DE2750447A1

DE2750447A1 - Vorrichtung zur messung bestimmter eigenschaften in einer partikelsuspension suspendierter partikel

Info

Publication number: DE2750447A1
Application number: DE19772750447
Authority: DE
Inventors: Ewald Glossner; Volker Dr Ing Kachel
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1977-11-11
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1979-05-17
Also published as: DE2750447C2; JPS5476292A; US4253058A

Description

MPG - 1183

BeSchreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art. Dies sind Meßanordnungen nach dem Coulter-Prinzip (US-PS 2 656 508).

Bei derartigen Meßanordnungen besteht das Problem, daß durch die Meßöffnung hindurchgetretene Partikel sich im zweiten Raum hinter der Meßöffnung durch Wirbelbildung, etc. vom Haupt-Flüssigkeitsstroin des Elektrolyten, der abgesaugt wird, trennen und wieder zur Meßöffnung zurückwandern. Treten die Partikel dabei wieder in den Bereich um die Meßöffnung, indem eine Stromlinienverdichtung bereits stattfindet, so können sie Impulse zwischen den Elektroden verursachen. Diese Impulse sind zwar geringer als diejenigen, die derselbe Partikel bei Durchtritt durch die Meßöffnung verursachen würde. Sie sind jedoch groß genug, um z.B. bei einer Klassierung berücksichtigt zu werden. Eine Fehlermöglichkeit besteht dann, daß ein derartiger Rücklaufer-Impuls fälschlicherweise als ein Meßimpuls ausgewertet wird, den ein Partikel mit entsprechend anderen Eigenschaften hervorgerufen hätte.

Zur Lösung dieses "Rückläufer-Problems ist vorgeschlagen worden (US-PS 3 299 354, Spalte 2, Zeilen 24 bis 30), hinter der als "Primäröffnung¹¹ bezeichneten eigentlichen Meßöffnung eine Absaugkapillare anzuordnen, deren Eintrittsöffnung als "Sekundäröffnung" wirkt. Der in den zweiten Raum hinter der Primäröffnung bzw. eigentlichen Meßöffnung eintretende Partikelstromfaden wird durch die Sekundäröffnung abgesaugt, um Rückläufer zur Primäröffnung bzw. eigentlichen Meßöffnung zu vermeiden. Innerhalb

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der Absaugkapillare ist durch entsprechende geometrische Gestaltung dafür gesorgt, daß sich die Rückläufer an einer Sammelstelle ansammeln und nicht durch die Sekundäröffnung hindurch wieder zur "Primäröffnung¹¹ bzw. eigentlichen Meßöffnung zurückwandern (a.a.O.,Bezugszeichen 44, Spalte 5₅ Zeile 20). Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß besondere Einrichtungen vorgesehen werden nüssen, um die Absaugkapillare, in der die Sekundäröffnung vorgesehen ist, spülen zu können (a.a.O., Spalte 5, Zeile 69 bis Spalte 6, Zeile 8). Außerdem ist diese Anordnung konstruktiv kompliziert.

Es sind auch Meßanordnungen bekanntgeworden (DT-OS 2 111 356), bei denen zur Erzeugung zweier Meßimpulse für einen Partikel in zeitlicher Aufeinanderfolge zwei Durchtrittsöffnungen miteinander vorgesehen sind. Dabei wird jeweils im Raum zwischen den beiden Meßöffnungen partikelfreier Elektrolyt zugeführt. Doch ist auch hier das Rückläuferproblem hinter der letzten Meßöffnung in gleicher Weise gegeben. Hinweise für eine Lösung lassen sich aus diesen Anordnungen nicht entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß verhindert wird, daß Rückläufer-Partikel in die Nähe des bezüglich des Partikelstromfadens stromabwärts gelegenen Endes der Meßöffnung gelangen können; dies Ziel soll erreicht werden, ohne hinter der Meßöffnung eine besondere mit einer Sekundäröffnung versehene Absaugkapillare anordnen zu müssen, da diese konstruktiv aufwendig und schwierig zu spülen ist bzw. zur Spülung besondere Einrichtungen erfordert.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch den Austritt zusätzlicher partikelfreier Elektrolyten, vorzugsweise aus radial angeordneten Kanälen, hinter der Meßöffnung entsteht eine dem Partikelstromfaden hinter der Meßöffnung umgebende Strömung, die zur Meßöffnung hin rücklaufende Partikel von dieser fern hält. Diese Strömung wirkt als Abschirmung. Damit wird in besonders einfacher Weise eine Möglichkeit geschaffen, die Rückläufer-Partikel von der Meßöffnung fernzuhalten, ohne daß man besondere Maßnahmen zur Absaugung des Partikelstromfadens erzielen muß. Es ergibt sich dabei der weitere Vorteil, daß man dieselben Kanäle zur Spülung der Meßöffnung verwenden kann, falls sich an deren Ende Partikel festsetzen. Ein solcher Spüleffekt tritt in gewissem Umfang auch gleichzeitig mit dem Abschirmeffekt auf. Die Erfindung betrifft ferner die in den Unteransprüchen definierten vorteilhaften Weiterbildungen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten Vorrichtung;

