DE2610992A1

DE2610992A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des prozentualen gesamtvolumens von partikeln in einer fluessigen probe

Info

Publication number: DE2610992A1
Application number: DE19762610992
Authority: DE
Inventors: Michael J Brand; William J Calogero; Morris H Shamos
Original assignee: Technicon Instruments Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1975-04-14
Filing date: 1976-03-16
Publication date: 1976-10-28
Also published as: DE2610992C2; FR2308099B1; SU654193A3; CA1047111A; JPS51135594A; JPS5939699B2; SE430629B; NL7602954A; IT1070331B; CH596551A5; FR2308099A1; AU1203476A; GB1544939A; BE839241A; US3997838A

Description

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TECHNICON INSTRUMENTS CORPORATION, Tarrytown, N.Y. VStA

Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des prozentualen Gesamtvolumens von Partikeln in einer flüssigen Probe

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen des prozentualen Gesamtvolumens von Partikeln in einer flüssigen Probe.

Zur Messung der Konzentration von gelösten Bestandteilen, wie Natrium, Kalium und Calcium, in Gesamtblutproben oder anderen Flüssigkeitsproben ist die Verwendung von ionenselektiven Elektroden allgemein bekannt. Weiterhin ist es bekannt, daß man diesen Proben ein Verdünnungsmittel zusetzen kann, das das gleiche Ion enthält, gegenüber dem die Elektrode in den genannten Meßverfahren selektiv ist. Diese beschriebene Technik ist als "Standardadditionsanalyse" allgemein bekannt.

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Die Bestimmung des prozentualen Volumens von allen Partikeln in einer flüssigen Probe ist für viele Zwecke nützlich. Das prozentuale Volumen an roten Blutzellen im Blut, bekannt als Hämatokrit, ist für Diagnosezwecke ein wichtiger klinischer Parameter. Das Prozentvolumen von allen Zellen im Blut ist im wesentlichen dem Hämatokrit äquivalent, ist aber auch von Interesse, obgleich in ihm das prozentuale Volumen an weißen Blutzellen enthalten ist. Bei Personen mit verhältnismäßig vielen weißen Blutzellen, beispielsweise bei an Leukämie erkrankten Personen, stimmen das prozentuale Volumen von allen Zellen und der Hämatokritwert im wesentlichen nicht mehr überein. Diese Tatsache stellt jedoch bei der Bestimmung des Volumens der Gesamtzellen kein wesentliches Problem dar, da man im Blut die weißen Blutzellen nach üblichen Zählverfahren bestimmen kann.

Das Hämatokrit wurde bisher im allgemeinen dadurch bestimmt, daß das in einem Kapillarröhrchen enthaltene Volumen an Gesamtblut zentrifugiert wurde, um das Blut in einen Zellanteil, eine schwere Phase, und in einen Serum- oder Plasmaanteil, eine leichte Phase, zu trennen. Danach wurde nach einem manuellen Verfahren das Gesamtblutvolumen im Vergleich zum Zellvolumen abgeschätzt. Entsprechende automatische Bestimmungsverfahren sind aus der US-PS 3 684 450 bekannt. Die kolorimetrisch^ Bestimmung des Hämatokrit ist in einer Druckschrift von E. Ponder, "Hemolysis and Related Phenomena", Seite 51-53, Grüne and Straton, New York, 1948, beschrieben. Eine derartige kolorimetrische Bestimmung erfordert u.a. die Zugabe eines Farbmittels und das Zentrifugieren eines Teils der Probe. Die Bestimmung des prozentualen Volumens von Blutzellen durch

