DE2544898A1

DE2544898A1 - Vorrichtung zur automatischen quantitativen analyse von proben durch kataphorese

Info

Publication number: DE2544898A1
Application number: DE19752544898
Authority: DE
Inventors: Yutaka Kato; Teruo Ouchi
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1974-10-18
Filing date: 1975-10-07
Publication date: 1976-04-22
Also published as: DE2544898B2; DE2544898C3; US3994593A

Description

Vorrichtung zur automatischen quantitativen Analyse von Proben durch Kataphorese

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen quantitativen Analyse durch Kataphorese, beispielsweise des Proteingehaltes eines Blutserums.

Zur Herstellung eines Probenstreifens wird an einem Celluloseacetatfilm Blutserum mit einer vorgegebenen Teilung aufgetragen. Beiderseits des aufgetragenen Serums werden zwei Elektroden angeschlossen, die dann unter Spannung gesetzt werden, um die Serumbestandteile aufzutrennen. Auf das anschließende Färben folgt das Entfärben nicht benötigter Teile sowie ein Trockenvorgang. Der auf diese Weise erhaltene Probenstreifen trägt eine Vielzahl von aufgetrennten Blutserumfraktionen, die in Längsrichtung des Probenstreifens mit einer vorgegebenen Abstandsteilung hintereinander angeordnet sind und sich quer zum Probenstreifen erstrecken. Danach wird der Probenstreifen durch Auftragen einer Transparenzflüssigkeit, wie ZoB. flüssigen Paraffins oder Dekalins, oder durch Eintauchen in seine solche Transparenzflüssigkeit durchsichtig gemacht und in einem Densitometer angeordnet, mit dem eine quantitative Analyse durch Bestimmen der Dichte der aufgetrennten Fraktionen der einzelnen Proben vorgenommen wird.

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Es war bisher üblich, das Tränsparentmachen des Probenstreifens und alle übrigen für die Auswertung nötigen Verrichtungen von Hand vorzunehmen, was zu einem sehr niedrigen Leistungsgrad führte. Insbesondere lassen sich in einem handelsüblichen Densitometer nur bis zu acht Proben gleichzeitig auswerten, so daß der Probenstreifen in Abschnitte mit jeweils acht Proben geteilt werden mußte. Daraus ergaben sich zusätzlich weitere Schwierigkeiten für den Gesamtvorgang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur quantitativen Analyse von Proben durch Kataphorese, insbesondere von an einem Streifen aufgetragenen Blutserumproben zu schaffen, bei der das Transparentmachen des Probenstreifens und die Auswertung des transparent gemachten Probenstreifens vollautomatisch ablaufen.

Diese Aufgabe ist mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung gelöst, die erfindungsgemäß einen Vorrat an Transparenzflüssigkeit zum Auftragen an einem Probenstreifen aufweist, der eine Vielzahl von mit einer vorgegebenen Teilung angeordneten Proben trägt, eine Lichtquelle zum Aufstrahlen von Meßlicht auf den durch die Behandlung mit der Transparenzflüssigkeit transparent gemachten Probenstreifen, ein Meßinstrument mit einem fotoelektrischen Meßgrößenumformer, der durch den Probenstreifen hindurchgetretenes Licht auffängt, eine Meßfläche die einer Bewegungsbahn des Probenstreifens zugeordnet und zwischen der Lichtquelle und dem fotoelektrischen Meßgrößenumformer angeordnet ist, eine Vorrichtung zum intermittierenden Transportieren des Probenstreifens um einen der Teilung der Proben entsprechenden Teilbetrag, um die Proben nacheinander einzeln an die Meßflache heranzubringen, und einen Abtastantrieb, mit dem sich die Lichtquelle und der Meßgrößenumformer an der Meßfläche und jeweils nach Verschieben des Probenstreifens um einen Teilbetrag quer zum Probenstreifen verstellen lassen, um eine an der Meßfläche sich befindende spezielle Probe abzutasten.

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In der Vorrichtung nach der Erfindung wird der Probenstreifen während der Behandlung mit der Transparenzflüssigkeit intermittierend transportiert. Sodann werden die einzelnen Proben nacheinander an einer Meß fläche angeordnet, die sich zwischen einer Lichtquelle und einem fotoelektrischen Meßgrößenumformer befindet. Während der Zeit, in der der Probenstreifen an der Meß fläche stillsteht, werden die Lichtquelle und der fotoelektrische Meßgrößenumformer zum Abtasten einer speziellen Probe quer zum Probenstreifen verstellt. Auf diese Weise gestattet die Kombination zwischen der Vorrichtung für intermittierenden Vorschub und dem Abtastantrieb, der die Lichtquelle und den fotoelektrischen Meßgrößenumformer während der Zeit des Stillstandes des Probenstreifens quer zu diesem verstellt, eine vollständige Automatisierung der Vorrichtung in ihrer Gesamtheit, so daß eine wirkungsvolle Behandlung eines langen Probenstreifens möglich ist.

Vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsformen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen beispielsweisen Probenstreifen,

Pig. 2 eine grafische Darstellung einer beispielsweisen Dichteverteilung für eine Probe mit üblicher Fraktionsauftrennung,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur automatischen quantitativen Analyse von Proben durch Kataphorese in einer Ausführungsform nach der Erfindung,

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Pig. 4 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 5 eine Seitenansicht noch einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 6 eine Ansicht von oben der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 7 eine Vorderansicht eines Teiles der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung und

Fig. 8 eine Seitenansicht eines Teiles der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung. N_n^

In Fig. 1 ist ein beispielsweiser Probenstreifen 1 dargestellt, der im allgemeinen in einer Reihe von Arbeitsschritten, die nachfolgend beschrieben werden, hergestellt wird:

1. Ein Trägerfilm 2 aus Celluloseacetat wird mit einer "Veronal"- oder "Veronal-Soda"-Pufferlösung (Veronal-Veronal soda buffer solution) befeuchtet.

2. Auf den Trägerfilm 2 wird mit einer vorgegebenen Teilung ρ ein Blutserum 3 aufgetragen.

3. An den in Querrichtung entgegengesetzten Längsseiten des Trägerfilms 2 werden eine Plus- bzw. eine Minuspol-Elektrode angeschlossen und unter Spannung gesetzt, um eine Kataphorese des Blutserums 3 auszuführen, das zum Wandern gezwungen wird und sich dadurch in Fraktionen auftrennt. Wanderungsrichtung und Wanderungsweg verschiedener im Blutserum 3 enthaltener Bestandteile variieren je nach deren Polarität. Fig. 2 zeigt eine typische Verteilungskurve (Extinktionskurve), bei der an der Abszisse der Wanderungswecr in Richtung der Trägerfilmbreite und an der Ordinate die Dichte aufgetragen sind, wobei die sich ergebende Kurve eine Dichteverteilung der aufgetrennten Fraktionen angibt. Der am weitesten links liegende Kurvenhochpunkt stellt die Dichte von

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Albumin dar, das, von der Auftragssteile A des Blutserums 3 aus gesehen, in Richtung zur Pluselektrode hin gewandert ist. Die von links nach rechts aufeinanderfolgenden und mit <*. , «,ρ, ß und ξ bezeichneten Kurvenhochpunkte stellen die Dichte entsprechender Globulin-Komponenten dar, die in Richtung zur Minuselektrode hin gewandert sind.

4. Der Trägerfilm 2 mit den durch die Kataphorese der Blutserumbestandteile erhaltenen aufgetrennten Fraktionen daran wird dann gefärbt und danach entfärbt, wobei nur die aufgetrennten Fraktionen eingefärbt bleiben und eine Probe 4 liefern (Fig. 1).

5. Durch !Trocknen des Trägerfilms 2, an dem sich eine Mehrzahl von Proben 4 gebildet hat, wird ein Probenstreifen erhalten.

Aufgabe der Vorrichtung nach der Erfindung ist es, den auf diese Weise erhaltenen Probenstreifen 1 durch Behandeln mit einer Klär- bzw. Transparenzflüssigkeit durchsichtig zu machen und die Dichte der aufgetrennten Fraktionen der jeweiligen Proben 4 am Probenstreifen 1 mit einem Kolorimeter oder einem Densitometer zu bestimmen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer solchen Vorrichtung, zu der ein aus Acrylharz oder Glas hergestelltes transparentes Gefäß 5 gehört, welches Transparenzflüssigkeit 6, beispielsweise flüssiges Paraffin, Dekalin o. dgl. enthält. Das Gefäß 5 hat beim gezeigten Beispiel die Gestalt eines Hohlzylinders, dessen mittlerer Teil nach unten gekröpft und plattgedrückt ist. An seinem rechten Ende weist das Gefäß 5 einen Einlaß 5a, an seinem linken Ende einen Auslaß 5b für den Probenstreifen 1 auf. Am Einlaß 5a ist ein an Wellen 7a und 8a aufgenommenes Paar miteinander zusammenwirkender Zuführrollen 7,8 angeordnet, am Auslaß 5b in ähnlicher Weise ein an Wellen 9a und 10a aufgenommenes Paar miteinander zusammenwirkender Abzugsrollen 9,10. Miteinander bilden die Zuführrollen 7 und 8, der durch die Höhlung des Gefäßes 5 gebildete

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Kanal oder Durchlaß, und die Abzugsrollen 9 und 10 eine Bewegungsbahn B für den Probenstreifen 1.

