DE2347464C3

DE2347464C3 - Rotary cell type photometric analyzer

Info

Publication number: DE2347464C3
Application number: DE19732347464
Authority: DE
Inventors: Thomas Bronxville; Stewart Marvin Charles Hempstead; N.Y. Picunko (V.St.A.)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1972-09-21
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1977-09-29

Description

Die Erfindung betrifft einen photometrischen Analysator der Drehküvettenbauart, bei dem die einzelnen, in einem Drehtisch ausgebildeten Probenküvetten nacheinander an einer Lichtquelle und einem zugeordneten Detektor vorbeibewegt werden, der eine der Lichtintensität proportionale elektrische Meßgröße erzeugt, und bei dem die einer Bezugsprobe entsprechende Meßgröße, gesteuert durch einen der Drehtischumdrehung entsprechenden Steuerimpuls, in einem Speicher gespeichert wird, die dann auf den darauffolgend erzeugten, den eigentlichen Meßproben entsprechenden Meßgrößen in einer Subtraktionseinrichtung abgezogen wird.The invention relates to a photometric analyzer of the rotary cell type, in which the individual, in Sample cuvettes formed on a turntable one after the other at a light source and an associated one Detector are moved past, which generates an electrical measured variable proportional to the light intensity, and in which the measured variable corresponding to a reference sample, controlled by one of the turntable rotation corresponding control pulse, is stored in a memory, which is then applied to the subsequent generated measured variables corresponding to the actual test samples in a subtraction device is deducted.

Ein Analysator dieser Art ist bekannt (US-PS 69 551). Die einzelnen Meßgrößen werden dabei unmittelbar als Analogwerte gespeichert. Wegen des Schlupfes des Antriebs des Rotors und unvermeidlicher Zeitverzögerungen in der Analogschaltung können bei dieser bekannten Anordnung die Zeitabstimmungen für die Übernahme der Bezugswerte und eigentlichen Meßwerte nicht exakt eingehalten werden, und es treten dadurch Schwierigkeiten bei der Eingabe der Bezugswerte in den Analogspeicher auf. Auch der Schnelligkeit der Einspeicherung der Analogwerte in den Speicher sind wegen der unvermeidlichen Zeitkonstanten der Analogspeicherkreise Grenzen gesetzt. Wenn die Steuerimpulse zu schnell aufeinanderfolgen, kann der Analogspeicher nicht schnell genug dem jeweiligen analogen Spitzenwert des Detektors folgen, und es wird ein falscher Wert eingespeichert. Auch Temperaturänderungen bedeuten Meßfehler bei solchen Analogschaltungen. An analyzer of this type is known (US-PS 69 551). The individual measured variables are thereby saved immediately as analog values. Because of the slip of the drive of the rotor and inevitable Time delays in the analog circuit can, in this known arrangement, the timing for the assumption of the reference values and the actual measured values are not exactly adhered to, and it occurs this causes difficulties when entering the reference values in the analog memory. Also the speed the storage of the analog values in the memory are due to the inevitable time constants of the Analog storage circuits have limits. If the control impulses follow one another too quickly, the Analog memories do not follow the respective analog peak value of the detector fast enough, and it will an incorrect value is stored. Changes in temperature also mean measurement errors in such analog circuits.

Bei einem nach einem anderen Meßprinzip arbeitenden Analysator der Drehküvetlenbauart, bei dem die einzelnen Meßwerte nicht mit einem vorher bestimmten Bezugswert, beispielsweise aus einer Wasserprobe, verglichen werden und bei dem jeweils nur die Unterschiede der einzelnen Meßwerte bestimmt werden, ist an sich schon vorgeschlagen worden, das Ausgangssignal des Meßdetektörs über einen nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler in einen entsprechenden Digitalwert umzuwandeln. Dieser Analysator besitzt jedoch wieder andere prinzipielle Nachteile, insbesondere werden hierbei eventuelle Änderungen der Lichtstärke der Lichtquelle bei der Messung nicht berücksichtigt (DT-OS ?2 60 280).In a working according to a different measuring principle analyzer of the Drehküvetlenbauart, in which the individual measured values not with a previously determined reference value, for example from a water sample, are compared and in which only the differences between the individual measured values are determined in each case, has already been proposed per se, the output signal of the measuring detector via a downstream To convert analog-digital converter into a corresponding digital value. This analyzer however, it has other fundamental disadvantages, in particular any changes the luminous intensity of the light source is not taken into account in the measurement (DT-OS? 2 60 280).

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen photometrischen Analysator der eingangs erwähnten Art, bei dem die einzelnen Meßwerte mit einem Bezugsweit verglichen werden, so weiterzubilden und zu verbessern, daß die oben geschilderten Nachteile der analogen Meßgrößenauswertung vermieden sind.It is the object of the invention to provide a photometric analyzer of the type mentioned, in which the individual measured values are compared with a reference range, to be further developed and improved so that the The disadvantages of analog measured variable evaluation outlined above are avoided.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Analysator der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchsgelöst. Based on an analyzer of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention by the Features of the characterizing part of the claim solved.