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Leitfähigkeitsmeßverfahren ist ebenfalls bekannt. Dazu wird auf die US-PS 3 648 260 verwiesen. Darin sind zwei Verfahren beschrieben, von denen das bevorzugte und genauere ebenfalls ein Zentrifugieren eines Teils der Probe erfordert. Bei dem anderen beschriebenen Verfahren ist zwar kein Zentrifugieren der Probe notwendig, jedoch muß man für die Leitfähigkeit des Plasmas einen Mittelwert abschätzen. Die Leitfähigkeit des Plasmas beruht auf dem Vorhandensein von Ionen, die durch Dissoziation von Salzen erzeugt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um Natrium- und Chloridionen handeln. Schwankungen in der Leitfähigkeit des Plasmas, wie es zumindest bei gewissen Erkrankungen der Fall ist, führen bei der Bestimmung des Zellvolumens zu beträchtlichen Fehlern. In der genannten Druckschrift von E. Ponder sind auf den Seiten 62-79 ein Beugungsverfahren und ein fotografisches Verfahren zum Bestimmen des Hämatokrit beschrieben. Dabei handelt es sich um optische Verfahren, bei denen ein Zentrifugieren der Gesamtblutprobe nicht erforderlich ist. Es wird von einem Beugungsmuster und von einem fotografischen Bild einer dünnen Schicht der Zellen Gebrauch gemacht, um den mittleren Zelldurchmesser und damit das Zellvolumen abzuschätzen. Sowohl bei dem Beugungsverfahren als auch bei dem fotografischen Verfahren ist es erforderlich, die roten Blutzellen der Blutprobe in Form einer dünnen Blutschicht beispielsweise unter einem Mikroskop zu untersuchen. Das Hämatokrit wird dann aus den geschätzten Werten für das mittlere Volumen der roten Zellen und für den Zählwert der roten Zellen berechnet. Bei einem anderen Verfahren zum Bestimmen des Hämatokrit wird eine verdünnte Blutprobe durch eine kleine öffnung geleitet, und es werden die

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elektrischen Widerstandsänderungen gemessen, die über der Öffnung auftreten. Die Frequenz und die Größe dieser Änderungen werden mit der Zellenanzahl bzw. dem mittleren Zellenvolumen in Bezug gesetzt. Aus diesen Parametern wird dann das Hämatokrit berechnet.

Es besteht somit ein Bedürfnis, die genannten Schwierigkeiten bei der Bestimmung des prozentualen Gesamtzellvolumens von Blut zu überwinden. Insbesondere sollen das Zentrifugieren der Probe und das Bestimmen der roten Blutzellen vermieden werden. Diese Vorgänge sind nämlich zeitraubend und erfordern verhältnismäßig aufv/endige Geräte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Bestimmen des prozentualen Gesamtvolumens von Partikeln in einer flüssigen Probe ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die auf viele Arten von flüssigen Medien anwendbar sind und bei denen aufwendige Schritte, wie Zentrifugieren und Zählen, entfallen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs beschriebene Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein vorbestimmtes Volumen eines Verdünnungsmittels mit einer bekannten Konzentration eines besonderen Ions in ein vorbestimmtes Volumen der Probe mit einer bekannten Konzentration dieses besonderen Ions gegeben wird und daß die Konzentration des besonderen Ions in der verdünnten Probe gemessen wird, um das prozentuale Gesamtvolumen der Partikel in der Probe anzugeben.

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Eine entsprechende Vorrichtung ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch Mittel, die dazu dienen, in einer Trägereinrichtung ein vorbestimmtes Volumen eines Verdünnungsmittels mit einer bekannten Konzentration eines besonderen Ions und ein vorbestimmtes Volumen der Probe mit einer bekannten Konzentration des besonderen Ions miteinander zu mischen, und durch eine Einrichtung zum Messen der Konzentration des besonderen Ions in dem Gemisch, um das prozentuale Gesamtvolumen der Partikel in der Probe anzugeben.

Zur Messung der Konzentration des besonderen Ions werden eine ionenselektive Elektrode und eine Bezugselektrode verwendet. Das Ion kann von Natur aus mit beachtlichen Pegeln in einem flüssigen Medium auftreten. Dabei wird im menschlichen Blut an Natrium, Kalium und Chlorid gedacht. Falls in dem flüssigen Medium von Natur aus keine beachtlichen Pegel eines besonderen Ions auftreten, wird hier das flüssige Medium als frei von solchen Ionen betrachtet,· kann aber mit einer bedeutenden Konzentration des besonderen Ions für diese Elektrodenmessung versetzt werden. Die Bestimmung des prozentualen Volumens von Partikeln in einer flüssigen Probe ist in vielen Fällen für die kontinuierliche Durchflußanalyse geeignet und ist darüberhinaus schnell und genau. Das erfindungsgemäße Verfahren enthält die Zugabe eines vorbestimmten Volumens eines Verdünnungsmittels mit einer bekannten Konzentration des besonderen Ions in ein bekanntes Volumen der Probe und das Messen der Konzentration des besonderen Ions in der verdünnten Probe mit der ionenselektiven Elektrode und der Bezugselektrode, um das prozentuale Volumen von allen Partikeln in der Probe anzugeben. Die Grundlage des Verfahrens besteht darin, daß die ionenselektive Elek-

