DE3020704A1 - Densitometer - Google Patents

Description

Anwaltsakte: P 4- G 572 Olympus Optical Co., Ltd.,

Kennwort: "Densitometer" Tokyo-to, Japan

Densitometer

Die Erfindung betrifft ein Densitometer, das zum Verarbeiten fraktionierter Muster von Seren verwendet wird, die mittels eines elektrophoretischen Gerätes gebildet sind.

Stand der Technik

Figur 1 zeigt ein Grundmuster der Konzentrationsverteilung, d.h. ein Densitogramm fraktionierter Muster, welche durch elektrisches Beaufschlagen eines Trägers aus Zelluloseacetatfilm erzeugt wurde, auf welchen ein menschliches Serum aufge-

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bracht wurde (dieses dargestellte Muster ist vom Serum eines gesunden Menschen gewonnen). Ein derartiges elektrophoretisches Muster besteht im allgemeinen aus fünf Fraktionen A, B, C, D und E mit fünf Höchstwerten a», a,, a , a und a^, die im einzelnen Albumin (A), Alpha-1-Globulin (B), Alpha-2-Globulin (C), Beta-Globulin (D) und Gamma-Globulin (E) entsprechen. Eine Diagnose oder eine Unterscheidung zwischen Normalität und Abnormalität läßt sich auf der Basis eines analogen Musters sowie von Prozentsätzen von Integralen der einzelnen Fraktionen in bezug auf das gesamte Muster treffen. Muster der Konzentrationsverteilung fraktionierter Muster von tatsächlichen Proben können jedoch Spitzenwerte enthalten, die durch verschiedene Einflüsse zusätzlich zu jenen in Figur 1 erzeugt wurden. So hat beispielsweise das in Figur 2 gezeigte Muster einen Maximalwert a zusätzlich zu den oben genannten fünf Maximalwerten; es besteht aus sechs Fraktionen, die einen Grenzpunkt b,- zusätzlich zu den normalen Grenzpunkten b^, b„, b und b^ zeigen. Grenzpunkt b,-wird je nach dem Frischegrad des Serums aufgrund einer bestimmten Komponenten des Serums gebildet, nämlich beta-j. -Globulin, das durch Elektrophorese fraktioniert ist. Das in Figur 3 dargestellte Muster hat keinen den Wert b^ entsprechenden Grenzpunkt und besteht nur aus vier Fraktionen mit Grenzpunkten b,, b~ und b_.

In Fällen, in welchen die Probe ein Muster erzeugt, das aus sechs oder mehr Fraktionen besteht, mit Grenzwerten zusätzlich zu den fünf grundlegenden gemäß Figur 1, oder das aus vier Fraktionen besteht, so liegt hierin ein Nachteil bezüglich des automatischen Verarbeitens kolorimetrischer Daten mittels eines Computers. Figur 4 zeigt, wie ein solches Densitometer mit photometrischem Gerät aufgebaut sein kann, die zur Zeit angewandt werden. Bei dem in Figur 4 veranschaulichten Blockschaltbild wird das aus einer Lichtquelle J5 aus-gesandte Licht durch eine Linse ^- gesandt, ferner ein Filter 5 und einen Schlitz 6, um einen Träger 1 zu beleuchten; die Lichtstrahlen werden sodann mittels

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BAD ORJGiMAL

eines Photodetektorelementes 7 aufgefangen. Der Träger 1 hat fraktionierte Muster von Seren 2, 2', 2", ...., die hierauf gebildet sind, so wie in Figur 5 veranschaulicht. Der Träger 1 wird zwischen die Lichtquelle und den Photodetektor verbracht, um die einzelnen fraktionierten Muster zu photometrieren und in Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägers 1 abzutasten. Das aus der Lichtquelle ausgesandte und durch die Probe (fraktioniertes Muster eines Serums) hindurchtetende Licht wird von Photodetektorelement 7 aufgefangen, dessen Ausgang entsprechend der Probenkonzentration mittels eines Vorverstärkers

8 verstärkt wird, sodann durch einen logarithmischen Konverter

9 in logarithmische V/er te umgewandelt wird, um ein analoges Densitogramm gemäS Figur 1 usw. herzustellen. Sodann werden Ausgänge aus dem logarithmischen Konverter 9 in einen A/D-Konverter 10 eingegeben und in Digitalsignale zu bestimmten Zeiten umgewandelt, und zwar zur Verwendung eines Konversions-Steuersignalgenerators 11 mit photometrischen Steuerkommandos 11a aus einem Computer 12. Auf der Basis der zu diesem Zeitpunkt enthaltenen Digitaldaten wird der Prozentsatz des Integrals einer jeden Fraktion relativ zu jener des gesamten Musters bestimmt .

