DE2822292A1

DE2822292A1 - Vorrichtung zum selbsttaetigen umschalten der polaritaet einer gleichstromquelle einer kataphoreseeinrichtung

Info

Publication number: DE2822292A1
Application number: DE19782822292
Authority: DE
Inventors: Toshihide Fujiwara
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1977-05-23
Filing date: 1978-05-22
Publication date: 1978-11-30
Also published as: DE2822292C2; US4224529A; JPS53144398A

Description

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Anmelder:

Olympus Optical Company Limited, 3-2, 2-Chome, Hatagaya, Shibuya-Ku, Tokyo, Japan

Titel:

Vorrichtung zum selbsttätigen Umschalten der Polarität einer Gleichstromquelle einer Kataphoreseeinrichtung.

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Beschreib

u η g

Die Erfindung betrifft eine Kataphoreseeinrichtung zum Analysieren von Serumprotein unter Verwendung einer Celluloseacetatfolie als Trägerfolie einer Pufferlösung und bezieht sich auf deren Vorrichtung zum Umschalten der Polarität der Stromversorgungsquelle.

Kataphoretische Vorrichtungen, in denen eine Cellulose« acetatfolie verwendet wird, haben eine Reihe von Vorteilen, denn die Adsorption einer Probe oder eines Pigments wird verringert» wegen dieser Verringerung der Adsorption der Probe können selbst geringe Mengen der Probe analysiert werden, und es kann eine quantitative Analyse vorgenommen werden, weil wegen geringer Rück«, stände beim kataptioretisehen Verfahren eine klare Fraktion zur Verfügung steht· Eine automatische Kataphoresevorrichtung, mit der gleichzeitig an einer Vielzahl von Proben ein kataphoretisches Verfahren bei Verwendung einer Celluloseacetatfolie vorgenommen werden kann, ist in der US Patentschrift 3 999 505 beschrieben« Zu dieser automatischen Kataphoresevorrichtung gehört ein Bereich, in dem eine aufgerollte Trägerfolie in vorherbestimmter Länge abgeschnitten wird, ein Bereich, in dem die Trägerfolie mit einer Pufferlösung benetzt wird, ein Bereich» in dem auf die Trägerfolie eine Serumprobe aufgebracht wird, ein kataphoretischer Bereich* in dem die Serumprobe, mit der die Trägerfolie beschichtet ist, in ihre Bestandteile fraktioniert wird, ein Bereich, in dem die Trägerfolie,

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die dem kataphoretischen Verfahren ausgesetzt wird, gefärbt wird, ein Bereich, in dem die gefärbte Trägerfolie entfärbt wird, ein Bereich, in dem die entfärbte Trägerfolie getrocknet wird, und ein Densitometerbereich, in dem die getrocknete Trägerfolie densitometriech weiterverarbeitet wird.

Die Polarität des in einer Wanderungszelle der Kataphoresevorrichtung durch die Pufferlösung fließenden Stroms muß für jeden Zyklus des durch die Pufferlösung fließenden Stroms geändert werden, denn wenn das nicht erfolgt, gerät die Wasserstoffionenkonzentration der Pufferlösung aus dem Gleichgewicht. Dieses Ungleichgewicht beeinträchtigt das Wanderungsbild, so daß die Verteilungskurve der Konzentration fraktionierter Abbildungen und der Prozentwert der Fraktionen unzuverlässiger werden. Eine solche Polaritätsänderung oder Umschaltung hat man bisher durch Handbetrieb erreicht, wobei jedoch die Gefahr besteht, daß die Bedienungsperson einen Fehler beim Umschalten begeht, weil z.B. die zuletzt geänderte Polarität vergessen wurde.

Aufgabe der Erfindung ist es, die obengenannten Nachteile ZU vermeiden, die bei den herkänmlichen Kataphoresevorrichtungen auftreten und eine Umpolungsvorrichtung für die Stromversorgungsquelle der Kataphoresevorrichtung zu schaffen, mit der die Änderung der Strompolarität für jeden Zyklus des durch eine Pufferlösung fließenden Stroms automatisch vorgenommen werden kann, selbst wenn die Stromversorgungsquelle der Kataphoresevorrichtung während einer kataphoretischen Analyse abgeschaltet wird, und mit der zur Erzielung größerer Meßzuverlässigkeit eine fehlerhafte Betätigung vermieden wird.

