 1 ist auch eine Schaltung zum Nachweis zulässigen Werte für die Parameter, wie sie bei der 25 einer konstanten Änderungsgeschwindigkeit »Konbevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur stantänderungsgeschwindigkeits - Nachweisschaltung« Identifikation der von abnormen Reaktionen stam- dargestellt. Diese weist eine Differenzierschaltung 60 menden Differential- bzw. Änderungsgeschwindig- auf, welcher das Differential- oder Änderungsgekeitssignale und zum Anschluß dieser Signale von der schwindigkeitssignal von der Anschlußklemme 36 Wiedergabe verwendet werden. Die Art und Weise, in 30 über eine Leitung 38 zugeführt wird. Die Differenzierweicher dies erfolgt, wird nachfolgend im einzelnen schaltung 60 ist herkömmlicher Art und erzeugt eine

an Hand der Schaltung der bevorzugten Ausführungs- " "" "

form der Erfindung erläutert. Es sei jedoch betont, daß das System nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit anderen als den genannten Enzymen verwendet werden kann und

daß es sich auch zur Verwendung in Verbindung mit Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitsianalysen eignet, die sich auf nicht enzymische Reaktionen beziehen.

Im folgenden wird nun an Hand der Fig. i und 2 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Analysesystems beschrieben. Dieses System weist einen Analysator 10 mit einer Probenzelle 12

Ausgangsgröße, welche die Ableitung des Differentialb7w. Änderungsgeschwindigkeitssignals wiedergibt, d. h. die zweite Ableitung des Absorptionssignals.

Des weiteren ist eine Beruhigungszeit-Steuerschaltung 86 vorgesehen, welcher aus einer (nicht dargestellten) Programmiervorrichtung des Geräts ein Enzym-Schalter-Eingangssignal über eine Leitung 84 zugeführt wird. Dieses Enzym-Schaltsignal ist vorzugsweise ein digitaler Spannungspegel mit einer vorgegebenen Amplitude und steht in Beziehung zu einem bestimmten vorgewählten Enzym. In Abhängigkeit von diesem Enzym-Schaltersignal erzeugt die Beruhigungszeit-Steuerschaltung eine Ausgangsgröße,

zur Aufnahme einer Probe einer die zu analysieren- 45 die über eine Leitung 88 der Differenzierschaltung 60

den Enzyme enthaltenden reaktiven Lösung auf. Des zugeführt wird. Dieses Benihigungszeit-Ausgangs-

weiteren weist der Analysator eine monochromatische ' '

Lichtquelle 14 zur Erzeugung eines die Probenzelle

durchsetzenden Lichtbündels, sowie eine Photomultisignal steuert die »Abfallzeit« der Differenzierschaltung zur Bestimmung der Geschwindigkeit, mit welcher die Ableitungs- oder Differentialausgangsgröße

püerröhre oder eine anderweitige Detektoranordnung 50 sich ihrem endgültigen Wert annähert. Es ist not-16 zur Messung des durch die Zelle hindurchgehen- wendig, diese Abfallzeit der Schaltung 60 mn unter- -·--·■ * -■ - - -· ab

schiedliche Betrage kurzzeitig zn vergrößern, um den Reaktionen je nach den verschiedenen daran beteiligten Enzymen eine vorgegebene Beruhigungszeit

den Lichts auf. Diese Teile dienen ab Beispiel für ein Einstrahl-Absorptionsanalysegerät herkömm licher Art. Es sei jedoch betont, daß selbst- ^

verständlich auch ein Zweistrablsystem verwendet 55 zur Erreichung eines stabilen Reaktionszustandes zu werden könnte, ohne daß hierdurch der Rahmen der gewähren. So benötigen beispielsweise von den in Erfindung verlassen wird. Der Analysator umfaßt Fig.4 aufgeführten Enzymen das Enzym LHD eine ferner einen Vorverstärker 18, welchem die Aus- kurze Beruhigungszeit, die Enzyme SGOT und SGPT gangsgroße der Photomultiplierröhre zugeführt wird, mittlere Beruhigungszeiten. Das Enzymschaltsignal sowie einen logarithmischen Verstärker 20, dem die 60 wird ferner auch direkt über eine Leitung 85 fogi-Ausgangsgröße des Vorverstärkers 18 zugeführt wird. sehen Schaltungen in F i g. 2 zugeführt Die Ausgangsgröße des Analysator tritt an der Aus- Die Ausgangsgröße der Differenzierschaltung 60

gangsklemme 31 auf und stellt ein elektrisches Signal wird einem Gleichrichter zugeführt und in diesem dar, das proportional der Lichtabsorption der Probe das Ableitungssignal gleichgerichtet Das gleichgeist Es wird em Sogarithmisches Signal verwendet, da 65 richtete Ableitsignal wird zur Ausfilterung sämtlicher das Ausgangssignal des Photomultipliers der Licht- Frequenzkomponenten bis auf die niederfrequenten durchlässigkeit der Probe entspricht und das Absorp- Komponenten einein Tiefpaßfilter 64 zugeführt tionsvermögen mit dem Logarithmus des Durchlaß- Des weiteren ist ein herkömmlicher Komparator

