DE3042484C2 - Verfahren zum Bestimmen der Grenzpunkte elektrophoretisch erzeugter Densitogramme - Google Patents

Description

a) das altere Densitogramm dahingehend überprüft wird, ob die normale Anzahl von Fraktionen vorliegt, und

b) bei Vorliegen der normalen Anzahl die Grenzpunkte zwischen den Fraktionen ermittelt und als Standardpositionen abgespeichert werden, und

daß in einem zweiten Verfahrensabschnitt

c) die in dem Densitogramm der nachfolgend analysierten Probe identifizierten Grenzpunkte mit den Standardpositionen verglichen werden, wobei

d) nur die Grenzpunkte als wahre Grenzpunkte zur Auswertung des Densitogramms herangezogen werden, die innerhalb eines vorgegebenen Abstands zur korrespondierenden Standardposition liegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Standaaipositi&iien auf der Grundlage aller nachfolgend als wahre Grenzpunkte identifizierten Grenzpunkte aktualisiei. werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß ausgehend von den Standardpositionen die Integrale der Konzentrationen der Fraktionen gebildet werden, und

daß die Bestimmung der wahren Grenzpunkte über den Vergleich der korrespondierenden Integrale erfolgt.

4. Verfahren zum Bestimmen der wahren Grenzpunkte eines durch Elektrophorese einer unbekannten Probe ermittelten Densitogramms auf der Grundlage eines Vergleichs mit einem Densitogramm einer auf der Basis einer Elektrophorese vorher analysierten anderen Probe, dadurch gekennzeichnet,

daß in einem ersten Verfahrensabschnitt

a) Densitogramme unbekannter Proben mit theoretisch vorgegebenen Standardpositionen verglichen werden, wobei nur die Grenzpunkte als wahre Grenzpunkte zur Auswertung herangezogen werden, die innerhalb eines bestimmten Abstandes zu einer korrespondierenden Standardposition liegen, und

b) die zur Auswertung herangezogenen wahren Grenzpunkte gespeichert und ausgemittelt werden,

daß in einem zweiten Verfahrensabschnitt

c) die vorgegebenen Standardpositionen gegen auf den ausgemittelten wahren Grenzpunkten basierende aktualisierte Standardpositionen ausgetauscht werden, und

daß in einem dritten Verfahrensabschnitt

d) die in dem Densitogramm der nachfolgend ana-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der wahren Grenzpunkte eines Densitogrammes nach

is dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

F i g. 1 zeigt die nach dem Stand der Technik bekannte Konzentrationsverteilung (Densitogramm) eines fraktionierten Serums, wie sie als Idealkurve mit einem elektrophoretischen Gerät wiedergewonnen wird. Dabei wird ein Träger aus Zelluloseacetatfolie verwendet, auf den menschliches Serum aufgebracht wurde. Derartige Densitogramme lassen sich aus dem Serum eines gesunden Menschen erzeugen. Solche elektrophoretische Densitogramme bestehen normalerweise aus fünf Fraktionen A, B, C, D und E mit fünf Maxima ao, a\, 32, ai und 24 entsprechend den Proteinen Albumin (A), a-1-Globulin (B), Λ-2-Globulin (C), ^-Globulin (D) und γ-Globulin (E). Eine Diagnose, ob die Probe normal oder abnormal ist, wird auf der Grundlage solcher elektrophoretischer Densitogramme durchgeführt, und zwar auf der Grundlage der Integrale oder Prozentsätze der einzelnen Fraktionen. Ein in einem konkreten Fall gewonnenes elektrophoretisches Densitogramm kann jedoch zusätzlich zu den in F i g. 1 dargestellten fünf Maxima noch weitere Maxima aufweisen, die unterschiedliche Ursachen haben. So besitzt beispielsweise das in Fig.2 dargestellte elektrophoretische Densitogramm zusätzlich zu den normalen fünf Maxicw ein Maximum bei as. Dieses Maximum wird durch eine im Serum vorliegende Trübung erzeugt, die eine gegenüber der Elektrophorese unempfindliche Substanz aufweist und in der Position der Probenaufbringung verbleibt. Bei einem anderen Beispiel kann zusätzlich zu den fünf normalen Maxima ein weiteres Maximum auch an einer anderen Stelle erzeugt werden.

