DE2319466B2 - Analysesystem - Google Patents

Description

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pie Erfindung betrifft ein auf die ÄnderungsgescBwindigkeit eines Parameters ansprechendes Analysesystem mit einem ein elektrisches Signal liefernden Analysator einer ersten elektrischen Differenzierschaltung, die ein der Änderungsgeschwindigkeit des elektrischen Signals proportionales Signal liefert, und einer Vorrichtuäg zum Feststellen von einen vorgegebenen Bereich überschreitenden Änderungsgeschwindigkeiten des elektrischen Signals, sowie mit einer der elektrischen Differenzierschaltung zugeordneten Anzeigevorrichtung, die einen dem Anderungs-Sschwindigkeitssignal proportionalen Wert anzeigt. ^S AuTderdeutschenOffenlegungsschnft 19*7051 ist ein derartiges System bereits bekannt. Zur Ermittlung d" BlSgännJngw« wird hier der zeitliche Verlauf des Widerstandes einer Blutprobe ermittelt. Bei Unterschreiten eines unteren oder Überschreiten eines oberen Grenzwertes wird em Alarmsignal gegeben.

In verschiedenen Systemen dient die Differentialbzw Änderungsgeschwindigkeits-Analyse von Reaktionen zur Bestimmung der Werte interessierender Parameter. Beispielsweise wird bei einer Form der Analyse von Blut- oder Uringlukose in der Weise vorgegangen, daß man zu Glukoseoxydase Blut- oder Urinproben zusetzt und die Lösung umrührt, derart, daß eine Reaktion abläuft, und zwar in Gegenwart eines Detektors zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das in linearer Abhängigkeit zur Sauerstoffkonzentration steht. Diese elektrische Große wird sodann in ein der zeitlichen Anderungsgeschwmdigkeit der Sauerstoffkonzentration proportionales Signal umgewandelt und dieses Signal wird aufgezeichnet. Der Maximalwert des aufgezeichneten Signals dient zur Bestimmung der anfangs vorhandenen Glukosemenge.

Bei anderen Arten von Enzymanalysen werden Proben von gepufferten Enzymen einem im Überschuß vorliegerden Substrat zugefügt, und zwar wiederum in Gegenwart eines auf eine Konzentration ansprechenden Meßfühlers. Die elektrische Ausgangsgröße des Meßfühlers wird wiederum direkt in ein der zeitlichen Änderungsgeschwindigkeit entsprechendes Signal umgewandelt und dieses Signal aufgezeichnet, wobei der aufgezeichnete Maximalwert der Änderungsgeschwindigkeit proportional der Enzymaktivität ist. .

Bei bestimmten Arten von photometrischen Enzym-Änderungsgeschwindigkeitsanaiysen wird die Lichtabsorption einer Enzymreaktion in der Zelle bei einer vorgegebenen Lichtwellenlänge laufend überwacht und die elektrische Ausgangsgröße des Photomultipliers oder andersseitigen Photodetektors zur Gewinnung eines Differential- oder Änderungsgeschwindigkeitssignals differenziert. Untersucht man den konstanten Bereich des Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignals, so spiegelt dieser die Konzentration der Enzyme in der Probe oder die Konzentration von mit den Enzymen reagierenden Stoffen, wider.

Bei diesen sämtlichen erwähnten Arten von Analysen ist es möglich, daß das elektrische Difierential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignal Schwankungen und Diskontinuitäten aufweist, wenn die Reaktion nicht wie erwartet abgelaufen ist oder das Zellensignal nicht linear ist. Die Messung und Wiedergabe eines mit derartigen Schwankungen und Diskontinuitäten behafteten Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignals kann zu falschen Ergebnissen führen. Beispielsweise können falsche Ergebnisse auftreten, wenn die Messung durchgeführt wird, bevor die Reaktion sich auf eine konstante Reaktionsgeschwindigkeit stabilisiert hat. Außerdem kann, je nach dem Typ der Reaktion, die Reaktionsgeschwindigkeit zunächst anfänglich einem linearen Verlauf folgen und jedoch sodann vom linearen Verlauf abweichen. Schließlich ist es möglich, daß das von einer linearen Reaktion abgeleitete Zellensignal außerhalb eines empirisch bestimmten annehmbaren oder zulässigen Pegelbe-

reichs fällt, indem es entweder zu hoch oder zu niedrig ist, oder indem es eine größere Gesamtänderung je Zeitcinhcil aufweist, als zulässig ist.

Angesichts der vorstehend erwähnten Probleme besteht daher ein Bedürfnis nach einer Möglichkeit, S feststellen zu können, wann eine gegebene Reaktion linear ist, und das Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkcitssignal einer derartigen Reaktion nur dann zu messen und wiederzugeben, wenn das Signal konstant ist. Es besteht auch ein Bedürfnis nach einer Möglichkeit, feststellen zu können, wann falsche Signale in dein zu analysierenden Signal auftreten, derart, daß nur brauchbare Signale angezeigt bzw. wiedergegeben werden.

Die Kontrolle ermittelter Meßwerte auf ihre Korrektheit vor deren Anzeige ist bei andersartigen Meßeinrichtungen an sich aus der deutschen Auslegeschrift 1548872 bekannt.

Der Erfindung liegt als A ufgabe die Schaffung eines ^Systems der obengenannten Art zugrurde, bei welthem die Anzeige falscher Signale, die auf unzulässigen, außerhalb des empirisch als brauchbar bestimmten Bereichs der Panameteränderungsgeschwindigkeit beruhen, zuverlässig vermieden werden.

Zu diesem Zweck kennzeichnet sich ein System der vorstehend genannten Art gemäß der Erfindung durch !Kombination einer Anzeigesperrvorrichtung, die die Anzeige den vorgegebenen Bereich überschreitender Werte durch die Anzeigevorrichtung verhindert und einer Verzögerungsvorriclitung, wobei die Sperrvorrichtung derart mit der Anzeigevorrichtung verbunden ist, daß sie deren Einschaltung steuert und sowohl auf die Verzögerungsvorrichtung anspricht, um die Wirkung einer momentanen anfänglichen Instabilität auszuschalten, als auch auf die Vorrichtung zur Überwachung von Bereichsüberschreitungen, um das Ansprechen auf vorbestimmte zu große Signaländerungen zu verhindern.