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trode und die Bezugselektrode die Konzentration des "besonderen Ions in der flüssigen Phase messen, die durch das Vorhandensein der Partikelphase nicht geändert ist. Das Gesamtvolumen der Probe ist die Summe des Volumens der flüssigen Phase und des Volumens der Partikelphase. Die Verdünnung der Gesamtprobe mit dem Verdünnungsmittel führt effektiv nur zu einer Verdünnung der flüssigen Phase der Probe. Die bekannte Konzentration des besonderen Ions in dem Verdünnungsmittel und in der Probe vor der Verdünnung liefert zusammen mit der Messung der Konzentration des besonderen Ions nach der Verdünnung die Daten, die zum Bestimmen des Volumens der flüssigen Probenphase vor der Verdünnung erforderlich sind. Die Subtraktion des Volumens der flüssigen Phase von dem bekannten Probenvolunen ergibt das Volumen der Partikelphase, die als Prozentvolumen des Gesamtprobenvolumens ausgedrückt wird. '

Die Erfindung wird im einzelnen an Hand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung und

Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Seitenansicht von einer Ausführungsform einer in dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 benutzten Elektrodenanordnung·

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Wie es aus der Fig. 1 hervorgeht, erstrecken sich zusammendrückbar Pumpenschläuche 10 und 12 durch eine peristaltische Pumpe 14 nach Art einer Schlauchquetschpumpe. Die Einlaßenden 16 und 18 dieser Pumpenschläuche werden gleichzeitig von einem nicht dargestellten herkömmlichen Probennehmer, wie er beispielsweise in der US-PS 3 134 263 beschrieben ist, mit gleichen Teilmengen einer selben Flüssigkeitsprobe beliefert, die eine einer Vielzahl von Proben darstellt, die aufeinanderfolgend und jeweils durch einen Waschflüssigkeitsschub und zwei den Waschflüssigkeitsschub umgebende Gasschübe voneinander getrennt durch die Schläuche 10 und 12 strömen. Der Probennehmer weist zum gleichzeitigen Ansaugen von Fluiden seitlich nebeneinander angeordnete Zwillingsprobensonden auf, die mit den Schlaucheinlässen 16 und 18 verbunden sind. Die Proben, in die die Sonden eingetaucht werden, werden als Einzelproben in einer Reihe von Probenbechern angeliefert, die der Probennehmer trägt. Bei diesen Proben kann es sich beispielsweise um verschiedene menschliche Gesamtblutproben handeln, die mit einem geeigneten Antigerinnungsmittel behandelt sind und von denen das prozentuale Volumen von allen Zellen bestimmt werden soll, das auch mit Gesamtzeilvolumen bezeichnet wird.

Weiterhin erstrecken sich durch die Pumpe 14 zusammendrückbare Pumpenschläuche 20 und 22, die Einlaßenden 24 und 26 aufweisen. Die Auslaßenden der Schläuche 12 und 22 münden hinter der Pumpe 14 in den Schlauch 20, wie es gezeigt ist. Das Einlaßende 24 ist mit einer nicht dargestellten Verdünnungsmittelquelle verbunden, und das Einlaßende 26 ist der Umgebungsluft ausgesetzt. Bei dem Verdünnungsmittel soll es sich um eine isotonische Lösung