9 ίο

66 mit negativen und positiven Eingangskieramen übereinstimmt. Die Ausgangsgröße der Probenvorgesehen. Der Ausgang des Filters 64 ist mit dem nähme- und Halteschaltung wird als die eine Einnegativen Eingang des Komparators verbunden. An gangsgrcße einem Differentialverstärker 112 zugeseinem positiven oder Bezugseingang wird dem Korn- führt. An seinem anderen Eingang erhält der Diffeparator ein von dem Anschluß 36 abgeleitetes Signal 5 rentialverstärker über Leitungen 103 und 105 das zugeführt, dessen Betrag durch die Impedanz eines Absorptionssignal von der Anschlußklemme 31 Eingangswiderstand 67 bestimmt wird. Der Korn- direkt. Somit erzeugt der Differentialverstärker ein parator 66 weist ferner auch ein dem positiven oder Ausgangssignal auf einer Leitung 115, das propor-Bezugseingang zugeordnetes inneres Bezugssignal, tional der gesamten Änderung des Pegels des Abbeispielsweise die Ausgangsgröße einer Zener-Diode ίο sorptionssignals während der durch die innere Verauf. In dem Komparator 66 wird die Ausgangsgröße zögerung der Schaltung 110 definierten Periode ist. des Tiefpaßfilters 64 mit einer Bezugs- oder Schwell- Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erspannung verglichen, welche die Summe der Zener- findung ist die innere Zeitverzögerung der Schaltung Spannung und der Eingangsspannung von dem 110 aus Gründen, die weiter unten noch erläutert Widerstand 67 ist. Der Komparator erzeugt eine hohe 15 werden, auf einen Wert von etwas weniger als 13 Se-Ausgangsgröße, wenn das der zweiten Ableitung ent- künden eingestellt.

sprechende Eingangssignal kleiner oder gleich dem Über eine Leitung 82 wird aus der Programmierdurch den Bezugseingang definierten Schwellwert ist. vorrichtung ferner auch ein »one-shot«-Signal zuge-Falls das die zweite Ableitung darstellende Signal führt und letztlich der Konstant-Änderungsgeschwingrößer als der Bezugswert ist, erzeugt der Kompa- 20 digkeits-Logikschaltung und der Bereichsüberschreirator eine niedrige Ausgangsgröße. Der Schwellwert tungs-Logikschaltung für weiter unten noch zu erist in den graphischen Darstellungen E und F in läuternde Zeitgeber- und Steuerzwecke zugeführt. Fig. 3 wiedergegeben; wie ersichtlich liegt der In Fig. 1 sind ferner mehrere herkömmliche Kom-Schwellwert geringfügig über Null. Es sei darauf hin- paratorschaltungen 91, 92, 94 und 95 dargestellt, gewiesen, daß der Schwellwert sich etwas ändern 25 Diese Komparatoren sind herkömmlicher Art; sie kann infolge der veränderlichen Änderungsgeschwi i- können ein positives und ein negatives Eingangssignal digkeitssignale für die verschiedenen Enzyme, wie sie zugeführt erhalten und erzeugen nur für geeignete über den Eingangswiderstand 67 zugeführt werden. Amplituden der Eingangssignale eine Ausgangsgröße ^; Die Ausgangsgröße des Komparators 66 wird als ein mit hohem Pegel. Der Komparator 91 erhält ein ; Endpunktsignal bezeichnet und über eine Leitung 68 30 Differential- oder Änderungsgeschwindigkeits-Ein-/: einer in Fig. 2 dargestellten Konstant-Änderungs- gangssignal vom Anschluß 36 über die Leitung 101. ■ geschwindigkeits-Logikschaltung zugeführt, wie Außerdem erhält der Komparator an seinem nega-Λ « weiter unten noch erläutert wird. tiven Eingang eine Vollskala-Eingangsspannung von 'M In Fig. 1 ist auch eine Schaltung zum Nachweis einer (nicht dargestellten) einstellbaren Spannungs-5|! ^bzw- ^ZUI Feststellung einer Bereichsüberschrei- 35 quelle. Diese Vollausschlagsgröße ist so gewählt, daß s|fij tung (»Bereichsüberschreitungs-Nachweisschaltung«) sie den vollen Skalenausschlag einer in Fig 2 ent- ΜΆ (»overrange detection circuit«) veranschaulicht, die haltenen Wiedergabeschaltung darstellt Eine Ausfrif durch ein »Start-Lese«-Signal betätigt wird. Das gangsgröße hohen Pegels von dem Komparator 91 : ■! »Start-Lese«-Signal wird über eine Leitung 71, eben- wird als U-AUS-Signal bezeichnet und über eine Lei-. ■! falls von der Programmiervorrichtung des Instru- 40 iung96 den Logikschaltungen von Fig 2 zugeführt ments zugeführt. Die Leitungg71 ist mit dem einen Eine 10 Volt-Eingangsspannung am Bezugseingang Eingang eines Steuer-Flip-Flops 74 verbunden, dem des Komparators 91 stellt einen vollen Skalenausferner auch von der Programmiervorrichtung in schlag von 2000 mlU für das Änderungsgeschwindigeinem geeigneten Intervall über eine Leitung 72 ein keitssignal dar.

