DE2521236A1

DE2521236A1 - Einrichtung zum zaehlen und messen von in einer fluessigkeit suspendierten teilchen

Info

Publication number: DE2521236A1
Application number: DE19752521236
Authority: DE
Inventors: Geb Kuhl Hildegard Dr Goehde
Original assignee: Goehde Gebkuhl hildegard dr
Current assignee: Goehde Gebkuhl hildegard dr
Priority date: 1975-05-10
Filing date: 1975-05-10
Publication date: 1976-11-18
Also published as: GB1507285A; US4056324A; CH594244A5; DE2521236C3; DE2521236B2

Description

Hamburg, den 2. rilai 1975 175175

Anmelder;

Dr. Hildegard Göhde

4400 Münster
u.-Stauffenberg-Str. 40

Einrichtung zum Zählen und Messen von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Einrichtungen zum Zählen und Messen uon in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen werden in der Medizin in zunehmendem Maße für die Untersuchung won Zellen benutzt. Der einschlägige Stand der Technik ist z.B. in der DT-PS 2 050 672 eingehend dargelegt morden. In der DT-AS 1 919 628 ist für eine solche Einrichtung eine Durchflußküv/ette beschrieben, die ein

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ORiGiNAL INSPECTED

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T-förmiges Kanalsystem aufweist, bei dem über eine in der optischen Achse liegende Zuleitung die Suspension mit den zu untersuchenden Teilchen in einen dazu querliegenden Kanal, durch den ein teilchenfreier Förderstrom hindurchgeht, eingespeist wird. Bei dieser auch als [fleßpore bezeichneten Anordnung ist die ftleßstelle, die auch die Einstellebene des Beobachtungsmikroskops oder die Objektebene ist, die Grenz- oder lYlündungsfläche zwischen der Zuleitung für die Suspension und dem quer dazu v/erlaufenden Durchflußkanal für den Förderstrom. Diese Fläche soll möglichst klein sein; in der Praxis wird mit Durchmessern won etwa 0,1 mm und weniger gearbeitet. Die Herstellung solcher Küuetten erfordert einen erheblichen Arbeitsaufwand. Die lYleßverhältnisse sind zwar an sich günstig. Wegen dem geringen Durchmesser der iYleßpore besteht aber die Gefahr, daß Zellen sich im Hflündungsbereich festsetzen und die Pore verstopfen, so daß die Benutzung der Einrichtung gestört wird.

Die in der DT-PS 2 050 672 beschriebene Durchflußküvette ist ebenfalls mit einer im wesentlichen T-förmigen Anordnung von Suspensionszuleitung und Durchflußkanal für den Förderstrom ausgeführt. Die Beobachtungsstelle liegt jedoch stromabwärts von der Einmündung der Teilchensuspension, die als Schicht geringer Dicke zwischen dem ebenen Boden und der parallel dazu strömenden, teilchenfreien Förderflüssigkeit geführt wird. Der Tiefenschärfebereich erstreckt sich demnach

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parallel zum Boden des Durchflußkanals unmittelbar an diesen angrenzend und hat nicht nur parallel zum Kanalboden, sondern auch in der Höhe des Kanals eine merkliche Ausdehnung, um die nicht nur unmittelbar am Boden entlangziehenden Teilchen zu erfassen. Bei dieser bekannten Einrichtung können zwar zur Zuführung der Teilchensuspensionen auch Zuleitungen mit größeren Iflündungsöffnungen verwendet werden, uienn der Kanal etu/a von der Einmündung des Zuflusses der Teilchensuspension aus bis uor die [fleßstelle durch Annäherung der Seiteniuände an die Achse des Kanals sich kontinuierlich verjüngt, Die ilfießstelle liegt bei dieser Anordnung jedoch in eine^n Kanalabschnitt mit konstantem Querschnitt. Auch bei dieser Ausführungsform der bekannten Durchflußküuette fließen die zu untersuchenden Teilchen nicht allein in einer parallel zum Kanalboden liegenden Fläche, sondern durch einen räumlichen Bereich mit merklicher Höhe, so daß dadurch einerseits keine sichere Fokussierung der Teilchen bei der Messung möglich ist, andererseits der Zuleitungsquerschnitt eben doch sehr klein gehalten u/erden muß, um eine entsprechende IKleßgenauigkeit zu gewährleisten, indem die Höhe des räumlichen Bereiches, durch den die Teilchen hindurchfließen, möglichst klein gehalten sird.