Unterzieht man eine solche Serumprobe, die zusätzlich zu den fünf normalen Maxima weitere Maxima aufweist, der Kolorimetrie, so erweist sich dies beim automatischen Verarbeiten mit einem Computer als nachteilig.

F' g. 3 zeigt das Blockschaltbild eines Densitometers, sowie eines photometrischen Gerätes, nach dem Stand der Technik. Bei dem Blockschaltbild gemäß Fig.3 wird von einer Lichtquelle 3 emittiertes Licht durch eine Linse 4, ein Filter 5 und einen Schlitz 6 hindurchgeschickt und zwar zum Anstrahlen eines Trägers 1; der Lichtstrahl wird sodann mittels eines Photodetektors 7 meßtechnisch erfaßt. Der Träger 1 trägt fraktionierte Seren 2,2', 2",..., und zwar so, wie in F i g. 4 dargestellt.

Der Träger 1 wird zum Zwecke der Photometrierung einzelner fraktionierter Seren zwischen die Lichtquelle 3 und den Photodetektor 7 verbracht und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trägers 1 abgetastet. Das von der Lichtquelle 3 emittierte Licht, das die auf dem Träger 1 befindliche Serum-Probe passiert, wird von dem Photodetektor 7 aufgefangen. Das Ausgangssignal dieses Photodetektors 7 entspricht der Probenkonzentration und wird in einem Vorverstärker 8 verstärkt, in

einem logariihmischen Konverter 9 logarithmiert; aus dem logarithmierten Photodetektor-Signalen wird schließlich ein Analogmuster gemäß F i g. 1 gebildet Dazu werden die Ausgangssignale des logarithmischen Konverters 9 nacheinander einem A/D-Konverter 10 zugeführt und in vorbestimmten Zeitintervallen in digitale Signale umgewandelt Dazu dient ein Konversions-Sleuersignal-Generator 11 mit einer Photömetrie-Steuerung 11a eines Computers 12. Das Integral oder der prozentuale Anteil einer jeden Fraktion wird schließlich auf der Basis der in diesem Stadium gewonnenen Digitalwerte bestimmt

Um die vorstehend beschriebenen Operationen durchführen zu können, genügt es — (vgL Fig. 1) — Punkte örtlicher Minimalwerte als Grenzpunkte zu ermitteln, um die Integrale oder Prozentsätze der einzelnen Fraktionen berechnen zu können. Falls ein elektrophoretisches Densitogramm mehr als fünf Fraktionen aufweist — wie des in F i g. 2 veranschaulicht ist — so ist es nicht möglich, die Integrale usw. der fünf normalen Fraktionen zu bestimmen, da schließlich fünf nder mehr Grenzpunkte existieren. Weist ein elektrophoretisches Densitogramm mehr-als fünf Fraktionen auf, so muß der Analytiker das Analogmuster und das aktuelle Densitogramm überprüfen und über einen Rechenprozeß eine Rückrechnung durchführen, um die zusätzlichen Gipfel jeweils der Albuminfraktion Λ-1-GlobuIinfraktion, oc-2-GlobuIin-Fraktion,/?-GlobuIinfraktion und y-GlobuIin zuzuordnen. Bei abnormalen krankheitsbedingten Fraktionen können diese ohne Datenverarbeitung aufgezeichnet werden.