Zeitgebersignal (»clock Set Signal«) zugeführt wird. 45 Die Komparatoren 92 und 94 erhalten jeweils über

W Das Flip-Flop erzeugt beim Anliegen großer Zeit- die Leitungen 103, 105 und 107 das Absorptions-

_s ; geber- und Start-Lese-Signale eine Ausgangsgröße signal vom Anschluß 31 zugeführt Außerdem erhält

mit hohem Pegel. Das Start-Lese-Signal wird auch der Komparator 92 an seinem anderen Eingang eine

über eine Leitung 76 emer Zeitverzogerungsschaltung veränderliche EingangsspannunE A _ Diefes A „-

_m 78 zugeführt Die Zeitverzogerungsschaltung 78 be- ₅o Signal stellt annähernd einen ivfindeVgel (in mV)

>Λ wirkt eine Verzögerung des ihr zugefuhrten Start- für ein noch zulässiges Absorptionssignal von einem

Lese-Signals und erzeugt als Ausgangsgroße em Zeit- Enzym mit einem aWallendeTverlaufdes Absorp-

verzogerungssignal auf einer Leitung 80, die schließ- tionssignals dar. Derartige abfallende Verläufe zeigen

hch mit einer Konstant-Änderungsgeschwindigkeits- die Enzyme SGOT, SGPT und HBDH wie aus

Logikschaltung und einer Bereichsüberschreitungs- 55 Fig.4 ersichtlich ist, in welcher die jeweiligen ver- Logikschaltung in F1 g. 2 verbunden ist. gleichbbaren Die Bereichsubei^itungs-Nachweisscharung geben sind. De_r Komparator 92 erzeugtlufdei

weist ferner eine Probennahme- und Halteschaltung tung 97 eine AuseR j l »ι

110 f lh d Abiil d b ίϊ^ϊ SS

110 auf, welcher das Absorptionssignal von der An- bald das Αοίιϊ^^ϊη^Ζ^
schlußklemme 31 über ein? LdtungllO3 zugeführt ·. tcrs emen^S?3Sid?53£ te
wird. Die Schaltung 110 erhält ferner auch über die gangsgröße erreicht Su S S

Die Probennahme- und Halteschaltung ist herkömm- rigea Pegel"

Heber Art und erzeugt, in einem vorgegebenen, durch Demgegenüber urfrrf *. ν «*

hm«·« 7,it™™o«£«, h^iAten fi-LhstanH „»oh «. „,.« „^^T^*¹"¹ ^ Komparator 94 an se*-

der Zufuhr des Steuersignals vom Flip-Flop 74, ein gaiigss^a^T⁰"*!^^^^^ ^PPfcT^ AusgangssignaL dessen Amplitude mit der Amplitude dem^mudmal " ^ZB8efSlHt' ^T'^aJdae ««»ähemd des vom Anschluß 31 zugeführten Eingangssignals

11 12

ansteigender Charakteristik entspricht. Derartige an- auch andere Meßzyklusdauern verwendet werden

steigende Verläufe treten für Reaktionen mit den können, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfin-

Enzymen LDH, CPK und AP auf, wie wiederum aus dung verlassen wird.

der Tabelle in Fig.4 ersichtlich, in welcher die ent- Die Ausgangsimpulse des Analog-Digital-Umsprechenden vergleichbaren A_max-Wette für diese 5 setzers 40 werden einem Akkumulatorregister 45 zuEnzyme angegeben sind. Die Anordnung ist so ge- geführt. Der Akkumulator 45 erhält ferner jeweils zu troffen, daß der Komparator 94 dann und nur dann Beginn eines Meßzyklus einen Löschimpuls eine Ausgangsgröße mit hohem Pegel erzeugt, wenn (»CLEAR«) vom Zeitgeber 43 sowie am Ende jedes das Absorptionssignal gleich oder größer als die Meßzyklus einen Stellimpuls (»SET«) von der Schalet „,„-Eingangsgröße ist. Zu allen sonstigen Zeiten io tung 42 zugeführt.

besitzt der Komparator eine Ausgangsgröße mit Die Digital-Ausgangsgröße des Analog-Digitalniedrigem Pegel. Die Ausgangsgröße des Kompara- Umsetzer wird einem Akkumulator 45 zugeführt, der tors 94 wird über eine Leitung 98 den Logikschal- mehrere zur Sammlung bzw. Speicherung der Austungen in F i g. 2 zugeführt. gangsimpulse dienende Register aufweist. Der Akku-

Der Komparator 95 erhält die Ausgangsgröße des 15 mulator ist von herkömmlicher Art und erzeugt binär Verstärkers 112 als eine Probeneingangsgröße züge- codierte Ausgangsgrößen an mehreren BCD-Aasführt. Dem Bezugs- oder positiven Eingang des Korn- gangsklemmen. Die binär codierten Dezimal-Ausparators 95 wird ein ^/4,_imir-Signal zugeführt, das die gangssignale werden in Abhängigkeit von dem Stell-Gesamtänderung (in mV) eines noch zulässigen Ab- impuls (»SET«) einer Anzeige- bzw. Wiedergabevorsorptionssignals gleichgültig ob mit abfallendem oder ao richtung 48 zugeführt. Die Anzeige weist vorzugsansteigendem Verlauf darstellt. Der Wert von AA_limt, weise eine Leuchtziffern-Anzeigevorrichtung mit ist für die Enzyme SGPT, SGOT und HBDH auf mehreren Sieben-Segment-Ausleseröhren auf, wobei 0,65 festgesetzt; für die Enzyme LDH, CPH und AP jede Röhre von einem verschiedenen BCD-Ausgangsist der J/l,_imjrWert auf 1,3 festgesetzt, wie aus der signal beaufschlagt wird. Es sei jedoch betont, daß Tabelle gemäß F i g. 4 ersichtlich. Die Anordnung ist 35 auch andere Anzeige- bzw. Wiedergabearten Anwenso getroffen, daß der Komparator 95 dann und nur dung finden könnten oder die Wiedergabe des Diffedann eine Ausgangsgröße mit hohem Pegel erzeugt. rential- bzw. Änderungsgeschwindigkeits- Ausgangswenn die tatsächliche Änderung der Absorption die signals gegebenenfalls auch mittels eines Druckers durch den Wert von AA_limU wiedergegebene Bezugs- oder mit einer Registriervorrichtung erfolgen kann, oder maximal zulässige Änderung übersteigt. Die 30 Der Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung 48 kön-Ausgangsgröße des Komparators 95 wird über eine nen Löschsignale von einer Bereichsüberschreitungs-Leitung 99 den Logikschaltungen in F i g. 2 züge- Logikschaltung 50 zugeführt werden, wodurch die führt. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung unwirksam Anordnung so getroffen, daß zwischen den Bezugs- gemacht wird. Außerdem leuchtet beim Auftreten eingangsspannungen der Komparatoren und den 35 eines Löschsignals eine Bereichsüberschreitungs- A nun-, A_max- und ΔA _llmU-Werten die Beziehung Anzeigeleuchte 52 an der Anzeigevorrichtung auf. 5 V — 2 A besteht. Die Konstant-Änderungsgeschwindigkeits-Logik-