Durch die erfindungsgemäße digitale Auswertung der Meßgrößen unter Beibehaltung des an sich bekannten Prinzips des Vergleichs der einzelnen Meßgrößen mit einem Bezugswert wird ein photometrischer Analysator geschaffen, der schnell und trotzdem genau arbeitet. Mit einem erfindungsgemäßen Analysator können bis zu 500 Analysen pro Sekunde durchgeführt werden, ohne daß Fehlmessungen zu befürchten sind.The inventive digital evaluation of the measured variables while maintaining what is known per se A photometric analyzer is based on the principle of comparing the individual measured variables with a reference value created that works quickly and yet accurately. With an analyzer according to the invention, up to 500 analyzes per second can be carried out without fear of incorrect measurements.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutertThe invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of exemplary embodiments explained

Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild der Auswertschal· tung eines erfindungsgemäßen Analysator;Fig. 1 shows the basic circuit diagram of the evaluation switch processing of an analyzer according to the invention;

F i g. 2 und 3 zeigen Details davon;F i g. 2 and 3 show details thereof;

Fig.4 zeigt die hierbei zur Wirkung kommenden Steuerimpulse in ihrer zeitlichen Zuordnung;4 shows the effects that come into effect here Control impulses in their temporal assignment;

F i g. 5 und 5a zeigen Einzelheiten des Küvettendrehtisches. F i g. 5 and 5a show details of the cuvette turntable.

Der in F i g. 1 dargestellte photometrische Analysator umfaßt einen Drehtisch 1 beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen, in welchem Hohlräume 3 und 5 ausgebildet sind, aus denen eine flüssige Probe, beispielsweise Blutserum, und ein flüssiges Reaktionsmittel, durch die Zentrifugalwirkung beim Drehen des Tisches 1 in eine Kammer 7 gelangen und in der damit in Verbindung siehenden Küvette gemischt werden und dort reagieren. Es sind eine Vielzahl solcher Hohlräume, beispielsweise 30, vorgesehen, die zweckmäßigerweise von 0 bis 29 durchnumeriert sind, vorgesehen, wobei jeweils eine Verbindung mit einer Vielzahl von radial fluchtenden Küvetten 9 hergestellt ist, die in einem Ringelement 4 sitzen, das eingerastet bzw. in fester Zuordnung an der drehbaren Scheibe 1 befestigt ist. Das Ausmaß der Reaktion in der Vielzahl von Küvetten 9 wird photometrisch durch die Verwendung einer Lichtquelle 11 und eines herkömmlichen Photoelektronenvervielfacher-Detektors 13 gemessen, der eine wiederholte Folge von Analogsignalen, die auf den Lichtdurchgang durch die Flüssigkeit in den jeweiligen transparenten Küvetten 9 bezogen ist, zu einem Verstärker 15 führt. Der Verstärker 15 ist ein logarithmischer Verstärker. Die verstärkten Analogsignale, die nun auf dieThe in F i g. 1 illustrated photometric analyzer comprises a turntable 1, for example made of polytetrafluoroethylene, in which cavities 3 and 5 are formed, from which a liquid sample, for example blood serum, and a liquid reactant, get into a chamber 7 by the centrifugal effect when the table 1 is rotated and into the associated cuvette are mixed and react there. A large number of such cavities, for example 30, are provided, which are expediently numbered from 0 to 29, a connection being made in each case with a large number of radially aligned cuvettes 9 which are seated in a ring element 4 which is locked or in fixed assignment on the rotatable disk 1 is attached. The extent of the reaction in the plurality of cuvettes 9 is measured photometrically through the use of a light source 11 and a conventional photoelectron multiplier detector 13 which is a repeated sequence of analog signals related to the passage of light through the liquid in the respective transparent cuvettes 9, leads to an amplifier 15 . The amplifier 15 is a logarithmic amplifier. The amplified analog signals that are now sent to the

Lichtabsorption der Flüssigkeit bezogen sind, was in Fig. 1 durch 14 gekennzeichnet ist, werden auf herkömmliche Weise in Spitzenanalogsignale umgeformt, wobei beispielsweise ein Spitzendetektor 16 verwendet wird. Die erhaltenen Analogsignale werden S einem herkömmlichen Analog-Digital-Umformer21 für die Umwandlung in entsprechende binäre Digitalsignale übermittelt.Light absorption of the liquid are related to what is in 1, indicated by 14, are converted into peak analog signals in a conventional manner, for example, a peak detector 16 is used. The analog signals obtained are S a conventional analog-digital converter21 for conversion into corresponding binary digital signals transmitted.