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handeln, die keine meßbare Elektrolytverschiebung zwischen dem Blutplasma und den Blutzellen verursacht. Das Verdünnungsmittel kann beispielsweise eine 5°6ige Lösung aus Dextrose und Wasser sein. Dem Verdünnungsmittel kann man zum Vermeiden eines Anschwellens der Zellen ein Fixiermittel und zum Verhindern eines aktiven Ionentransports zwischen dem Plasma und den Zellen Inhibitoren zugeben. Diese Zugabemittel sind allerdings nicht unbedingt erforderlich. Der durch den Schlauch 20 fließende Verdünnungsmittelstrom wird durch über den Schlauch 22 zugeführte Luftschübe segmentiert. Der durch den Schlauch 12 fließende Probenstrom wird mit dem luftsegmentierten Verdünnungsmittelstrom zusammengeführt und dadurch in einer solchen Weise weiter segmentiert, daß jede Probe durch Luft- oder Gasschübe unterteilt ist. Im Schlauch 20 ist eine Mischschlange 28 angeordnet, die die Durchmischung zwischen Probe und Verdünnungsmittel fördert. Wie es aus der Fig. 1 hervorgeht, sind in den Schläuchen 10 und 20 Durchflußelektrodenanordnungen 30 und 32 vorgesehen. Die Auslaßenden der Schläuche 10 und 20 führen zum Abfluß. Unter der Wirkung der kontinuierlich arbeitenden Pumpe 14 können sich in den Schläuchen 10, 12, 20 und 22 Durchflüsse von 0,166 ml/Min., 0,226 ml/Min., 0,482 ml/Min, bzw. 0,09 ml/Min, einstellen.

In der Fig. 2 ist die Elektrodenanordnung 32 im einzelnen gezeigt. Die Elektrodenanordnung 30 ist in entsprechender Weise ausgebildet. Die Elektrodenanordnung 32 weist einen nichtleitenden Körper 34 mit einem Durchlaß 36 auf, der im Schlauch 20 ein Zwischenstück bildet. Eine Vertikalbohrung 38 erstreckt sich nach unten zum Durchlaß 36 und weist eine eine ionenselektive Elektrode darstellende Membran 40

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auf, die in der gezeigten Weise am unteren Ende der Bohrung 33 befestigt ist und mit ihrer Unterseite mit dem durch den Schlauch 20 fließenden Strom in Berührung steht. Die Membran 40 kann beispielsweise gegenüber Chloridionen selektiv sein, die von Natur aus mit einem beachtlichen Niveau im Blut vorkommen, und zwar wie Natrium- und Kaliumionen, und die Membran kann eine Matrix aus Polyvinylchlorid enthalten, die mit einem Tetraalkylammoniumsalz imprägniert ist. Mit der Oberseite der Membran 40 steht ein Volumen aus einer Elektrolytfüllösung 42 aus Kaliumchlorid für die interne Bezugselektrode in Berührung. Diese Lösung ist in der Bohrung 38 enthalten. Die auch als Halbzelle bezeichnete ionenselektive Elektrode wird durch eine interne Bezugselektrode 44 aus einem Silber-Silberchlorid-Draht vervollständigt, der sich entsprechend der Darstellung in die Lösung 42 erstreckt und mit einer Anschlußleitung 46 verbunden ist. Der Bezugselektrodenteil der Anordnung 32 enthält einen im Körper 34 vorgesehenen Hohlraum 48, der mit einer Elektrolytlösung 50 aus Kaliumchlorid gefüllt ist und über einen Durchlaß 52 eine Leckverbindung mit dem Durchlaß 36 aufweist. Eine Elektrode 54 aus Silber-Silberchlorid erstreckt sich in die Lösung $0 und ist mit einer Anschlußleitung 56 verbunden,, Die Elektrodenanordnung 30 weist Anschlußleitungen 58 und 60 auf, die den Anschlußleitüngen und 56 der Elektrodenanordnung 32 entsprechen*

Die Grundlage für die Messung des Gesamtzellvolumens ist ein Vergleich zwischen der Summe de? Gesamtmengen eines in einer Probe und einem Verdünnungsmittel vorhandenen besonderen Ions mit der gemessenen Menge dieses Ions in einem Gemisch aus der Probe und dem Verdünnungsmittel. Die Gesamtmenge eines loriä iii einem flüssigen Medium ist der iohenkohzen bra tion ürid