Die Erfindung geht deshalb von der Aufgabe aus, für eine Einrichtung der eingangs ermähnten Art die Durchflußküvette so auszuführen, daß trotz der Möglichkeit zu einfacherer

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Herstellung die Fokussierung erleichtert wird und genauere Messungen gestattet. Diese Aufgabe wird für eine Einrichtung der eingangs ermähnten Art durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

Bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Ifleßstelle praktisch u/ieder auf eine Durchtrittsfläche beschränkt. Bei der Justierung kommt es im wesentlichen nur darauf an, die Einstellebene oder Objektebene an die Bodenfläche des Durchflußkanales "anzuhängen". Die Erfindung gestattet weiter, den Iflündungsdurchmesser der Zuleitung für den Partikelstrom in einem für die Fertigung beträchtlichen Ausmaß gegenüber dem Stand der Technik zu vergrößern, da der Suspensionsstrom von dem feilchenfreien Förderstrom in Strömungsrichtung auseinandergezogen und damit enger uiird. Der Durchmesser des Partikelstromes ist an der Hfleßstelle erheblich kleiner als an der Einmündung der Zuleitung. Da die Einmündung der Zuleitung größer gehalten werden kann, wird die Fertigung vereinfacht und die Möglichkeit für das Eintreten von Störungen durch Verstopfung der Zuleitung ganz wesentlich verringert. Die Erfindung ermöglicht demnach sowohl für die Fertigung als auch für die Benutzung einen erheblichen Fortschritt.

Weitere Vorzüge und merkmale der Erfindung ergeben eich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in denen die Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt ist«

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Es zeigen :

Fig. 1 und 2 schenatische Darstellungen des wesentlichen

Teiles bekannter Einrichtungen, Fig. 3 eine den Fig. 1 und 2 entsprechende schemati-

sche Darstellung des wesentlichen Teiles einer

erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 4 eine vereinfacht gezeichnete Draufsicht auf

einen Schnitt entlang der Linie IM-IM der

Fig. 3, und
Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung einer erfin-

dungsgemäSen Einrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte bekannte Einrichtung seist einen Durchflußkanal 10 für einen Förderstrom und einen quer zur Achse des Kanals 10 einmündenden Kanal 12 für die Teilchensuspension auf. Der fftündungsquerschnitt 16 liegt koaxial zur optischen Achse 14 und bildet die IBeßstelle bzat. Einstelloder Objektebene, durch die die Teilchen P hindurchtuandern. Die Einstellung der Suspension, die Strömungsgeschaiinriigkeiten und der Durchmesser A des Kanals 12 im Bereich der Hfießstelle 16 sind so gewählt, daß die Teilchen einzeln gezählt und gemessen ueroen. Das bedingt, daß der Durchmesser A etwa 0,1 mm oder noch kleiner ist. Abgesehen von den Schwierigkeiten bei der Herstellung besteht auch die Gefahr, daß die Ifleßstelle 16 und/oder der Kanal 12 davor verstopfen.