Bei den beschriebenen Operationen ist es möglich, die Grenzpunkte durch Berechnen der Minimalwerte dann zu bestimmen, falls ein Densitogramm auf der Basis eines elektrophoretischen Musters erzeugt wurde, das aus fünf Fraktionen gemäß Figur 1 besteht. Im Falle eines Densitogrammes, das aus mehr als fünf Fraktionen besteht, so wie in Figur 2 veranschaulicht, so ist es nicht möglich, die regulären fünf Fraktionen zu bestimmen und die Integrale usw. der einzelnen Fraktionen zu berechnen. Falls das Densitogramm vier Fraktionen aufweist, so wie in Figur 3 veranschaulicht, so ist es stets unmöglich, die regulären fünf Fraktionen zu bestimmen und die Integrale usw. der einzelnen Fraktionen zu berechnen. Aus diesem Grunde muß die Bedienungsperson analoge Densitogramme und elektrophoretisch^ Muster über-

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prüfen, ein Densitogramm in fünf Fraktionen unterteilen, und zwar jene des Albumin, des Alpha-1-Globulin, des Alpha-2-Globulin, des Beta-Globulin und des Gamraa-Globulin,und dann die Datenverarbeitung zur Nachberechnung durchführen.

Um die normalen fünf Fraktionen des Densitogrammes zu bestimmen, so wie in den Figuren 2 und 3 veranschaulicht, und um die Daten zu errechnen, sowie die Prozentsätze der Integrale der einzelnen Fraktionen in bezug auf jene des gesamten Densitogrammes, wurde seither ein System,wie unten beschrieben, verwendet. Es wird ein Träger mit Proben, die sechs Fraktionen und vier Fraktionen, wie oben beschrieben, aufweisen, einem Densitometer zugeführt, das anders als der allgemeine Typ des Densitometers ist. Das frühere Densitometer ist mit einem photometrischen System ausgerüstet, das denselben Aufbau wie jener gemäß Figur 4 hat und die Photometrie der Proben noch einmal durchführt. Das Densitometer ist mit einem Schreiber gemäß Figur 6 ausgestattet, der photometrische Ergebnisse auf Diagrammpapier 21 auf diesem Schreiber eines Densitometer^ 20 mittels einer Schreiberfeder 22 ausführt. Dieses Densitometer umfaßt einen elektrischen Kreis gemäß Figur 7, der aus einem Verstärker 25* einem logarithmischen Wandler 26, einem A/D-Wandler 27, einem Operationskreis 28 und einem D/AWandler 29 besteht und Ausgangssignale von dem D/A-Wandler aufzeichnet, die auf das Basis des Ausganges erzeugt wurden, welcher von dem Photodetektor 7 des photometrischen Systemes mittels des Schreibers gemäß Figur 6 festgehalten wurden. Andererseits werden Bereiche, welche Minimalwerten entsprechen (Täler) als Grenzpunkte durch einen Grenzpunktdetektor 30 bestimmt, der in dem Arbeitskreis angeordnet ist, und es werden die Prozentsätze der Integrale der Fraktionen zwischen den einzelnen Paaren einander benachbarter Grenzpunkte relativ zu jenem des gesamten Densitogrammes berechnet. In Figur 6 sind Grenz-Druckknöpfe dargestellt, die an den Grenzpunktdetektor 30 angeschlossen sind. Von diesen Druckknöpfen ist der mit "+"-gekennzeichnete Druckknopf 24a derart gestaltet, daß er bei dessen Drücken einen Grenzpunkt für die Berechnung einstellt. Genauer