An einer Seite des Gefäßes 5, oder, wie beim gezeichneten Beispiel, darunter, ist eine Lichtquellen-Baugruppe 11 angeordnet, zu der eine Lampe 12, ein Strahlengang O₁ für das aus der Lampe 12 austretende Licht, in dem ein Infrarotstrahlen absorbierendes Filter 13, eine Kondensorlinse 14 und ein kolorimetrisch.es Filter 15 angeordnet sind, sowie ein Prisma 17 gehören, welches das Licht aus dem Strahlengang O₁ zu einem Spalt 16a hin ablenkt, der in einem Spaltträger 16 ausgebildet ist. Der Spaltträger 16 ist so angeordnet, daß er durch den Spalt 16a hindurch und rechtwinklig zum mittleren plattgedrückten Teil des Gefäßes 5 ein einfallendes Licht abgibt. Der Spalt 16a dient ebenfalls als Blende und hat vorzugsweise eine Breite von weniger als 1,0 mm. An der der Lichtquellen-Baugruppe 11 abgewandten Seite des Gefäßes 5, oder über diesem, ist ein fotoelektrischer Meßgrößenumformer 18 angeordnet, der das aus dem Spalt 16a austretende und durch das Gefäß 5 und den Probenstreifen 1 durchtretende Licht empfängt. An der Schnittstelle zwischen dem Strahlengang O₁ des einfallenden bzw. auftreffenden Lichtes und der Bewegungsbahn B des Probenstreifens 1 ist eine Meßfläche C begrenzt. Die Ausgangsklemmen des fotoelektrischen Meßgrößenumformers 18 sind an ein Meßinstrument 19, wie z.B. ein Kolorimeter oder Densitometer, angeschlossen.

Die Wellen 7a und 9a der Zuführrolle 7 bzw. der Abzugsrolle sind betriebsmäßig mit zwei Motoren 20 und 21 verbunden, die mit Steuerung durch ein Steuergerät 22 synchron miteinander intermittierend antreibbar sind. Dadurch wird bewirkt, daß der Probenstreifen 1 durch die Zuführrollen 7 und 8 und die Abzugsrollen 9 und 10 um jeweils einen Teilbetrag zugeführt wird, der dem Zwischenabstand bzw. der Teilung ρ der am Probenstreifen 1 angeordneten Proben 4 entspricht (Fig. 1). Die Motoren 20 und 21 können jeder als Schrittmotor ausgebildet sein, oder für den Antrieb der Zuführrolle 7 und der

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Abzugsrolle 9 kann ein einziger Motor eingesetzt sein.

Die Lichtquellen-Baugruppe 11 weist ein Gehäuse 11a auf, an dem eine Zahnstange 23 ausgebildet ist, in welche ein drehfest mit einer Abtriebswelle 24a eines Motors 24 verbundenes Ritzel 25 eingreift. Die Steuerung des Motors 24 erfolgt durch das Steuergerät 22, so daß er während der Ausschaltzeit der Motoren 20 und 21 arbeitet und auf diese Weise über das Ritzel 25 die Zahnstange 23 verstellt. Die Lichtquellen-Baugruppe 11 und der Meßgrößenumformer 18 bilden eine bauliche Einheit, so daß sie bei Verstellung der Zahnstange 23 an der Meßfläche C quer zum Probenstreifen 1 verschoben werden und auf diese V/eise eine spezielle Probe 4 abtasten.

Die Arbeitsweise ist wie folgt:

Der Probenstreifen 1 wird von den Zufuhrrollen 7 und 8 so in das Gefäß 5 eingeführt, daß sich die vorderste Probe 4 an der Meßfläche C befindet. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Lichtquellen-Baugruppe 11 und der Meßgrößenumformer 18 in seitlichem Abstand vom Probenstreifen 1 und werden bei eingeschaltetem Motor 24 quer über den Probenstreifen 1 hinweggeführt, wobei sie die vorderste Probe 4 abtasten. Während dieses Abtastens der Probe 4 verändert sich das Ausgangssignal des Meßgrößenumformers 18 entsprechend dem Betrag des auffallenden Lichtes, der durch die entsprechenden Bereiche der aufgetrennten Fraktionen hindurchgeht und sich seinerseits entsprechend der Dichte dieser Bereiche verändert. Auf diese Weise wird die Dichte der aufgetrennten Fraktionen durch das Meßinstrument 19 bestimmt. Zur kolorimetrischen quantitativen Analyse der Bestandteile wird ein von der Lichtquellen-Baugruppe 11 erzeugtes ein - bzw. auffallendes Licht mit einer Wellenlänge in der Größenordnung von 490 bis 600 pm verwendet.

