DE2853703A1

DE2853703A1 - Microscopic observation and measurement cuvette for suspended particle - has height adjustable curved base, with flow guide slots and made of reflective transparent material

Info

Publication number: DE2853703A1
Application number: DE19782853703
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dr Feiling; Karl-Heinz Haas; Andreas Dr Rer Nat Thaer
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1978-12-13
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1980-07-03

Abstract

A cuvette for microscopic observation and/or opto electric measurement of particles suspended in a fluid has an upper plane boundary surface and a lower curved surface over 1 which the fluid is passed. It is pref. for flow analysis of suspended cell populations, microorganisms and particles. It also enables microscopic and microcope-photometric testing with stationary particles distributions. Impurities and blockages are removed without dismantling it or interrupting measurement. Simultaneous measurements are possible in different flow zones. The lower curved surface (19), which is height adjustable, is part of a cylinder whose longitudinal axis is perpendicular to a line joining the fluid inlet and outlet. One or more guide channels (42) are let into the curvature dome (19) parallel to the connecting line and coaxial with an inlet capillary (44).

Description

Küvette zur mikroskopischen Beobachtung und/oder optisch-elektrischen Messung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen Die Erfindung betrifft eine Küvette zur mikroskopischen Beobachtung ,und/oder optisch-elektrischen Messung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen mit einer oberen ebenen Begrenzungsfläche und einem gegen die obere Begrenzungsfläche gewölbtem Boden, sowie mit mindestens einem Zulauf auf der einen Seite der Wölbung und einem Ablauf auf der gegendberliegenden Seite der Wölbung. Cell for microscopic observation and / or optical-electrical Measurement of Particles Suspended in a Liquid The invention relates to a Cell for microscopic observation and / or optical-electrical measurement of Particles suspended in a liquid with an upper flat boundary surface and a bottom arched towards the upper boundary surface, as well as with at least an inlet on one side of the arch and an outlet on the opposite side Side of the bulge.

Küvetten dieser Art sind in vielfältiger Ausgestaltung für die Durchflußanalyse vorzugsweise von suspendierten Zellpopulationen bekannt. Diese Durchflußküvetten dienen überwiegend der Analyse homogener oder heterogener Zellpopulationen für diagnostische Zwecke (Differentialblutbild, Immuno-Tests u.a.) und für pharmakologische Untersuchungen auf Zellebene an definierten Zellpopulationen. Als optische Meßgrößen, die als Lichtimpulse von den Einzelteilchen bzw. -zellen abgegriffen werden, werden ganz überwiegend die Fluoreszenz- und die Streulichtintensität bestimmt. Während die Fluoreszenzintensität zur Bestimmung quantitativer zytochemischer Parameter (z.B. DNS-Menge pro Zelle) und damit des entsprechenden, die Zellpopulation charakterisierenden Histogramms benutzt wird, dient die Streulichtintensität zur Bestimmung der Zellgröße und der entsprechenden Häufigkeitsverteilung dieses Parameters.Cuvettes of this type are available in a variety of designs for flow analysis preferably known from suspended cell populations. These flow cuvettes are mainly used to analyze homogeneous or heterogeneous cell populations for diagnostic purposes Purposes (differential blood count, immuno-tests, etc.) and for pharmacological examinations at cell level on defined cell populations. As optical measured quantities, which are used as light pulses are tapped by the individual particles or cells, are overwhelming the fluorescence and scattered light intensity are determined. While the fluorescence intensity to determine quantitative cytochemical parameters (e.g. amount of DNA per cell) and thus the corresponding histogram characterizing the cell population is used, the scattered light intensity is used to determine the cell size and the corresponding frequency distribution of this parameter.

Den meisten bekannten Durchflußküvetten ist gemeinsam, daß die Zell- oder Teilchensuspension vor der Meßstelle in einen zellfreien Flüssigkeitsstrom eingespeist wird. Durch sogenannte hydrodynamische Fokussierung wird die zentral in Strömungsrichtung eingespeiste Zellsuspension durch den schneller fließenden Hüllstrom zu einem schmalen Flüssigkeitsfaden verdünnt (fokussiert) und stabilisiert. Die Zellen passieren innerhalb dieses Flüssigkeitsfadens senkrecht zur Mikroskopachse das Meßfeld, auf welches das Mikroskopobjektiv fokussiert ist.Most known flow cuvettes have in common that the cell or particle suspension in front of the measuring point in a cell-free liquid stream is fed in. The so-called hydrodynamic focusing makes it central Cell suspension fed in in the direction of flow through the faster flowing Sheath stream diluted (focused) and stabilized to a narrow liquid thread. The cells pass within this fluid thread perpendicular to the microscope axis the measuring field on which the microscope objective is focused.