Es wurden bereits Verfahren entwickelt, um mittels Datenverarbeitung zusätzliche Maxima einer der fünf Grundfraktionen selbst dann zuordnen zu können, wenn ein elektrophoretisches Densitogramm mehr als fünf Fraktionen aufweist. Im folgenden soll das bekannte Verfahren näher beschrieben werden. Zunächst wird ein Standardserum, beispielsweise ein im Handel erhältliches Kontrollserum eines gesunden Menschen, durch Elektrophorese analysiert, um ein elektrophoretisches Densitogramm mit fünf Fraktionen zu erhalten. Die Punkte, an denen sich die Maxima und die Grenzpunkte befinden, verbleiben solange unverändert, solange die Art des Trägers und die elektrophoretischen Arbeitsbedingungen unverändert bleiben. M$n erhält bei klinischen Untersuchungen aus zu analysierenden Seren Densitogramme mit sogenannten Standardlängen, die etwa die gleichen sind, wie jede des Standardserums.

Unter Standardlängen versteht man dabei die Entfernungen die sich vom Ursprung bis zu den Stellen der einzelnen Maxima und zu den einzelnen Grenzpunkten auf der ,Y-Achse ergeben. Diese Standardlängen werden im folgenden beschrieben. Das in F i g. 5 dargestellte Densitogramm wurde durch Photometric eines elektrophoretisch erzeugten Densitogramms erhalten. Aus diesem Densitogramm werden in konstanten Zeitintervallen Daten gesammelt und einer A/D-Konversion unterworfen. Die Entnahmepunkte werden aufeinanderfolgend als 1, 2,3,... π bezeichnet und auf der Abszisse aufgetragen: die Konzentrationswerte an den jeweiligen Entnahmepunkten werden auf der Ordinate aufgetragen. Auf der Grundlage der gespeicherten Daten lassen sich schließlich die Grenzpunkte ermitteln. Diese Grenzpunkte sind durch lokale Minimalwerte auf dem Sensitogramm charakterisiert. Es werde beispielsweise ein willkürlicher Punkt des Densitogramms mit den Koordinaten Xb und yb angenommen. Die benachbarten Punkte auf diesem Densitogramm weisen dann jeweils die Koordinaten Xb-u yb-\ und Xb-> läßt sich der Grenzpunkt als Punkt. er folgender Gleichung gehorcht:

, ybT ι auf. Sodann , lokalisieren, wenn

Im weiteren wird das Vorgehen beschrieben, gemäß dem die Maxima ao, a\, a₂, a₃ und a* auf der Abszisse lokalisiert werden, ao soll zwischen dem Ursprung xq

ίο und dem Grenzpunkt b\ liegen, a\ zwischen den Grenzpunkten ö| und bi, 32 zwischen den Grenzpunkte 63 und 64, und a₂ zwischen den Grenzpunkte fo» und dem Endpunkt X_n. Bei einem Vorgehen wie jenem zum Bestimmen der Grenzpunkte 61 bis bn lassen sich die Maxima ao bis a4 als Abszissenwerte x_d definieren und zwar entsprechend den Punkten auf dem Densitogramm, die y_a-Werte haben, die der folgenden Gleichung gehorchen:

Die derart bestimmten Werte für b\, h₂ ■ ■ ■ und ao, a\ ... sind proportional zu den Längen, die vom Startpunkt Ab bis zu den Punkten selbst jeweils im Verhältnis 1 :1 gemessen werden. Somit läßt sich anstelle der vom Ursprungr'punkt aus gemessenen Längen, eine Skala mit konstanten Zeitintervallen verwenden.