Im einzelnen weist das erfindungsgemäße System eint Probenzelle und eine Detektorvorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Zellen- oder Probensignals auf, das proportional einem Parameter einer in der Probenzelle reagierenden Substanz ist. Des weiteren ist eine elektrische Differenziervorrichtung zur Differentiation des Probensignals zur Erzeugungeines Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignals vorgesehen, sowie Vorrichtungen zur Messung und Anzeige bzw. Wiedergabe dieses Änderungsgeschwind igkcitssignals. Es ist eine Konstant-Änderungsgeschwindigkeits-Anzeigeschaltung vorgesehen mit elektrischen Vorrichtungen zur Aufnahme der Ableitung des Änderungsgeschwindigkeitssignals sowie mit einer Komparatorvqrrichtung zur !Feststellung, wann die Ableitung des Änderungsgeschwindigkeitssignals sich innerhalb einer vorgegebenen Schwelle dem Wert Null annähert. Die Ausgangsgröße der Konstant-Änderungsgeschwindigkeits-Anzeigeschaltung wird einer Logikschaltung zugeführt, welche in Abhängigkeit hiervon einen Meß- und Anzeigezyklus vorgegebener Dauer auslöst und steuert. Erfindungsgemäß ist eine Bereichsüberschreitungs-Anzeigeschaltung vorgesehen, welcher das zu analysierende Signal sowie auch das Änderungsgeschwindigkeitssignaf zugeführt wird und welche Ausgangsgrößenerze, gt,sobald das zu analysierende Signal für die Analyse nicht mehr brauchbare, unzulässige Eigenschaften und Werte zeigt. Die Ausgangsgröße der Bereichsüberschreitungs-Nachweisschaltung wird einer Bureichsübcrschreitungs-Logikschaltung zugeführt, die in Abhängigkeit hiervon ein Bereichsüberschreitungssignal und ein Leertast-Löschsigna! erzeugt, welche geeigneten Eingängen einer Datenakkumulatorregistervorrichtung und der Anzeigevorrichtung Jes Systems zugeführt werden, um die Anzeige bzw. Wiedergabe falscher Signale zu verhindern.

Indem erfindungsgemäß eine Bereichsüberschreitungs-Nachweisschaltung zur Feststellung falscher Signale und hierauf ansprechende Vorrichtungen zur Unterbrechung der Wiedergabe vorgesehen sind, wird die Anzeige falscher, auf unzulässigen Werten des Probensignals bzw. des Änderungsgeschwindigkeitssignals beruhender Signale zuverlässig vermieden.

Im folgenden werden Ausfiihrungsbeispiele der E/findung an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Teiles eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 2 das Blockschaltbild eines anderen Teiles des bevorzugten Ausführuugsbeispiels aus Fig. 1,

Fig. 3 mehrere graphische Darstellungen zur Veranschaulichung verschiedener Wellenformen, wie sie für bestimmte Enzymreaktionen in der Probenzeile des beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung auftreten können,

Fig. 4 eine Tabelle, in welcher ein Satz von Signalgrenzen zusammengestellt ist, wie sie bei der Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitsanaiyse von Enzymreakiionen in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems verwendet werden.

Die nachfolgend beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist ein speziell zur Überwachung von Enzymreaktionen zur Bestimmung der Enzymaktivität ausgebildetes Differentialbzw.Änderungsgeschwindigkeits-Analyseinstrumentsystem auf. Im besonderen ist die bevorzugte Ausführungsfonn zur Messung eines elektrischen Signals und zur Durchführung einer Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitsana lyse auf der Grundlage dieses elektrischen Signals ausgebildet, das proportional der Lichtabsorption einer Enzymreaktion in einer Probenzelle als Anzeige für die Aktivität von Enzymen, und zwar insbesondere der Enzyme LDH, SGOT, SGPT, HBDH, CPH und AP ist. Es sei jedoch betr.nt, daß die nachstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsform in dieser Hinsicht nur Beispielschaiakter besitzt und daß die Erfindung nicht auf die Differential- bzv/. Änderungsgeschwindigkeitsanalyse dieser Enzyme oder überhaupt auf die Differentialanalyse von Enzymen allgemein beschränkt ist. Vielmehr eignet sich die Erfindung zur Anwendung bei jedem Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeits-Analysesys'sm, bei weichem die Feststellung, wann ein Anderungsgescbwindigkeits- oder Differentialsignal konstant wird, von Nutzen ist. Ein derartiges System braucht nicht notwendigerweise Vorrichtungen zur Messung von Lichtabsorptionen aufzuweisen. Vielmehr kann in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jede beliebige andere Fühl- bzw. Meßvorrichtung verwendet werden, die ein zu analysierendes elektrisches Signal erzeugt.

In Fig. 3 ist eine Anzahl von Wellenformen veranschaulicht, welche das Verständnis der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erleichtern. Die graphischen Darstellungen A, C und E betreffen i

Reaktion, bei welcher ein Enzym, wie beispielsweise das Enzym LPH, eine Rolle spielt, und zeigen die Überwachung über eine vorgegebene Reaktionsdauer wie angedeutet. Im einzelnen veranschaulicht die graphische Darstellung A das Absorptionssignal in mV in Abhängigkeit von der Reaktionsdauer. Wie ersichtlich, is' das Absorptionssignal ein elektrisches Analogsignal, das vom Beginn der Reaktion an linear ansteigt und über die gesamte beobachtete oder überwachte Reaktionsdauer hin linear bleibt. Weiter ist ersichtlich, daß das Absorptionssignal am Ende der Überwachungsdauer einen bestimmten mV-Pegel erreicht, wobei das Signal während der Überwachungsdauer eine Gesamtänderung AA erfährt, wie in der graphischen Darstellung A angedeutet.

Die graphische Darstellung C veranschaulicht die erste Ableitung des Absorptionssignals, d. h. das Differential- oder Änderungsgeschwindigkeitssignal für eine entsprechende Zeitdauer der gleichen Reaktion. Wie ersichtlich, weist das Änderungs- bzw. Diffcrentialsignal eine vorübergehende Instabilität am Beginn der Reaktion infolge von Mischungs-Schwankungen auf und sinkt dann auf einen konstanten Pegel ab. Dieses Verhalten ist zu erwarten, da das Absorptionssignal linear ist.

Die graphische Darstellung E veanschaulicht die Ableitung des Differential- oder Änderungsgeschwindigkeitssignals, d. h. die zweite Ableitung des Absorptionssignals. Wie ersichtlich, fällt diese Ableitung des Differentialsignals, nach der vorübergehenden Instabilität zu Beginn der Reaktion, gegen Null ab, wobei sie bald nach der als »Verzögerung« bezeichneten Zeitiinie einen Schwellwert unterschreitet. Auch dieses Verhalten steht wiederum zu erwarten, da, wenn das Differential- oder Änderungsgeschwindigkcitssigna! konstant ist, die Ableitung dieses Di^fferentialsignals Null ist.

In den graphischen Darstellungen B, D und F sind die charakteristischen Eigenschaften einer CPK-Reaktion veranschaulicht, in der graphischen Darstellung H ist dis von der Reaktion abgeleitete Absorptio.issignal voll ausgezogen dargestellt. Wie ersichtlich, ist der Signalvcrlauf während einer erheblichen Zeitdauer nach dem Beginn der Reaktion konstant oder nahezu konstant und beginnt sodann während eines mittleren Bereichs des Reaktionsverlaufes zuzunehmen, bevor er sich in einer linearen Phase stabilisiert.

Das entsprechende Differential- oder Änderungsgeschwindigkeitssignal ist in der graphischen Darstellung D veranschaulicht; man ersieht, daß, nach der vorübergehenden Instabilität zu Beginn der Reaktion, das Differential- oder Änderungsgeschwindigkeitssignal erheblich unter seinen späteren endgültigen Wert absinkt und sodann auf einen höheren konstanten Wert der Änderungsgeschwindigkeit während des linearen Bereichs der Reaktion ansteigt.