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dem Volumen des Mediums proportional. Wenn das flüssige Medium Korpuskularmaterial enthält, ist die Gesamtmenge an vorhandenen Ionen um einen Betrag herabzusetzen, der dem Volumen der festen Phase bzw. dem Korpuskularmaterial proportional ist. Ein Vergleich der Gesaintionenmenge in einer Probe und einem Verdünnungsmittel vor und nach dem Mischen läßt eine Berechnung der festen Phase zu. Das Verhältnis des Volumens der festen Phase zum Probenvolumen ist, ausgedrückt in Prozent, das Gesaintzellvolumen.

Ein bekanntes Probenvolumen (oder ein bekannter Probendurchfluß im Falle einer kontinuierlichen Durchflußanordnung) V₁ enthält eine zu messende, unbekannte Konzentration des besonderen Ions JXj₁ und ein unbekanntes Volumen von Korpuskularmaterial V_. Bei Blutproben enthält dieses Korpuskularmaterial Erythrocyten, Leukocyten, Blutplättchen usw. Die Gesamtmenge des Ions in der Probe ist gegeben durch ^1 ~ ^s^ L-^Jv Die Probe wird mit einem bekannten Volumen (oder einem bekannten Durchfluß bei einer kontinuierlichen Durchflußanordnung) Vp eines Verdünnungsmittels gemischt, das eine bekannte Konzentration des besonderen Ions |_XJ₂ enthält. Die Gesamtmenge des besonderen Ions in dem Verdünnungsmittel beträgt somit Vp LäI?* ^D^^e Gesamtmenge des besonderen Ions in der verdünnten Probe ist die Summe aus den Mengen in der Probe und in dem Verdünnungsmittel, also (V₁ - Vg) * [X]₁ + V₂ · [xj₂. Die Konzentration des besonderen Ions in der verdünnten Probe hat den gemessenen Wert [xjx» wobei die Gesamtmenge des besonderen Ions in der verdünnten Probe gegeben ist durch (V₁ +V₂- V₃) · [XU. Das Gleichsetzen der Summe aus den Mengen des Ions in der Prob9 und in dem Verdünnungsmittel mit der Ge-

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sanitmenge des Ions in dem Gemisch, also

(V₁ - v_s) [Xj₁ + V₂ [x]₂ = (V₁ + V₂ - v_B) [x]₃, gestattet es, das Volumen des Korpuskularmaterials oder der Teilchen V_e zu berechnen:

1 + V₂ H₂ - (^Υ1 + ^V2> £^Xl·

~ΠΓ- "

Das Verhältnis des Korpuskularmaterialvolumens zum Probenvolumen ergibt das Gesamtzellvolumen GZV.

ν It! J-V-IyI — (μ j-v^IyI GZV ₌ V₁ LXJ₁ + V₂ L^XJ2 - <>^νι + V LXj₃ ₍₂₎ 100

V₁ H₁ - V₁ [x]_:

Die Gleichung (2) wird durch die in der Fig. 1 dargestellte Logikanordnung gelöst. Obwohl die in der Fig. 1 gezeigte Logikanordnung ein Digitalsystem verkörpert, kann man zum Lösen der Gleichung auch die Analogtechnik verwenden.

Die Signale, die von den Elektrodenanordnungen 30 und 32 erzeugt werden und die die Ionenkonzentration in der Probe und in dem Proben-Verdünnungsmittel-Gemisch darstellen, werden von Verstärkern 62 und 64 verstärkt und linearisiert. Die Verstärker 62 und 64 weisen vorzugsweise antilogarithmische Kennlinien auf, um Nichtlinearitäten im Verhalten der ionenselektiven Elektroden zu kompensieren. Die verstärkten Signale werden üblichen Analog/Digital-Umsetzern 66 und 68 zugeführt. Das

mit L^xJi identifizierte, codierte Ausgangssignal an einer Leitung 70 gibt die gemessene Gesamtionenkonzentration in der Blutprobe an. Das mit [.xL identifizierte, codierte Ausgangssignal an einer Leitung 72 gibt die gemessene Gesamtionenkonzentration in dem Gemisch an.

