DE2551231A1 - Verfahren und anordnung zur klassifizierung biologischer zellen aufgrund von fluoreszenzstrahlung - Google Patents

Verfahren und anordnung zur klassifizierung biologischer zellen aufgrund von fluoreszenzstrahlung

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DE2551231A1 DE19752551231 DE2551231A DE2551231A1 DE 2551231 A1 DE2551231 A1 DE 2551231A1 DE 19752551231 DE19752551231 DE 19752551231 DE 2551231 A DE2551231 A DE 2551231A DE 2551231 A1 DE2551231 A1 DE 2551231A1
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Description

  • Verfahren und Anordnung zur Klassifizierung biolo-
  • gischer Zellen aufgrund von Fluoreszenzstrahlung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung einer raschen differenzierten Nachweisanalyse mikrobiologischer Zellsysteme aufgrund deren Fluoreszenzstrahlung; sie eignet sich insbesondere für die medizinische Diagnose und pathologische Erkennung von Mikroben-Krankheiten bzw. Gewebestörungen.
  • Die Untersuchung menschlicher Gewebezellen, die sog. Zytodiagnostik, spielt eine wichtige Rolle in der Erkennung von Karzinomen oder Krebs im weiblichen Genitalbereich. Durch Vaginalabstrich oder Zervikal-Abschabung entnommenes Zellmaterial kann dem Pathologen äußerst zuverlässige Informationen für die Erkennung von Karzinomen liefern. Die vorrangige Bedeutung der Früherkennung von Krebs bedarf hier keiner weiteren Erläuterung.
  • Nach den bisher bekannten Verfahren wird der an der Vagina und/oder dem Zervix entnommene pathologische Abstrich auf einem Glas-Objektträger ausgestrichen und zur Erhaltung der morphologischen und chemischen Struktur fixiert. Die so erhaltene Probe wird im Labor einem komplizierten Färbeverfahren (unter Verwendung von Papanicolaou Farbstoff)unterzogen. Nach erfolgter Färbung werden die Objektträger unter dem Mikroskop sorgfältig von Zytotechnikern untersucht, die darauf geschult sind, normale Zellen von anormalen zu unterscheiden. Den Zytotechnikern dienen ausgeklügelte Kriterien zur Unterscheidung normaler Abstriche von den anomalen. Im allgemeinen kann ein sehr erfahrener Zytotechniker ca. 50 Fälle täglich sichten.
  • Da dieses Verfahren schon im heilbaren Frühstadium der Erankheit eine sichere Erkennung des Krebses gewährleistet, ist man bemüht, seine Anwendung auch auf eine Reihen-Vorsorgeuntersuchung der Bevölkerung auszudehnen. Zur sicheren Früherkennung von Krebs ist Jedoch eine derartige Abstrich-Untersuchung aller Frauen in regelmäßigen Zeitabständen erforderlich, und dies setzt wiederum eine enorm hohe Zahl von Zytotechnikern und Pathologen voraus, Da man davon ausgehen kann, daß die Großzabl der Abstriche normal ausfällt, wäre es natürlich eine große Hilfe, wenn man eine Vorrichtung hätte, die selbsttätig alle offensichtlich normalen Abstriche aussortiert und die zweifelhaften und anomalen Abstriche für weitere Untersuchungszwecke den Zytotechnikern und Pathologen überläßt.
  • Es hat sich erwiesen, daß eine verhältnismäßig konstante Beziehung zwischen dem Gehalt an Desoxyribonukleinsäure, genannt DNA, und dem Ribonukleinsäure-Gehalt, genannt RNA und der Zellengröße in einer normalen Zelle im Gegensatz zu den einzelnen Stadien der Krebserkrankung besteht. Krebs zellen enthalten im allgemeinen eine anomale Menge Nukleinsäure mit DNA-Vberschuß, der wahrscheinlich auf einem anomalen Zellteilungsvorgang im Laufe der raschen Zellwucherung beruht. Da RNA für die Proteinsynthese erforderlich ist, ist oft auch eine RNA-dnhäufung festzustellen. Außerdem ist bekannt, daß maligne Zellen manchmal sehr wenig Zytoplasia enthalten und folglich einen verhältnismäßig niedrigen RNA-Gehalt haben. Eine DNA-Zunahme kann daher oft durch eine RNA-Abnahme ausgeglichen sein. DNA und RNA müssen also unabhängig voneinander ermittelt werden. Bisher durchgeführte Absorptionsmessungen geben den kombinierten RNA- und DNA-Gehalt an und liefern somit unzureichende Daten für eine zuverlässige Erkennung maligner Zellen.