Bei bestimmten Arbeitsweisen eines Drehküvettenanalysators der vorstehenden Art ist es von Bedeutung, die von den Lichtabsorptionsmessungen der Küvetten erhaltenen elektrischen Signale auf eine Bezugsgröße zu beziehen. In diesen Fällen wird in eine bestimmte Küvette eine Bezugsflüssigkeit mit bekannter Lichtabsorption, beispielsweise destilliertes Wasser, eingebracht, wobei diese Küvette zweckmäßigerweise die Küvette »0« ist. Es soll dann das elektrische Signal entsprechend der Lichtabsorption der Bezugsküvette von den elektrischen Signalen der übrigen Küvetten abgezogen werden, damit man bezogene Daten erhält. Bei der in F i g. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die binäre Datenangobe aus dem Analog-Digital-Umformer 21 in Reihe der erfindungsgemäßen Subtraktionsschaltung 23 übermittelt, wobei die binäre Datenangabe, welche der Küvette »0« entspricht, zuerst übermittelt wird, worauf die Datenangaben der Küvette »1«, »2« usw. folgen. Die bezogene binäre Ausgangsdatenangabe aus der Subtraktionsschaltung 23 wird gleichzeitig einer herkömmlichen Speichereinheit 26 übermittelt und in geeigneter Weise durch einen herkömmlichen Drucker 28 dargestellt. Mit der drehbaren Scheibe 1 wird ein Generator 25 für die Zeitsteuerfunktion herkömmlicher Bauweise synchronisiert, der beispielsweise Zähler, Schieberegister und kombinatorische Torsteuerungen aufweist und der Subtraktionsschaltung 23 synchronisierte Signale zuführt, was nachstehend an Hand von F i g. 4 näher erläutert wird. Diese Signale umfassen Taktimpulse über die Leitung 27 und einen Darstellungs- bzw. Mode-Impuls über die Leitung 29. Weiterhin erzeugt der Generator 25 für die Zeitsteuerfunktion einen synchronisierten »Umdrehungsimpuls« oder »Impuls für einen einmaligen Umlauf«, d. h. einen Impuls pro Umdrehung der drehbaren Scheibe 1, welcher über die Leitung 3t der Subtraktionsschaltung 23 zugeführt wird. Im Betrieb wird zuerst das Signal für eine einmalige Umdrehung bzw. der Umdrehungsimpuls von dem Generator 25 für die Zeitsteuerfunktion über die Leitung 100 der »O«-Küvettenaufgabeschaltung 110 zugeführt, von der Signale über Leitungen 112 und 114 für die Steuerung der Toranordnung «30 und das Abschalten des Tores 120 erzeugt werden, wie dies aus dem Blockschaltbild von F i g. 2 und dem Zeitsteuerdiagramm von Fig.4 ersichtlich ist. Gleichzeitig werden das Umdrehungssignal über die Leitung 122 dem Schieberegister 140 und in das Schieberegister 140 eine beliebige binäre Datenzahl, beispielsweise 240, eingegeben, so daß irgendeine vorherige Datenangabe in dem Schieberegister eliminiert wird. Nach der Übermittlung des Umdrehungsimpulses werden die binären Daten für jede der Küvetten, beispielsweise »0«, »1« usw., der Reihe nach der Subtraktionseinheit 150 über die Leitung 155 zugeführt. Wenn die binäre Datenangabe für die Küvette »0« in die Subtraktionseinheit 150 eintritt, tritt die binäre Zahl, beispielsweise »240«, die vorher in das Schieberegister 140 eingegeben wurde, ebenfalls in die Subtraktionseinheit 150 über die Leitung 165 ein und wird von dem Wert für die Küvette »0« abgezogen. Der erhaltene Wert wird über die Leitung 175 weitergegeben und steuert das Tor 130, so daß das Register 140 schieb'., wo der Wert gespeichert ist. Die »0«-Küvettenaufgabeschaltung 110 sperrt nun das Tor 130 und öffnet das Tor 120. Die nächste, der Subtraktionseinheit 150 über die Leitung 155 zugeführte binäre Datenangabe ist das nicht bezogene Signal entsprechend der Lichtabsorption der Küvette »1«. Wenn die binäre Eingangsdatenangabe für die Küvette »1« in die Subtraktionseinheit 150 eintritt, tritt der »modifizierte« Wert für die Küvette »0« aus dem Schieberegister 140 über die Leitung 165 in die Subtraktionseinheit 150 ein und wird gleichzeitig wieder zurück zum Schieberegister 140 über die Leitung 180 und das geöffnete Tor 120 umlaufen gelassen. Das Ergebnis der Subtraktion des Bezugswerts von der Datenangabe für die Küvette »1«, d. h. die bezogene Ausgangsdatenangabe, erscheint bei 190 und geht zu der Speichereinheit 26 und zum Drucker 28 für die Anzeige in herkömmlicher Weise. Diese Subtraktion, der Wiederumlauf und die Ausgangsdatenübertragung werden wiederholt für jede der darauffolgenden Küvetten »2«, »3« usw.In certain modes of operation of a rotary cell analyzer of the above type, it is important to the electrical signals obtained from the light absorption measurements of the cuvettes to a reference value to acquire. In these cases, a reference liquid with known light absorption is placed in a specific cuvette, for example distilled water, introduced, this cuvette expediently the Cell is "0". The electrical signal should then correspond to the light absorption of the reference cuvette subtracted from the electrical signals of the remaining cuvettes in order to obtain related data. In the case of the in FIG. 1 embodiment of the invention shown is the binary data from the Analog-digital converter 21 is transmitted in series of the subtraction circuit 23 according to the invention, wherein the binary data, which corresponds to the cuvette "0", is transmitted first, whereupon the data follow the cuvette »1«, »2« etc. The related binary output data from the subtraction circuit 23 becomes a conventional one at the same time Storage unit 26 is transmitted and suitably represented by a conventional printer 28. With the rotatable disk 1 is synchronized with a generator 25 for the timing function of conventional construction, which has, for example, counters, shift registers and combinational gate controls and the Subtraction circuit 23 supplies synchronized signals, which is shown below with reference to FIG. 4 closer is explained. These signals include clock pulses via line 27 and a display or display. Mode pulse via line 29. The generator 25 also generates a time control function synchronized "revolution impulse" or "impulse for a single revolution", i. H. one pulse per Revolution of the rotatable disk 1, which is fed to the subtraction circuit 23 via the line 3t. In operation, the signal for a single revolution or the revolution pulse from the Generator 25 for the timing function via line 100 of “O” cuvette feed circuit 110 supplied by the signals via lines 112 and 114 for the control of the gate arrangement «30 and the shutdown of the gate 120 can be generated as this from the block diagram of FIG. 2 and the timing diagram of FIG. Be at the same time the rotation signal via the line 122 to the shift register 140 and into the shift register 140 any binary data number, for example 240, is entered so that any previous data item is in the Shift register is eliminated. After the revolution pulse has been transmitted, the binary data for each of the cuvettes, for example "0", "1", etc., in sequence to the subtraction unit 150 via the line 155 supplied. When the binary data for cuvette "0" enters subtraction unit 150, occurs the binary number, for example "240" previously entered into shift register 140, also into the Subtraction unit 150 via line 165 and is subtracted from the value for the cuvette "0". the The value obtained is passed on via the line 175 and controls the gate 130 so that the register 140 shift '. where the value is stored. The “0” cuvette feed circuit 110 now blocks the gate 130 and opens it the gate 120. The next binary data item fed to the subtraction unit 150 via the line 155 is the unrelated signal corresponding to the light absorption of cuvette "1". If the binary input data specification for cuvette "1" enters subtraction unit 150, the "modified" value for the Cuvette “0” from shift register 140 via line 165 into subtraction unit 150 and becomes at the same time back to the shift register 140 via the line 180 and the opened gate 120 circulated. The result of subtracting the reference value from the data for cuvette »1«, d. H. the related output data appears at 190 and goes to the storage unit 26 and to the Printer 28 for display in a conventional manner. This subtraction, the recirculation and the output data transfer are repeated for each of the following cuvettes »2«, »3« etc.