Im folgenden werden nun die Schaltungsteile in schaltung 42 weist ein UND-Gatter 161 mit drei Ein-F i g. 2 beschrieben. Das Differential- oder Ände- gangen auf, welchem an einem Eingang über die Leirungsgeschwindigkeitssignal wird von der Anschluß- 4° tung 68 das UND-Signal und an einem anderen Einklemme 36 über die Leitung 37 dem Eingang eines gang über eine Leitung 80 als Aktivierungs- oder Analog-Digital-Umsetzers 40 zugeführt. Der Analog- Freigabesignal das Zeitverzögerungssignal zugeführt Digital-Umsetzer 40 ist herkömmlicher Art und er- werden. Außerdem wird dem UND-Gatter 161 an zeugt nach Maßgabe des ihm zugeführten Differen- seinem weiteren Eingang über die Leitung 82 das tial- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignals eine ent- 45 »One-Shot«-Signal zugeführt. Die Ausgangsgröße des sprechende Digitalimpuls-Ausgangsgröße. Der Um- UND-Gatters 161 wird über eine Leitung 164 dem setzer weist einen ihn steuernden inneren Zeitgeber einen Eingang eines UND-Gatters 171 mit zwei 43 auf, welcher die Digitalausgangsimpulse während Eingängen zugeführt. Als andere Eingangsgröße wird eines vorgegebenen Meßzyklus von 13 Sekunden dem UND-Gatter 171 über eine Leitung 173 das durchläßt und danach die Ausgangsimpulse unter- 5° END-Signal vom Zeitgeber 43 zugeführt Die Ausbricht. Der Zeitgeber wird durch ein GO-Signal in gangsgröße des Gatters 171 stellt das Steü-Signal Gang gesetzt, das von der Konstant-Änderungsge- (»SET«) dar, das über eine Leitung 174 dem Zeitschwindigkeits-Logikschaltung 42 in weiter unten geber 43 und über die Leitungen 174, 176 dem noch erläuterter Weise zugeführt wird. Am Ende des Akkumulatorregister 45 zugeführt wird. Die Aus-Meßzyklus von 13 Sekunden erzeugt der Zeitgeber 55 gangsgröße des UND-Gatters 161 stellt das GO-ein END-Signal, das der Logikschaltung 42 zugeführt Signal dar, das über eine Leitung 178 dem Zeilgeber wird. Die Logikschaltung erzeugt in Abhängigkeit 43 zugeführt wird. Das Freimach-Löschsignal von dem UND-Impuls ein SET-Signal zur Rückstel- (»CLEAR«) wird dem Akkumulator 45 vom Zeülung des Zeitgebers. Eine Meßzyklusdauer von geber 43 über eine Leitung 180 zugeführt. Die An-13 Sekunden hat sich als geeignete Periode zur Mit- 60 Ordnung ist jeweils so getroffen, daß sämtliche UND-telwertbildung des Differential- bzw. Änderungsge- Gatter jeweils nur beim Anliegen von Eingangssignaschwindigkeitssignals für die in der Anmeldung be- len mit hohen Pegeln Ausgangsgrößen mit hohen schriebenen Enzymreaktionen ergeben. Indem man Pegeln erzeugen.

die Ausgangsgröße des Umsetzers über einen gegc- Die Bereichsuberschreitungs-Logikschaltnng 5·

benen Meßzyklus hin nrittelt, werden Schwankungen 65 weist ein ODER-Gatter 201 mit drei Eingängen auf,

der Ausgangsgröße infolge von Rauschen und ande- dem als erstes Eingangssignal über eine Leitung 96

ren Faktoren wehgehend verringert Es sei betont, das U-AUS-Signal vom Komparator 91 zugeführt

daß in Verbindung mit der beschriebenen Schaltimg wird. Als zweite Eingangsgröße erhalt das Gatter 201