Sobald die Abtastung der vordersten Probe 4 beendet ist, wird der Motor 24 in der Gegenrichtung angetrieben, wodurch die Lichtquellen-Baugruppe 11 und der Meßgrößenumformer 18

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in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren werden. Während dieser RückStellbewegung ist die Lampe 12 ausgeschaltet. Sobald die Lichtquellen-Baugruppe 11 und der Meßgrößenumformer 18 ihre Ausgangsstellung erreicht haben, wird der Motor 24 ausgeschaltet. An seiner Stelle werden die Motoren 20 und 21 eingeschaltet, welche die Zuführrollen 7 und 8 bzw. die Abzugsrollen 9 und 10 in Drehung versetzen, um den Probenstreifen 1 um eine Teilung ρ weiterzutransportieren (Fig. 1). Nachdem der Probenstreifen 1 um eine Teilung ρ weitergerückt wurde, werden die Motoren 20 und 21 erneut spannungslos gemacht. Eine sich nunmehr an der Meßfläche C befindende zweite Probe 4 wird dann in der gleichen Weise abgetastet, wie weiter oben im Zusammenhang mit der vordersten Probe 4 beschrieben. Zum Messen bzw. Auswerten der am Probenstreifen 1 befindlichen einzelnen Proben 4 wird dieser Vorgang automatisch und nacheinander wiederholt.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der mittels eines reflektierenden Spiegels ein zweimaliger Durchtritt des auffallenden Lichtes durch den Probenstreifen erreicht wird, bevor dieses Licht vom fotoelektrischen Meßgrößenumformer empfangen wird. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel ist der Spaltträger 16 rechts vom Filter 15 und in Deckung mit diesem angeordnet, und rechts vom Spaltträger 16 ist ein halblichtdurchlässiger Spiegel 26 angeordnet, der gegen den Strahlengang 0-. geneigt ist. Der halblichtdurchlässige Spiegel 26 vermag einen Teil des auffallenden Lichtes nach oben durch eine im Gehäuse 11a ausgebildete Öffnung 11b zu lenken. An der oberen Wand des Gefäßes 5 ist im Bereich der Meßfläche C ein reflektierender Spiegel 27 angeordnet, der das durch das Gefäß 5 und den Probenstreifen 1 durchtretende Licht mit einem nochmaligen Durchtritt durch das Gefäß 5 und den Probenstreifen 1 zum halblichtdurchlässigen Spiegel 26 zurückwirft. Der fotoelektrische Meßgrößenumformer 18 ist am Gehäuse 11a unterhalb des halblichtdurchlässigen Spiegels 26 befestigt, damit er einen Teil des Lichtes, das zweimal durch das Gefäß 5 und den Probenstreifen

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hindurchgetreten ist, nach Durchtritt durch den halb lichtdurchlässigen Spiegel 26 auffangen kann. Die Verwendung des reflektierenden Spiegels 27 zur Erzwingung eines zweimaligen Durchtritts des auffallenden Lichtes durch den Probenstreifen 1 verbessert die Genauigkeit der Messung bzw. Auswertung und ermöglicht ebenfalls eine raumsparende Ausbildung der Vorrichtung.

In Pig. 5 bis 8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Entsprechend lⁿig. 5 und 6 weist eine Vorrichtung 101 zur quantitativen Analyse zwei Seitenplatten 101a und 101b auf, die mit zwei Zwisehenverbindungsstangen 107 und und zwei Führungsstangen 138 und 139 fest miteinander verbunden sind. Im oberen Bereich der beiden Seitenplatten 101a und 101b ist ein Gefäß 102 für Flüssigkeit angeordnet, das an seinen entgegengesetzten Enden je eine starke Vertiefung 102a bzw. 102b aufweist. Die eine dieser Vertiefungen, 102a, nimmt einen Vorrat an Klär- bzw. Transparenzflüssigkeit 103a, ähnlich der weiter oben erwähnten Transparenzflüssigkeit 6, auf, die an einem Probenstreifen 110 aufgetragen werden soll, während die andere Vertiefung, 102b, vom Probenstreifen 110 abtropfende Transparenzflüssigkeit 103a auffängt. In der Mitte weist das Gefäß 102 weiterhin eine flache Vertiefung 102c auf, in die eine transparente Platte 104a aus Glas eingebettet ist. Im Bereich der transparenten Platte 104a ist auf das Gefäß 102 eine Halteplatte 105 aufgesetzt, in die, der Platte 104a gegenüber, eine transparente Platte 104b aus Glas eingesetzt ist. Die beiden aus Glas hergestellten Platten 104a und 104b sind in geringem Abstand voneinander gehalten und bilden Teil einer Bewegungsbahn 11OA für den Probenstreifen 110, der in ähnlicher Weise wie der weiter oben erwähnte Probenstreifen 1 aufgebaut ist.