Der Grund für die anfängliche Subtraktion eines willkürlichen Werts, beispielsweise »240« von dem Wert der Bezugsküvette »0« besteht darin, daß eine Möglichkeit besteht, daß die Lichtabsorplion für einige der darauffolgenden Küvetten quantitativ niedriger sein kann als die der nicht modifizierten Bezugsküvette »0«. Unter diesen Umständen würde die Subtraktion eines nicht modifizierten Bezugswerts ein nicht positives Ergebnis geben. Dies wird vermieden durch Subtrahieren eines Werts von dem anfänglichen Wert der Küvette »0« derart, daß der erhaltene Wert niedriger ist als der erwartete Wert für irgendeine der übrigen Küvetten. Die Zahl »240« ist eine zweckmäßige Kombination von binären Bit-Werten und wird für eine große Anzahl von Versuchen verwendet, bei welchen der Drehküvettenanalysator eingesetzt wird. Abhängig von den vorliegenden Gegebenheiten können auch andere geeignete Werte festgelegt werden.The reason an arbitrary value, such as "240" was initially subtracted from the value of the reference cuvette "0" is that there is a possibility that the light absorption for some of the following cuvettes can be quantitatively lower than that of the unmodified reference cuvette "0". In these circumstances the subtraction of an unmodified reference value would become a non-positive Give result. This is avoided by subtracting a value from the initial value of the Cell "0" such that the value obtained is lower than the expected value for any of the others Cuvettes. The number "240" is a convenient combination of binary bit values and is used for a used a large number of experiments in which the rotary cell analyzer is used. Dependent other suitable values can also be determined based on the prevailing conditions.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 3 gezeigt. Wie aus F i g. 3 und dem Zeitsteuerdiagramm von F i g. 4 zu ersehen ist, wird ein Umdrehungsimpuls durch eine herkömmliche Umkehrstufe 200 über die Leitung 100 der »O«-Küvettenaufgabeschaltung zugeführt, die einen bistabilen Multivibrator 111 aufweist. Das gleiche Signal wird über 103 der Trägerschaltung 105, beispielsweise zur Erzeugung einer 1-Bit-Verzögerung, einer Flip-Flop-Schaltung der Subtraktionseinheit 150 zugeführt, um ein anfängliches »Übertragen« zu erzielen. Wenn Q bzw. der Q-Faktor bzw. der Gütefaktor des Multivibrators Ul »hoch« ist, ist Q~ »niedrig« und die Toranordnung 130 wird angesteuert bzw. geöffnet. Die Toranordnung 13C umfaßt ein herkömmliches duales Eingangs-N AND-T01 300 und ein duales Eiiigangs-N AN D-Tor 310. Zu diese: Zeit ist die Toranordnung 120 mit einem herkömmli chen dualen Eingangs-N AN D-Tor 320 zusammen mi dem vorstehend erwähnten N AN D-Tor 310 gesperrt Der Umdrehungsimpuls wird gleichzeitig über dii Leitung 122 dem Schieberegister 140 zugeführt, welche beispielsweise drei vierbitsvoreinstellbare Schiebere gister A, B und C aufweist, die in Kaskade angeordne sind, um eine Kapazität von zwölf Bits zu erzeuger Diese Kapazität wird gewählt, damit sie der Wortläng der Eingangsdatenangabe für jede Küvette entsprich Bei der Zuführung des Umdrehungsimpulses zu de Schieberegistern A, B und C werden A und C auf »0A specific embodiment of the invention is shown in FIG. 3 shown. As shown in FIG. 3 and the timing diagram of FIG. 4, a revolution pulse is fed by a conventional reversing stage 200 via line 100 to the “O” cuvette feed circuit, which has a bistable multivibrator 111. The same signal is fed to a flip-flop circuit of the subtraction unit 150 via 103 of the carrier circuit 105, for example to generate a 1-bit delay, in order to achieve an initial "transfer". If Q or the Q factor or the quality factor of the multivibrator Ul is “high”, Q is “low” and the gate arrangement 130 is activated or opened. The gate assembly 13C includes a conventional dual input N AND T01 300 and a dual input N AN D port 310. At this time, the gate assembly 120 is in conjunction with a conventional dual input N AN D port 320 above-mentioned N AN D gate 310 blocked The revolution pulse is simultaneously fed via line 122 to shift register 140, which has, for example, three four-bit presettable shift registers A, B and C , which are arranged in cascade in order to generate a capacity of twelve bits The capacity is selected so that it corresponds to the word length of the input data for each cuvette. When the rotation pulse is supplied to the shift registers A, B and C , A and C are set to »0