  • Es sind auch bereits Geräte bekannt, mit denen angefärbte Zellen durch unterschiedliche Lichtwellenlängen erregt werden.
  • Es gibt zahlreiche selbsttätige Geräte, mit welchen Zellen in erster Linie aufgrund unterschiedlicher Zellfläche oder -größe in Zusammenhang mit der gesamten Strahlenabsorption oder der optischen Schwärze der Zelle überwacht werden. Hinsichtlich der Trennung des Spektrums der zu untersuchenden Zellen haben sich derartige Geräte als nicht zuverlässig erwiesen.
  • Bekannt ist auch ein selbsttätiges Gerät, mit welchem durch Messung der Zellgröße und der primären und sekundären Fluoreszenz-Kennlinien der DNA- und der RNA-Gehalt einer Zelle unterscheidbar ist (US-PS 3,497,690). Bei diesem bekannten Gerät werden die zu untersuchenden Zellen von einem unterschiedliche Wellenlängen enthaltenden Licht bestrahlt, und die durch die erregenden Lichtwellenlängen erzeugte Sekundäremission wird gemessen. Dieses Gerät bietet aber keine Unterscheidungsmöglichkeit der Jeweils durch bestimmte Lichtwellenlängen erregten Sekundäremission, da die Zellen einem mehrere Wellenlängen enthaltenden Licht ausgesetzt werden.
  • Zwar ist auch bereits ein Gerät bekannt (US-PS 3,470,373), mit welchem Zellen einzelnen Lichtwellen ausgesetzt werden, so daß man in der Lage ist, die durch das erregende Licht erzeugte sekundäre Fluoreszenz zu unterscheiden, aber eine Verwendung dieses Gerätes in Verbindung mit einem Durchflußsystem, in welchem die Zellen kontinuierlich durch die Meßanordnung flie-Ben und nicht auf einem Obäektträger fixiert sind, ist nicht möglich. Mit einem Durchflußsystem kann man einem Analyse- Rechner kontinuierlich Signale für die jeweils zu messenden Parameter zuführen und erhält somit eine vollständige Analyse der zu untersuchenden Zellen, wobei innerhalb einer gegebenen Zeitdauer mehr Proben untersucht werden können, als dies bisher möglich war.
  • In einem solchen Gerät werden auch schon Laser benützt, die einen einzigen monochromatischen Lichtstrahl erzeugen, mit welchem die zu untersuchenden Zellen beleuchtet und damit zum Fluoreszieren gebracht werden. Sind jedoch mehrere monochromatische kohärente Strahlen erforderlich, so werden diese durch getrennte laser erzeugt. Die Verwendung mehrerer Laser erhöht aber die Kosten einer solchen Anordnung erheblich.
  • Im übrigen erzeugt ein Laser außer den gewünschten kohärenten Wellenlängen auch zusätzliche unerwünschte Falschlichtwellenlängen. Diese unerwünschten Wellenlängen können verhältnismäßig hohe Intensität haben und werden für gewöhnlich mittels Filter ausgeschieden, um ein unerwünschtes Ansprechen aus zuschließen.
  • Eine gemischte Zellpopulation, z.B. menschliche Leukozyten, lassen sich unterschiedlich anfärben. Das heißt, eine Zellengruppe nimmt einen fluoreszierenden Farbstoff mit charakteristischer Brregbarkeit und charakteristischem Emissionsspektrum an. Durch kombinierte Verwendung mehrerer solcher Farbstoffe läßt sich eine Zellpopulation daart anfärben, daß die Untergruppen einzeln unterscheidbar sind. Z.B. ist bekannt, daß Akridin-Orange eine maximale Erregung bei Wellenlängen von 490 und 270 nm erfährt. Mit Akridin-Orange angefärbte Zellen, die von einem Licht mit 490 nm oder 270 nm Wellenlänge erregt werden, zeigen eine'sekundäre Fluoreszenz mit einer maximalen Emission von 520 nm Wellenlänge. Außerdem ist auch bekannt, daß Auramin-O.