13 ' 14

über eine Leitung 99 Jas ^_/ima-Signal vom Ausgang Wiedergabevorrichtung 48 zugeführt. Es soll jedocl des !Comparators 95. Die dritte Eingangsgröße für nur der Mittelwert eines Differential- bzw. Ände das Gatter 201 ist ein über eine Leitung 209 züge- rungsgeschwindigkeitssignals wiedergegeben werden führtes Signal von einem UND-Gatter 210 mit zwei der über ein vorgegebenes Meßintervall verhältnis Eingängen oder einem UND-Gatter 211 mit zwei S mäßig konstant geblieben ist, da ein konstantes Diffe Eingängen. Das Gatter 211 erhält das Λ,,,,,,-Signal rential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignal eini vom Komparator 92 über eine Leitung 97 zugeführt. Anzeige dafür darstellt, daß das Absorptionssigna Das Gatter 210 erhält das .^„„„-Signal vom Kompa- linear ist. Es wurde festgestellt, daß Messungen, dii rator 94 über eine Leitung 98. Eins Freigabe- oder mit einem linearen Absorptionssignal vorgenommei Aktivierungsschaltung für die beiden Gatter 210, 211 io wurden, vorzuziehen sind, da sie eine Anzeige dafü: weist zwei invertierende Verstärker 214, 220 auf. Der darstellen, daß die zu untersuchende Reaktion ein< Inversionsverstärker 214 erhält das Enzym-Wähl- lineare Reaktionsgeschwindigkeit angenommen hat schalter-Signal über eine Leitung 85 zugeführt und Das elektrische Differential- bzw. Änderungsge invertiert es. Somit erzeugt ein Enzymwählsignal schwindigkeitssignal enthält eiuige Rauschkompo niedrigen Pegels eine hohe Ausgangsgröße des Ver- 15 aenten; um eine genaue Messung des Änderungsge· stärkers 214, welche das UND-Gatter 211 freigibt schwindigkeitssignals zu gewährleisten, ist es er bzw. aktiviert. Die Ausgangsgröße des Verstärkers wünscht, das Änderungsgeschwindigkeitssignal übei 214 wird jedoch als Eingangsgröße dem Inversions- ein vorgegebenes Zeitintervall zu mitteln. Im beverstärker 220 zugeführt und dessen Ausgangsgröße schriebenen Ausführungsbeispiel wird das Differenals Freigabe- bzw. Aktivierungseingangsgröße dem ao tial- bzw. Anrierungsgeschwindigkeitssignal über ein UND-Gatter 210. Somit wird ein Enzym-Wählschal- durch den Zeitgeber bestimmtes Meßintervall von tersignal von hohem Pegel durch den Verstärker 214 13 Sekunden Dauer hin gemessen oder gemittelt. invertiert und durch den Verstärker 220 nochmals Falls den anderen in das System eingebauten Beinvertiert, wodurch ein Freigabe- bzw. Aktivierungs- grenzungen genügt ist, werden die von dem Analogsignal von hohem Pegel dem UND-Gatter 210 züge- 25 Digital-Umsetzer während des 13-Sekunden-Interführt wird. valls dem Akkumulator zugeführten Daten sodann an

Des weiteren ist ein UND-Gatter 230 mit drei Ein- die Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung 48 durchgängen vorgesehen, das an einem seiner Eingänge gelassen, wo sie numerisch dargestellt werden. Die Signale von dem ODER-Gatter 201 über eine Lei- Konstant-Änderungsgeschwindigkeite-Nachweisschaltung 227 und einem seiner anderen Eingänge Signale 30 rung und zugehörigen Logikschaltungen gewährleiüber eine Leitung 80 mit dem Zeitverzögerungssignal sten dabei, daß das Differential- bzw. Anderungsgezugeführt erhält. Das andere Freigabe- oder Akti- schwindigkeitssignal einen konstanten Wert angevierungs-Eingangssignal für das Gatter 230 ist das nommen hat, bevor der Meuzyklus ausgelöst wurde, über die Leitung 82 zugeführte »One-Shot«-Signal. Das Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeits-Die Ausgangsgröße des UND-Gatters 230 bildet das 35 signal wird daher der zweiten Ableitungs- bzw. Diffe-Bereichsüberschreitungssignal und wird über eine renzierschaltung 60 zugeführt, welche eine Differen-Leitung 240 dem Akkumulator 45 zugeführt. Die tiation an dem Differential- bzw. Änderungsgeschwin-Ausgangsgröße des Gatters 230 wird ferner auch als digkeitssignal vornimmt und eine Ausgangsgröße He-Löschsignal und Bereichsüberschreitungs-Anzeige- fert, die proportional der zweiten Ableitung des Ableuchtsignal verwendet, die über Leitungen 241 bzw. 40 Sorptionssignals ist. Der Betrag dieses zweiten Diffe-242 der Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung 48 zu- rentialsignals wird als Anzeige dafür überwacht, geführt werden. wann das erste Differential- bzw. Änderungsge-

Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der vor- schwindigkeitssignal konstant wird, d. h. sobald die

stehend beschriebenen Ausführungsform eines erfin- erste Ableitung einen konstanten Wert annimmt, wird

dungsgemäßen Systems beschrieben. Dabei v.ird 45 das zweite Ableitungssignal Null,

davon ausgegangen, daß geeignete Steuerungen und Die Ausgangsgröße des !Comparators 66 besitzt

Steuersignale, die als solche nicht Teil der Erfindung einen niedrigen Wert, bis die Ableitung des Differen-

sind, vorgesehen sind, um die Probenzufuhr und/oder tial- oder Änderungsgeschwindigkeitssignals gleich

die Einführung der Probenzelle zwischen die Licht- oder kleiner als die Schwell- oder Bezugsspannung

quelle und die Photomultiplierröhre in Gang zu 50 wird. Dann nimmt die Ausgangsgröße des Kompa-

setzen und die anderweitigen, zur Iugangsetzung der fators 66 einen großen Wert an, der dem UND-