gesetzt und flhat alles »Einsen«, so daß man einen Wert von »240« im Schieberegister 140 erhält. Die Einheiten A, Bund Ckönnen abhängig von den Gegebenheiten so angeordnet werden, daß andere beliebige Werte erzielt werden. Jede vorherige Datenangabe in dem Schieberegister 140 wird auf diese Weise beseitigt. Nach dem Umdrehungsimpuls werden die Eingangsdaten für jede der Küvetten, beispielsweise »0«, »1« usw. der Reihe nach über die Leitung 155 der Subtraktionseinheit 150 klih ddi 154 d 1000 Upm, wodurch eine Folge von analogen elektrischen Signalen in Form von Impulsen erzeugt wird, wie dies bei Fig. 1 durch 14 gekennzeichnet ist. Diese Impulse werden dem herkömmlichen logarithmischen Verstärker 15 zugeführt. Für jede Umdrehung der drehbaren Scheibe 1 werden dreißig Reihenimpulse erzeugt. Die dem Verstärker 15 zugeführten Signale haben Impulsform infolge des Zerhackereffekts der Rotation der Küvetten 9 zwischen der Lichtquelle 11 is set and fl has all "ones", so that you get a value of "240" in shift register 140 . The units A, B and C can be arranged depending on the circumstances so that other arbitrary values are achieved. Any previous data entry in the shift register 140 is eliminated in this way. After the revolution pulse, the input data for each of the cuvettes, for example "0", "1" etc. are sequentially via the line 155 of the subtraction unit 150 klih ddi 154 d 1000 rpm, which generates a sequence of analog electrical signals in the form of pulses is, as is indicated by 14 in FIG. These pulses are fed to the conventional logarithmic amplifier 15. For each revolution of the rotatable disk 1, thirty series pulses are generated. The signals fed to the amplifier 15 have a pulse shape as a result of the chopping effect of the rotation of the cuvettes 9 between the light source 11