Die Grenzpunkte auf dem Densitogramm des Standardserums werden gemäß obiger Verfahrensweise bestimmt Analog dazu lassen sich die einzelnen Grenzpunkte eines Densitogrammes, das mittels Elektrophorese eines unbekannten Serums erhalten wurde, bestimmen. Im FaHe eines Densitogrammes, analog dem nach Fig.6(B), werden beispielsweise c_t, C₂, C₃ ... c₈ als Grenzpunkte ermittelt Als Standardpunkte sollen die Maxima ao, a\, a₂, a₃ und a* des Densitogramms des analysierten Standardserums verwendet werden (vgl. F i g. 6(A)); sie liegen auf der Abszisse des Densitogrammes des unbekannten Serums gemäß F i g. 6(B). [>ie Anzahl der Grenzpunkte wird in jedem Abschnitt ao— a%, ai—a₂, a₂ —a₃ und a₃—a4 gezählt. Wird die Anzahl der Grenzpunkte mit 1 ermittelt, so wird dies als normaler Grenzpunkt angenommen. Werden zwei oder mehr Grenzpunkte gezählt, so wird der mit der geringsten Konzentration als normaler Grenzpunk' angesehen und die anderen werden eliminiert. Bezogen auf das in F i g. 6(B) dargestellte aktuelle Beispiel existiert in Abschnitt ao—ai nur ein einziger Grenzpunkt; und dieser wird als normaler Grenzpunkt betrachtet. Im Abschnitt a\—a₂ sind drei Grenzpunkte C₂, C₃ und C4 vorhanden; nur C₃, welcher der geringsten Konzentration entspricht, wird als normaler Grenzpunkt angenommen. Im Abschnitt a₂—a₃ gibt es wiederum nur einen Grenzpunkt Cj, dtr als normaler Grenzpunkt angesehen wird. Im Abschnitt a₃ bis a* wird cj als normaler Grenzpunk*, aus den beiden Grenzpunkten ce und C₇ ausgewählt. Im übrigen werden sämtliche Grenzpunkte im Abschnitt zwischen a₄ bis zum Endpunkt gelöscht. Von/?-Lipoprotein, von /?-l_c-Protein, «owie von Frumdstoffen verursachte Grenzpunkte entsprechen stets Konzentrationen, welehe höher sind als jene, die den normalen Grenzpunkten entsprechen. Demgemäß ist die oben beschriebene Verarbeitungsmethode geeignet, Grenzpunkte richtig zum bestimmen.
F i g. 7 zeigt ein Blockschaltbild des oben beschriebe-

β5 nen, bekannten Verarbeitungsverfahrens. Dieses bekannten Verfahren soll unter Bezugnahme auf dieses Blockschaltbild beschrieben werden. Zunächst wird ein Standardserum mit einem elektrophoretischen Gerät 21

gemessen. Die ermittelten Werte werden einem Grenzpunktprüfer 22 eingegeben, der die Maxima (ao bis a₄) und die Grenzpunkte (b\ bis b*) mittels der oben beschriebenen Methode bestimmt. Die Maxima und die Grenzpunkt·» werden als Bezugsdaten einem Standard-Positionsspeicher 23 eingegeben. Sodann wird ein unbekanntes Serum mittels des elektrophoretischen Gerätes 21 gemessen. Der Grenzpunktprüfer 22 lokalisiert auf der Grundlage der gemessenen Werte die Punkte auf de/ Abszisse, die dem lokalen Maximum und Minimum auf dem Densitogramm entsprechen. Die so ermittelten Werte werden einem Fünf-Fraktionen-Prozessor 24 eingegeben, der diese Werte mit den im voraus im Standardpositionsspeicher 24 gespeicherten Werten ao, a\... und b\, bi... des Standardserums zur Bestimmung der is richtigen Grenzpunkte vergleicht. Sind die richtigen Grenzpunkte lokalisiert, so lassen sich die Integrale oder Prozentsätze der einzelnen Fraktionen berechnen. Das oben beschriebene bekannte Verarbeitungsverfahren erlaubt das Lokalisieren normaler Grenzpunkte selbst dann, wenn zusätzlich zu den normalen Maxima und zu den normalen Grenzpunkten (Minima) weitere Maxima und Minima auf Densitogrammen vorhanden sind. Bei diesem Verfahren ist es jedoch erforderlich, daß Standardseren vorliegen, welche mit Sicherheit normale elektrophoretische Densitogramme erzeugen. Da jedoch mit gewissen Standardseren, die im Handel erhältlich sind, nicht immer normale elektrophoretische Densitogramme erzeugt werden können, ist es unter Umständen recht mühevoll, zunächst einwandfreie Standardseren auszuwählen. Auch können derartige Standardseren, die zunächst einwandfrei sind, bei ungeeigneten Aufbewahrungsbedingungen denaturiert werden: außerdem besteht die Gefahr des Verderbens durch Keime, so daß schließlich die korrekten normalen fünf Fraktionen nicht mehr erzeugt werden können. Das Aufbewahren von Standardseren stellt somit ein ernstes Problem dar.