Bei Führung der Zellsuspension in Richtung der Mikroskopachse werden:die Zellen nach Einspeisung in den senkrecht hierzu fließenden zellfreien Flüssigkeitsstrom seitlich weggeführt, nachdem sie die Scharfstellungsebene des Objektivs passiert haben. Diése liegt etwa in der Austrittsöffnung der in der Mikroskopachse angeordneten suspensionsführenden Kapillare.When the cell suspension is guided in the direction of the microscope axis: the Cells after being fed into the cell-free liquid stream flowing perpendicular thereto moved to the side after it has passed the focal plane of the lens to have. This lies approximately in the exit opening of the one arranged in the microscope axis suspension-carrying capillary.

Der grundiegende Nachteii der beschriebenen Durchflußküetten ist zunächst einmal die Unmöglichkeit, die erhaltenen Meßergebnisse mikroskopisch und mikroskopphotometrisch an einer repräsentativen Teilprobe unter identischen optischen Bedingungen sofort, bequem, sicher und beliebig wiederholbar nachprüfen zu können. Die Information über die Morphologie und chemische Topologie auf der Grundlage einer strukturkorrelierten Messung geht beim Durchflußverfahren verloren.The fundamental disadvantage of the flow cuvettes described is first on the one hand the impossibility of the measurement results obtained microscopically and microscopically on a representative partial sample under identical optical conditions immediately, to be able to check comfortably, safely and repeatedly as required. The information about the morphology and chemical topology based on a structure correlated Measurement is lost in the flow method.

An diesem Mangel leiden die heute zur Verfügung stehenden Einrichtungen insbesondere dann, wenn beispielsweise die chemische Topologie der Einzelzelle oder der verschiedenen Zelltypen zur Vermeidung von Fehlinterpretationen des ermittelten Histogramms herangezogen werden muß. Dies ist verhältnismäßig häufig der Fall, unterbleibt jedoch oft aufgrund der nicht gegebenen technischen Voraussetzungen.The facilities available today suffer from this deficiency especially if, for example, the chemical topology of the single cell or of the different cell types to avoid misinterpretations of the determined Histogram must be used. This is relatively often the case, but it does not occur however, often due to the lack of technical requirements.

Ein weiterer Nachteil ist in der Tatsache begründet, daß bei Verwendung des Hüllstromprinzips optisch störende Brechzahldifferenzen zwischen Zelle und Suspensionsmedium bzw. zwischen Zentral- und Hüllstrom nicht ausgeglichen werden können, es sei denn, die Brechzahl der Hüllstromflüssigkeit würde ebenfalls durch Zugabe hochmolekularer Substanzen (u.a. Dextran, Albumin) entsprechend angehoben.Another disadvantage lies in the fact that when using Due to the sheath current principle, optically disruptive refractive index differences between the cell and the suspension medium or cannot be balanced between the central flow and the envelope flow, unless the refractive index of the sheath flow liquid would also be increased by adding high molecular weight Substances (including dextran, albumin) are increased accordingly.

Dies ist abgesehen vom Aufwand auch aus hydrodynamischen Gründen meistens nicht möglich. Hinzu kommt, daß die Durchmischung der Zellsuspension mit einem Vielfachen des Volumens der Hüllstromflüssigkeit die Rückgewinnung der gemessenen Zellsuspension außerordentlich erschwert. Eine exakte Wiederholung'der Messung an derselben Zellpopulation, evtl.Apart from the effort, this is mostly for hydrodynamic reasons not possible. In addition, the intermixing of the cell suspension with a multiple of the volume of the sheath flow liquid, the recovery of the measured cell suspension extremely difficult. An exact repetition of the measurement on the same cell population, Possibly.

unter geänderten Meßbedingungen, ist unter diesen Voraussetzungen kaum möglich.under changed measurement conditions, is under these conditions hardly possible.