zugeführt, die einen herkömmlichen Addierer 154 und io und dem Photoelektronenvervielfacherdetektor 13. eine »Übertragung« 155 zusammen mit der zugeordne- Man verwendet einen logärithmischen Verstärker ten herkömmlichen Umkehrstufe 156 aufweist. Wenn wegen des logarithmischen Charakters des Absorpdie binäre Dateneingangsangabe für die Küvette »0« in tionsphänomens der Serum-Reaktionsmittel-Reaktioden Addierer 154 eintritt, wird die Zwölf-Bits-Binärzahl nen. Die Amplitude der Ausgangsimpulse des Verstär- »240« von dem Schieberegister 140 über die Leitung J65 15 kers 15 sind ein Maß für die Lichtabsorption, d. h. für die auf die Aufgabe der Schieberegistertaktimpulse über die optische Dichte der Flüssigkeit in den Küvetten 9, und Leitung 400 und das herkömmliche Tor 500 zugeführt, somit ein Maß des Zustands der Reaktion in den welches den Mode-Impuls über die Leitung 510 erhält. Küvetten 9. Diese Impulse werden über einen her-Die gleichen Taktimpulse werden der Übertrag- bzw. kömmlichen Spitzendetektor 16 einem herkömmlichen Carry-Schaltung 105 des Addierers 154 über die Leitung 20 Analog-Digital-Umsetzer 21, wie vorstehend an Hand 520 zugeführt, wobei die Eingangsdatenangabe in die von Fig. 1 erläutert,zugeführt. Das Ausgangssignaidessupplied, the 13 a "transfer" 155 using a conventional adder 154 and io and the photo-electron multiplier detector together with the zugeordne- Man a logärithmischen th amplifier conventional inverter stage 156 has. If, because of the logarithmic character of the absorbance, the binary data input specification for the cuvette "0" occurs in the serum reactant reaction period adder 154 , the twelve-bit binary number will be used. The amplitude of the output pulses of the amplifier "240" from the shift register 140 via the line J65 15 kers 15 are a measure of the light absorption, ie for the task of the shift register clock pulses via the optical density of the liquid in the cuvettes 9 and line 400 and the conventional port 500, thus a measure of the state of the response in which the mode pulse is received via line 510 . Cuvettes 9. These pulses are fed to the carry or conventional peak detector 16 to a conventional carry circuit 105 of the adder 154 via the line 20 analog-to-digital converter 21, as described above with reference to 520 , wherein the input data information is supplied to that explained by FIG. 1. The initial signaides

Analog-Digital-Umformers 21 ist eine Folge von dreißig binären Worten der Reihe nach für jede Umdrehung der drehbaren Scheibe 1, wobei jedes Wort der gemessenen optischen Dichte der reagierenden Flüssigkeiten in jeder Küvette 9 entspricht. Für die genaue Übereinstim-Analog-digital converter 21 is a sequence of thirty binary words in sequence for each revolution of the rotatable disk 1, each word corresponding to the measured optical density of the reacting liquids in each cuvette 9. For the exact match

Subtraktionseinheit 150 eintritt. Der Wert »240« wird von dem Wert für die Küvette »0« im Addierer 154 subtrahiert. Der erhaltene Wert wird über die Leitung 175 und das »geöffnete« bzw. »gesteuerte« Tor 130 dem Schieberegister 140 übermittelt, wo er gespeichert wird. Das Tor 130 wird nun infolge des Zustands des Mode-Impulses und des am Multivibrator 111 zugeführten Umdrehungsimpulses gesperrt und das Tor 120 geöffnet bzw. gesteuert. Die nicht bezogene binäre Eingangsdatenangabe, die als nächste für die Küvette »1« dem Addierer 154 zugeführt wird, tritt in den Addierer 154 über die Leitung 155 gleichzeitig mit demSubtraction unit 150 enters. The value “240” is subtracted from the value for the cuvette “0” in adder 154. The value obtained is transmitted via the line 175 and the "opened" or "controlled" gate 130 to the shift register 140 , where it is stored. The gate 130 is now blocked as a result of the state of the mode pulse and the rotation pulse supplied to the multivibrator 111 and the gate 120 is opened or controlled. The unrelated binary input data that is next fed to adder 154 for cuvette "1" enters adder 154 via line 155 at the same time as the

»modifizierten« Wert für die Küvette »0« (über die _a ^"Modified" value for the cuvette "0" (via the _a ^

Leitung 165) auf die Aufgabe eines Mode-Impulses bei 35 den Anforderungen entsprechend so ausgelegt sein, daß 500 ein. Der »modifizierte« Bezugswert wird gleichzei- sie eine inkrementförmige, magnetisch polarisierte tig zurück in das Schieberegister 140 über die Leitung
wobei das Tor 120 geöffnet ist. DasLine 165) can be designed for the task of a mode pulse at 35 according to the requirements so that 500 a. The "modified" reference value is simultaneously an incremental, magnetically polarized signal back into the shift register 140 via the line
with gate 120 open. The

mung der binären Worte mit dem entsprechenden numerischen Wert der optischen Dichte kann eine Eichschaltung verwendet werden.mation of the binary words with the corresponding numerical value of the optical density can be a Calibration circuit can be used.