Der dem vorbeschriebenen Verfahren und auch der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technologisehe Hintergrund besteht darin, Densitogramme, die elektrophoretisch gewonnen werden, automatisiert, d. h. unter Zuhilfenahme eines Computers, auswerten zu können. Dies setzt voraus, daß irgendwelche zusätzliche Extremes im Kurvenverlauf des Densitogrammes sicher eliminiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verarbeiten elektrophoretisch erzeugter Densitogramme zu schaffen, mit dem die Positionen der wiihren Grenzpunkt? eines Densitogrammes bestimmbar sind, ohne daß dazu ein Standardserum verwendet werden muß.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebene Verfahrensweise gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Patentansprüche; die Einzelheiten werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Densitogramm eines menschlichen Serums;

F i g. 2 zeigt ein Densitogramm eines Serums mit einer zu den Standardfraktionen zusätzlichen Fraktion;

F i g. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Verarbeitungssystems für elektrophoretisch fraktionierte Seren;

F i g. 4 zeigt schematisch einen Träger mit einer mehrzahl fraktionierter Seren:

Fig.5 zeigt ein Densitogramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Bestimmen der Maxima und der Grenzpunkte;

Fig.6 zeigt Densitogramme zur Veranscnaulichung des bekannten Verfahrens zum Bestimmen von Grenzpunkten;

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild zur Verarbeitung elektrophoretisch erzeugter Densitogramme nach dem Stand der Technik;

Fig.8 zeigt ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verarbeiten elektrophoretisch erzeugter Densitogramme;

F i g. 9 zeigt ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verarbeiten elektrophoretisch erzeugter Densitogramme;

F i g. 10 zeigt ein elektroporetisch erzeugtes Densitogramm mit einem sich im Bereich eines Grenzpunktes befindlichen Wendepunkt.

Die Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf das in F i g. 8 dargestellte Blockschaltbild näher erläutert werden. Man erkennt einen Funktionsbereich 23', der dem nach dem Stand der Technik verwendeten Standardpositionsspeicher 23 entspricht und der das charakteristische Merkmal des Verarbeitungsverfahrens gemäß der Erfindung darstellt. Das erfindungsgemäße Verfahren gleicht dem bekannten Verfahren gemäß F i g. 7 insoweit, als die gemessenen Werte der analysierten Proben durch das elektrophoretische Gerät 21 ermittelt und die örtlichen Maximal- und Minimalwerte durch den Grenzpunktprüfer 22 bestimmt werden. Diese durch den Grenzpunktprüfer 22 ermittelten Werte werden einem Normalfraktionsprüfer 25 eingegeben, der als Teil des Standardpositionsspeichers 23 aufgebaut ist. Der Normalfraktionsprüfer 25 prüft dahingehend, ob das gemessene Densitogramm normale fünf Fraktionen hat oder nicht. Dieses Beurteilungsverfahren soll im folgenden beschrieben werden. Zunächst werden die von dem Grenzpunktprüfer 22 abgegebenen Daten daraufhin überprüft, ob fünf Fraktionen eingeschlossen sind. Sodann werden die Integrale der Konzentrationen der Fraktionen berechnet, die durch die einzelnen Grenzpunkte unterteilt sind. Die Integrale werden daraufhin überprüft, ob sie innerhalb der vorbestimmten Bereiche liegen. Schließlich werden die Daten, bezüglich derer der Normalfraktionsprüfer 25 ermittelt hat, daß sie normale fünf Fraktionen haben, einem Standardpositionsrechner 26 eingegeben. Dieser ermittelt sodann auf der Basis der genannten Daten mittels statistischer Verarbeitungsmethoden die Standardpositionen. Die derart berechneten Standardpositionen wurden dann einem Standardpositionsspeicher 27 eingegeben. Die Standardpositionen, die abgespeichert werden, entsprechen den Standardpositionen des Standardserums auf dem Densitogramm. Dieses Verfahren entspricht dem mit dem Standardpositionsspeichers 23 des bekannten Gerätes gemäß F i g. 7.