In ähnlicher Weise beginnt, wie aus der graphischen Darstellung F ersichtlich, die Ableitung des Differential- oder Änderungsgcschwindigkeitssignals mit einer vorübergehenden Instabilität zu Beginn der Reaktion, iiimmi sodann auf Null ab, worauf sie beträchtlich über den Schwcllvvert ansteigt, bevor sie schließlich auf Null zurückkehrt, sobald das Differential- oder Ändcrungsgcschwindigkeitssignal konstant wird.

Die Änderungen, welche die in den graphischen Darstellungen der Fig. 3 veranschaulichten charakteristischen Wellcnformcn zeigen, werden zur Steueg der Vorrichtung ausgenutzt, um Differentialbzw. Änderungsgeschwindigkeitssignale, welche von abnormen Reaktionstypen abgeleitet sind oder solchen Reaktionstypen entsprechen, zu identifizieren und von der Aufzeichnung bzw. Wiedergabe auszuschließen.

So stellt beispielsweise in der graphischen Darstellung A die mit A_max bezeichnete gestrichelte Linie'das maximal zulässige Absorptionssignal einer normalen

ίο Reaktion dar, während der mit der geschwungenen Klammer umfaßte und mit AA_limk bezeichnete Teil der Kurve die maximal zulässige Änderung des Absorptionssignals innerhalb der überwachten Reaktionszeit wiedergibt. Falls der Verlauf der Reaktionskurve während der überwachten Zeitdauer aus einer dieser Grenzen herausfällt, so wird das entsprechende Differential- oder Änderungsgeschwindigkeitssignal nicht wiedergegeben. Außerdem kann die in der graphischen Darstellung A betrachtete Reaktionskenn ·

linie einen zulässigen Wert der Änderung je Zeiteinheit zeigen, was ebenfalls festgestellt wird und gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dazu dient, die Wiedergabe des Differentialsignals zu verhindern.

Entsprechend kann die in der graphischen Darstellung B wiedergegebene CPK-Reaktionskurve zu einem Absorptionssignal führen, das über die überwachte Reaktionsdauer hin einen unzulässig hohen Pegel annimmt. Ferner kann das CPK-Signal einen

unzulässigen V/ert der Änderung je Zeiteinheit zeigen. Falls einer dieser Zustände auftritt, werden sie erfindungsgemäß festgestellt und dazu ausgenutzt, die Wiedergabe des Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignals zu verhindern.

Die in Fig. 3 veranschaulichten Kurvenverläufe 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 hino-.wie-

sen, daß bestimmte andere Enzyme unterschiedliche charakteristische Eigenschaften und Verläufe zeigen können. Beispielsweise nimmt für bestimmte Enzyme

das Absorntinnceional mW «;™, 1; <-» u„.:_

... ' O"~" ·■««* »*«ii*-i Illl^aiCIl \JC3UIW1II·

digkeil ab statt zu. Ferner können andere Enzyme in der» Verzögerungsphase« (lag phase) einen nach unten gerichteten Verlauf der Signale sowie auch einer Verlangsamungsphase entsprechende Signale aufwti sen. ^e

Außerdem zeigen die normalen Kennlinienverlaufe der verschiedenen in Verbinduno mit H/>_r h»«"V'»"t"n Ausführungsform behandelten Enzym7nich't*sHmflich die gleichen Reaktionsgeschwindigkeiten. Dementsprechend wurden die zulässigen Grenzen oder Kennwerte einer normalen Reaktion für jede der sechs

obengenannten Enzyme nach empirischen und anderen Verfahren bestimmt. Fig. 4 veranschaulicht die zulassigen Werte für die Parameter, wie sie bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Identifikation der von abnormen Reaktionen stammenden Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkcitssignale und zum Ausschluß dieser Signale von der Wiedergabe verwendet werden. Die Art und Weise, in welcher dies erfolgt, wird nachfolgend im einzelnen 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. Änderungsgeschwindigkeitsanaiysen eignet, die sich auf nicht enzymische Reaktionen beziehen.

Im folgenden wird nun an Hand der Fig. 1 und 2 eine bevorzugte Ausführungsform eines Analysesystems beschrieben. Dieses System weist einen Analysator 10 mit einer Probenzelle 12 zur Aufnahme einer Probe einer die zu analysierenden Enzyme enthaltenden reaktiven Lösung auf. Des weiteren weist der Analysator eine monochromatische Lichtquelle 14zur Erzeugung eines die Probenzelle durchsetzenden Lichtbündefs sowie eine Photomultiplicrröhre oder eine anderweitige Detektoranordnung 16 zur Messung des durch die Zelle hindurchgehenden Lichts auf. Diese Teile dienen als Beispiel für ein Einstrahl-Absorptionsanalysegerät herkömmlicher Art. Es sei jedoch betont, daß selbstverständlich auch ein Zweistrahlsystem verwendet werden könnte, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird, zo Der Analysator umfaßt ferner einen Vorverstärker 18, welchem die Ausgangsgröße der Photomultiplieriröhre zugeführt wird, sowie einen logarithmischen Verstärker 20, dem die Ausgangsgröße des Vorverstärkers 18 zugeführt wird. Die Ausgangsgröße des Analysator tritt an der Ausgangsklemme 31 auf und stellt ι in elektrisches Signal dar, das proportional der Lichtabsorption der Probe ist. Es wird ein logarithmisches Signal verwendet, da das Ausgangssignal des Phoiomultiplicrs der Lichtdurchlässigkeit der Probe entspricht und das Absorptionsvermögen mit dem I ngarithmiK. des· DtirchliißvL-rmrigens in Beziehung sieht. Das an der Ausgangsklemme 31 auftretende resultierende Signal besitzt alle Eigenschaften des Lichtabsorptionsvermögens der Probe, einschließlich dt. 1 linearen Änderung mit der Zeit für in der Zelle 12 ablaufende einfache chemische Reaktionen erster Ordnung

I) is S.--tem Acist ferner eine Differenzierschaltung

34 )ut, weiche das von dem Analysator /.ugeführte Abs irptionssignn! differenziert. Die Ausgangsgröße d' ■ IJiffcrcn/icrsehallung34besitzt entweder positive txji : iicgai.'-e Poiariiai. Dahti im cm GiciCnfichl· r

35 orgev'hcn, welcher das ihm zugefuhrte bipolare Diiierentialsignal gleichrichtet. Die Differenzier-M.ha!'ing und der Gleichrichter sind herkömmliche S<-^f iliungen. Die Ausgangsgroße des Gleichrichters 35 u.ird einem Anschluß 36 zugeführt und stellt ein Differential- oder Än'lerungsgesehwindigkeitssignal dar. das proportional der zeitlichen Änderungsg'·- f.ch*indigkeit der Lichtabsorption der Probe ist. Die ses Differential- oder Änderungsgeschwindigkeitssignal wird über eine Leitung 37 der zugeordneten Schaltung nach Fig. 2 zugeführt, die weiter unten noch beschrieben wird.