Gemäß der Erfindung waist eine Vorrichtung zum selbsttätigen Umschalten der Polarität einer Gleichstromquelle

einer Kataphoreseeinriohfcung einen Schalter zum Andern der Polarität des WanderungsStroms, eine Vorrichtung zum Erzeugen

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eines Funktionssignals in Abhängigkeit von der Wahrnehmung des Endes oder Beginns des WanderungsStroms, eine Signalverarbeitungsvorriohtung, die an den Funktionssignalerzeuger angeschlossen ist und das Funk ti ons si gnal zum Antrieb des Uinpolungs schalters weiterverarbeitet, sowie eine Polaritätsänderungsvorrichtung auf, die zwischen die Signal Verarbeitungsvorrichtung und den · Uinpolungsschalter geschaltet ist und den Umpolungeschälter über eine Polaritätsänderung des Wanderungsstroms informiert und die geänderte Polarität des Wanderungsstroms trotz des Ein- oder Ausschaltens einer Stromversorgungsquelle speichert, wobei die Polaritätsänderungsvorrichtung bei jeder Wahrnehmung des Endes oder Beginns des Wanderungsstroms die Polarität des Wanderungsstroms auf die entgegengesetzte der unmittelbar vorhergehenden Polarität umschaltet«

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau einer Polaritätsumschaltvorrichtung gemäß der Erfindung^ Fig. 2 ein Zeitsteuerdiagramm, in dem Signal

dargestellt sind, die in verschiedenen Abschnitten der Polaritätsuraschaltvorrichtung gemäß Fig. 1 erzeugt werdeni

Fig. 3 ei-¹* anderes Ausführungsbeispiel für den Aufbau einer Polaritätsumschaltvorrichtung gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum selbsttätigen Umschalten der Polarität einer Stromversorgungsquelle

einer Kataphoresevorriehtung gemäß der Erfindung gezeigt. Die Stromversorgungsquelle zur Verwendung in der Kataphoresevorrichtung weist eine Einstelleinheit 1 für die Wanderungszeit, eine Gleichstrom quelle 2 für den Wanderungsstrom und einen Umpolungeschälter 3, 4 zum Ändern der Strompolarität auf. üer Ausgangsstrom des Bereichs,

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in dem die Polarität geändert wird, wird einer Wanderungszelle 5 zugeführt. Bei dem obengenannten bekannten Verfahren würde der Umpolungsschalter 3, 4 zum Ändern der Strompolarität durch Handbetrieb betätigt, so daß ein fehlerhaftes Betätigen nicht vermeidbar ist. Die automatische Umpolungsvorrichtung 6 gemäß der Erfindung ist in Pig. 1 in Form eines Blocks gezeigt. Gemäß der Erfindung ist der Umpolungsschalter 3ι 4 als Relais aufgebaut. Strom von der automatischen Umpolungsvorrichtung 6 fließt durch eine Spule 7 des Relais, deren Kontakte bei jedem Stromdurchfluß eine Änderung erfahren, was zu einem automatischen Umschalten der Polarität des WanderungsStroms führte

Wenn im Betrieb ein Befehlssignal an einer Eingangsklemme der Kataphoresevorrichtung anliegt, um einen Wanderungsstrom fließen zu lassen, erzeugt die Einstelleinheit 1, mit der die Wanderungszeit eingestellt wird, ein Befehlssignal zum Erzeugen des Wanderungsstroms während einer voreingestellten Zeit von z.B. 45 Minuten, wie Fig. 2(a) zeigt. Das Befehlssignal zum Erzeugen des Wanderungsstroms liegt am Stromerzeuger 2 an, der während des Anliegens dieses Befehlssignals einen Wanderungsstrom erzeugt.