Fig. 2 eine Darstellung des elektrischen Feldes in der Meßöffnung in Fig. 1;

Fig. 3 verschiedene Impulse bei der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Zwischenwand 2 bei einem Ausführungsbeispiel;

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Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 eine weitere Darstellung zur Erläuterung des Ausführungsbeispieles nach Fig. 4.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer bekannten Meßanordnung. Ein Gehäuse 1 ist durch eine Zwischenwand 2 in einen ersten Raum 3 und einen zweiten Raum 4 unterteilt. In der Zwischenwand 2 ist eine Meßöffnung 5 vorgesehen. In den ersten Raum 3 läuft über das Zuführrohr 6 partikelfreier Elektrolyt 7 zu. Durch Anschließen einer (nicht gezeigten) Unterdruckquelle an das Abflußrohr 8 entsteht in dem zweiten Raum ein Druck, der geringer ist als der im ersten Raum 3· Dadurch wird partikelfreie Flüssigkeit von dem ersten Raum 3 durch die Meßöffnung 5 in den zweiten Raum 4 gesaugt, über der Meßöffnung 5 ist eine Zuführkapillare 9 angeordnet, die zur Zuführung einer Partikelsuspension 10 zu der Meßanordnung dient. Diese Partikelsuspension hält die Partikel, deren Eigenschaften (z.B. Volumen) gemessen werden sollen, in Suspension. Der Druck der Partikelsuspension an der Austrittsöffnung 11 der Zuführkapillare 9 ist größer als der Druck im ersten Raum 3» so daß Partikelsuspension aus der Austrittsöffnung 11 austritt, sich infolge der auf die Meßöffnung 5 hin verengenden Strömung des partikelfreien Elektrolyten ebenfalls verengt, so daß ein sich verengender "fokussierter" Partikelstromfaden 12 durch die Meßöffnung 5 hindurchtritt. Im ersten Raum 3 befindet sich eine erste Elektrode 13, im zweiten Raum 4 eine zweite Elektrode 14, die jeweils mit entsprechenden Anschlußklemmen verbunden sind. Prägt man nun zwischen den beiden Elektroden 13, 14 einen bestimmten Strom ein, so findet beim Durchtritt eines Partikels, dessen elektrische Eigenschaften von denen des Elektrolyten 7 abweichen, durch die Meßöffnung 5 eine Verdrängung

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der elektrischen Stromlinien statt, uie zu einer Widerstandsänderung führt; bei eingeprägtem Strom führt diese zu einer Änderung der Spannung zwischen den Elektroden 13, Ή- Dieser Heßimpuls ist ein Maß für das Volumen des hindurchzuführenden Partikels. Derartige Meßanordnungen sind bekannt (US-PS 2 656 508)

Hit dem bereits erwähnten "Rückläufer"-Problem ist folgendes gemeint: Partikel 15 oder 15', die durch die Meßöffnung 5 hindurchgetreten sind, werden nicht allesamt sofort und sicher durch das Abflußrohr 8 abgesaugt; vielmehr ist es möglich, dyß einzelne Partikel, wie durch die strichpunktierten Linien Λ* und 1p angedeutet, verwirbeln. Eine Rückströmung kann sie wiederum in die Nähe der Meßöffnung zurückbringen. Eine solche Situation ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Dabei sind die Äqdpotentiallinien mit fi, die Stromlinien mit β bezeichnet (siehe Kachel, Methoden zur Analyse und Korrektur apparativ bedingter Meßfehler beim elektronischen Verfahren zur Teilchengrößenbestimmung nach Conelter, Berliner Diss., 1972, 25). Läuft z.B. ein Partikel 15 entlang der Bahn 1^ durch den Bereich der Stromlinienverdichtung an dem stromabwärts gelegenen Ende 16 der Meßöffnung 5 hindurch, so entsteht ein "Rücklaufer"-Impuls. Dies ist für ein Beispiel in Fig. 3 dargestellt. E ist ein Meßimpuls, der bei Durchtritt eines Erythrozythen durch die Meßöffnung 5 auftritt; T ist ein Meßimpuls, der bei Durchtvitt eines Thrombozythen durch die Meßöffnung auftritt. E^ ist nun ein "Rücklaufer"-Impuls, wie er bei Rücklauf eines Erythrozythen gebildeter Partikel 15 entlang der Bahn 1,, zurückläuft. Bei Klassierung der Meßimpulse nach der Impulshöhe kann Erythrozythen-Rückläufer (Meßimpuls ErO als Thrombozyth (T) fehl-ausgewertet werden. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Heßkaramer nach Fig. 4 bis 6 vermeidet dies.