In Fig. 6 ist auch eine Schaltung zum Nachweis einer konstanten Änderungsgeschwindigkeit »Kon-Ktantänderungsgeschwindigkeits-Nach weisschal tu ng« dargestellt. Diese weist eine Differenzierschaltung 60 auf, welcher das Differential- oder Änderungsgeschwindigkeitssignal von der Anschlußklemme 36 über eine Leitung 38 zugeführt wird. Die Differenzierschaltung 60 ist herkömmlicher Art und erzeugt eine Ausgangsgröße, weiche die Ableitung des Differential- bzw. 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-Schaiter-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, die über eine Lekung 88 der Differenzierschaltung 60 zugeführt wird/Dieses Beruhigungszeit-Ausgangssignal steuert die »Abfallzeit« der Differenzierschaltung zur Bestimmung der Geschwindigkeit, mit welcher die Ableitungs- oder Differentialausgangsgröße sich ihrem endgültigen Wert annähert. Es ist notwendig, diese Abfallzeit der Schaltung 60 um unterschiedliche Beträge kurzzeitig zu verzögern, um den Reaktionen je nach den verschiedenen daran beteiligten Enzymen eine vorgegebene Beruhigungszeit zur Erreichung eines stabilen Reaktionszustandes zu gewähren. So benötigen beispielsweise von den in Fig. 4 aufgeführten Enzymen das Enzym LDH eine kurze Beruhigungszeit, die Enzyme SGOT und SGPT mittlere Beruhigungszeiten. Das Enzymschaltsignal wird ferner auch direkt übei eine Leitung 85 logischen Schaltungen in Fig. 2 zugeführt.

Die Ausgangsgröße der Differenzierschaltung 60 wird einem Gleichrichter zugeführt und in diesem das Ableitungssignal gleichgerichtet. Das gleichgerichtete Ableitsignal wird zur Ausfilterung sämtlicher Frequenzkomponenten bis auf die niederfrequenten Komponenten einem Tiefpaßfilter 64 zugeführt.

Des weiteren ist ein herkömmlicher Komparator 66 mit negativen und positiven Eingangsklemmen vorgesehen. Der Ausgang des Filters 64 ist mit dem negativen Eingang des Komparators verbunden. An seinem positiven oder Bezugseingang wird dem Komparator ein von dem Anschluß 36 abgeleitetes Signal zugeführt, dessen Betrag durch die Impedanz eines Eingangswiderstands 67 bestimmt wird. Der Komparator 66 weist ferner auch ein dem positiven oder Bezugseingang zugeordnetes inneres Bezugssignal, beispiciswi iSc die Ausgangsgröße einer Zener Diode auf In dem Komparator 66 wire) die Ausgangsgröße des Tiefpaßfilters 64 mi: einer Bezugs- oder Schwellspannung verglichen, welche die Summe der Zener Spannung uiul der Eingangsspannung von dem Widerstand i>7 ist Der Komparator erzeugt eine hohe Ausgangsgröße·, wenn das der zweiten Ableitung entsprechende Eingangssignal kleiner oder gleich dem durch den Bezugseingang definierten Schwellwert ist. Falls das die zweite Ableitung darstellende Signal größer als der Bezugswert ist, erzeugt der Komparator eine niedrige Ausgangsgröße, Der Schwellwert ist in den graphischen Darstellungen E und F in Fig. 3 wiedergegeben; wie ersichtlich, liegt der Schwell wert geringfügig über Null. Es sei darauf hingewiesen, daß der Schwellwert sich etwas ändern kann infolge der veränderlichen Änderungsgeschwindigkeitssignale für die verschiedenen Enzyme, wie sie über den Eingangswiderstand 67 zugeführt werden, Die Ausgangsgröße des Komparators 66 wird als ein Endpunktsignal bezeichnet und über eine Leitung 68 einer in Fig. 2 dargestellten Konstant-Änderungsgcschwindigkeits-Logikschaltung zugeführt, wie weiter unten noch erläutert wird.

In Fig. 1 ist auch eine Schaltung zum Nachweis bzw. zur Feststellung einer Bercichsüberschrei-

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tung (»Bereichsüberschreitungs-Nachweisschal- sie den vollen Skalenausschlag einer in Fig. 2 enthaltung«) (»overrange detection circuit«) veranschau- tenen Wiedergabeschaltung darstellt. Eine Ausgangslicht, die durch ein »Start-Lese«-Signal betätigt wird. größe hohen Pegels von dem Komparator 91 wird als Das »Start-Lese«-Signal wird über eine Leitung 71, U-AlJS'-Signal bezeichnet und über eine Leitung 96 ebenfalls von der Programmiervorrichtung des Instru- 5 den Logikschaltungen von Fig. 2 zugeführt. Eine 10-ments zugeführt. Die Leitung 71 ist mit dem einen Volt-Eingangsspannung am Bezugseingang des Kom-Eingang eines Steuer-Flip-Flops 74 verbunden, dem parators 91 stellt einen vollen Skalenausschlag von ferner auch von der Programmiervorrichtung in einem 2000 mlU fur das Änderungsgeschwindigkeitssignal geeigneten Intervall über eine Leitung 72 ein Zeitge- dar.

bersignal (/>clock Set Signal«) zugeführt wird. Das to Die Komparatoren 92 und 94 erhalten jeweils über

Flip-Flop erzeugt beim Anliegen großer Zeitgeber- die Leitungen 103,105 und 107 das Absorptionssignal

und Start-Lese-Signale eine Ausgangsgröße mit h< - vom Anschluß 31 zugeführt. Außerdem erhält der

hem Pegel. Das Start-Lese-Signal wird auch über eine Komparator 92 an seinem anderen Eingang eine ver-

iLeitung 76 einer Zeitverzögerungsschaltung 78 züge- änderliche Eingangsspannung A_mm. Dieses /!„,„-Signal

führt. Die Zeitverzögerungsschaltung 78 bewirkt eine »5 stellt annähernd einen Mindestpegel (<n mV) für ein

Verzögerung des ihr zugeführten Start-Lese-Signals noch zulässiges Absorptionssignal von einem Enzym

und erzeugt als Ausgangsgröße ein Zeitverzögerungs- mit einem abfallenden Verlauf des Absorptionssignals

signal auf einer Leitung 80, die schließlich mit ei- dar. Derartige abfallende Verläufe zeigen die Enzyme

ner Konstant-Änderungsgeschwidigkeits-Logikschal- SGOT, SGPT und HBDH, wie aus Fig. 4 ersichtlich

tung und einer Bereichsüberschreitungs-Logikschal- 20 ist, in welcher die jeweiligen vergleichbaren A_min-