  • bei Erregung durch Licht mit 430 nm Wellenlänge fluoreszierendes Licht mit 530 nm Wellenlänge emittiert.
  • Es ist bekannt, daß bestimmte Zellen unter Einwirkung von erregendem Licht bestimmter Wellenlängen Fluoreszenzstrahlung zeigen, die sog. primäre Fluoreszenz. Aus bestimmten, einem Bestandteil solcher Zellen zuzuschreibenden Gründen erzeugen diese Zellen ohne vorherige Färbung Fluoreszenzstrahlung. Wird eine ungefärbte Pilzzelle, z.B. die zu Augeninfektionen führende t'Tinea Capitis", durch Licht von ca. 360 nm Wellenlänge erregt, so beginnt die Zelle zu fluoreszieren. Die Erfindung ermöglicht eine sichere Feststellung und Erkennung solcher Zellen mit primärer Fluoreszenz. Andere Zellen, z.B. Erythrozyten, Ghloroplaste und Hefezellen zeigen bei Erregung durch Licht einer Wellenlänge von 400, 405 - 436 nm und 270 - 300 nm primäre Fluoreszenz, die sich zur Klassifizierung der Zellen analysieren läßt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bisherige Verfahren und Vorrichtungen dieser Art zu verbessern und ein rasch durchzuführendes Verfahren zur Klassifizierung biologischer Zellen anhand deren Fluoreszenzstrahlung zu schaffen sowie eine selbsttätige Anordnung zur raschen Durchführung dieses Verfahrens.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren zum Klassifizieren biologischer Zellen vor, die auf Lichtstrahlen durch Lichtabsorption, Lichtstreuung oder Fluoreszenzstrahlung ansprechen, dadurch gekennzeichnet, daß ein unerwünschte und gewahlte Wellenlängen enthaltender Laserstrahl in räumlich getrennte Lichtstrahlen unterschiedlicher Eigenschaften zerlegt wird, daß die zu untersuchenden Zellen einzeln durch die räumlich voneinander getrennten Lichtstrahlen derart bewegt werden, daß sie auf jeden Strahl einzeln ansprechen, und daß die Ansprechempfindlichkeit der einzelnen die Lichtstrahlen passierenden Zellen für Klassifizierungszwecke selektiv gemessen wird.
  • Zur Durchführung dieses Verfahrens ist nach der Erfindung eine Anordnung vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch einen Laser zur Erzeugung eines kohärenten Lichtstrahlenbündels mehrerer Wellenlängen, durch eine Vorrichtung zum Zerlegen der unterschiedlichen Lichtwellenlängen in eine Anzahl einzelner Lichtstrahlen mit jeweils anderer Wellenlängencharakteristik, durch eine Vorrichtung zur Bewegung der Zellen durch die einzelnen Lichtstrahlen und durch eine Messeinrichtung zur selbsttätigen Messung der Ansprechempfindlichkeit der Zellen bei deren Durchtritt durch die einzelnen Strahlen.
  • Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
  • In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Verfahrens und der Anordnung nach der Erfindung; Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Anordnung.
  • Es ist vorauszuschicken, daß bestimmte gefärbte oder ungefärbte Zellen bestimmte Lichtwellenlängen absorbieren bzw. bestimmten Wellenlängen stärker absorbieren als andere. Bestimmte gefärbte oder ungefärbte Zellen bewirken bei bestimmten Lichtwellenlängen besondere Streukennlinien. Die Bezeichnung "Zelle" ist im folgenden ohne eine gattungsmäßige Bestimmung als eine gefärbte oder ungefärbte biologische Zelle zu verstehen. Auch das Wort "?luoreszenz" ist im folgenden ohne eine nahere Bestimmung sowohl als primäre als auch als sekundäre Fluoreszenz zu verstehen.