Bei der Einrichtung nach Fig. 2 mündet in einen Durchflußkanal 20 für einen Förderstrom eine Zuleitung 22 für die

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Suspension der zu untersuchenden Teilchen P.Die HeOstelle 26 liegt in diesem Fall stromab von der EInrasondlung 24 des Kanals 22 in den Kanal 20. Die MeSstelle 26 kann um eine enfesprechsndie Strecke 28, die hier nicht maßstäblich angedeutet ist, von iar Einmündung 24 entfernt liegen, so daß auf dem Abschnitt 21 durch Annäherung der Seitenutände des Kanals 20 eine Verjüngung in Richtung auf den am rechten Teil dar Figur liegendiami Abfluß eintritt. Die Strömungsbedingungen merden auch in diesem Fall so eingestellt, daS die Teilchensuspension in einer laminaren Strömung unmittelbar über den ebenen Boden fließt. Trotzdem läßt sich praktisch nicht erreichen, daß die Teilchen P im Bereich der Bloßstelle 26 in einer genau ebenen Fläche geführt werden. Die Teilchen fließen durch einen Bereich, der eine bestimmte Raumhöhe über dem Boden 27 hat. Dadurch wird eine sichere Fokussierung der Teilchen bei der Messung ausgeschlossen. Außerdem muß trotz Einengung der die Teilchen P führenden Suspension auf dem Abschnitt 23 der Durchmesser A im lYlündungsbereich 24 ähnlich wie in Fig. 1 verhältnismäßig klein gehalten uterden, da sonst die Raumhöhe im Bereich 26 zu groß tuürde.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung, siehe Fig. 3 - 5» Ist mit einer in Fig. 3 und 4 vereinfacht dargestellten Durcfrflußküv/ette ausgestattet, in deren Durchflußkanal 30 eine Zuleitung 32 für eine die zu messenden Partikel P enthaltende Suspension einmündet. Der Durchflußkanal 30 führt einen Forderstrom, dessen Strömungsriehtung durch die links und rechts

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am Ende des Kanals eingezeichneten Pfeile angegeben ist. Der Kanal 30 uiird von einem aus ebenen Abschnitten bestehenden Boden 33, einem ebenen Deckabschnitt 39 und ebenen, zueinander parallelen Seitenuiänden 44, 45 begrenzt. Der Bodenabschnitt 38 steigt zum Deckabschnitt 39 in Richtung zum Abfluß 42 hin an. Uor und hinter dem Abschnitt 38 ist der Querschnitt des Kanals jeweils konstant. Die Meßstelle oder Einstell- oder Objektebene 36 tuird so eingestellt, daß sie eine parallel zum Deckabschnitt 39 liegende Fläche bildet, die bei 37 an den schrägen Bodenabschnitt 38 angrenzt.

Bei dieser Ausbildung der Durchflußküvette und Lage der (YIeßstelle 36 kann der Durchmesser A im Bereich der Einmündung 34 des Zuleitungskanals 32 für die Suspension merklich größer als bei den bekannten Einrichtungen, siehe auch Fig. 1 und 2, gehalten werden. Auch in diesem Fall »erden die Strömungsgeschwindigkeiten so eingestellt, daß der bei 40 zufließende Fördarstrom die bei 34 zufließende Suspension in einer laminaren Strömung in »esentlichen unmittelbar über den Boden 33 führt, die Strömung der Teilchensuspension dabei jedoch einengt und in Strömungsrichtung auseinanderzieht, so daß trotz größeren Querschnitts bei 34 und einfacherer Einstellung des mikroskope die Einzelmessung der Teilchen P wesentlich beeser als bei der Einrichtung nach Fig. 2 gewährleistet ist.

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Die erfindungsgemäße Einrichtung insgesamt zeigt Fig. 5 in vereinfachter Darstellung. Kernstück dieser Einrichtung ist eine erfindungsgemäß ausgeführte Durchflußküvette aus einem durchsichtigen Material, insbesondere aus Glas. Die Küvette weist einen Durchflußkanal 60 auf, der an seinem einen Ende mit einer Zuleitung 63 für einen Förderstrom und an seinem anderen Ende mit einem Abfluß 65 ausgebildet ist. Zwischen den beiden Enden mündet bei 64 eine Zuleitung für eine Suspension, welche die zu messenden Teilchen enthält. Der Kanal 60 ist zum Okkular 80 hin durch eine ebene Platte 61 abgedeckt. Die optische Achse 78 liegt so, daß die Objektebene 66 der Optik parallel zu der Platte 61 liegt und bei 69 an den in diesem Bereich schräg ansteigenden Boden 68 angrenzt.