tung in Fig. 2 verbunden ist. ,Werte fürdiese Enzyme angegeben sind. Der Kompa-

Die Bereichsüberschreitungs-Nachweisschaltung rator 92 erzeugt auf der Leitung 97 eine Ausgangsweist ferner eine Probennahme- und Halteschaltung größe mit großem Pegel, sobald das Absorptions-Ein-110 auf, welcher das Absorptionssignal von der An- gangssignal des Komparators einen Wert gleich oder schlußklemme 31 über eine Leitung 103 zugeführt 25 kleiner der /!„,„-Eingangsgröße erreicht Zu allen anwird. Die Schaltung 110 erhält ferner auch über die deren Zeiten besitzt die Ausgangsgröße des Kompa-Leitung 75 ein Steuersignal von dem Flip-Flop 74. rafors 92 einen niedrigen Pegel.
Die Probennahme und Halteschaltung ist herkömm- Demgegenüber wird dem Komparator 94 an sei licher Art und erzeugt, in einem vorgegebenen, durch nem negativen Eingang eine veränderliche Bezugsinnere Zeitverzögerung bewirkten Zeitabstand nach 30 eingangsspannung A_maz zugeführt, welche annähernd der Zufuhr des Steuersignals vom Flip-Flop 74, ein dem maximal zulässigen Pegel (in mV) eines zulässi Ausgangssignal, dessen Amplitude mit der Amplitude gen Absorptionssignals von einem Enzym mit ansteides vom Anschluß 3i zugeführten Eingangssignais gender Charakteristik entspricht. Derartige ansteiübereinstimmt. Die Ausgangsgröße der Proben- gende Verläufe treten fur Reaktionen mit den nähme- und Halteschaltung wird als die eine Ein- 35 Enzymen I.DH, CPK und AP auf, wie wiederum aus gangsgröße einem Differentialverstärker 112 /uge- der Tabelle in Fig 4 ersichtlich, in welcher die entführt. An seinem anderen Eingang erhält der sprechenden vergleichbaren A -Werte fur diese tn-Differentialverstärker über Leitungen 103 und 105 zymeangegeNn ind. Die Anordnung ist so getroffen, das Absorptionssignal von der Anschlußklemme 31 daß der Komparator 94 dann und nur dann eine Aus direkt. Somit erzeugt der Differentialverstärker ein ίο gangsgrrifV mi» hohem Pegel erzeugt, wenn das Ab Ausgangssignal auf einer Leitung 115, das proportio- Sorptionssignal gleich oder größer als die A -F.innal der gesamten Änderung des Pegels des Absorp gangsgröße ist. Zu allen sonstigen Zeiten besitzt der tionssignals währ nd der durch die innere Verzögt Komparator eine Ausgangsgröße mi! niedrigem Pcrung der Schaltung 110 definierten Periode ist. Gemäß gel. Die Ausgangsgröße del Komparators 94 wird der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist 45 über eine l-eitung98 den Logikschaltungen in Fig. 2 die innere Zeitverzögerung der Schaltung 110 aus zugeführt.

Gründen, die weiter unten noch erläutert werden, auf Der Komparator 95 erhält die Ausgangsgröße des einen Wert von etwas weniger als 13 Sekunden einge Verstärkers 112 als eine Probeneingangsgröße zugestellt, führt. Dem Bezugs- oder positiven Eingang des Korn

Ober eine Leitung 82 wird aus der Programmier- 50 parators 95 wird ein /!/!,.„-Sisnal zugeführt, das du vorrichtung ferner auch ein «one-shot«-Signal züge- Gesamtänderung (in mV) eines noch°zulässi'gen Abführt und letztlich der Konstant-Änderungsgeschwin- Sorptionssignals gleichgültig ob mit abfallendem oder digkeits-Logikschaltu.ig und der Bereichsüberschrei- ansteigendem Verlauf darstellt. Der Wert von AA
lungs-Logikschaltung für weiter unten noch zu ist für die Enzyme SGPT, SGOT und HBDH auf θ!ό5 erläuternde Zeitgeber- und Stcuerzwecke zugeführt. 55 festgesetzt; für die Enzyme LDH, CPH und AP ist , In Fig. 1 sind ferner mehrere herkömmliche Korn- der 4y4_/im„-Wert auf 1,3 festgesetzt wie aus der Ta paratorschaltungen 91, 92, 94 und 95 dargestellt. belle gemäß Fig. 4 ersichtlich. Die Anordnung ist so Diese Komparatoren sind herkömmlicher Art; sie getroffen, daß der Komparator 95 dann und nur dann können ein positives und ein negatives Eingangssignal eine Ausgangsgröße mit hohem Pegel erzeugt, wenn lugcführt erhalten und erzeugen nur für geeignete 60 die tatsächliche Änderung der Absorption die'durch Amplituden der Eingangssignale eine Ausgangsgröße den Wert von AA₁^ wiedergegebene Bezugs- oder jnit hohem Pegel. Der Komparator 91 erhält ein Dif- maximal zulässige' Änderung übersteigt, üte Ausferential- oder Änderungsgeschwindigkeits-Ein- gangsgröße des Komparators 95 wird über eine Leigangssignal vom Anschluß 36 über die Leitung 101. tung 99 den Logikschaltungen in Fig. 2 zugeführt. Im Außerdem erhält der Komparator an seinem negati-65 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Anordven Eingang eine Vollskala-Eingangsspannung von nung so getroffen, daß zwischen den Bezugseineangs- «iner (nicht dargestellten) einstellbaren Spannungs- spannungen der Komparatoren und den A -A -*■■»"?. Diese Voiiausschiagsgröße ist so gewählt, daß und AA_limil-Werten die Beziehung 5 V = 2 Ä"besreht'

Im folgenden werden nun die Schaltungsteile in Fig. 2 beschrieben. Das Differential- oder Änderungsgeschwindigkeitssignal wird von der Anschlußklemme 36 über die Leitung 37 dem Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers 40 zugeführt. Der Analog-Digital-Umsetzer 40 ist herkömmlicher Art und erzeugt nach Maßgabe des ihm zugeführten Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignals eine entsprechende Digitalimpuls-Ausgangsgröße. Der Umsetzer weist einen ihn steuernden inneren Zeitgeber 43 auf, welcher die Digitalausgangsimpulse während eines vorgegebenen Meßzyklus von 13 Sekunden durchläßt und danach die Ausgangsimpulse unterbricht. Der Zeitgeber wird durch ein GO-Signal in Gang gesetzt, das von der Konstant-Änderungsgeschwindigkeits-Logikschaltung 42 in weiter unten noch erläii'erter Weise zugeführt wird. Am Ende des Meßzyklus von 13 Sekunden erzeugt der TL<i\\.gebzx ein END-Signal, das der Logikschaltung 42 zugeführt wird. Die Logikschaltung erzeugt in Abhängigkeit von dem END-Impuls ein SET-Signal zur Rückstellung des Zeitgebers. Eine Meßzyklusdauer von 13 Sekunden hat sich als geeignete Periode zur Mittelwertbil-, dung des Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignals für die in der Anmeldung beschriebenen Enzymreaktionen ergeben. Indem man die Ausgangs- ! größe des Umsetzers über einen gegebenen Meßzy-' klus hin mittelt, v/erden Schv/ankungen der Aus gangsgröße infolge von Rauschen und anderen Faktoren weitgehend verringert. Hs sei betont, daß in Verbindung mit der beschriebenen Schaltung auch andere Meßzyklusdauern verwendet werden können, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Die Ausgangsimpulsc des Analog-Digital Umsei iers 40 werden einem Akkumulatorregister 45 züge führt. Der Akkumulator 45 erhält ferner jeweils zu Beginn eines Meßzyklus einen Löschimpuls (»CLEAR*) vom Zeitgeber 43 sowie am Ende jedes Meßzyklus einen Stelhmpuls (»SET«) von der Schaltung 42 zugeführt.