  • Die im Zusammenhang mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschriebenen Zellen sind entweder mit Euchrysin, Akridin-Orange, einem Fluorochrom oder Auramin-O angefärbt.
  • Die gefärbte Zelle wird durch Lichtstrahlen verschiedener Wellenlängen bewegt und von diesen unmittelbar aufeinanderfolgend getroffen. Die an bestimmten Bestandteilen der Zellen haftenden Fluorochromen werden erregt und die Zellen strahlen sekundäres Fluoreszenzlicht aus. Die emittierte Wellenlänge sowie der emittierte Betrag liefern Informationen über den RNA- und den DNA-Gehalt der Zelle.
  • Obwohl in dem hier beschriebenen Verfahren und auch im Zusammenhang mit der Vorrichtung von der Verwendung von Euchrysin oder Akridin-Orange oder Auramin-O. zur Färbung der Zellen die Rede ist, können auch andere Fluorochromen verwendet werden. Die Vorrichtung und das Verfahren lassen sich auch zur Erkennung von Zellen verwenden, die ohne vorherige Färbung bei Einwirkung einer Anzahl verschiedener Wellenlängen primäre Fluoreszenzcharakteristik oder einmalige Streu- und/oder Absorptionskennlinien zeigen.
  • Fig. 1 zeigt eine Anordnung 10 zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, welcher ein Laser 12 zugeordnet ist, der ein kohärentes Lichtstrahlenbündel 13 erzeugt.
  • Obwohl der Laser 12 in erster Linie ein monochromatisches Lichtbündel erzeugt, erzeugt er außerdem auch eine Anzahl unerwünschter Falschwellenlängen verhältnismäßig hoher Intensität. Das alle Wellenlängen enthaltende Strahlenbündel 13 wird durch eine Linse 14 ausgerichtet und als alle Wellenlängen enthaltender, ausgerichteter Strahl 15 auf ein Prisma 16 gelenkt. Das Prisma 16 dient zur Zerlegung des von der Linse 14 kommenden ausgerichteten Strahls 15 in einzelne monochromatische Lichtstrahlen 18 bis 24, welche den vom Laser jeweils erzeugten Wellenlängen entsprechen. Die Strahlen 18 bis 24 treten unter divergenten Winkeln aus dem Prisma 16 aus. Als Laser 12 kann ein Argon-Ionenlaser vorgesehen sein, der Lichtwellenlängen von 514 nm, 502 nm, 496.5 um, 488 nm, 476.5 nm und 458 nm erzeugt.
  • Die Lichtstrahlen 18 bis 24 sind auf eine Durchflußküvette 26 gerichtet, in welcher eine zu untersuchende Zelle 28 durch die räumlich voneinander getrennten Lichtstrahlen 18 bis 24 bewegt wird. Die Trennung der Lichtstrahlen voneinander gewährleistet, daß eine Zelle während einer bestimmten Zeitdauer stets nur einem Lichtstrahl ausgesetzt ist. Sind die Zellen mit Fluorechromen unterschiedlich angefärbt, so werden sie durch die auftreffenden Lichtstrahlen erregt und emittieren sekundäre Fluoreszenz. Diese sekundäre Fluoreszenz wird durch Fotozellen 30 - 36 erfaßt, welche jeweils mit Verstärkern 38 bis 44 gekoppelt sind und diesen Signale liefern. Mit den Ausgängen dieser Verstärker ist ein Rechner 46 verbunden. Die Fotozellen 30 bis 36 können auch mit Filtern bekannter Bauart ausgestattet sein, um die bei einer Anzahl verschiedener Wellenlängen auftretende primäre Fluoreszenz der Zellen zu ermitteln. Die Fotozellen 30 - 36 können auch zur Messung der Lichtabsorption oder -streuung statt der Freszenz dienen.