An den beiden Zwischenverbindungsstangen 107 und 108 ist ein Rollenaufnahmekasten 111 in der Weise aufgenommen, daß in die Zwischenverbindungsstangen 107 und 108 Aussparungen 112a, 112b, 112c und 112d eingreifen, welche in den beiden

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Seitenwänden 111a und 111b des Rollenaufnahmekastens 111 im unteren Teil jeweils deren entgegengesetzten Enden ausgebildet sind. An den Seitenwänden 111a und 111b des Rollenaufnahmekastens 111 sind drehbar vier Paar miteinander zusammenwirkender Vorschubrollen 113,114 - 115,116 - 117,118 und 119,120 gelagert, von denen die Rollenpaare 115,116 und 117,118 über der Vertiefung 102a bzw. 102b des Gefäßes 102 und die Rollenpaare 113,114 und 119,120 jeweils außen an den an erster Stelle genannten Rollenpaaren angeordnet sind. Die jeweils einander zugeordneten Rollen 113,114,115,116,117,118,119 und 120 begrenzen zusammen mit den transparenten, aus Glas hergestellten Platten 104a und 104b die Bewegungsbahn 110A für den Probenstreifen 110. Die Rolle 116 ist teilweise in die in der Vertiefung 102a enthaltene Transparenzflüssigkeit 103a eingetaucht. Die Rollen 113, 115, 117 und 119 sind an einer Welle 113a, 115a, 117a bzw. 119a aufgenommen. Diese tragen an einem Ende ein mit ihnen drehfest verbundenes Zahnrad 121, 122, 123 bzw. 124 (Pig. 6). Diese Zahnräder 121, 122, 123 und 124 sind von einer Kette 128 umschlungen, die ebenfalls um ein Zahnrad 127 herumgeführt ist (Pig. 7), das drehfest an einer Welle 125a eines Motors 125 für kontinuierlichen Vorschub angebracht ist. Der Motor 125 ist mit einem Träger 126 fest mit einer Oberseite 111c des Rollenaufnahmekastens 111 verbunden.

Unter dem Gefäß 102 für Flüssigkeit ist ein Kasten I30 zur Aufnahme einer Lichtquellen-Baugruppe in der Weise angeordnet, daß auf die Pührungsstangen 138 und 139 zwei Montagescheiben 140 und 141 aufgeschoben sind, welche in sich gegenüberliegende Seitenwände 130a und 130b des Kastens I30 eingebaut sind. Wie in Pig. 5 zu erkennen, sind im Kasten 130 eine Lampe 131, eine Kondensorlinse 132, ein Prisma 133 und eine Kondensorlinsengruppe 134 untergebracht. Ein von der Lampe 131 ausgesandtes auffallendes Licht wird entlang eines von diesen optischen Bauteilen gebildeten Strahlenganges O^ gerichtet und durch eine Austrittspupille 134a nach oben gestrahlt zum Durchtritt durch einen langen Spalt 102d,

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aie Platte 104a aus Glas, den Probenstreifen 110 und die Platte 104b aus Glas. Der lange Spalt 102d ist in der unteren Seitenwand des Gefäßes 102 im unter der Platte 104a liegenden Bereich ausgebildet und ist in der Längsachse senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 5 orientiert, während seine Längsachse in der zeichnerischen Darstellung der Fig. 6 vertikal verläuft. In dem über der Platte 104b liegenden Teil der Halteplatte 105 ist ein in derselben Richtung wie der Spalt 102d sich erstreckender langer Schlitz 105a ausgebildet, der einen Lichtempfangsteil eines an einer Stützplatte 137a abgestützten fotoelektrischen Meßgrößenumformers 136 aufnimmt. An der Schnittstelle zwischen dem Strahlengang O₁ des auffallenden Lichtes und der Bewegungsbahn 110A des Probenstreifens 110 ist eine Meßfläche C definiert bzw. begrenzt» In einem entsprechend Fig. 6 oben rechts liegenden Teil der Halteplatte 105 ist ein Schlitz 105b ausgebildet, der einen Lichtempfängsteil eines fotoelektrischen Meßgrößenumformers 135a aufnimmt, welcher über eine Montageplatte 106 an der Halteplatte 105 befestigt ist. In einem unter dem Meßgrößenumformer 135a liegenden Bereich des Gefäßes 102 ist ein Spalt 102e ausgebildet (Fig. 5). Am Gefäß 102 ist mit einer Halterung 112 eine lichtemittierende Diode 135b so angeordnet, daß sie sich unter dem Spalt 102e befindet. Die durch Kombination des Meßgrößenumformers 135a mit der lichtemittierenden Diode 135b erhaltene Baugruppe vermag eine (nicht gezeichnete) Positionsmarke am Probenstreifen 110 abzutasten, um die Arbeit verschiedener Bauteile der Vorrichtung zu steuern.

Wie in Fig. 6 zu erkennen, verläuft die Stützplatte 137a für den Meßgrößenumformer 136 unter der Unterkante der Seitenwände 111a und 111b des Rollenaufnahmekastens 111 hindurch und ist dann an ihren einander abgewandten Enden seitwärts in entgegengesetzte Richtungen gebogen und dort mit Klemmschrauben 129a und 129b (Fig. 6) an einer Halterung 137b festgemacht (Fig. 5), welche an der Oberseite der Kondensorlinsen-Baugruppe 134 befestigt ist.