Die Digital-Ausgangsgröße des Analog-Digital-Umsetzers wird einem Akkumulator 45 zugeführt, der mehrere zur Sammlung bzw Speicherung der Aus gangs mpulsc dienende Register aufweist. Der Akkumulator ist von herkömmlicher Art und erzeugt binar codierte Ausgangsgrößen an mehreren BCD-Aus gangsklcmmen. Die binär codierten Dezimal-Aus gangssignale werden in Abhängigkeit von dem Stell impuls (»SET«) einer Anzeige- bzw. Wiedergabevor richtung 48 zugeführt. Die Anzeige weist vorzugsweise eine Leuchtziffern-Anzeigevorrichtung mit mehreren Sieben-Segment-Ausleseröhren auf, wobei jede Röhre von einem verschiedenen BCD-Aus gangssignal beaufschlagt wird. Es sei jedoch betont, daß auch andere Anzeige- bzw. Wiedergabearten Anwendung finden könnten oder die Wiedergabe des Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeits-Ausgangssignals gegebenenfalls auch mittels eines Drukkers oder mit einer Registriervorrichtung erfolgen kann.

Der Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung 48 können Löschsignale von einer Bereichsüberschreilungs-Logikschaltung 50 zugeführt werden, wodurch die Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung unwirksam gemacht wird. Außerdem leuchtet beim Auftreten ei «es Löschsignals eine Bereichsüberschreitungs-Anteigrfeuchte 52 an der Anzeigevorrichtung auf.

Die Konstant-Änderungsgeschwindigkeits-Logikschaltung 42 weist ein UND-Gatter 161 mit drei Eingängen auf, welchem an einem Eingang über die Leitung 68 das END-Signal und an einem anderen Eingang über eine Leitung 80 als Aktivierungs- oder Freigabesignal das Zeitverzögerungssignal zugeführt werden. Außerdem wird dem UND-Gatter 161 an seinem weiteren Eingang über die Leitung 82 das »One-Shot«-Signal zugeführt. Die Ausgangsgröße des UND-Gatters 161 wird über eine Leitung 164 dem einen Eingang eines UND-Gatters 171 mit zwei Eingängen zugeführt. Als andere Eingangsgröße wird dem UND-Gatter 171 über eine Leitung 173 das END-Signal vom Zeitgeber 43 zugeführt. Die Ausgangsgröße des Gatters 171 stellt das Stell-Signal (»SET«) dar, das über eine Leitung 174 dem Zeitgeber 43 und i-K ■">· ^T "'»nneen 174,176 dem Akku-•mulatorregister 45 zug^iuuri v*. '. ~'' Ansgangs-

ς £röße des UND-Gatters 16i stellt das üO-Signai da.,

zö das über eine Leitung 178 dem Zeitgeber 43 zugeführt wird. Das Freimach-Löschsignal (»CLEAR«) wird dem Akkumulator 45 vom Zeitgeber 43 über eine Leitung 180 zugeführt. Die Anoranu.,_ß κ.ι j;v—^:1« «n

.. getroffen, daß sämtliche UND-Gatter jeweils nur beim Anliegen von Eingangssignalen mit hol,...! Pegeln Ausgangsgrößen mit hohen Pegeln erzeugen.

Die Bereichsüberschreitungs-Logikschaltung 50 weist ein ODER-Gatter 201 mit drei Eingängen auf, dem als erstes Eingangssignal über eine Leitung 96 das U-AUS-Signal vom Komparator 91 zugeführt wird. Als zweite Eingangsgröße erhält das Gatter 201 über eine Leitung 99 das AA_lhnll-Signa\ vom Ausgang des Xoiiiparaiurs 95. Die dritte Eingangsgröße für das Gatter 201 ist ein über eine Leitung 209 zugeführtes Signal von einem UND-Gatter 210 mit zwei Eingän gen oder einem UND-Gatter 211 mit zwei Eingängen. Das Gatter 211 erhält das /!„,„-Signal vom Komparator 92 über eine Leitung 97 zugeführt. Das Gatter 210 erhält das /!„„,-Signal vom Komparator 94 über eine Leitung 98. Eine Freigabe- oder Aktivierungsschaltung für die beiden Gatter 210, 211 weist zwei in'-ortitrende Verstärker 214, 220 auf. Der Inversionsverstärker 214 erhält das Enzym-Wählschalter-Signal über eine Leitunr, 85 zugeführt und invertiert es. Somit erzeugt ein Enzymwählsignal niedrigen Pegels eine hohe Ausgangsgröße des Verstärkers 214, welche das UND-Gatter 211 freigibt bzw. aktiviert. Die Ausgangsgroße des Verstärkers 214 wird jedoch als Eingangsgröße dem Inversionsveistarker 220 zugeführt und dessen Ausgangsgröße als Freigabe- bzw Aktivierungseingangsgröße dem UND-Gatter 210 Somit wird ein Enzym-Wählschaltersignal von hoheni Pegel durch den Verstärker 214 invertiert und durch den Verstärker 220 nochmals invertiert, wodurch ein Freigabe- bzw. Aktivierungssignai von hohem Pegel dem UND-Gatter 210 zugeführt wird.

Des weiteren ist ein UND-Gatter 230 mit drei Eingängen vorgesehen, das an einem seiner Eingänge Signale von dem ODER-Gatter 201 über eine Leitung 227 und an einem seiner anderen Eingänge Signale über eine Leitung 80 mit dem Zeitverzögerungssignal zugeführt erhält. Das andere Freigabe- oder Aktivierungs-Eingangssignal für das Gatter 230 ist das über die Leitung 82 zugeführle »One-ShoU-Signal. Die Ausganj-sgröße des UND-Gatters 230 bildet das Bereichs'iberschreitungssignal und wird über eine Lei tung 240 dem Akkumulator 45 zugeführt. Die Ausgangsgröße des Gatters 230 wird feiner auch als

l.oschsigiia! und Bereichsüberschreiiungs-Anzeige-Ieuclitsi^nal verwendet, ό^:ζ über Leitungen 241 bzw. 242 der Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung 48 zugeführt werden.

Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschrieben. Dabei wird davon ausgegangen, daß geeignete Steuerungen und Steuersignale, die als solche nicht Teil der Erfindung sind, vorgesehen sind, um die Probenzufuhr und/oder die Einführung der Probenzelle zwischen die Lichtquelle und die Photomultiplierröhre in Gang zu setzen und die anderweitigen, zur Ingangsetzung der Probenuntersuchung erforderlichen Programmierungsschritte auszulösen. Nachdem die Probenuntersuchungsvorgänge eingeleitet sind, wird vom logarithmischen Verstärker 20 ein Ausgangssignal geliefert, das ein der Lichtabsorption des Materials in der Probenzelle proportionales Analogsignal darstellt. An diesem elektrischen Signai wird in der Schaltung 34 eine Differentiation vorgenommen, «° das so erhaltene Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitr,signal wird als Ausgangsgröße dem Analog-Digital-Umsetzer 40 zugeführt.