Andererseits erfordert eine Durchflußküvette ohne fokussierenden Hüllstrom eine entsprechende mechanische Einengung des Suspensionsstroms an der Meßstelle, um diesen in definierter Weise in den Schärfentiefebereich des Mikroskopobjektivs zu bringen und um geometrisch definierte Meßbedingungen zu schaffen. Dabei muß der Querschnitt des Durchflußkanals dem größten in der Suspension vorkommenden Teilchen angepaßt werden, um Verstopfungen zu vermeiden, wenn die größeren Teilchen nicht verformbar sind. Aber auch wenn durch Verformung der Teilchen Verstopfungen vermieden werden, so beeinflussen diese Teilchen doch die Durchflußzeit und verfälschen u.U. die Meßergebnisse für die gesamte Zellpopulation.On the other hand, a flow-through cuvette requires no focusing sheath flow a corresponding mechanical constriction of the suspension flow at the measuring point, around this in a defined manner in the depth of field of the microscope objective to bring and to create geometrically defined measurement conditions. The Cross section of the flow channel of the largest particle occurring in the suspension adjusted to avoid clogging when the larger particles fail are deformable. But even if the deformation of the particles prevents clogging these particles influence the flow time and may falsify the measurement results for the entire cell population.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Küvette für die Analyse von in Flüssigkeit suspendierten Zellen, Mikroorganismen und Partikeln anzugeben, die neben einer Durchfluß analyse mit und ohne Hüllstrom auch eine mikroskopische und mikroskopphotometrische Untersuchung mit sta- tionärer Partikelverteilung erlaubt. Die Küvette soll eine Reinigung und Beseitigung von Verstopfungen ohne Demontage und Unterbrechung eines Meßvorqanges ermöglichen und auch für die gleichzeitige Messung an unterschiedlichen Teilstrombereichen geeignet sein.The invention was therefore based on the object of providing a cuvette for Indicate the analysis of cells, microorganisms and particles suspended in liquid, In addition to a flow analysis with and without a sheath flow, there is also a microscopic one and microscopic photometric examination with sta- tional particle distribution permitted. The cuvette is designed to clean and remove blockages without Allow dismantling and interruption of a measuring process and also for the simultaneous Measurement at different partial flow areas should be suitable.

Diese Aufgabe wird bei einer Küvette der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der gewölbte Boden gegenüber der oberen Begrenzungsfläche höhenverstellbar ist.This object is achieved according to the invention in a cuvette of the type mentioned at the beginning solved in that the arched bottom is adjustable in height relative to the upper boundary surface is.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn eine zylindrische Wölbung vorgesehen wird, deren Längsachse zumindest angenähert senkrecht zur Verbindungslinie zwischen dem Zu- und; dem Ablauf liegt. Eine Erweiterung des Anwendungsbereichs ergibt sich, wenn in die Kuppe der Wölbung mindestens eine parallel zur Verbindungslinie zwischen Zu- und Ablauf liegende Führungsrinne eingelassen ist. Dabei wird zweckmäßigerweise der Zulauf als Kapillare ausgebildet, deren Öffnung mit der Richtung der Führungsrinne fluchtet. Der Querschnitt der Führungsrinne kann gerade oder gekrümmte Begrenzungslinien aufweisen. Von Vorteil ist es auch, wenn der Boden der Führungsrinne auf der Zulaufseite stetig in die Wölbung des Küvettenbodens übergeht. Zusätzlich zum Zulauf für die Teilchensuspension kann ein weiterer Zulauf für einen teilchenfreien Flüssigkeitsstrom vorgesehen sein. Dabei können die beiden Zuläufe auch übereinander liegen, so daß unterschiedliche Strömungsschichten entstehen. Zur Anpassung an unterschiedliche Meßaufgaben und Teilchengrößen können die Kapillare und der höhenverstellbare Küvettenboden auswechselbar sein. Der Küvettenboden kann für Auflichtuntersuchungen ref-lektierend sein. Er kann aber auch aus transparentem Material gefertigt sein, so daß er für Durchlichtuntersuchungen geeignet ist. Dazu. kann im Bereich der Kuppe die Wölbung opak sein, so daß eine Dunkelfeldbeleuchtung entsteht. Es kann aber auch eine teildurchlässige oder dichromatische Beschichtung des Küvettenbodens vorteilhaft sein.It has proven to be particularly advantageous if a cylindrical Curvature is provided, the longitudinal axis of which is at least approximately perpendicular to the connecting line between the access and; the process. An extension of the scope results when at least one parallel to the connecting line in the dome of the arch The guide channel between the inlet and outlet is embedded. It is expedient the inlet formed as a capillary, the opening of which with the direction of the guide channel flees. The cross-section of the guide channel can be straight or curved boundary lines exhibit. It is also advantageous if the bottom of the guide trough is on the inlet side merges steadily into the curvature of the bottom of the cuvette. In addition to the feed for the Particle suspension can be a further inlet for a particle-free liquid flow be provided. The two inlets can also lie one above the other, so that different flow layers arise. To adapt to different Measurement tasks and particle sizes can be carried out using the capillary and the height-adjustable cuvette base be interchangeable. The bottom of the cuvette can be reflective for incident light examinations be. But it can also be made of transparent material so that it is suitable for Transmitted light examinations is suitable. In addition. can be the bulge in the area of the dome be opaque so that a dark field illumination is created. But it can also be partially permeable or dichromatic coating of the bottom of the cuvette may be advantageous.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Küvette schematisch dargestellt.In the drawings are exemplary embodiments of the invention Cell shown schematically.