Probenuntersuchung erforderlichen Programmie- Gatter 161 zugeführt wird. Die Ausgangsgröße des

rungsschritte auszulösen. Nachdem die Probenunter- !Comparators 66 bleibt so lange groß, als das END-

suchungsvorgänge eingeleitet sind, wird vom logarith- Signal innerhalb des Null-Schwellwertes bleibt,

mischen Verstärker 20 ein Ausgangssignal geliefert, 55 Das von der Programmiervorrichtung zugeführte

das ein der Lichtabsorption des Materials in der Start-Lese-Signa! wird der Zeitverzögerungsschaltung

Probenzelle proportionales Analogsignal darstellt. 78 zugeführt. Die Schaltung 78 verzögert das Start- An diesem elektrischen Signal wird in der Schaltung Lese-Signal um eine geeignete bestimmte Zeitdauer

34 eine Differentiation vorgenommen; das so erhal- und liefert sodann als Ausgangsgröße ein Zeitver-

tene Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeits- 60 zögerungssignal, das als die zweite Eingangsgröße

signal wird als Ausgangsgröße dem Analog-Digital- dem UND-Gatter 161 zugeführt wird und dieses akti-

Umsetzer 40 zugeführt. viert. Das Zeitverzögerungs-Signal soll verhindern, Das erfindungsgemäße System hat die Aufgabe, daß die Konstant-Anderungsgeschwindigkeits-Logik-

einen diesem Differential- bzw. Änderungsgeschwin- schaltung während einer vorgegebenen Zeitdauer

digkeitssignal proportionalen numerischen Wert an- 65 nach der Ingangsetzung der Reaktion, wie sie durch

zuzeigen bzw. wiederzugeben. Zu diesem Zweck wird die Verzögerungslinie in der graphischen Darstel-

die Ausgangsgröße des Analog-Digital-Umsetzers lung C in Fig. 3 angedeutet ist, ein positives Aus-

dem Akkumulator 45 und danach der Anzeige- bzw. gangssignal erzeugt.

Das von der Programmiervorrichtung zugeführte und das Löschsignal an den Akkumulator- bzw. die »One-Shot«-Signal bildet eine weitere Freigabe- oder Anzeige- und Wiedergabevorrichtung geliefert werden. Aktivierungseingangsgröße für das UND-Gatter 161. Die Probennahme- und Halteschaltung 110 und Somit bewirkt das Vorliegen eines Endpunktsignals der Verstärker 112 dienen zur Erzeugung einer Einvon hohem Pegel, eines Zeitverzögerungssignals von 5 gangsgröße für den Komparator 95, die proportional hohem Pegel und eines One-Shot-Signals von hohem der gesamten Änderung des Absorptionssignals inPegel, daß die Logikschaltung 42 ein GO-Signal von nerhalb einer durch die eingebauten Zeitt" 5gehohem Pegel erzeugt und dem Zeitgeber 43 zuführt. rungscharakteristiken der Schaltung 110 bes-r. üiten Das GO-Signal verbleibt so lange auf einem hohen Zeitperiode ist. Der jeweils für ein bestimmtes Enzym Pegel, wie alle drei vorerwähnten Signale auf einem io zulässige J^_/(mü-Wert wird automatisch durch einen hohen Pegelwert verbleiben. Das GO-Signal leitet den Enzymschalter an der Frontplatte vorgewählt und 13-Sekunden-Meßzyklus des Zeitgebers ein, dieser eine entsprechende Spannung am positiven Eingang gibt ein Freimach-Löschsignal an den Akkumulator, des Komparators 95 entsprechend dem vorgewählten um sämtliche von dem vorhergehenden Meßvorgang Λ/Ι,,,,^-Wert zugeführt. Somit erzeugt der Komparain diesem enthaltenen Daten zu löschen. Falls wäh- 15 tor eine Ausgangsgröße mit hohem Pegel, wenn die rend des 13-Sekunden-Intervalls das GO-Signal am tatsächliche Änderung der Absorption den zulässigen Zeitgeber verschwindet, wird der Meßzyklus unter- Grenzwert übersteigt. In diesem Falle wird die hohe brechen. Falls jedoch der Meßzyklus von 13-Sekun- Ausgangsgröße des Komparators 95 dem ODER-den vollständig bis zu Ende abläuft, erzeugt der Zeit- Gatter 201 zugeführt, worauf in der vorstehend ergeber ein END-Signal, das dem UND-Gatter 171 zu- 20 läuterten Weise dem Akkumulator bzw. der Wiedergeführt wird. Da das One-Shot-Signal und das GO- gabevorrichtung ein Bereichüberschreitungs- bzw. ein Signal beide vorliegen und das Gatter 171 aktivieren, Leer-Tast-Löschsignal zugeführt werden,
erzeugt dieses das Setz-Signal (>SET«) für den Zeit- Falls keine der Ausgangsgrößen der Komparatoren geber und für den Akkumulator 45. Dies signalisiert 91, 92. 94 und 95 während der Meßperiode entspredie Beendigung des Meßzyklus und gleichzeitig -wird 25 chende Pegelwerte annehmen, wird der Ausgang des der Zeitgeber rückgestellt. Gleichzeitig werden die im Akkumulators am Ende des Meßzyklus zur Betäti-Akkumulator gesammelten Daten vom Akkumulator gung der Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung 48 an die Anzeige- und Wiedergabevorrichtung abge- zugeführt, wodurch das Differential- bzw. Änderungsgeben. Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die geschwindigkeitssignal angezeigt oder wiedergegeben Konstant-Anderungsgeschwindigkeits-Nachweisschal- 30 wird.