Das System hat die Aufgabe, einen diesem Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignal proporuonalen numerischen Wert anzuzeigen bzw. wiederzugeben. Zu diesem Zweck wird die Ausgangsgroße des Analog-Digital-Umsetzers dem Akkumulator 45 und danach der Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung 48 zugeführt. Es soll jedoch nur der Mittelwert eines Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignals wiedergegeben werden, der über ein vorgegebenes Meßintervall verhältnismäßig konstant geblieben ist, da ein konstantes Differentialbzw. Änderungsgeschwindigkeitssignai eine Anzeige dafür darstellt, daß das Abso«-ntionssignal linear ist. Es wurde festgestellt, daß Messungen, die mit einem linearen Absorptionssignal vorgenommen wurden, vorzuziehcnsind.dasieeine Anzeige dafür darstellen, daß die zu untersuchende Reaktion eine lineare Reaktionsgeschwjndigkcit angenommen hat.

Das elektrische Differential- bzw. Anderungsgeschwindigkeitssignal enthält einige Rauschkomponenten; um eine genaue Messung des Anderungsg.-schwindigkeitssignals zu gewährleisten, ist es erwiinscht, das Änderungsgeschwindigkeitssignal über ein vorgegebenes Zeitintervall zu mitteln. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Differential bzw. Ändcrungsgeschwindigkeitssignal über ein durch den Zeitgeber bestimmtes Meßintervall von 13 Sekunden Dauer hin gemessen oder gemittelt. Falls den anderen in das System eingebauten Begrenzungen genügt ist. werden die von dem Analog-Digital-Umsetzer wahrend des 13-Sekunden-lntervalls dem Akkumulator zugef ι hrten Daten sodann an die Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung48durcbgelassen, wo sie numerisch dargestellt werden. Die Konstant-Änderungsgeschwindigkeits-Nachweisschaltung und zugehörigen Logikschaltungen gewährleisten dabei, daß das Differential- bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignal einen konstanten Wert angenommen hat, bevor der Meßzyklus ausgelöst wurde. Das Differentialbzw. Änderungsgeschwindigkeitssignal wird daher der zweiten Ableitungs- bzw. Differenzierschaltung zugeführt, weicht; eine Differentiation an dem Differential bzw Änderungsgeschwindigkeitssignai vornimmt und eine Ausgangsgröße Sicfcfi, die proportio nal der /v.citen Ableitung des Absorptionssignals ist.

Der Betrag dieses weiten DiffcrenUals.gna s wird as Anzeige dafür überwacht,wanndaserstc D.fferential- bzwjfnderungsgeschwindigkcitssignal konstant wird, dh sobald die erste Ableitungen konstanten Wert annimmt wird das zweite Ableitungss.gnal Null.

SE Ausgangsgröße des !Comparators 66 besitzt einen^iedriJK»Wert, bis die Ableitung des Differenzial· oder Änderungsgeschw.nd.gkcitssignals gleich oder kleiner als die Schwell- oder Bezugsspannung wird. Dann nimmt die Ausgangsgroße des Kompara-Γη« 66 einen eroien Wert an, der dem UND-Gatter IM zugeführt wird. Die Ausgangsgröße des Kompaators 66^fWe.bt so lange groß, als das hND-Signa. nnerhalb des Null-Schwellwertes bleibt.

Das von der Programmiervornchtung zugefuhrtc Start-Lese-Signal wird der Zeitveizögerungsschaltung 78 zugeführt Die Schaltung 78 verzögert das Startlese-Signal um eine geeignete bestimmte Zeitdauer und liefert sodann als Ausgangsgroße ein Zeitverzogerungssignal, das als die zweite Eingangsgroße dem UND-Gatter 161 zugeführt wird und dieses aktiviert DasÄ gerungs-Signal soll verhindern, daß die Konstant-Änderungsgeschwindigkeits-Logikschaltung während einer vorgegebenen Zeitdaiunach der Ingangsetzung der Reaktion, wie sie durch die Verzögerungslinie in der graphischen Darstellung C in Fig. 3 angedeutet ist, em positives Aus-

^DaT νοΐ defpfogrammiervomchtung zugeführte »Dne-Shot«-Sienal bildet eine weitere Freigabe- oder Aiivierungsein⁸gang_Sgroße für das UND-Gatter 161. Somit bewirkt das Vorliegen eines Endpunktsignals von hohem Pegel, eines Zeitverzögerungssignals von hohem Pegel und eines One-Shot-Signals von hohem Pegel daß die Logikschaltung 42 em GO-Signal von hohem Pegel erzeugt und dem Zeitgehzr 43 zufuhrt. Das GO-Signal vemleibt so lange auf einem hohen Peeel wie alle drei vorerwähnten Signale auf einem hohen Pegelwert verbleiben. Das GO-Signal leitet den 13-Sekunden-Meßzyklus des Zeitgebers ein, dieser gibt ein Freimach-Luschsignal an den Akkumulator, um sämtliche von dem vorhergehenden V iß Vorgang in diesem enthaltenen Daten zu löschen, /alls wahrend des 13-Sekunden-lntervalls das GO-Signal am Zeitgeber verschwindet, wird der MeHzyklus, unt. 1 brachen Falls jedoch der Meßzyklus von 13 Sekunden vollständig bis zu Ende abläuft, erzeugt der Zeitgeber ein END-Signal,dasdem UND-Gatte· 1¹U zugeführt wird Da das One-Shot-Signal und das GO-Signal beide vorliegen und das Gatter 171 aktivieren, erzeugt dieses das Setz-SignaU »SETa) für den Zeitgeber und für den Akkumulator 45. Dies signalisiert die Beendigung des Meßzyklus, und gleichzeitig wird der Zeitge ber rückgebielit. Gleichzeitig werden die im Akkumulator gesammelten Daten vom Akkumulator an die Anzeige- und Wiedergabevorrichtung abgegeben. Aus dem vorstehenden ergibt sich, daü die Konstant-Anderungsgeschwmdigkeib-Nachweisschaitung und zugehörige Logikschaltung gewährleistet, dal', das Differential- bzw. Äuderu.igsgeschwindigkeitssignal dann und nur dann gemessen und wiedergegeben wird, vvMiP es konstant ist.