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Mit der Montageschelle 140, die am Kasten 130 zur Aufnahme der Lichtquellen-Baugruppe befestigt und an der Führungsstange 138 verschieblich aufgenommen ist, ist einstückig eine Zahnstange 142 ausgebildet, in die ein mit einer Abtriebswelle 143a eines Abtastmotors 143 drehfest verbundenes Ritzel 144 eingreift. Der Abtastmotor 143 ist an der Stützplatte 101c angebracht, welche mit ihren beiden Enden an den beiden Seitenwänden 101a und 101b der Vorrichtung 101 befestigt ist. Bei eingeschaltetem Abtastmotor 143 dreht sich das Ritzel 144 und treibt auf die Zahnstange 142, wodurch dem Kasten 130 eine axiale Bewegung entlang der Führungsstangen 138 und 139 aufgezwungen wird. Eine Verstellung des Kastens I30 in dieser Richtung bewirkt ebenfalls eine Verstellung des Meßgrößenumformers I36 in der gleichen Richtung, so daß auf diese Weise der Probenstreifen 110 abgetastet wird.

Außer dem Motor 125 für kontinuierlichen Vorschub ist an der Oberseite 111c des Rollenaufnahmekastens 111 über eine Montageplatte 145 ein Motor 150 für intermittierenden Vorschub befestigt (Fig. 7). Der Motor 150 weist eine Abtriebswelle 150a auf, an der ein Ende eines Armes 151 aufgenommen und mit ihr über eine Klemmschraube 151a fest verbunden ist. Das freie Ende des Armes I5I trägt eine Andrückrolle 152, die an einer Schwenkachse 152a drehbar gelagert ist. An dem entsprechend Fig. 7 rechten Ende der der Vorschubrolle 115 zugeordneten Welle 115a ist ein Aufnahmeteil 146 angebracht und daran mit einer Klemmschraube 147 festgehalten (Fig. 8). In das Aufnahmeteil 146 ist ein Schwenkarm 154 eingesetzt und daran mit zwei Klemmschrauben 148a und 148b festgemacht. Die Vorschubrolle 115 und die Welle 115a sind miteinander über eine (nicht gezeichnete) einsinnig wirkende Drehkupplung so verbunden, daß die Verbindung zwischen ihnen nur in einer Richtung wirksam ist, in der der Probenstreifen 110 entsprechend Fig. 5 nach rechts transportiert wird.

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Das freie Ende des Schwenkarmes 154 ist an einer Kreisbewegungsbahn der vom Arm 151 getragenen Andrückrolle 152 angeordnet und normalerweise von einer Feder 155 (Fig. 8), welche sich zwischen einem am Aufnahmeteil 146 befestigten Stift 149 und einem weiteren, an der einen Seitenwand, 111b, des Rollenaufnahmekastens 111 angebrachten Stift 150' erstreckt, in eine mit strichpunktierten Linien gezeichnete Stellung 154A gedrängt, in der es an einem Anschlag 157 anliegt und auf diese Weise gegen ein Betätigungsglied 156a eines Mikroschalters 156 drückt. Der Anschlag 157 ist in eine an der Montageplatte 145 des Motors 150 befestigte Tragstange 158 eingeschraubt. Ihre Eingriffsstellung mit dem Schwenkarm 154 ist durch Drehen ihres Kopfes 157a veränderbar. Der Mikroschalter 156 ist mit zwei Klemmschrauben 160a und 160b an einer Stützplatte 159 befestigt, welche ihrerseits mit zwei Klemmschrauben 159a und 159b an der Montageplatte 145 befestigt ist.

Die Arbeitsweise ist wie folgt:

Hach dem Färben, Entfärben und Trocknen wird der Probenstreifen 110 von der entsprechend Fig. 5 linken Seite her in die Vorrichtung 101 eingeführt. Der Motor 125 für kontinuierlichen Vorschub wird eingeschaltet, wodurch die vier Vorschubrollenpaare 113,114 - 115,116 - 117,118 und 119,120 über die Kette 128 gleichzeitig in Drehung angetrieben werden. Ihre Drehung bewirkt, daß der Probenstreifen 110 entsprechend Fig. 5 von links nach rechts transportiert wird. Während dieser Bewegung, und wenn der Probenstreifen 110 zwischen den Vorsdiubrollen 115 und 116 hindurchgeht, wird die Transparenzflüssigkeit 103a am Probenstreifen 110 mit der Vorschubrolle 116 aufgetragen, die teilweise in die Transparenzflüssigkeit 103 eingetaucht ist, wodurch der Probenstreifen 110 gleichmäßig transparent gemacht wird. Zum Auftragen der Transparenzflüssigkeit auf den Probenstreifen kann für die Vorschubrolle 116 auch ein wasser auf nehmendes Material, beispielsweise Schwammateräal verwendet werden. Bei weiterem Transport des Probenstreifens 110 nach rechts