tung und zugehörige Logikschalrung gewährleistet, Die Sichtanzeige in der Wiedergabevorrichtung 48

daß das Differential- bzw. Änderungsgeschwindig- kann eine numerische Anzeige proportional dem

keitssignal dann und nur dann gemessen und wieder- mV-Pegel des Differential- bzw. Anderungsgeschwin-

gegeben wird, wenn es konstant ist. digkeitssignals sein. Es ist jedoch auch möglich- die

Im Falle einer abnormalen Reaktion, welche zu 35 Anzeige unmittelbar in den tatsächlichen Konzentra-

einem Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeits- tionen der jeweils untersuchten Enzyme oder in der

signal führt, das eine zulässige Änderung je Zeit- Konzentration anderer Verbindungen, die mit den

dauer, d. h. den vollen Skalenwert übersteigt, er- Enzymen oder anderweitigen Verbindungen reagie-

zeugt der Komparator 91 das U-AUS-Signal, das dem ren, zu eichen.

ODER - Gatter 201 der Bereichsüberschreitungs- 40 Aus der vorliegenden Beschreibung ist ersichtlich, Logikschaltung zugeführt wird. Das ODER-Gatter daß durch die Erfindung ein Differential- bzw. An- 201 erzeugt in Abhängigkeit hiervon eine hohe Aus- derungsgeschwindigkeits-Analysesystem geschaffen gangsgröße, welche dem UND-Gatter 230 zugeführt wird, das die Messung des Differential- bzw. Ändewird. Das Zeitverzögerungssignal und das One-Shot- rungsgeschwindigkeitssignals in einem Zeitpunkt geSignal aktivieren das UND-Gatter 230. Somit nimmt, 45 stattet, wo es konstant ist. Das erfindungsgemäße wenn das U-AUS-Signal zu irgendeinem Zeitpunkt System ist zuverlässig und gewährleistet einen erhebnach der Zeitverzögerungsperiode auftritt, das UND- liehen Schutz gegen die Anzeige falscher Signale in Gatter 230 einen hohen Ausgangswert hat, der als einem automatischen System.
Bereichsüberschreitungssignal dem Akkumulator 45 Die vorliegende Beschreibung eines Ausführungszugeführt wird. Außerdem wird die Ausgangsgröße 5» beispiels zeigt ferner, daß durch die Erfindung eine des Gatters 230 als Lösch- oder Leertastsignal für die Bereichsüberschreitungs-Nachweisschaltung geschaf-Anzeigevorrichtung 48 zur Löschung der Anzeige fen wird, welche die Anzeige von in der genannten sowie als Bereichsüberschreitungs-Leuchtsignal zur Weise durch Bereichsüberschreitungen falschen Si-Beaufschlagung der Anzeigeleuchte 52 an der An- gnaten verhindert. Das erfindungsgemäße System hat Zeigevorrichtung verwendet. 55 den weiteren Vorteil, daß es zur Verwendung für die

In ähnlicher Weise wird das erfindungsgemäße Analyse von Reaktionen mit anderen als den oben-System das Auftreten eines Absorptionssignals, das genannten Enzymen angepaßt werden kann und auch die jeweils vorgewählten zulässigen A_mtn- oder A_max- zur Verwendung bei der Differential- bzw. Ände-Werte für das jeweilige betreffende Enzym übersteigt, rungsgeschwindigkeitsanalyse anderer Arten von festgestellt und durch das ODER-Gatter 201 durch- 60 elektrischen Signalen, ohne daß hierdurch der Rahgelassen, wodurch das Bereichsüberschreitungs-Signal men der Erfindung verlassen wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. i ^J ϊ

   benes Meßintervall äudöst, daß das eiste Dnfe Patentansprüche: ^ntM- &*· ^dcrtm^igÄichwifidiglteitsS^na

   über diese vorgegebene Meßzyklüsdaüef hid ge

   i. Auf die Änderungsgeschwindigkeit eines mittelt wird (M) und der gemittelte Wer* södaüi

   Parameters einer zu analysierenden Reaktiots- 5 der Anzeige- bzw, WiedergaböVarriehtung (48; gemisehsprobe ansprechendes Analysesystem, zugeführt wird.

   Mt eiier elektrischen Diffefenzieräehalfung, wel-ÖSer ein den jeweiligen Wert des betreffenden Parameters in der zu analysierenden Probe wieder- "■" '' ""'"⁷
   gebendes elektrisches Signal zugeführt wird und io
   welche in Abhängigkeit hiervon ein dem Öiffefen-

   tial bzw. der ÄnderungsgescBwindigkeit des Para- Did Erfindung betrifft eiü auf das Differential-