Das Befehlssignal zum Erzeugen des WanderungsStroms liegt auch an einem in der automatischen Umpolungsvorrichtung 6 vorgesehenen Signalerzeuger 9 zum Erzeugen eines Wanderungsbeendigungssignals an. Wie Fig. 2(b) zeigt, liefert der Signalerzeuger 9 ein Beendigungssignal des Wanderungsstroms am Ende der Einstellzeit, d.h. in einem AbfallZeitpunkt t^ (nachlaufende Kante) des Befehlssignals zum Erzeugen des Wanderungsstroms. Das Beendigungssignal wird an eine D-Flipflopschaltung 10 und einen Signalerzeuger 11

Q und — geliefert. Die D-Flipflopschaltung 10 hat zwei Ausgange/ Q, die an die ersten Eingänge von UND-Gattern 12 bzw. 13 angeschlossen sind. Der Ausgang des Signalerzeugers 11 ist mit den zweiten Eingängen der UND-Gatter 12 und 13 verbunden.

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In einem Abfallzeitpunkt t_? des Eingangssignals erzeugt der Signalerzeuger 11 ein Signal von vorherbestimmter Dauer, wie Fig. 2(c) zeigt. Die UND-Gatter 12 und 13 werden während der Dauer dieses Signals geöffnet, so daß die Ausgänge Q und Q der D-Plipflopschaltung 10 an Schalttransistoren Ik bzw. 15 angelegt werden, um ein Relais 16 anzutreiben. Das ßelais 16 ist so aufgebaut, daß sein Kontakt im Einschalt- oder Ausschaltzustand mechanisch selbsthaltend ist, um den Zustand im Augenblick des Ausschaltens beizubehalten, selbst wenn die hier nicht gezeigte Versorgungsquelle abgeschaltet wird. Das bedeutet, daß bei Erregen einer Spule 17 des Relais 16, dessen Kontakt geöffnet (AUS) wird, und daß beim Erregen einer Spule 18 des Heiais 16 dessen Kontakt geschlossen (EIN) wird. Das Ein- bzw. Ausschalten des Kontaktes bzw. sein Öffnen oder Schließen wird selbst dann beibehalten, wenn der durch die Spule 17 oder 18 fließende Strom auf Null zurückgeht. Der Kontakt des Relais 16 behält z.B. seinen vorherigen ein- oder ausgeschalteten Zustand bei,bis die Spule 17 im Einschaltsinn und die Spule 18 im Ausschaltsinn erregt wird.

Wenn der Kontakt des Relais 16 sich in Einschaltzustand befindet, hat ein Verbindungspunkt 19 Null-Niveau, und ein Signal von schwacher Intensität liegt am D-Eingang der D«-Plipf lopschal tung 10 an, so daß diese von der führenden Kante des Signalausgangs des Signalerzeugers 9 freigegeben wird, und der Q-Ausgang des Relais geht auf hohes Niveau, wie Fig. 2(d) zeigt. Das Signal von starker Intensität des Q-Ausgangs liegt über das UND-Gatter an der Basis des einen Umschalttransistors Ik an und schaltet diesen ein, so daß die Spule 17 erregt wird, um den Kontakt des Relais 16 zu öffnen.

Wenn der Kontakt des Relais 16 geöffnet bzw. ausgeschaltet ist, liegt am Verbindungspunkt 19 eine Zufuhrspannung Vcc an, wie Fig. 2(f) zeigt, was zum Einschalten eines mit diesem verbundenen Schalttransistors 22· führt. Der eingeschaltete Schalttransistor 22· erregt eine Spule 7 des Polaritätsumschaltrelais, so daß die Umpolungsschalter 3 und k mit den Kontakten 20 bzw. 21 verbunden werden. Das Ausgangssignal des Schalttransistors 22'

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treibt gegebenenfalls eine Vorrichtung zum Anzeigen der Strompolarität, z.B. Lampen L(+) und L(-) usw.