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gesagt, wird ein Abschnitt von einer Position auf einem Densitogramm, das von der Schreiberfeder zu dem Zeitpunkt des Drückens des Druckknopfes bis zum nächsten Grenzpunkt abgetastet wird, als Fraktion für die Berechnung ermittelt. Aus diesem Grunde ist es möglich, Daten der regulären fünf Fraktionen dadurch zu erhalten, daß man den Druckknopf an einem Punkt drückt, der als den vier Grenzpunkten, wie dem Punkt b'j. entsprechend betrachtet wird, auf einem Densitogramm mit vier Fraktionen gemäß Figur J>. Obgleich ein Densitogramm mit geringen Abhängen in Figur 3 dargestellt ist, besteht ein solches Densitogramm tatsächlich aus feinen, unregelmäßigen konvexen Verläufen und konkaven Verläufen. Aus diesem Grunde ist es einer Bedienungsperson möglich, den vierten Grenzpunkt auf einem Densitogramm visuell zu beurteilen. Der "-"-Druckknopf 24b dient dazu, ein Tal, das als Grenzpunkt verarbeitet wird, zu übergehen, wenn der Knopf gedrückt wird. Im Falle eines Densitogrammes, das aus sechs oder mehr Fraktionen besteht, so wie in Figur 2 dargestellt, wird ¹O^. nicht als Grenzpunkt verarbeitet, und zwar durch Drücken von Druckknopf 24b an der Position von bj- auf dem Densitogramm, das in dieser Zeichnung dargestellt ist. Druckknopf 24b ermöglicht es somit, Daten auf den regulären fünf Fraktionen zu berechnen und aufzuzeichnen, die A, B, C, D und E entsprechen - siehe Figur 1.

Um die Fraktionen mittels eines solchen konventionellen Systemes zu bestimmen, muß man die Druckknöpfe 24a und 24b in jenem Augenblick drücken, in welchem die Schreiberfeder gerade den Punkt b in Figur 2 oder den Punkt b'u in Figur 3 erreicht, während ein Densitogramm mit der Schreiberfeder 22 aufgezeichnet wird. Das genaue zeitliche Erfassen des Drückens des Grenz-Druckknopfes, um einen Punkt zu bestimmen, der als Grenzpunkt verarbeitet werden soll, und um ein Tal wegzustreichen, das als Grenzpunkt nicht in Betracht kommen soll, hängt von den subjektiven Fähigkeiten der Bedienungsperson ab. Druckknöpfe werden häufig entweder vor oder nach den genauen Grenzpunkten gedrückt, wobei in der Praxis Fehler der analytischen Daten auftreten.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Densitometer, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schreiber derart gestaltet ist, daß er zwei analoge Densitogramme auf der Basis eines einzigen Satzes analytischer Daten zu einem bestimmten Aufzeichnungsintervall aufzuzeichnen vermag, daß ein Index an einer Position angeordnet ist, die um eine Strecke von cfer Schreibfeder des genannten Schreibers entfernt ist, welche gleich dem Aufzeichnungsintervall ist, daß ein erster Druckknopf vorgesehen ist, um einen Grenzpunkt auf dem genannten analogen Densitogramra einzustellen, das zum zweiten Male aufgezeichnet wurde, und daß ein zweiter Druckknopf vorgesehen ist, um das Auslöschen eines Grenzpunktes aus dem genannten analogen Densitogramm zu befehlen, und daß das Densitometer derart gestaltet ist, daß es analytische Daten verarbeitet, während ein Punkt als Grenzpunkt dann verarbeitet wird, wenn der erste Druckknopf gedruckt wird, und zwar in jenem Augenblick, in dem der genannte Punkt mit dem Index zusammenfällt, und während ein Tal auf dem genannten Densitogramm, das zum zweiten Male aufgezeichnet wurde, dann ausgelöscht wird, wenn der zweite Druckknopf gedrückt wird, bevor das Tal auf dem ersten Densitogramm mit dem Index zusammenfällt.

   Heidenheim, den 3O.O5.8O DrW/Srö

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   ORIGINAL INSPECTED