   iheters entsprechendes elektrisches Differential- bzw, die Aäderungsgeschwmdigkeit eines Parameters bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignal erzeugt, eines zu analysierenden Reaküonsgemiscnes anspfe^ «owie mit einer der elektrischen Differenzierschal- is chendes Arialyiesystem rnit einer Probenzelle, emei iüng zugeordneten Anzeige- bzw Wiedergabe- auf den zu überwachedden Parameter änspfeehenden vorrichtung zur wahlweiseh Anzeige bzw. Wieder- Detektorvorriehtting zur Erzeugung eines deffl jeweigabe eines dem Differential- bzw. Ändenmgsge- ligen Wert des Parameters einer Reaktionskomposchwindigkeitssignal proportionalen Wertes, nente in der Probenzelle proportionalen elektrischen dadurch gekennzeichnet, daß mit der ao Probensignals, sowie mit einer elektrischen Differenersten elektrischen Differenzierschaltung (34) zie.-vorrichtung zur Differentiation des elektrischen eine zweite elektrische Differenzierschaltung (60) Probensignals zur Erzeugung eines Differential- bzw. zur Erzeugung eines der Ableitung des Dif- Anderungsgeschwindigkeitssignals.
   ferential- bzw. Anderungsgeschwindigkeitssignals In verschiedenen Systemen dient die Differential-

   proportionalen Signals verbunden ist und daß 23 bzw. /»nderungsgeschwindigkeits-Analyse von Reakeine auf die Ausgangsgröße der zweiten Differen- tionen zur Bestimmung der Werte interessierender Zierschaltung (60) ansprechende Logikschaltung Parameter. Beispielsweise wird bei einer Form der (42) vorgesehen ist, welche die Anzeige bzw. Wie- Analyse von Blut- oder Uringlukose in der Weise dergabe des ersten Differential- bzw. Änderungs- vorgegangen, daß man zu Glukoseoxydase Blut- oder geschwindigkeitssignais nur zuläßt, solange das 30 Urinproben zusetzt und die Lösung umrührt, derart, von der zweiten Differenzierschaltung (60) er- daß eine Reaktion abläuft, and zwar in Gegenwart zeugte, der Ableitung des ersten Differential- bzw. eines Detektors zur Erzeugung eines elektrischen Si-Änderungsgeschwindigkeitssignals entsprechende gnals, das in linearer Abhängigkeit zur Sauerstoff-Signal betragsmäßig innerhalb vorgegebener konzentration steht. Diese elektrische Größe wird so-Grenzen liegt. 35 dann in ein der zeitlichen Änderungsgeschwindigkeit
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn- der Sauerstoffkonzentration proportionales Signal umzeichnet, daß die Logikschaltung einen Korn- gewandelt und dieses Signal wird aufgezeichnet. Der parator (66) (Fig. 1) aufweist, dessen einem Maximalwert des aufgezeichneten Signals dient zur Eingang (bei 65) die Ausgangsgröße der zweiten Bestimmung der anfangs vorhandenen Glukosemenge, bifferenzierschaltung (6Ö) und dessen anderem 4« Bei anderen Arten von Enzymanalysen wenden Eingang (bei 67) eine Schwellspannung zugeführt Proben von gepufferten Enzymen einem im Überwird, mit der Maßgabe, daß der Komparator eine schuß vorliegenden Substrat zugefügt, und zwar wiesigiiifikante Ausgangsgröße nur dann erzeugt, derum in Gegenwart eines auf eine Konzentration wenn die Ausgangsgröße der zweiten Differen- ansprechenden Meßfühlers. Die elektrische AusgangszierschaUuhg (60) (die Ableitung des ersten Dif- 4$ größe des Meßfühlers wird wiederum direkt in ein ferential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssign&ls) der zeitlichen Änderungsgeschwindigkeit entsprechengleich oder kleiner als die Schwellwert-Emgangs- des Signal umgewandelt und dieses Signal auffieeeichiröße ist. net, wobei der aufgezeichnete Maximalwert der An-
3. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekenn- derungsgeschwindigkeit proportional der Enzymieichnet, daß die SchweDwerteingarigsspannung 30 aktivität ist,

   des Komparator (β«) auf einen Vorgegebenen Öei bestimmten Arten von photometiisehen Enzym« veränderbaren Wert einstellbar ist. Ändemngsgesthwindlgkeitsanaly&eri wird die Licht-
4. 4. System nach Arispfuch 2 öder 3, dadurch absorption einer Enzymreaktiön is «ter leih» bei emer äeeichnet, daß die Logiksthaitung (4l) we- Vorgegebenen Lichtwellenlänge iaufeöd überwacht is ein ÜND-Galter(l«i, Fig. 2) aufweist, 55 Und die elektrische Ausgangsgröße des Phötömulti-

   dlürch ein von feihef mgrammfervorrfchmng pliers oder anderseitifien Phörödetfektörs air OewiöfugefUhrres Zeitvereögerungssignal (Ät) aktivier- ftürig eines Differential- oder Änderüngsgeschwittdig-Mr ist·, derart» dp es die Ausgangsgröße (<5t) des iceitssignäls diirefcrizfert, Untersucht man den kön' Köftpärarörs^) hur in eiherri Vorgegebenen stantäl Bereich1 des DifterenHäV- bzw. ^Änderüngsgeieitlicten VerzÖ|erüftg"sab'stähd nach 'dein Öegittn 60 schwiädigkeitssignäis, )s6 spifegeh dieser die Ronzehdes. efstett Dirrerentiat- bzw. Änderühgsgeschwin- rrätiöh der Enzyme itt der Probe, öder die Sfenfeert» digkeitSslgäais durchläßt. trätiöri Von mit den Enzymen reagierenden Stoffen,
5. 5. iiysteni nach Anspruch 4^ dadurch gekehh- wieder.

   zeichnet, daß ein auf das erste Differential- bzw. Bei diesen sämtlichen erwähnten Arten Von Äna-