Bei diesem Zustand wird dann ein kataphoretisches Verfahren durchgeführt. Ist der Wanderungsprozess beendet, so hört der Wanderungsstrom auf, wie oben beschrieben und der Signalerzeuger 9 erzeugt ein Wanderungsbeendigungssignal, wie Fig. 2(b) zeigt, hervorgerufen durch die nachlaufende Kante des Wanderungsbefehlssignals gemäß Fig. 2(a). Dies Wanderungsbeendigungseignal wird der D-Flipflopschaltung 10 und dem Signalerzeuger 11 zugeführt. Hierbei ist der Kontakt des Beiais 16 geöffnet bzw· ausgeschaltet und die D-Klemme der D-Flipflopschaltung 10 ist auf hohem Niveau, wie Fig. 2(f) zeigt, so daß die D-Flipflopschaltung 10 durch die führende Kante des Ausgangs des Signalerzeugers 9 eingestellt wird, um ein Signal von schwacher Intensität am Q-Ausgang und ein Signal von starker Intensität am Q-Ausgang zu erzeugen. Vom Ausgang des Signalerzeugers 11 werden die UND-Gatter 12 und 13 geöffnet, und das Signal von hoher Intensität des Q-Ausgangs liegt über das UND-Gatter 13 am Schalttransistor 15 an, um diesen einzuschalten, so daß die Spule 18 erregt wird, um den Kontakt des Beiais 16 zu schließen bzw. einzuschalten. Die Spannung am Verbindungspunkt 19 geht dann auf Null zurück, wie Fig. 2(g) zeigt, und der Schalttransistor 22' wird ausgeschaltet, so daß kein Strom durch die Spule 7 fließt. Dann werden die Umpolungsschalter 3 und k auf die Kontakte 22 bzw. 23 umgelegt, so daß der Strom vom Stromerzeuger 2 in seiner Polarität umgekehrt und an die Wanderungszelle 5 geliefert wird.

Die Vorrichtung zum selbsttätigen Umschalten der Polarität gemäß der Erfindung hat ein Erinnerungsvermögen für die Polarität des Wanderungsstroms im Zeitpunkt des Abschaltens, selbst wenn die Stromversorgungsquelle abgeschaltet wird. Hierzu wird das Beiais verwendet, dessen Kontakt im Zustand der Erregung beim Abschalten gehalten wird, so daß die Polarität des Wanderungsetroms bei jedem Stromzyklus im Verlauf des kataphoretisehen

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Verfahrens immer jeweils auf die andere umgeschaltet werden kann.

Es liegt auf der Hand, daß die Erfindung nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern daß im Rahmen der Erfindung für den Fachmann viele Abwandlungen möglich sind. Wie Fig. 3 zeigt, kann z.B. das Relais 16 von einem Drehschalter 24 ersetzt sein. Der in einem dem Block gemäß Fig· I entsprechenden Block 25 angeordnete Drehschalter 24 hat den Aufbau eines Drehsolenoids, bei dem jeder durch eine Spule 26 fließende Strom eine schrittweise Drehung des Kontaktes bewirkt, um den Drehschalter 24 wiederholt ein« und auszuschalten.

Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel das an einer Klemme 8 anliegende Befehlssignal für den Wanderungsstrom wie beim zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel endet» liefert ein Signalerzeuger 27 entsprechend dem Signalerzeuger 9 ein Wanderungsbeendigungssignal von gleicher Zeitbemessung wie in Fig. 2(b) gezeigt« Dies Beendigungssignal muß so lang andauern, daß ein Sehalttransistor 28 betätigt werden kann. Das Wanderungsbeendigungssignal wird dem Schalttransistor 28 zugeführt» um ihn einzuschalten, damit die Spule 26 des Solenoids erregt wird, so daß der Kontakt des Drehschalters 24 schrittweise weitergedreht wird, um eine Signalspannung zu liefern, deren Höhe sich von der Signalspannung bei Beendigung des Wanderungsprozesses am Schalttransistor 22* unterscheidet, um eine Betätigung der Urapolungeschalter 3» 4 hervorzurufen.

Durch dieses Umschalten kann bei jedem Wanderungezyklus an die Wanderungszelle 5 ein Wanderungsstrom von unterschiedlicher Polarität angelegt werden· Der Drehschalter 24 ist so aufgebaut, daß selbst bei einem Abschalten der Stromversorgungsquelle die Strompolarität der vorhergehenden Wanderung mechanisch gespeichert werden kann, um eine abwechselnde Polarität des Stroms bei jedem Wanderungszyklus trotz des Ein- oder Abschaltens der Stromzufuhr

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zu erreichen.