Sodann werden die Daten zu analysierender Seren aus dem Grenzpunktprüfer einem Fünf-Fraktionen-Prozessor 24 eingegeben, der die Daten mit den in dem Standardpositionsspeicher 27 gespeicherten Standardpositionen vergleicht und ggfs. über einen Schalter 28 weiterleitet Der Fünf-Fraktions-Prozessor 24 gibt durch korrekte Grenzpunkte unterteilte Daten ab, um die Integrale der Konzentrationen der einzelnen Fraktionen berechnen zu können.

Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Verwendung von Daten, die aus normalen Seren gewonnen werden, d. h. unbekannte Se-

ren werden zur Bestimmung der Standardpositionen benutzt. Damit ist die Notwendigkeit ausgeschaltet, Standardseren hei zustellen und zu benützen.

In Fig.8 erkennt man zusätzlich eine Handeinstelleinrichtung 29, sowie einen Handeinstellspeicher 30. Durch Betätigung des Schalters 28 werden die der Hand;>'\istelleinrichtung 29 eingegebenen und im Handeinstellspeicher 30 gespeicherten Daten dem Fünf-Fraktionen-Prozessor 24 eingegeben und mit jenen Daten verglichen, die vom Grenzpunktprüff.i 22 abgegeben wurden, um korrekte wahre Grenzpunkte zu erhalten.

Auf der Grundlage des oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahrens sollen Beispiele für eine Überprüfung durch den Normalfraktionsprüfer 25 gegeben werden und zwar für eine Überprüfung, ob Fraktionen normal sind oder nicht. Wie bereits beschrieben, ist es bekannt, daß integrale der einzelnen Fraktionen (bzw. Prozentsätze der Integrale der Konzentrationen der einzelnen Fraktionen relativ zu den Integralen der Gesamtkonzentration) eines normalen menschlichen Serums im allgemeinen innerhalb gewisser konstanter Grenzen liegen. Diese Grenzen werden vom Normalfraktionsprüfer 25 zur Beurteilung normaler Fraktionen benutzt. Als weiteres Beispiel ist eine Einrichtung zum Berechnen des Verhältnisses der Integrale der Konzentrationen zweier verschiedener Fraktionen ein und desselben Serums ableitbar (beispielsweise für die Albuminfraktion und für λ-1-Globulin); es wird dabei überprüft, ob dieses Verhältnis innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt.

Im folgenden soll ein Berechnungsverfahren für den Standardpositionscomputer 26 beschrieben. Als Beispiel einer Berechnungsmethode kommt ein Verfahren in Betracht, bei dem Mittelwerte des Abszissenwerte örtlicher Maxima und Minima ermittelt werden, die seitens des Normalfraktionsprüfers 25 als normal erkannt wurden. Als weiteres Verfahren läßt sich ein Mittelwert bestimmen und dieser Wert als Standardposition zugrunde legen. Selbst bei einem elektrophoretisch erzeugten Densitogramm eines Serums eines normalen Menschen schwanken die lokalen Maxima und Minima von Person zu Person. Deshalb variieren die Positionen der örtlichen Maxima und Minima ziemlich stark, und zwar selbst bei solchen Daten, die vom Fraktionsprüfer 25 als normal gewertet werden. Da es im allgemeinen möglich ist, vernünftige Standardpositionen durch Ausmitteln zahlreicher Daten zu gewinnen, lassen sich exakte Standardpositionen mehr oder minder dadurch erhalten, daß man jene Daten ausschließt, deren Werte stark von den Standardpositionen abweichen. Aus diesem Grunde werden Werte, die starke Abweichungen von den Standardpositionen zeigen, bei der Berechnung durch den Standardpositionscomputer 26 eliminiert und zwar auch dann, wenn die genannten Daten vom Fraktionsprüfer 25 als normal gewertet wurden.