  • Die Zellen 28 gelangen von einer hier als Block 48 gezeigten Zuführvorrichtung in die 1>urchflußküvette 26. Es handelt sich hier um eine Zuführvorrichtung bekannter Bauart, die sich in einer Vielzahl möglicher Ausführungsformen vorsehen läßt. Sie könnte auch ein Ooulter-Teilchenanalysiergerät (US.-PS 2,656,508) einschließen. Es läßt sich auch eine Teilchen-Trennvorrichtung (US-PS 3,380,584) verwenden, in welcher die Konzentration von Blutkörperchen in einer salzhaltigen Lösung derart gehalten wird, daß die Teilchen die lichtempfindliche Zone der Teilchen-Xrennvorrichtung einzeln passieren. Bei Verwendung einer solchen Teilchen-Trennvorrichtung würden die Fotozellen 30 - 36 in ihrer räumlichen Anordnung der en lichtempfindliche Zone umgrenzen. Die zu untersuchenden Zellen können auf bekannte Weise, z.B. durch Rüllstrom-Verfahren derart ausgerichtet werden, daß sie die Strahlen 18 - 34 senkrecht passieren.
  • Zur Aufnahme von Zellen aus der Durchflußküvette nach erfolgter Durchquerung der Lichtstrahlen 18 - 24 ist eine Vorrichtung 50 vorgesehen. Diese Aufnahmevorrichtung kann eine Xeilchen-Trennvorrichtung sein, in der die Zellen zu Tropfen geformt werden, die anschließend proportional einem gemessenen Eennmerkmal der Zelle aufgeladen werden. Dieses gemessene Kennmerkmal läßt sich durch eine von dem noch zu beschreibenden Kennsignal der Zelle abhängige Spannung darstellen. Das aufgeladene Tröpfchen wird dann durch ein statisches Feld geleitet, in welchem die Tröpfchen mit den unterschiedlichen Ladungen in verschiedene Behälter für weitere Analysezwecke abgelenkt werden.
  • In der Praxis kann der Strahl 18 monochromatisches Licht mit ca. 490 um Wellenlänge sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Zelle 28 mit Akridin-Orange angefärbt sein, das bei Durchquerung des Strahls 18 ein sekundäres fluoreszierendes Licht mit einer Wellenlänge von 520 um emittiert. Die von der Zelle 28 emittierte sekundäre FluoreszenzXwird vom Fotodetektor 30 erfaßt, vom Verstärker 38 verstärkt und dem Rechner 46 zugeführt. Auf ihrem Weg durch die Durchflußküvette 26 durchquert die Zelle 28 innerhalb einer kurzen Zeitspanne atich den Strahl 20, welcher in diesem Fall z.B. ein Licht von ca. 430 um Wellenlänge hat. Ist die Zelle 28 auch noch mit Auramin-O. angefärbt, so wird sie bei dieser Wellenlänge eine sekundäre Fluoreszenz von ca. 530 um aussenden. Diese sekundäre Fluoreszenz wird vom Fotodetektor 32 erfaßt, im Verstärker 40 verstärkt und dem Rechner 46 zugeführt. Angenommen, die vom Strahl 18 erregte sekundäre Fluoreszenz der Zelle 28 erzeugt am Ausgang des Verstärkers 38 einen Impuls von ca. 2V und bei Durchtritt der Zelle durch den Strahl 20 am Ausgang des Verstärkers 40 einen Impuls von 10 VI so läßt sich das Verhältnis zwischen den Ausgängen der Verstärker 40 und 38 durch den Rechner 46 ermitteln, nämlich in diesem Fall ein Verhältnis 10 2 2 bsw. 5. Anhand der Ausgänge der Verstärker 38 und 40 läßt sich somit im Rechner 46 elektronisch eine Analyse- des esions-8-pektrums durchführen, die anhand der ernittelten Terhältniswerte ine Erkennung von Zellanomalien gestattet. Diese Analyse läßt sich natürlich auch unter Verwendung von die Lichtstreuung oder Lichtabsorption erfassenden Detektoren bzw. Verarbeitung deren Ausgänge durchführen.
  • Auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben, erzeugt die Zelle bei Durchquerung der Strahlen 22 und 24 zwei weitere Impulse am Ausgang des Verstärkers 42 bzw. 44. Anhand aller vier Verstärker-Ausgänge 38 - 44 lassen sich elektronisch Verhältnisse ermitteln, und das so ermittelte Ergebnis kann zur Bestimmung einer Anomalie der die Fotodetektoren 30 - 36 passierenden Zellen weiterverarbeitet werden. Zeigt z.B. das ermittelte Verhältnis an, daß soeben eine anomale Zelle - z.B. Hinweis auf DEA- oder RNA-t!berschuß - die Detektoren 30 - 36 passiert hat, so ist die Jeweilige Lage dieser Zelle in der Durchflußküvette 26 bekannt4 und vom Rechner 46 kann nun ein Signal an die Äufnahmevorrichtung 50 gegeben werden, die Zelle für weitere Untersuchungszwecke zu kennzeichnen oder auszuscheiden.
  • Z.B. könnte die Aufnahmevorrichtung 50 ein Teil eines Teilchenabscheiders sein, der die anomale Zelle in einen entsprechenden Sammelbehälter ausscheiden könnte. Die Zelle würde in ein Tröpfchen umgewandelt, das dann aufgeladen und einem Behälter für weitere Untersuchungen zugeleitet wird.
  • Die von den Fotodetektoren 30 - 36 bei Durchtritt der Zelle 28 durch die Strahlen 18 - 14 erzeugten Signale können durch eine Vorrichtung 51 ergäzizt werden (Fig. 2). Der gestrichelte Rechteckblock A stellt die Bestandteile 12 - 16 in Fig. 1 dar.
  • Die Dtirchflußküvette 26 kann wie in Fig. 1 ausgebildet sein.
  • Fig. 2 zeigt die Zelle 28 auf ihren die Strahlen 18 - 24 durchquerenden Weg durch die Durchflußküvette. Hier ist Jedoch ein einzelner Fotodetektor 52 zusätzlich zur Erfassung der sekundüren Fl'ioreszenz bei Durchtritt der Zelle 28 durch die Strahl len vorgesehen. Der Ausgang des Fotodetektors 52 ist mit einem Verstärker 54 gekoppelt, welcher wiederum mit einem Rechner 46' verbunden ist. Das von der Zelle 28 bei Durchquerung der eins#llen Lichtstrahlen 18 - 24 Jeweils erzeugte Signal wird den R*chncr 46' ingefiflirt. Somit erhält nsn aufgrund der Erregung der Zelle durch die einzelnen Lichtwellenlängen der Strahlen 18 -24 ein Kennsignal der Zelle.
  • Das Kennsignal der Zelle besteht aus einer Reihe von Impulsen bzw. einer die Anwesenheit oder das Fehlen von durch die Fotozellen 30 - 36 erfaßtem fluoreszierendem Licht darstellenden ImpulsSlge. Die Amplitude der Impulse und die Anwesenheit oder das Fehlen eines Impulses in der Impulsfolge läßt sich durch den Rechner 46 erfassen, und diese Information wird zur anschließenden Bestimmung von Anomalien der Zelle weiterverarbeitet. Derartige Analyseverfahren sowie auch für deren Durchführung geeignete Rechner sind bekant.(US-PS 3,497,690). Es lassen sich selbstverständlich alle Mittel zur Analyse des Kennsignals verwenden, die durch Klassifizierung und Auslese doie Anomalie einer Zelle anhand deren primären und sekundären Fluoreszenz zu ermitteln vermögen.
  • Die Erfindung verwendet vorteilhafterweise ein Burchflußsystem, in welchem eine Zelle durch eine Anzahl räumlich voneinander getrennten monochromatischen Lichtstrahlen nacheinander erregt wird, die sich durch Zerlegung der von einem einzigen Laser erzeugten Wellenlängen ergeben. Die Zerlegung und Verwendung der Wellenlängen eines einzigen Laserstrahls haben bisher als nicht durchführbar gegolten. Die einzelnen Lichtstrahlen lassen die Zellen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel fluoreszieren und liefern somit mehr Kennmerkmale oder Parameter zur Beststellung von Zell-Anomalien als dies bisher möglich war. Die Erfindung umfaßt einen Laser zur Erzeugung der Strahlen und eine Anordnung zur Erfassung der Fluoreszenz-Parameter und zur anschließenden Analyse zwecks Ermittlung von Zell-Anomalien. Mit Hilfe der Erfindung sind Informationen erhältlich, die eine erfolgreicbere Unterscheidung zwischen normalen und anomalen Zellen gestatten und zudem die Möglichkeit bieten, verschiedene Arten von Zellanomalien zuverlässig und exakt zu bestimmen.