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wird dieser in den Raum zwischen den beiden transparenten Platten 104a und 104b aus Glas eingeführt und bewegt sich durch diesen hindurch. Sobald das vordere Ende des Probenstreifens 110 eine Stelle zwischen der lichtemittierenden Diode 135b und dem Meßgrößenumformer 135a erreicht, ändert sich die Lichtmenge, die den Meßgrößenumformer 135a erreicht. Dadurch wird ein Signal zum Stillsetzen des Motors 125 für kontinuierlichen Vorschub erzeugt, der Probenstreifen 110 wird dann in der von ihm gerade eingenommenen Stellung gehalten. Da der Probenstreifen 110 zu diesem Zeitpunkt durch die Transparenzflüssigkeit 103a transparent gemacht ist, kann der Unterschied zwischen den Lichtmengen schwächer sein, so daß die Abtastung schwierig ist. Um dem abzuhelfen ist es zweckmäßig, den vorderen Teil des Probenstreifens 110 mit einer lichtundurchlassigen Positionsmarke zu versehen. Sobald der Probenstreifen 110 auf diese Weise an einer vorbestimmten Stelle angehalten ist, wird der Abtastmotor 143 in Betrieb gesetzt. Dem Kasten 130 zur Aufnahme der Lichtquellen-Baugruppe, dessen Austrittspupille 134a anfänglich seitlich vom Probenstreifen 110 angeordnet ist, wird dadurch vom Ritzel 144 und der Zahnstange 142 eine Verstellung an der Meßfläche C in einer Richtung quer über den Probenstreifen 110 hinweg, oder, entsprechend Fig. 6, in vertikaler Richtung aufgezwungen. In dieser Verschiebung des Kastens 130 geht die Stützplatte 137a für den Meßgrößenumformer 136 zwangsläufig mit. Der Probenstreifen 110 wird daher, während er an der vorbestimmten Stelle verharrt, von einem von der Lampe I3I ausgesandten auffallenden Licht abgetastet. Das durch die vorderste Probe 4 durchtretende Licht wird vom Meßgrößenumformer 136 empfangen und in ein einem nicht gezeichneten Meßinstrument zugeführtes Signal umgeformt. Die Stellung des Meßgrößenumformers 135a und der lichtemittierenden Diode 135b sowie der Austrittspupille 134a im Kasten I30 ist so gewählt, daß sich eine exakte Deckungsstellung mit der Teilung ρ der Proben 4 am Probenstreifen 110 ergibt. Die aufgetrennten Fraktionen der vordersten Probe 4 liegen somit im Strahlengang O₁ des auffallenden Lichtes, ihre exakte Abtastung ist somit gewährleistet,

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Das vom Meßgroßenumformer 136 abgetastete Bild der aufgetrennten Fraktionen der Probe wird von einem (nicht gezeichneten) zweckentsprechenden AufZeichnungsgerät festgehalten. Sobald die Bestimmung bzw» Auswertung der aufgetrennten Fraktionen einer Blutserumprobe beendet ist, wird die Drehrichtung des Abtastmotors 143 beispielsweise durch einen entsprechend angeordneten Endschalter umgekehrt. Dadurch werden der Kasten 130 und der Meßgrößenumformer 136 in ihre Ausgangsstellungen zurückgefahren» Gleichzeitig wird der Motor 150 für intermittierenden Vorschub eingeschaltet, wodurch der Arm 151 gedreht wird, um die Vorschubrolle 115, und damit die vier Vorschubrollenpaare 115,116 - 117,118 - 119, 120 und 113,114, die über die Kette 128 mit der Vorschubrolle 115 betriebsmäßig verbunden sind, um einen vorbestimmten Teilbetrag zu drehen. Auf diese Weise wird der Probenstreifen 110 um eine Teilung ρ vorgeschoben und dadurch die aufgetrennten Fraktionen einer zweiten Probe 4 an der Meßfläche C in Stellung gebracht. Danach wird der Abtastmotor 143 erneut eingeschaltet, damit die Dichte der aufgetrennten Fraktionen dieser zweiten Probe 4 bestimmt werden kann. Auf diese Weise werden die aufgetrennten Fraktionen einzelner, am Probenstreifen 110 aufgetragener Proben 4 nacheinander bestimmt bzw. ausgewertet. Sobald alle Proben ausgewertet sind, wird der Motor 125 für kontinuierlichen Vorschub erneut eingeschaltet, um den Probenstreifen 110 aus der Vorrichtung 101 herauszutransportieren« Irgendwelche, während des Messens oder während des Transportvorganges, beispielsweise beim Durchgang zwischen den Vorschubrollen 117 und 118, vom Probenstreifen 110 abtropfende Transparenzflüssigkeit 103b wird in der Vertiefung 102b des Gefäßes 102 aufgefangen.