Die Signale [_^xJi u*¹^· L^-b ^w®rden verarbeitet und mit bekannten Systemkonstanten verglichen, um das Gesamtzellvolumen direkt zu gewinnen. Bei diesen Konstanten handelt es sich um das Volumen der Probe und des Verdünnungsmittels V₁ und V₂, die die entsprechenden Durchflüsse in einer kontinuierlichen Durchflußanordnung oder die betreffenden Volumen in einer diskret arbeitenden Anordnung darstellen, und um die bekannte Ionkonzentration in dem Verdünnungsmittel |_xjp· Bi-^e Konstanten V₁, Vp und [_Xjp können beispielsweise mit Hilfe von digitalen Vorwählschaltern 74, 76 und 78 eingegeben werden. Beim Betrieb werden die Vorwählschalter 74, 76 und 78 entsprechend dem besonderen, von den Elektrodenanordnungen 30 und 32 zu messenden Ion, in diesem Falle beispielsweise Chlorid, eingestellt und bilden einen Teil der Eichfolge der Anordnung.

Wenn die Probe und das Proben-Verdünnungsmittel-Gemisch durch die Elektrodenanordnungen 30 und 32 strömen, stellen die Ausgangssignale der Analog/ Digital-Umsetzer 66 und 68 die einer besonderen Probe zugeordneten Mengen LXJ₁ und [.X L in Binärzahlen dar. Die Menge LXj₁ wird dem einen Eingang einer üblichen Multiplizierschaltung 80 zugeführt. Das Ausgangssignal des digitalen Vorwählschalters 74, d.h. V₁, wird dem zweiten Eingang der Multiplizierschaltung 80 zugeführt. Das von der MuIti-

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plizierschaltung 80 gebildete Produkt Y^ · stellt die in der Blutprobe vorhandene scheinbare Menge des Ions dar. Die Ausgangssignale der Vorwählschalter 76 und 78 werden den Eingängen einer üblichen Multiplizierschaltung 82 zugeführt, um das Produkt V₂ |_XJ2 ^zu erzeugen, das die tatsächliche in dem Verdünnungsmittel enthaltene Menge des Ions darstellt. Die beiden beschriebenen Schritte beziehen sich auf Information bezüglich der Probe und des Verdünnungsmittels vor dem Mischen dieser Teile.

Im Anschluß an das Mischen der Probe mit dem Verdünnungsmittel stellt das Ausgangssignal des Analog/Digital-Umsetzers 68 die Menge [_X L dar, und dieses Ausgangssignal wird dem einen Eingang einer üblichen Multiplizierschaltung 84 zugeführt. Der andere Eingang der Multiplizierschaltung 84 ist mit dem Ausgang einer Addierschaltung 86 verbunden, deren Eingänge an die Ausgänge der digitalen Vorwählschalter 74 und 76 angeschlossen sind. Die Multiplizierschaltung 84 liefert daher das Produkt (V₁ +V₂) |_Xjj5· ^Dieses Produkt wird dem einen Eingang einer üblichen Subtrahierschaltung 88 zugeführt. Der zweite Eingang der Subtrahierschaltung 88 ist mit dem Ausgang einer Addierschaltung 90 verbunden, deren Eingänge an die Ausgänge der Multiplizierschaltungen 80 und 82 angeschlossen sind. Am Ausgang der Subtrahierschaltung 88 erscheint daher der Zähler der betrachteten Gleichung, der dem einen Eingang einer üblichen Dividierschaltung 92 zugeführt wird.