Aus Fig.5 ist zu ersehen, daß eine Magnetscheibe 600 herkömmlicher Auslegung an der Welle 610 der Rotoranordnung 4 befestigt ist, die mit einer vorher festgelegten Drehzahl, beispielsweise 1000 Upm, vom Motor 6 angetrieben wird. Die Magnetscheibe 600 kannIt can be seen from FIG. 5 that a magnetic disk 600 of conventional design is fastened to the shaft 610 of the rotor arrangement 4 and is driven by the motor 6 at a predetermined speed, for example 1000 rpm. The magnetic disk 600 can

180 geführt, wobei das Tor 120 geöFfnet ist. Ergebnis der Subtraktion, d. h. die Ausgangsdatenangabe, erscheint bei 190, geht von da zur Speichereinheit 26 und zum Drucker 28, wie dies aus F i g. 1 ersichtlich ist. Diese Subtraktion, der Wiederumlauf und die Ausgangsdatenübertragung wird für jede der darauffolgenden Küvetten wiederholt. 180 with gate 120 open. The result of the subtraction, that is to say the output data specification, appears at 190, goes from there to the memory unit 26 and to the printer 28, as shown in FIG. 1 can be seen. This subtraction, the recirculation and the output data transfer are repeated for each of the subsequent cuvettes.

Bezüglich der Subtraktionseinheit 150 führt die Umkehrstufe 156 das Komplement des Werts in dem Schieberegister 140 dem Addierer 154 zu, der zusammen mit dem vorstehend erwähnten anfänglichen »Übertrag« den Addierer die Differenz zwischen der Eingangsdatenangabe und dem Schieberegisterwert abgeben läßt.With respect to the subtraction unit 150 , the inverter 156 feeds the complement of the value in the shift register 140 to the adder 154 which, together with the aforementioned initial "carry", causes the adder to return the difference between the input data and the shift register value.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung umfaßt den in F i g. 5 und 5a gezeigten Analysator in Kombination mit der in Fig.3 gezeigten Subtraktionsschaltung. Der in den F i g. 5 und 5a gezeigte Analysator hat eine drehbare Aufgabescheibe 1, welche dreißig Reihen von Hohlräumen aufweist, die von »0« bis »29« numeriert sind, wobei jede Reihe einen Scrumshohlraum 3, einen Rcaktionsmittclhohlraum 5 und eine Mischkummer 7 aufweist. Jede Hohlrnumreihe istA specific embodiment of the invention comprises the one shown in FIG. 5 and 5a shown in the analyzer in Combination with the subtraction circuit shown in Figure 3. The in the F i g. 5 and 5a shown analyzer has a rotatable feed disc 1, which has thirty rows of cavities, which range from "0" to "29" are numbered, with each row a scrum cavity 3, a Rcaktionsmittclhohlraum 5 and a Has Mischkummer 7. Every row of cavities is

sie eine Oberfläche hat, wodurch eine Vielzahl von Magnetimpulsen mit gleichem Zeitabstand einem herkömmlichen Magnetkopfdetektor 620 zugeführt werden. Die magnetischen Impulse erzeugen in dem Magnetkopf 620 elektrische Impulse, die dem Generator 20 für die Zeitsteuerfunktion zugeführt werden. Durch bekannte Verfahren und Schaltungen erhält man die vorstehend genannten synchronisierten Signale, d. h. Taktimpulse und Mode-Impulse. In gleicher Weise empfängt ein Magnetkopf 630 jeweils einen Magnetimpuls bei jeder Umdrehung der drehbaren Scheibe 1 und erzeugt einen synchronisierten Umdrehungsimpuls.it has an area, are supplied to form a plurality of magnetic pulses with the same time interval of a conventional magnetic head detector 620th The magnetic pulses generate electrical pulses in the magnetic head 620 which are fed to the generator 20 for the timing function. The aforementioned synchronized signals, ie clock pulses and mode pulses, are obtained by known methods and circuits. In the same way, a magnetic head 630 receives a magnetic pulse for every revolution of the rotatable disk 1 and generates a synchronized revolution pulse.

Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist, werden die auf die vorstehend beschriebene Weise erzeugten Signale der gezeigten Schaltung in der in Fig.4 gezeigter Zeitbeziehung zugeführt, Das Bezichen der Daten füi die Küvetten 9 wird erreicht, wie es in Verbindung mi' F i g. 3 beschrieben wurde.As shown in FIG. 3 can be seen, the signals generated in the manner described above are the The circuit shown is supplied in the time relationship shown in FIG the cuvette 9 is reached as it is in connection with mi ' F i g. 3 has been described.

Der vorstehend beschriebene Drchküvcttcnanalysa tor ist in der Litcraturstellc »Analytical Biochemistry« 28,545 - 562 (1969), beschrieben.The above-described pressure cell analyzer is in the literature "Analytical Biochemistry" 28,545-562 (1969).