Das Umschalten der Polarität gemäß der Erfindung kann auch durch Wahrnehmen des Beginns der Wanderung statt der Beendigung der Wanderung erfolgen.

Die Polarität des Wanderungsstroms, der durch die Pufferlösung in einer Wanderungszelle zur Verwendung in einer Kataphoreseeinrichtung verwendet wird, kann also zwangsläufig umgeschaltet werden. Insbesondere läßt sich die Strompolarität mit Sicherheit auf die gegenüber der letzten Wanderung entgegengesetzte Polarität umschalten, wenn die Stromzufuhr abgeschaltet wird. Das ist selbst dann möglich, wenn die Stromzufuhr einmal abgeschaltet wurde und die nächste Wanderung beginnt.

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Claims

Ansprüche

■*■·' Kataphoresevorrichtunrj mit einem Umpolungsschalter zum Umschalten der Polarität der Gleichstromquelle für dia Wanderungszelle,.

dadurch gekennzeichnet , daß die Polarität des Wanderungsstroms mit einem Schalter umschaltbar ist, daß in Abhängigkeit von der Wahrnehmung der Beendigung oder des Beginns des Wanderungsstroms ein Signalerzeuger ein Funktionssignal erzeugt, daß an den Funktionssignalerzeuger eine Signalverarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist, die daa Funktionssignal zum Antrieb des Umpolungsschalters weiterverarbeitet, und daß zwischen die Signalverarbeitungsvorrichtung und den Umpolungsschalter eine Polaritätsums ehalt
Vorrichtung geschaltet ist, die den Umpolungsschalter über die Polaritätsänderung des WanderungsStroms informiert und die geänderte Polarität des Wanderungsstroms selbst bei Ein- oder Ausschalten einer Stromversorgungsquelle speichert, wobei die Polaritätsums chaltvorrichtung bei jeder Wahrnehmung der Beendigung oder des Beginns des WanderungsStroms die Polarität des Wanderungsstroms auf eine Polarität umschaltet, die der unmittelbar vorhergehenden Polarität entgegengesetzt ist.
2. . Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß die Signalverarbeitungsvorrichtung eine Stromquelle, einen Signalerzeuger zum Erzeugen eines Torsteuerungssignals, eine D-Flipflopschaltung (10) mit einer D-Klemme und Q- und Q-Ausgängen, zwei UND-Gatter (12, 13), die jeweils zwei Eingänge und einen Ausgang haben, von denen ein Eingang an die Q- und Q-Ausgänge der D-Plipflopschaltung und der andere Eingang an den Signalerzeuger angeschlossen ist, sowie zwei
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Transistoren aufweist, die jeweils eine an die Ausgänge der UND-Gatter angeschlossene Basiselektrode sowie Emitter- und Kollektorelektroden haben.

3. Voirichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet , daß die Polaritätsumschaltvorrichtung ein Relais (16) aufweist, welches an die Transis. toren der SignalVerarbeitungsvorrichtung angeschlossen ist und die Strompolarität der vorherigen Wanderung in Abhängigkeit vom Ein- und Ausschalten der Stromversorgungsquelle selbst dann mechanisch speichert, wenn die Stromversorgungsquelle abgeschaltet wird.

k. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Relais zwei Spulen (17, 18), die an die Kollektoren der Transistoren angeschlossen sind, und einen Kontakt aufweist, der an den Umpolungsschalter und die D-Klemme der D-Flipflopschaltung (10) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Polaritätsumschaltvorrichtung einen Transistor mit einer an den Funktionssignalerzeuger angeschlossenen Basiselektrode und mit Emitter- und Kollektorelektroden, ein mit der Kollektorelektrode des Transistors verbundenes Drehsolenoid und einen Drehschalter (2^) aufweist, der mit dem Drehsolenoid elektromagnetisch verbunden ist.

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