Im einzelnen zeigen Fig. la, 1b eine Durchfluß anordnung mit Objektiv und Auflichtbeleuchtung, Fig. 2a den Meßbereich der Küvette als vergrößerten Ausschnitt im Querschnitt und in Fig. 2b in der Aufsicht, Fig. 3a - c einen ähnlichen Ausschnitt wie Fig. 2, jedoch mit unterschiedlichen Durchflußkanälen im Küvettenboden, Fig. 4a eine Durchfluß anordnung mit hydrodynamischer Fokussierung und in Fig. 4b den Durchflußkanal in Aufsicht, Fig. 5 einen Ausschnitt aus dem Meßbereich der Küvette in Aufsicht mit zentraler Einspeisung der Suspension, sowie Fig. 6 einen Ausschnitt aus dem Meßbereich der Küvette im Querschnitt mit übereinander liegender Einspeisung von Suspension und Hüllstrom.In detail, Fig. La, 1b show a flow arrangement with lens and incident light illumination, FIG. 2a the measuring area of the cuvette as an enlarged section in cross section and in FIG. 2b in plan view, FIGS. 3a-c show a similar detail like FIG. 2, but with different flow channels in the bottom of the cuvette, FIG. 4a a flow arrangement with hydrodynamic focusing and in Fig. 4b the Flow channel in plan view, FIG. 5 shows a section from the measuring range of the cuvette in plan view with the central feed of the suspension, and FIG. 6 shows a detail from the measuring range of the cuvette in cross section with feeds lying one above the other of suspension and sheath flow.

Die neue Küvette wird mit ihren Vorteilen anhand der vorstehend genannten Figuren nachfolgend beschrieben.The advantages of the new cuvette are based on those mentioned above Figures described below.

Die in Fig. la dargestellte Küvette besteht aus einem Grundkörper 10, der eine Bohrung 11 mit einem Schlauchstutzen 12 für den Zulauf und eine Bohrung 13 mit einem Schlauchstutzen 14 für den Ablauf aufweist. Die beiden Bohrungen 11 und 13 gehen schräg durch den Grundkörper 10 hindurch und haben einander gegenüber- liegende Öffnungen 15, 16 in der Oberseite 17 des Grundkörpers 10. Zwischen den beiden Öffnungen 15, 16 befindet sich eine weitere Bohrung 18 senkrecht durch den Grundkörper 10 hindurch. In diese Bohrung ist der Küvettenboden 19 höhenverstellbar eingesetzt.The cuvette shown in Fig. La consists of a base body 10, which has a bore 11 with a hose connector 12 for the inlet and a bore 13 having a hose connector 14 for the drain. The two holes 11 and 13 go obliquely through the base body 10 and have opposite one another lying Openings 15, 16 in the top 17 of the base body 10. Between the two openings 15, 16 there is a further bore 18 perpendicular through the base body 10 through. The cuvette base 19 is inserted into this bore in a height-adjustable manner.

In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Küvettenboden 19 aus einem Metallkörper mit zylindrisch gewölbter Oberfläche.In this embodiment, the cuvette bottom 19 consists of one Metal body with a cylindrically curved surface.

Die Zylinderachse verläuft senkrecht zur Zeichenfläche. Der Metallkörper ist in einem Träger 20 befestigt, der in die Bohrung 18 verschiebbar eingesetzt ist. Als Geradführung für den Träger 20 dient ein in diesen eingesetzter Bolzen 21, der in einem'ton den Grundkörper 10 eingearbeiteten Schlitz 22 geführt wird. Zur Höhenverstellung des Trägers 20 liegt dieser unter dem Druck einer Feder 23 an einem gerändelten Ring 24 an, der über ein Gewinde 25 mit dem Grundkörper 10 verbunden ist. Ein an dem Grundkörper angebrachter, in radialer oder axialer Richtung wirkender Anschlag begrenzt dabei den maximalen Hub für den Träger 20 und damit auch für den Küvettenboden 19. Durch Anbringung geeigneter Markierungen am Rändelring 24 und Grundkörper 10 wird die Höhenverstellung meßbar und die Einstellung reproduzierbar.The cylinder axis runs perpendicular to the drawing surface. The metal body is fastened in a carrier 20 which is inserted slidably into the bore 18 is. A bolt inserted into the carrier 20 serves as a straight guide for the carrier 20 21, which is guided in a slot 22 machined into the base body 10 in one tone. To adjust the height of the carrier 20, it is under the pressure of a spring 23 on a knurled ring 24, which is connected to the base body 10 via a thread 25 connected is. One attached to the base body in the radial or axial direction acting stop limits the maximum stroke for the carrier 20 and thus also for the bottom of the cuvette 19. By making suitable markings on the knurled ring 24 and base body 10, the height adjustment can be measured and the setting can be reproduced.