Ein häufig durchgeführter analytischer Test, be welchem ein Drehküvcttcnanalysator verwendet wird ist die Bestimmung von Glukose im Blutserum. Bei diese Analyse werden 5 μΙ Serum in den ScrumhohlrUumci und 350 μΙ Glukosereaktionsmittcl in den Rcuktionsmit tclhohlräumcn der Probcnschcibc 1 angeordnet. D« Glukosereaktionsmittcl besteht aus einem 0,3mol»rcA frequently performed analytical test in which a rotating piston analyzer is used is the determination of glucose in blood serum. In this analysis, 5 μΙ serum are in the ScrumhohlrUumci and 350 μΙ Glucose Reaktionsmittcl in the Rcuktionsmit Tclhohlräumcn the sample compartment 1 arranged. D « Glucose reactant consists of a 0.3 mol »rc

jeweils fluchtend mit einer Küvette 9 in einemeach in alignment with a cuvette 9 in one

Ringclcmcnt 4 vicrbitsvoreinstcllbare Wenn das Ringe-Ringclcmcnt 4 vicrbitspresettable If the ring-

Icmcnt4 durch einem Motor 6 angetrieben wird,Icmcnt4 is driven by a motor 6,

werden dus Serum und das Reaktionsmittel vermischtthe serum and the reactant are mixed

durch Kanäle 306 den jeweiligen Küvetten 9 zugeführt. 65 Triüthanolumin-Puffcr mit einem pH-Wert von 7,5, deThe respective cuvettes 9 are fed through channels 306. 65 triethanolumin buffer with a pH of 7.5, de

Die gefüllten Küvetten 9 drehen sich schnell zwischen 0,0004 Mol/l NADP (NikotinumicludcnindinuklcotkThe filled cuvettes 9 rotate rapidly between 0.0004 mol / l NADP (Nicotinumicludcnindinuklcotk

der Lichtquelle 11 und einer herkömmlichen Photoclck- phosphat), 0,0005 Mol/l ATP (Adcnosintriphosphutthe light source 11 and a conventional photoclick phosphate), 0.0005 mol / l ATP (adnosine triphosphate

tiOncnvervielfachcrcinhcit 13, beispielsweise mit 70mg/1 llcxokinuse, 140mg/l Gliikosc-6-phosphatdcTiOncnvervielfachcrcinhcit 13, for example with 70mg / 1 llcxokinuse, 140mg / l Gliikosc-6-phosphatedc

hydrogenase und 0,0004 Mol/I MgSO₄ enthält. Die kombinierte Wirkung von ATP und NADP in Anwesenheit der Enzyme Hexokinase und Glukose-6-phosphatdehydrogenase führt zur Reduktion von NADP, die spektrophotometrisch verfolgt werden kann, indem Änderungen der Absorption bei einer Wellenlänge von 340 nm erfaßt werden. Die erzielte entsprechende binäre Datenangabe wird mit der bezogenen binären Datenangabe für die Bezugsküvette verglichen, welche beispielsweise destilliertes Wasser enthält.hydrogenase and 0.0004 mol / l MgSO ₄ . The combined action of ATP and NADP in the presence of the enzymes hexokinase and glucose-6-phosphate dehydrogenase leads to the reduction of NADP, which can be followed spectrophotometrically by detecting changes in absorbance at a wavelength of 340 nm. The corresponding binary data obtained is compared with the related binary data for the reference cuvette, which contains, for example, distilled water.

In Fig.4 sind Zahlenwerte für eine beispielsweise Subtraktion und die Herstellung einer Beziehung gemäß der Erfindung gezeigt. Für die Küvette »0« wird ein Wert von »505« angenommen, von welchem der beliebige Wert von »240« subtrahiert wird, so daß man »265« erhält. Der Wert »265« wird danach von »1544« für die Küvette »1« subtrahiert, wodurch man »1279« erhält. Der Wert von »265« wird wieder umlaufen gelassen und in gleicher Weise von den Eingangsdatenwerten für die übrigen Küvetten subtrahiert.In Fig.4 are numerical values for an example Subtraction and the establishment of a relationship according to the invention are shown. For the cuvette "0" becomes a Assume a value of "505" from which the arbitrary value of "240" is subtracted so that one "265" receives. The value »265« is then subtracted from »1544« for the cuvette »1«, resulting in »1279« receives. The value of "265" is circulated again and in the same way by the input data values subtracted for the remaining cuvettes.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

709 630/31 β709 630/31 β

Claims

Claim:

Phoiometric analyzer of the Orehküvettenbauart, in which the individual, formed in a turntable, sample cells are moved one after the other past a light source and an associated detector, which generates an electrical measured variable proportional to the light intensity, and in which the measured variable corresponding to a reference sample is controlled by one of the The control pulse corresponding to the rotation of the turntable is stored in a memory, which is then subtracted from the subsequently generated measured variables corresponding to the actual test samples in a subtraction device, characterized in that the electrical measured variables of the detector (13) in a manner known per se via an analog-digital Converter (21) are converted into digital values, and a shift register (140) is used as a memory, which is connected via gate circuits (120, 130) to a digital subtraction circuit (150) in such a way that the reference stored in the shift register (140) Digital value add mmen is fed to the subtraction circuit (150) with the successively generated digital values of the analog-to-digital converter (21) and the first digital output signal generated by the subtraction circuit (150) as a reference digital value to the shift register (140 ) via a first gate circuit (130) ) is fed (line 175), which is fed back to the shift register (140) during the subsequent repeated transfer to the subtraction circuit (150) via a second gate circuit (120).

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