Zum Gewinnen des Nenners der Gleichung ist eine Subtrahierschaltung 94 vorgesehen, deren Eingänge an den Ausgang der Multiplizierschaltung 80 und an den

Ausgang einer Multiplizierschaltung 96 angeschlossen sind. Die Eingänge der Multiplizierschaltung 96 sind mit den Ausgängen des Vorwählschalters Jk und des Analog/Digital-Umsetzers 68 verbunden. Wenn man mit Hilfe der Subtrahierschaltung 9h das Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 96 vom Ausgangssignal der Multiplizierschaltung 80, d.h. von der Menge V₁ |_X_|^, abzieht, erhält man den Nenner der Gleichung. Das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung 94 wird an den zweiten Eingang der Dividierschaltung 92 gelegt, deren Ausgangssignal nach maßstäblicher Teilung mit einem Faktor von 100 direkt das Gesamtzellvolumen der Probe angibt. Diese Menge wird einem Drucker 98 zugeführt.

Wenn das gemessene Ion mit einem beachtlichen Niveau im Verdünnungsmittel nicht vorhanden ist, wird der digitale Vorwählschalter 78 auf Null eingestellt. Daher wird in der von der Anordnung nach der Fig. 1 zu lösenden Gleichung [.Xj₂ - 0. Man erhält:

_GZV V₁ H₁ - (V₁ + V₂) loo V₁ Cx]₁ - V₁ [x]_:

Wenn das gemessene Ion mit beachtlichen Pegeln von Natur aus in der Probe nicht vorhanden ist, sondern mit Pegeln entsprechend dem Versetzen des Verdünnungsmittels mit einer bekannten Konzentration dieses Ions auftritt, werden in den Leitungen 58 und 60 vorgesehene Schalter 100 und 102 geschlossen, um diese Leitungen mit Masse bzw. Erde zu verbinden. In der von der Anordnung nach der Fig. 1 zu lösenden Gleichung wird dann LxJ₁ =0. Somit ergibt sich:

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Gzv <^V1 ^{+ V}2> H₃ - ^V2 Ha ₍₄₎

Γ" "T

100

τ_Λ CxI

Die Differenz zwischen dem wahren Hämatokrit und dem Gesamtzellvolumen ergibt sich aus dem Vorhandensein von weißen Blutzellen, Blutplättchen usw., die für normale Blutproben zu einer Differenz führen, die bei beiden Verfahren kleiner als die Meßgenauigkeit ist. Gesamtzellvolumenmessungen auf der Grundlage der Chloridionenbestimmung führen beispielsweise zu einer Standardabweichung von 1,4% im Vergleich zu einem manuellen Verfahren mit zusammengepackten Zellen mit einem Hämatokritbereich von 14 bis 71%.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf das Gesamtzellvolumen von Gesamtblut erläutert wurde, entspricht das Gesamtzellvolumen dem prozentualen Volumen von allen Teilchen oder allen festen Phasen auch in anderen flüssigen Medien. So kann beispielsweise in einem chargenweisen Verfahren der Gesamtanteil der festen Teilchen in einer Suppe als prozentuales Volumen des Gesamtprobenvolumens bestimmt werden.

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Claims

-16- 261Ü992 Patentansprüche

1. Verfahren zum Bestimmen des prozentualen Gesamtvolumens von Partikeln in einer flüssigen Probe, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorbestimmtes Volumen eines Verdünnungsmittels mit einer bekannten Konzentration eines besonderen Ions in ein vorbestimmtes Volumen der Probe mit einer bekannten Konzentration dieses besonderen Ions gegeben wird und daß die Konzentration des besonderen Ions in der verdünnten Probe gemessen wird, um das prozentuale Gesamtvolumen der Partikel in der Probe anzugeben.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des besonderen Ions in der Probe als unbedeutend betrachtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des besonderen Ions in dem Verdünnungsmittel als unbedeutend betrachtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des besonderen Ions in der Probe als bedeutend betrachtet wird und daß die Konzentration des besonderen Ions in dem vorbestimmten Volumen der Probe gemessen wird, um diese Konzentration als bekannt anzugeben.