Im Falle .iner abnormalen Reaktion, welche zu einem Differential bzw. Änderungsgeschwindigkeitssignal führt, das eine zulässige Änderung je Zeitdauer, d h den vollen Skalenwert übersteigt, erzeugt der KompaiatorOl das U-AUS-Signal, das dem ODER-Gatter 201 der Bereichsüberschreitungs-Logikschal-

15 16

tung zugeführt wird. Das ODER-Gatter 201 erzeugt bevorrichlung ein Bereichsüberschreitungs- bzw. ein in Abhängigkeit hiervon eine hohe Ausgangsgröße, Leer-Tast Loschsignal zugeiührt werden,
welche dem UND-Gatter 230 zugeführt wird. Das Falls keine der Ausgangsgrößen der Komparatoren Zeitverzögerungssignal und das One-Shot-Signal ak- 91, 92, 94 und 95 während der Meßperiode entspretivieren das UND-Gatter 230. Somit nimmt, wenn das 5 chende Pegelwerte annehmen, wird der Ausgang des U-AUS-Signal zu irgendeinem Zeitpunkt nach der Akkumulators am Ende des Meßzyklus zur Betäti-Zeitverzögerungsperiode auftrlt, das UND-Gatter gung der Anzeige- bzw. Wiedergabevorrichtung 48 230 einen hohen Ausgangswert hat, der als Bereichs- zugeführt, wodurch das Differential- bzw. Ändeüberschreitungssignal dem Akkumulator45 zugeführt rungsgeschwindigkeitssignal angezeigt oder wiederwird. Außerdem wird die Ausgangsgröße des Gatters io gegeben wird.

230 als Losch- oder Leertastsignal für uie Anzeige- Die Sichtanzeige in der Wiedergabevorrichtung 48

vorrichtung 48 zur Löschung der Anzeige sowie als kann eine numerische Anzeige proportional dem

Bereichsubi/rschreitungs-Leuchtsignal zur Beauf- mV-Pegel de„ Differential- bzw. Änderu.igsge-

schlngung der Anzeigeleuchte 52 an der Anzeigevor- schwindip.keitssignals sein. Es ist jedoch auch möglich,

richtung verwendet. 15 die Anzeige unmittelbar in den tatsächlichen Konzen-

In ähnlicher Weise wird durch das System das Auf- trationen der jeweils untersuchten Enzvme oder in der

treten eines Absorptionssignals, das die jeweils vorge- Konzentration anderer Verbindungen, die mit den

wählten zulässigen A_mn- oder /l_moi-Werte für das je- Enzymen oder anderweitigen Verbindungen reagie-

weiüge betreffende Enzym übersteigt, festgestellt und ren zu eichen.

durch das ODER-Gatter 201 durchgelassen, wodurch 20 Aus der vorliegenden Beschreibung ist ersichtlich,

das Bereichsüberschreitungs-Signal und das Löschst- daß durch die Erfindung ein Differential- bzw. Ände-

gnal an den Akkumulator- bzw. die Anzeige- und rungsgeschwindigkeits-Analysesystem geschaffen

Wiedergabevorrichtung geliefert werden. wird, das die Messung des Differential- bzw. Ändc-

Die Probennahme- und Halteschaltung 110 und der rungsgi-schwindigkeitssignals in einem Zeitpunkt geVerstärker 112 dienen zur Erzeugung einer Eingangs- 25 stattet, wo es konstant ist. Das System ist zuverlässig größe für den Komparator 95, die proportional der und gewährleistet einen erheblichen Schutz gegen die gesamten Änderung des Absorptionssignals innerhalb Anzeige falscher Signale in einem automatischen Syeiner durch die eingebauten Zeitverzögerungsdiarak- stem.

teristiken der Schaltung 110 bestimmten Zeitperiode Die vorliegende Beschreibung eines Ausführungs-

fct. Der jeweils für ein bestimmtes Enzym zulässige 30 beispiels zeigt ferner, daß durch die Erfindung eine

4/4_/im„-Wert wird automatisch durch einen Enzym- Bereichsüberschreitungs-Nachweisschaltung ge-

tchalter an der Frontplatte vorgewählt und eine ent- schaffen wird, welche die Anzeige von in der genann-

iprechende Spannung am positiven Eingang des ten Weise durch Bereichsüberschreitungen falschen

!Comparators 95 entsprechend dem vorgewählten Signalen verhindert. Das erfindungsgemäße System

^Am/f Wert zugeführt. Somit erzeugt der Kompara- 35 hat den weiteren Vorteil, daß es zur Verwendung für

tor eine Ausgangsgröße mit hohem Pegel, wenn die die Analyse von Reaktionen mit anderen als den

tatsächliche Änderung der Absorption den zulässigen obengenannten Enzymen angepaßt werden kann und

Grenzwert übersteigt. In diesem Falle wird die hohe auch zur Verwendung bei der Differential- bzw. Än-

Ausgangsgröße des Komparators 95 dem ODER- derungsgeschwindigkeitsanalyse anderer Arten von

Gatter 201 zugeführt, worauf in der vorstehend erläu- 40 elektrischen Signalen, ohne daß hierdurch der Rah-

ter.en Weise dem Akkumulator bzw. der Wiederga- men der Erfindung verlassen wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Auf die Änderungsgeschwindigkeit eines Parameters ansprechendes Anaiysesystem mit einem ein elektrisches Signal liefernden Analysator einer ersten elektrischen Differenzierschaltung, die ein der Änderungsgeschwindigkeit des elektrischen Signals proportionales Signal liefert, und einer Vorrichtung zum Feststellen von einen vorgegebenen Bereich überschreitenden Änderungsgeschwindigkeiten des elektrischen Signals sowie mit einer der elektrischen Differenzierschaltung zugeordneten Anzeigevorrichtung, die einen dem Anderungsgeschwindigkeitssignal proportionalen Wert anzeigt, gekennzeichnet durch Kombination einer Anzeigesperrvorrichtung (50), die die Anzeige den vorgegebenen Bereich überschreitender Werte durch die Anzeigevorrichtung (48) verhindert und einer Verzögerungsvorrichtung (78), wobei die Sperrvorrichtung (50) derart mit der Anzeigevorrichtung (48) verbunden ist, daß sie deren Einschaltung steuert und sowohl auf die Verzögerungsvorrichtung (78) anspricht, um die Wirkung einer momentanen anfänglichen Instabilität auszuschalten, als auch auf die Vorrichtung zur Überwachung von Bereichsüberschreitungen, um das Ansprechen auf vorbestimmte zu große Signaländerungen zu verhindern.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Signalbegrenzervorrichtung (92, 94, 95) vorgesehen ist und die Sperrvorrichtung (50) auch auf diese anspricht, während die Signalbegrenzervorrichtung (92, 94, 95) auf eine der Signalbedingungen vorbestimmter unterer Signalgrenzpegel, vorbestimmter oberer Signalgrenzpegel oder vorbestimmte maximale Änderung des Signals anspricht.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Feststellen von einen vorgegebenen Bereich überschreitenden Signaländerungsgeschwindigkeiten (91) auf einen Maximalwert des Änderungsgeschwindigkeitssignals anspricht, der dem vollen Skalenausschlag der Anzeigevorrichtung entspricht.

4. System nach Anspruch 3 zur Messung der Enzymaktivität einer Probe, dadurch gekennzeichnet, daß der Analysator (10) auf Eigenschaften einer Enzymprobe anspricht und daß die Verzögerungsvorrichtung (78) eine zeitliche Verzögerung liefert, um die anfängliche Instabilität zu Beginn der Enzymreaktionszeit auf Grund des Mischübergangszustandes zu vermeiden