Claims (13)

  1. Patentansprüche 1. Verfabren zum Klassifizieren biologischer Zellen, die auf Lichtstrahlen durch Lichtabsorption, Lichtstreuung oder Fluoreszenzstrablung ansprechen, dadurch gekennzeichnet, daß ein unerwünschte und gewählte Wellenlängen enthalten der Laserstrahl in räumlich getrennte Lichtstrahlen unterschiedlicher Eigensobaften zerlegt wird, daß die zu untersuchenden Zellen einzeln durch die räumlich voneinander getrennten Lichtstrahlen bewegt werden, so daß sie auf jeden Lichtstrahl einzeln ansprechen und daß die AnsprechempSindlichkeit der einzelnen die Lichtstrahlen passierenden Zellen für Klassifizierungszwecke selektiv gemessen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl in monochromatische Lichtstrahlen zerlegt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene Ansprechempfindlichkeit der Zellen zur Bestimmung von Zellanomalien analysiert wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Durchtritt einer Zelle durch einen der Lichtstrahlen gemessene Ansprechempfindlichkeit zur it zur Analyse mit der bei Durchtritt der Zelle durch einen anderen Lichtstrahl gemessenen Ansprechempfindlichkeit verglichen wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene Ansprechempfindlichkeit der einselnen, die Lichtstrahlen durchquerenden Zellen darstellende Signale erzeugt werden, daß das Verhältnis mindestens zweier Signale errechnet und dieses Verhältnis zur Erkennung von damit verbundenen Zellanomalien analysiert wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Zelle ein Kennsignal erzeugt wird, welches aus die Ansprechempfindlichkeit Jeder Zelle bei ihrem Durchtritt durch die räumlich voneinander getrennten Lichtstrahlen darstellenden Signale besteht.
  7. 7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Laser (12) zur Erzeugung eines kohärenten Licht strahlenbündels mehrerer Wellenlängen, eine Vorrichtung (16) zur Zerlegung der Wellenlängen in einzelne Lichtstrahlen mit Jeweils anderer Wellenlängencharakteristik, durch eine Vorrichtung (78, 26, 50) zur Bewegung der Zellen durch die einzelnen Lichtstrahlen und durch eine Messeinrichtung (30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44; 52, 54) zur selbsttätigen Messung der Ansprechempfindlichkeit der Zellen bei ihrem Durchtritt durch die einzelnen Strahlen.
  8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Zerlegung des Laserstrahles ein Prisma ist.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Bewegung der Zellen aus einer von den Zellen (28) unter Durchquerung der einzelnen Lichtstrahlen (18, 20, 22, 24) durchströmten Durchflußküvette, (26) einer Vorrichtung (48), über welche die Zellen der Durchilußkiivette (26) zuführbar sind und aus einer Vorrichtung (50) zur Aufnahme der durch die Durchflußküvette gestrimten Zellen besteht.
  10. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die iufnabnevorrichtung (50) eine Eeilchen-Trenavorrichtung ist.
  11. 11. Anordnung nach Anspruch 7 - 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (46, 46') zur Analyse der gemessenen Ansprechempfindlichkeit der Zellen zur Bestimmung vorhandener Anomalien.
  12. 12. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Meßernrichtung ein die Ansprechempfindlichkeit der Zellen auf jeden der Lichtstrahlen erfassender Fotodetektor (30) ist.
  13. 13. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Meßeinrichtung eine Anordnung einer Anzahl die Ansprechempfindlichkeit der Zelle bei ihrem jeweiligen Durchtritt durch die einzelnen Lichtstrahlen erfassender Fotodetektoren (30, 32, 34, 36) einschließt.
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