Der über dem Küvettenboden liegende Küvettenraum wird durch eine schlitzförmige Ausnehmung 26 in einem Deckel 27 und ein den Schlitz abschließendes dünnes Glasplättchen 28 gebildet (Fig. lb). Der Deckel 27 wird mit Schrauben 29 am Grundkörper 10 befestigt. Zum allseitigen flüssigkeitsdichten Abschluß des Küvettenraumes sind zwischen Deckel 27 und Grundkörper 10 und zwischen Träger 20 und Grundkörper 10 Dichtringe 30, 31 eingelegt.The cuvette space above the cuvette base is replaced by a slot-shaped Recess 26 in a cover 27 and a thin glass plate closing the slot 28 formed (Fig. Lb). The cover 27 is fastened to the base body 10 with screws 29. To seal off the cuvette space in a liquid-tight manner on all sides, there are between covers 27 and base body 10 and between carrier 20 and base body 10 sealing rings 30, 31 inserted.

Die soweit beschriebene Küvette wird in einem Gehäuse 32 gehaltert, das auf einem nicht dargestellten Mikroskoptisch befestigt werden kann. Die Beobachtung des Küvetteninhalts erfolgt über ein Mikroskopobjektiv 33 im Auflicht. Dabei wird das Licht einer durch eine Lichtquelle 34 und eine Leuchtfeldblende 35 schematisch dargestellten Beleuchtungseinrichtung, z.The cuvette described so far is held in a housing 32, which can be attached to a microscope stage, not shown. The observation the contents of the cuvette takes place via a microscope objective 33 in incident light. The light is thereby emitted by a light source 34 and a field diaphragm 35 schematically shown lighting device, z.

B. über einen Teilerspiegel 36 in die optische Achse 37 des nicht weiter dargestellten Mikroskops eingespiegelt.B. via a splitter mirror 36 in the optical axis 37 of the not further shown microscope reflected.

In den nachfolgenden Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.In the following figures, the same parts are given the same reference numerals Mistake.

Die Fig. 2a und 2b zeigen. eine Betriebsweise, die mit der neuen Küvette möglich ist. Durch die Höhenverstellung des Küvettenbodens 19 kann der Durchflußbereich zwischen der Kuppe des Bodens 19 und dem Glasplättchen 28 kontinuierlich soweit verengt werden, daß sich die in einer Suspension befindlichen, gegen den gewölbten Boden 19 anschwimmenden Teilchen 39 je nach ihrez ,röße dort verkeilen. Auf diese Weise können je nach eingestellter maximaler Spalthöhe und Krümmung des Bodens 19 repräsentative Teilproben der Teilchen- bzw. Zellpopulation oder Anreicherungen großer Teilchen bzw. Zellen für die visuelle mikroskopische Untersuchung z.B. über ein Immersionsobjektiv 33', 38 oder die mikroskopphotometrische Messung an stationären Zellen gewonnen werden. Die Zellen können dabei weiterhin von einem beliebigen Medium umströmt werden. Zu beachten ist, daß sich durch die zylinderförmige Wölbung des Bodens 19 senkrecht zur Strömungsrichtung, die durch Pfeile 40 angedeutet ist, ein ausgedehntes Zellpräparat mit ausreichender Zahl stationär zu beobachtender bzw. zu messender Zellen einstellt. Notwendigenfalls kann durch vorübergehende Erweiterung und nachfolgende Wiedereinengung des Durchfluß spaltes oder durch mehrfache Umkehrung der Strömungsrichtung der Vorgang der Gewinnung stationärer Zellpräparate in besonders schonender Form wiederholt werden.Figures 2a and 2b show. an operating mode that can be used with the new cuvette is possible. By adjusting the height of the cuvette base 19, the flow area between the tip of the bottom 19 and the glass plate 28 continuously so far be narrowed so that the suspended, against the arched Bottom 19 floating particles 39 depending on their size wedge there. To this Way, depending on the set maximum gap height and curvature of the bottom 19 representative sub-samples of the particle or cell population or enrichments large particles or cells for visual microscopic examination e.g. via an immersion objective 33 ', 38 or the microscope photometric measurement on stationary Cells are obtained. The cells can continue to use any medium are flowed around. It should be noted that the cylindrical curvature of the Bottom 19 perpendicular to the direction of flow, which is indicated by arrows 40, a extensive cell preparation with a sufficient number of stationary observations or of cells to be measured. If necessary, by temporary extension and subsequent re-narrowing of the flow gap or by multiple reversals the direction of flow is the process of obtaining stationary cell preparations in particular be repeated more gently.