b Γ) 9 - -'". U I ι IVj '-,

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5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß vorbestimmte Volumen von aufeinanderfolgenden flüssigen Proben mit bekannten Konzentrationen des besonderen Ions durch eine Leitung geführt werden, daß ein vorbestimmtes Volumen des Verdünnungsmittels in jedes der aufeinanderfolgenden Probenvolumen gegeben und damit gemischt wird und daß die Konzentration des besonderen Ions in den aufeinanderfolgenden verdünnten Proben gemessen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß vorbestimmte Volumen von aufeinanderfolgenden flüssigen Proben mit unbekannten Konzentrationen des besonderen Ions durch eine erste Leitung geführt werden, daß aufeinanderfolgende Gemische aus vorbestimmten Volumen der Probe und des Verdünnungsmittels durch eine zweite Leitung geführt werden, daß in den aufeinanderfolgenden Proben und in den aufeinanderfolgenden Proben-Verdünnungsmittel-Gemischen die Konzentration des besonderen Ions gemessen wird und daß aus den Messungen das prozentuale Gesamtvolumen der Partikel in den aufeinanderfolgenden Proben abgeleitet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Bestimmen des prozentualen Gesamtvolumens von Partikeln in Gesamtblutproben, die ein Antigerinnungsmittel und eine bekannte Konzentration eines besonderen Ions enthalten,

dadurch gekennzeichnet, daß vorbestimmte Volumen der Gesamtblutproben durch eine Leitung geführt werden, daß ein bekanntes Volumen eines isotonischen Verdünnungsmittels mit einer bekannten Konzentration des besonderen Ions jedem Blutprobenvolumen in der Leitung zugesetzt und damit gemischt wird

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und daß die Konzentration des Ions in jedem Proben-Verdünnungsmittel-Gemisch, gemessen wird, um das prozentuale Gesamtvolumen an Partikeln in jeder Probe anzugeben.

8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche vorbestimmte Volumen der Proben durch eine weitere Leitung geführt werden, daß die Konzentration des besonderen Ions in jeder der Proben in der zweiten Leitung gemessen wird und daß aus diesen Messungen das prozentuale Gesamtvolumen an Partikeln in jeder Probe abgeleitet wird.

9. Vorrichtung zum Bestimmen des prozentualen Gesamtvolumens von Partikeln in einer flüssigen Probe, gekennzeichnet durch Mittel (20, 28), die dazu dienen, in einer Trägereinrichtung (12, 20) ein vorbestimmtes Volumen eines Verdünnungsmittels mit einer bekannten Konzentration eines besonderen Ions und ein vorbestimmtes Volumen der Probe mit einer bekannten Konzentration des besonderen Ions miteinander zu mischen, und durch eine Einrichtung (32) zum Messen der Konzentration des besonderen Ions in dem Gemisch, um das prozentuale Gesamtvolumen der Partikel in der Probe anzugeben.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9_f gekennzeichnet durch eine Trägereinrichtung (10) für ein vorbestimmtes Volumen der Probe, durch eine Einrichtung (30) zum Messen der Konzentration des besonderen Ions in der Probe, um diese Konzentration als bekannt anzugeben, und durch Einrichtungen (62 bis 102) zum Ableiten des prozentualen Gesamtvolumens der Partikel in jeder Proben aus den Messungen.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mittel zum Mischen auszeichnen durch eine Leitung (12), in der vorbestimmte Volumen von aufeinanderfolgenden Proben geführt sind, und durch eine Einrichtung (20) zum Einleiten eines vorbestimmten Volumens des Verdünnungsmittels in jede der in der Leitung (12) geführten Proben.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine weitere Leitung (10) zum Führen von weiteren vorbestimmten Volumen von aufeinanderfolgenden Proben, durch eine in der weiteren Leitung (10) angeordnete Einrichtung (30) zum Messen der Konzentration des besonderen Ions in den Proben, um diese Konzentration als bekannt anzugeben, und durch Einrichtungen (62 bis 102) zum Ableiten des prozentualen Gesamtvolumens der Teilchen in den Proben aus den Messungen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (98) zum Aufzeichnen des prozentualen Gesamtvolumens der Partikel in jeder der Proben vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Messen der Konzentration des besonderen Ions in den Proben und die Einrichtung zum Messen der Konzentration des besonderen Ions in den Proben-Verdünnungsmittel-Gemischen parallel zueinander betreibbar sind.

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15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 "bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (30, 352) zum Messen der Ionenkonzentration eine ionenselektive Elektrode (40, 44) und eine Bezugselektrode (54) aufweist.

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