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Claims

ANSPRÜCHE

Vorrichtung zur automatischen quantitativen Analyse von Proben durch Kataphorese, gekennzeichnet durch einen Vorrat an Transparenzflüssigkeit (6; 103a) zum Auftragen an einem Probestreifen (1; 110), der eine Vielzahl von mit einer vorgegebenen Teilung (p) angeordneten Proben (4) trägt, eine Lichtquelle (Lampe 12; 131) zum Aufstrahlen von Meßlicht auf den durch Behandlung mit der Transparenzflüssigkeit (6; 103a) transparent gemachten Probenstreifen (1; 110), ein Meßinstrument (19) mit einem fotoelektrischen Meßgrößenumformer (18; 136), der durch den Probenstreifen (1; 110) hindurchgetretenes Licht auffängt, eine Meßfläche (C), die einer Bewegungsbahn (B; 11OA) des Probenstreifens (1; 110) zugeordnet und zwischen der Lichtquelle (Lampe 12; 131) und dem fotoelektrischen Meßgrößenumformer (18; I36) angeordnet ist, eine Vorrichtung (Zuführrollen 7,8, Abzugsrollen 9,10, Motoren 20,21; Vorschubrollen 113, 114, 115, .116, 117, 118, 119, 120, Motor 150) zum intermittierenden Transportieren des Probenstreifens (1; 110) um einen der Teilung (p) der Proben (4) am Probenstreifen (1; 110) entsprechenden Teilbetrag, um die Proben (4) nacheinander einzeln an die Meßfläche (C) heranzubringen, und durch einen Abtastantrieb ( Zahnstange 23, Motor 24, Ritzel 25; Zahnstange 142, Ritzel 144, Motor 143), mit dem sich die Lichtquelle (Lampe 12; I3I) und der Meßgrößenumformer (18; 136) an der Meßfläche (C) und jeweils nach Verschieben des Probenstreifens (1; 110) um einen Teilbetrag quer zum Probenstreifen (1; 110) verstellen lassen, um eine an der Meßfläche (C) sich befindende spezielle Probe (4) abzutasten.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrat an Transparenzflüssigkeit (6; 103a) in einem Gefäß (5; 102) aufgenommen ist, und daß die Bewegungsbahn (B; 110A) des Probenstreifens (1; 110) durch das Gefäß (5; 102) führt, wobei der Probenstreifen (1; 110) während seines Durchganges durch das Gefäß (5; 102) in die Transparenzflüssigkeit (6; 103a) eingetaucht ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (5) aus einem transparenten Werkstoff hergestellt ist, und daß die Lichtquelle (Lampe 12) und der Meßgrößenumformer (18) zur Begrenzung der Meßfläche (C) an entgegengesetzten Seiten des transparenten Gefäßes (5) angeordnet sind, wodurch der Meßgrößenumformer (18) Licht erhält, das durch das transparente Gefäß (5) und den darin befindlichen Probenstreifen (1) hindurchgetreten ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (5) aus einem transparenten Werkstoff hergestellt ist, daß die Lichtquelle (Lampe 12) und der Meßgrößenumformer (18) an einer Seite des transparenten Gefäßes (5) angeordnet sind, und daß zur Begrenzung der Meßfläche (C) an der entgegengesetzten Seite des transparenten Gefäßes (5) ein reflektierender Spiegel (27) angeordnet ist, wobei Licht aus der Lichtquelle (Lampe 12) durch das transparente Gefäß (5) und den darin befindlichen Probenstreifen (1) hindurchgeht und nach Reflexion am reflektierenden Spiegel (27) erneut durch das transparente Gefäß (5) und den darin befindlichen Probenstreifen (1) hindurchtritt, um vom Meßgrößenumformer (18) empfangen zu werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (Lampe 12) und dem Meßgrößenumformer (18) ein Strahlengangumwandler (halblichtdurchlässiger Spiegel 26) angeordnet ist, um zwischen der Lichtquelle (Lampe 12) und dem Meßgrößenumformer (18) eine optische Teilung vorzunehmen.

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6. Vorrichtung nach Anspruch. 5, dadurch, g e k e η η zeichnet, daß der Strahlengangumwandler einen halb-lichtdurchlässigen Spiegel (26) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß ein Paar Auftragrollen (Vorschubrollen 115,116) vorhanden ist, von denen wenigstens eine (116) in die Transparenzflüssigkeit (103a) im G-efäß (102) eingetaucht ist, wobei die Transparenzflüssigkeit (103a) am Probenstreifen (110) aufgetragen wird, während dieser von den beiden Auftragrollen (Vorschubrollen 115,116) transportiert wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Lichtquelle (Lampe 131) und der Meßgrößenumformer (136) an entgegengesetzten Seiten der Bewegungsbahn (110A) des Probenstreifens (110) hinter dem Vorrat an Transparenzflüssigkeit (103a) angeordnet sind, um die Meßfläche (C) zu begrenzen, an der der Meßgrößenumformer (136) Licht empfängt, das von der Lichtquelle (Lampe 131) ausgesandt wird und durch den Probenstreifen (110) hindurchgetreten ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η zeichnet, daß an der Meßfläche (C) ein Paar transparenter Platten (104a, 104b) angeordnet ist, zwischen denen der Probenstreifen (110) geführt ist.

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