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In Fig. 4 ist ebenfalls in der Zwischenwand 2 die Meßöffnung 5 vorgesehen. An das untere Ende 16 der Zwischenwand 2 schließt sich ein Ring 17 an, der mit einer konischen Durchtrittsöffnung 18 versehen ist, die sich nach unten hin erweitert. Auf der Oberseite des Ringes 17 ist in diesem ein Ringkanal 19 vorgesehen, der über radiale Kanäle 20, 6 an der Zahl, mit der Durchtrittsöffnung 18 in Verbindung steht. Ferner steht der Ringkanol 19 mit einer Zuleitung 21, die in der Zwischenwand 2 vorgesehen ist, in Verbindung. Über die Zuleitung 21 wird dem Ringkanal 19 partikelfreier Elektrolyt zugeführt. Über die radialen Kanäle 20 tritt er in die Durchtrittsöffnung 18, d.h. damit in dem Raum 4- hinter dem stromabwärts gelegenen Ende 16 der Meßöffnung 5 aus. Die aus den radialen Kanälen 20 austretende Strömung, die gegenüber der Partikelsuspension im zweiten Raum 4 leichten Überdruck hat, umgibt den Partikelstromfaden. Sie verhindert somit durch eine Art "Abschirmung", daß Rückläufer 15, 15', soweit in Hähe der Meßöffnung 5 kommen können, daß damit Rücklaufer-Impulse, wie z.B. E^, auftreten.

Aus Fig. 6 ist zu ersehen, wie in bekannter Weise der Partikelstromfaden 12 durch die Strömung des partikelfreien Elektrolyts zur Meßöffnung 5 hin eingeengt wird. Die Strömung des partikelfreien Elektrolyten zur Meßöffnung 5 ist durch Pfeile 7' angedeutet. Hinter der Meßöffnung 5 wird nun der Partikelstrorafaden durch die Strömung partikelfreien Elektrolyts aus den Kanälen 20, die durch Pfeile 20' angedeutet ist, umgeben. Diese Strömung 20' lenkt Partikel 15', die auf einer Bahn 1p zum stromabwärts gelegenen Ende 16 der Meßöffnung 5 hinwandern, derart ab, daß sie nicht mehr derart in die Nähe des Endes 16 der Meßöffnung 5 kommen können, daß sie dort einen registrierbaren Impuls verursachen. Die Strömung 20' aus den Ringkanälen 20 verhindert so das Rückläufen von Partikeln in diesen Bereich.

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Gleichzeitig stellt die Strömung 20' stets eine Spülung des Endes 16 der Meßöffnung 5 dar. Sie verhindert, daß sich Partikel, die sich vom Partikelstromfaden 12 lösen, am Ende 16 absetzen können. Dieser Spüleffekt kann natürlich auch eingesetzt werden, um in Abwesenheit eines Partikelstromfadens eine Reinigung der Meßöffnung zu erzielen.

- Ende der Beschreibung-

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ΊΟ

L e e r s e i t e

Claims

Titel: Vorrichtung zur Messung bestimmter Eigenschaften in einer Partikelsuspension suspendierter Partikel Patentansprüche

1.!Vorrichtung zur Messung bestimmter Eigenschaften in einer ^— Partikelsuspension suspendierter Partikel mit einem ersten Raum, dem partikelfreier Elektrolyt zugeführt wird, sowie einem zweiten Raum, der mit dem ersten Raum über eine Meßöffnung in Verbindung steht und in dem zur Erzeugung einer Strömung durch die Meßöffnung ein geringerer Druck herrscht als im ersten Raum, und bei der ferner im ersten Raum vor der Meßöffnung zur Zuführung von Partikelsuspension eine Zuführkapillare angeordnet ist. derart, daß bei Durchtritt eines Partikels durch die Meßöffnung zwischen einer im ersten Raum angeordneten ersten Elektrode und einer im zweiten Raum ,'-■ngeordneten zweiten Elektrode ein Meßimpuls ableitbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß in Strömungsrichtung des Partikelstromfadens (12) hinter der Meßöffnung (5) Einrichtungen (20) zur Zuführung partikelfreier Elektrolyten in Richtung auf den aus dem Ende (16) der Meßöffnung (5) austretenden Partikelstromfaden (12) vorgesehen sind, der die Partikelsuspension (12) bei ihrem Austritt aus der Meßöffnung umströmt, derart, daß von dieser Strömung (20') aus dem zweiten Raum (4) in Richtung *auf die Meßöffnung (5) rückströinende (1,·, 1p) Partikel (15» 15¹) umgelenkt werden.

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ORIGINAL INSPECTED

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen durch radial verlaufende Kanäle (20) gebildet werden, die bezüglich des Partikelstromfadens (12) stromabwärts hinter der Meßöffnung (5) in den zweiten Raum (4) münden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (20) in eine sich konisch stromabwärts des Partikelstromfadens (12) erweiternde Durchtrittsöffnung (18) öffnen, die sich an die Meßöffnung (5) anschließt.

4·. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von radial verlaufenden Kanälen (20) vorgesehen ist, denen über einen ihnen gemeinsamen zugeordneten Ringkanal (19) partikelfreier Elektrolyt von einer Zuleitung (21) zugeführt wird.

- Ende der Ansprüche -

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