Durch den beliebig wählbaren Übergang vom fließenden Teilchenstrom zur stationären Teilchenansammlung ist die Möglichkeit geschaffen, die impulsphotometrisch gewonnenen Ergebnisse durch mikroskopphotometrische Messungen unter identischen optischen Bedingungen überprüfen zu können. Darüber hinaus ist jedoch auch die kontrollierte Exposition räumlich fixierter Zellen gegenüber definierten chemischen und physikalischen Bedingungen und deren Änderungen möglich.Through the freely selectable transition from the flowing particle stream there is the possibility of stationary particle accumulation created, the results obtained by pulse photometry by microscope photometric measurements to be able to check under identical optical conditions. In addition, is but also the controlled exposure of spatially fixed cells to defined ones chemical and physical conditions and their changes are possible.

So können z.B. definierte extrazelluläre Substratkonzentrationen zur Messung des intrazellulären enzymatischen Umsatzes fluorogener Substrate angewendet werden und es können die Bestimmung der Brechzahl des Cytoplasmas durch "Index-Matching" mittels Immersionsrefraktometrie, die Zellreaktion auf Pharmaka, die Farbstoffbindungskinetik und vieles anderes mehr untersucht werden.For example, defined extracellular substrate concentrations for Measurement of the intracellular enzymatic turnover of fluorogenic substrates applied and the determination of the refractive index of the cytoplasm by "index matching" by means of immersion refractometry, the cell reaction to pharmaceuticals, the dye binding kinetics and much more can be examined.

Weiterhin ist zu beobachten, daß bei Erhaltung einer laminaren Strömung im Anströmbereich des Durchfluß spaltes die Passage bzw. Verkeilung anisometrischer Teilchen und Zellen, Wie z.B.It can also be observed that a laminar flow is maintained in the inflow area of the flow gap, the passage or wedging is anisometric Particles and cells, e.g.

von Epithelzellen, vorwiegend in bestimmter Orientierung erfolgt, wodurch die mikroskopische Untersuchung der Morphologie und im angefärbten Zustand auch der chemischen Topologie begünstigt wird.of epithelial cells, mainly in a certain orientation, whereby the microscopic examination of the morphology and in the stained state chemical topology is also favored.

Die Fig. 3a bis 3c zeigen in verschiedenen Ansichten Möglichkeiten, durch Einfräsen einer Nut in Flußrichtung in dem gewölbten Boden 19 unterschiedlich geformte Führungsrinnen für den- Teilchenstrom zu schaffen. Der Boden 19 kann dazu so hoch angehoben werden, daß seine Kuppe das Abdeckglas 28 berührt (Fig. 3a). Der Querschnitt der parallel zueinander liegenden Führungsrinnen kann z.B. in Form einer schwach gekrümmten Rinne 41 ausgebildet sein, er kann aber auch rechteckig 42 oder keilförmig 43 sein. Der Boden der Führungsrinne wird zweckmäßigerweise im Anströmbereich leicht geneigt, so daß er stetig in' die Krümmung des Küvettenbodens 19 übergeht (Fig. 3a).3a to 3c show in different views possibilities by milling a groove in the direction of flow in the arched bottom 19 different to create shaped guide channels for the particle flow. The bottom 19 can do so be raised so high that its tip touches the cover glass 28 (Fig. 3a). Of the The cross-section of the guide troughs lying parallel to each other can be, for example, in the form of a be formed slightly curved channel 41, but it can also be rectangular 42 or be wedge-shaped 43. The bottom of the guide trough is expediently in the inflow area slightly inclined so that it merges steadily into the curvature of the cuvette bottom 19 (Fig. 3a).