Der Zufluß 63 und die Zuleitung 62 sind mit entsprechenden Flüssigkeitsvorräten 70 bzw. 72 verbunden, die auch Fördermittel für die Flüssigkeiten enthalten· Die Fördermittel werden von einer gemeinsamen Steuerung 76 so eingestellt und gesteuert, daß im Kanal 60 eine laminare Strömung herrscht und der aus der Mündung 64 austretende Suspensionsstrom anschließend, insbesondere im Bereich des ansteigenden Bodenabschnittes 68, in die Länge gezogen wird. An den Abfluß 65 ist ein Abflußbehälter 74 angeschlossen.

Von einer Beleuchtungsvorrichtung 84 werden die durch die Meßstelle 66 hindurchiuandernden Teilchen beleuchtet und

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über den halbdurchlässigen Spiegel 82 in der Aufnahmeeinrichtung 86 registriert. Die Beleuchtungseinrichtung 84 und die Aufnahmeeinrichtung 86 sind über die Anschlüsse 87a, 87b bzw. 88a, 88b an die Steuerung 76 angeschlossen, so daß ein uoll automatischer Betrieb möglich ist.

Anstelle der Beobachtung mit Auflicht ist auch eine Beobachtung und Messung im durchgehenden Licht möglich, uienn die Lichtquelle entsprechend unter dem Bodenabschnitt 68 angeordnet tuird. Bei Verwendung von monokromatischem Licht wird das rfleßergebnis durch die prismatische Form des Bodens des Kanals 60 im Bereich 68 nicht beeinträchtigt. Andernfalls kann der Boden in diesem Bereich durch eine planparallele Platte ersetzt ujerden.

- ANSPRÜCHE -

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Claims

ANSPRÜCHE

1.) Einrichtung zum Zählen und Messen von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen mit einem in einer Durchflußküvette ausgebildeten Durchflußkanal, einer Lichtquelle zur Erzeugung eines Lichtstrahles, der im wesentlichen quer zur Strömung im Durchflußkanal gerichtet ist, und einem Mikroskop, wobei der Durchflußkanal mit einem Ende an einen Zufluß für einen Förderstrom und mit dem anderen Ende an einen Abfluß angeschlossen ist und eine mit Abstand v/on beiden Enden liegende Einmündung für die die Teilchen enthaltende Suspension aufweist, wobei ferner der Deckabschnitt des Durchflußkanales auf dem den Beobachtungsbereich des Mikroskops enthaltenden Anschnitt zwischen der im Boden liegenden Einmündung und dem Abfluß im wesentlichen eben und durchsichtig ist und der Durchflußkanal sich zwischen zu- und Abfluß in Richtung auf den letzteren verjüngt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung in dem den Beobachtungsbereich (36) enthaltenden Abschnitt als Annäherung des Bodens (38) an den Deckabschnitt (39) ausgebildet ist und der Beobachtungsbereich eine ebene Fläche ist, die vom Boden aus im wesentlichen parallel zum Deckabschnitt sich erstreckt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (33,38) zumindest im l/erjüngungsabschnitt (38) eben ist.

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3. Einrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Deckabschnitt (39) und den Boden (33,38) des Durchflußkanals (30) verbindenden Seitentuände (44,45) im wesentlichen eben und parallel zueinander sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung (34) in einem Abschnitt des Durchflußkanals (30) mit konstantem Querschnitt liegt, an den
sich mit Abstand von der Einmündung der l/er jüngungsab-8chnitt (38) anschließt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verjüngungsabschnitt des Durchflußkanals (30) mit dem Abfluß (42) durch einen Abschnitt mit im wesentlichen konstanten Querschnitt verbunden ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (38) im l/erjüngungnabschnitt durchsichtig
ist.

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