Die Möglichkeit, das Querschnittsprofil der Führungsrinnen bzw. des einzelnen durch den gewölbten Boden 19 gebildeten Spaltes in besonders einfacher Weise unterschiedlich auslegen zu können, schafft auch die Voraussetzung dafür, unterschiedliche mechanische oder hydrodynamische Verformungskräfte auf die Teilchen einwirken zu lassen und deren Verformbarkeit zu untersuchen. Außerdem läßt sich damit auch die Orientierung anisometrischer Zellen während der Passage durch das Meßfeld beeinflussen. Weiterhin ist es möglich, z.B. mehrere Führungsrinnen gleichen Profils aber unterschiedlicher Dimensionierung nebeneinander anzuordnen, um so an voneinander isolierten Teilströmen gleichzeitig oder nacheinanderden Einfluß mechanischer Strömungsparameter unter im übrigen identischen Versuchsbedingungen messen zu können. Da der Küvettenboden 19 jederzeit abgesenkt und bei Verwendung geeigneter Markierungen schnell wieder in die alte Position gemacht werden kann, lassen sich momentan auftretende Verstopfungen einer oder mehrerer Führungsrinnen ohne Störung des Versuchsaufbaus und der optischen Justierung beseitigen.The possibility of the cross-sectional profile of the guide troughs or the individual gap formed by the arched bottom 19 in a particularly simple manner Being able to interpret them in different ways also creates the conditions for different mechanical or hydrodynamic deformation forces on the particles to act and to examine their deformability. In addition, can thus also the orientation of anisometric cells during the passage through the Affect the measuring field. It is also possible, for example, to have several guide troughs the same Profile but different dimensions to be arranged side by side in order to partial flows isolated from one another simultaneously or successively the influence of mechanical To be able to measure flow parameters under otherwise identical test conditions. Since the cuvette bottom 19 is lowered at any time and when using suitable markings can be quickly made back to the old position, can be momentarily occurring Blockage of one or more guide troughs without disturbing the experimental setup and the optical adjustment.

Die in Fig. 4a dargestellte Küvette unterscheidet sich von der bisher beschriebenen dadurch, daß in den Deckel 27 zusätzlich eine Kapillare 44 eingebaut ist, deren Austrittsöffnung 45 bis nahe an den höhenverstellbaren Küvettenboden 19 herangeführt werden kann. In dieser Ausstattungkann über den Zulauf 11 ein partikelfreier Flüssigkeitsstrom eingespeist werden, während durch die Kapillare 44 die Zellsuspension eingeleitet wird. Durch hydrodynamische Fokussierung kann jetzt der Suspensionsstrom so eingestellt werden, daß die Teilchen bzw. Zellen einzeln nacheinander das Meßfeld passieren.The cuvette shown in Fig. 4a differs from the previous one described in that a capillary 44 is also built into the cover 27 is, the outlet opening 45 to close to the height-adjustable cuvette base 19 can be brought up. In this configuration, a particle-free can via the inlet 11 Liquid flow are fed in, while through the capillary 44 the cell suspension is initiated. By hydrodynamic focusing, the suspension flow can now be set so that the particles or cells one after the other the measuring field happen.

Der Küvettenboden 19 ist hier ein Glaskörper, der in den Träger 20 auswechselbar eingesetzt ist. Auf diese Weise ist auch eine Durchlichtbeleuchtung möglich. In die Kuppe des Bodens 19 können wiederum unterschiedliche Führungsrinnen als Durchflußkanäle eingefräst sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn nur ein Kanal vorhanden ist, der der Austrittsöffnung 45 der Kapillare 44 gegenüberliegt (Fig. 4b). Durch Variation der Höhe des Durchfluß spaltes und des-Abstandes der Kapillare von dem Durchflußkanal können optimale Arbeitsbedingungen eingestellt werden.The cuvette base 19 is here a glass body which is inserted into the carrier 20 is used interchangeably. That way is also transmitted light illumination possible. In the dome of the bottom 19, different guide channels can in turn be milled as flow channels. It is particularly advantageous if only one Channel is present, which is opposite to the outlet opening 45 of the capillary 44 (Fig. 4b). By varying the height of the flow gap and the distance of the Capillary from the flow channel can set optimal working conditions will.

Fig. 5-zeigt die Strömungsverhältnisse im Beobachtungs- und Meßbereich in vergrößerter Aufsicht. Das Meßfeld ist durch eine gestrichelt eingezeichnete Blende 46 angedeutet. Bei der Anordnung'tach Fig. 6 liegen die Einspeisung für die Zellsuspension und den Mantelstrom übereinander. Ein Plättchen 47 unterteilt den Küvettenråum 26 auf der Zuflußseite in zwei übereinanderliegende" Räume. Der teilchenfreie Flüssigkeitsstrom hat die Aufgabe, den Teilchenstrom möglichst einlagig an der Unterseite des Abdeckglases 28 entlangzuführen, um die Teilchen in der Schärfenebene des Mikroskopobjektivs 33', 38 zu halten. Dabei unterstützt die mögliche Variation der Höhe des Durchfluß spaltes die Einstellung der günstigsten Arbeitsbedingungen. Die Teilchen verteilen sich hier über die gesamte Breite des Küvettenbodens 19 quer zur Flußrichtung. Die Meßsignalgewinnung kann z.B. durch periodisches Verschieben eines Meßfeldes 46 (Fig. 5) in Richtung des Scheitels des Küvettenbodens 19 erfolgen. Die Abtastgeschwindigkeit ist dabei entsprechend größer als die Fließgeschwindigkeit der Teilchen zu wählen.5 shows the flow conditions in the observation and measurement area in enlarged supervision. The measuring field is indicated by a dashed line Aperture 46 indicated. In the arrangement according to FIG. 6, the feed for the Cell suspension and the sheath flow on top of each other. A plate 47 divides the Küvettenråum 26 on the inflow side into two superimposed "rooms. The particle-free The task of the liquid flow is to keep the particle flow as single-layer as possible on the underside of the cover glass 28 to guide the particles in the focal plane of the microscope objective 33 'to hold 38. The possible variation in the level of the flow supports this spaltes the setting of the most favorable working conditions. Spread the particles here over the entire width of the cuvette bottom 19 transversely to the direction of flow. the Measurement signals can be obtained, for example, by periodically shifting a measurement field 46 (Fig. 5) in the direction of the apex of the cuvette bottom 19. The scanning speed is to be selected accordingly greater than the flow velocity of the particles.

Die Ausgestaltung des Küvettenbodens 19 als bylinderlinse schafft die Möglichkeit, diese als optisch wirksames Teil der nicht weiter dargestellten Durchlichtbeleuchtungseinrichtung auszulegen. Durch opake Beschichtung im Bereich des Linsenscheitels kann eine Dunkelfeldbeleuchtung erzeugt werden, die in bekannter Weise die Gewinnung eines von der Teilchengröße abhängigen Meßsignals ermöglicht. Bei teildurchlässiger, insbesondere dichromatischer Beschichtung, können z.B. Durchlicht-Streulicht- und Auflicht-Fluoreszenzlicht-Messungen miteinander kombiniert werden.The design of the cuvette bottom 19 creates a bylinder lens the possibility of this as a visually effective part of the not shown Design transmitted light illumination device. By opaque coating in the area of the apex of the lens, a dark field illumination can be generated, which is known in Way of gaining one of the Particle size dependent measurement signal enables. In the case of a partially permeable, in particular dichromatic coating, E.g. transmitted light scattered light and incident light fluorescent light measurements together be combined.

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Claims

Claims cuvette for microscopic observation and / or optical-electrical Measurement of particles suspended in a liquid, with an upper plane Boundary surface and a base curved towards the upper boundary surface, as well as with at least one inlet on one side of the curvature and one outlet the opposite side of the arch, characterized in that the arched Floor (19) is adjustable in height relative to the upper boundary surface (28).

2. Cuvette according to claim 1, characterized in that a cylindrical Curvature is provided, the longitudinal axis of which is at least approximately perpendicular to the connecting line between the inlet (15) and the outlet (16).

3. cuvette according to claim 1 or 2, characterized in that in the tip of the arch at least one parallel to the connecting line between and the guide channel (41, 42, 43) lying on the drain is embedded.

4. Cuvette according to claim 3, characterized in that the inlet is designed as a capillary (44), the opening (45) of which with the direction of the guide channel (42) aligns.

5. cuvette according to claim 3, characterized in that the Guide channel (42, 43) has straight delimitation lines in cross section.

6. Cuvette according to claim 3, characterized in that the guide trough (41) has boundary lines that are curved in cross section.

7. cuvette according to one of claims 3 to 6, characterized in that that the bottom of the guide channel (41, 42, 43) on the inlet side steadily in the curvature of the cuvette bottom (19) passes.

8. cuvette according to: inem of the preceding claims, characterized in that that in addition to the feed for the particle suspension, a further feed for a particle-free liquid flow is provided (Fig. 4).

9. cuvette according to claim 8, characterized in that the two Inlets for generating flow layers lie one above the other (Fig. 6).

O. cuvette according to claim 4, characterized in that the capillary (44) is interchangeable.

13. Cell according to one of the preceding claims, characterized in that that the height-adjustable cuvette base (19) is exchangeable.

12. Cell according to one of the preceding claims, characterized in that that the cuvette base (19) is reflective.

13. Cell according to one of the preceding claims, characterized in that that the cuvette base (19) consists of transparent material.

] 4. Cell according to claim 13, characterized in that the cell bottom (19) is provided with an opaque coating in the area of the dome of the arch.

15. Cuvette according to claim 13, characterized in that the cuvette bottom (19) is provided with a partially permeable coating.

16. Cuvette according to claim 13, characterized in that the cuvette bottom (19) is provided with a dichroic coating.

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