Im folgenden soll die manuelle Handeinstelleinrichtung 29 näher beschrieben werden. Mit der manuellen Handeinstelleinrichtung 29 werden Standardpositionen, die mit Gruppen unbekannter, zu analysierender Seren übereinstimmen, Typen der zu verwendenden Träger, Umgebungsbedingungen im Meßbereich usw. eingestellt und damit die im Handeinstellspeicher 30 gespeicherten entsprechenden Standardpositionen ausgelesen. Werden beispielsweise dem Standardpositionsspeicher 27 keine Daten eingegeben und sind demgemäß keine Standardpositionen gespeichert so wird der Schalter 28 zur Handbedingungsseite umgeschaltet Der Fünf-Fraktionen-Prozesnor 24 vergleicht somit die Daten des zu analysierenden Serums mit den Standardpositionen, die im Handeinstellspeicher 30 gespeichert sind. Während die Daten des unbekannten zu analysierenden Serums dem Fünf-Fraktion-Prozessor 24 zugeführt werden, und zwar durch Verwenden der im Handeinstellspeicher 30 gespeicherten Standardpositionen, werden die ermittelten Standardpositionen, die mit den Seren normaler Fraktionen ermittelt werden, im Standardpositionsspeicher 27 abgespeichert. Der Schalter 28 wird schließlich zur Seite des Standardpositionsspeichers 27 umgelegt, so daß nunmehr unter Verwendung der im Standardpositionsspeicher 27 gespeicherten Standardpositionen weitergearbeitet wird. Werden die im Standardpositionsspeicher 27 gespeicherten Standardpositionen auf der Basis weniger Daten erzeugt, so sind diese Standardpositionen nicht notwendigerweise mi* irooinno» Λ »»<· /llocam f^ntnAo ic» dor· Cf»K*> Uor OQ tmn gUl gbVIgllVb * *UJ V4IS.JWII %-rt UJIUb IJt ΧΛ%,1 UkllUltWI Λ.%* Ψ «-/II der Seite des Handeinstellspeichers 30 zur Seite des Standardpositionsspeichers 27 erst dann umzulegen, wenn eine relativ große Anzahl von Daten berücksichtigt ist.

Das in F i g. 9 gezeigte Blockschaltbild offenbart ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei wird anstelle der in F i g. 8 vorgesehenen Elemente Handeinstelleinrichtung 29 und Handeinstellspeicher 30 eine Ausgangswert-Einstelleinrichtung 31 vorgesehen. Die übrigen Einrichtungen sind im wesentlichen dieselben wie jene gem. F i g. 8. Wird bei dieser Ausführungsform das Datenverarbeitungssystem gestartet, so werden vernünftige, in der Ausgangswert-Einstelleinrichtung 31 gespeicherte Standardpositionen mit Daten verglichen, die durch Analyse eines unbekannten Serums erhalten wurden; damit erhält man fraktionierte Daten aus dem Fünf-Fraktionen-Prozessor 24. Dieser Schritt wird mehrmals durchgeführt und erst dann wird der Schalter 28 geschaltet, um eine Datenverarbeitung unter Verwendung der Standardpositionen durchzuführen, die im Standardpositionsspeicher 27 gespeichert sind.

Um das vorbeschriebene, erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, muß die Verarbeitung der Fraktionen im Fünf-Fraktionen-Prozessor 24 auf der Basis gespeicherter Standardpositionen und durch Analyse unbekannter Seren erhaltener Daten nicht auf das Verfahren beschränkt bleiben, das als bekanntes Beispiel beschrieben ist. Vielmehr kann es wie folgt gestaltet sein:

(1) Auf der Abszisse wird ein Wert gewählt, der jedem einzelnen Maximum entspricht, das im Standardpositionsspeicher 27 als Standardposition gespeichert ist; sodann wird ein lokales Minimum nächst einer Standardposition der Minima dann als normaler wahrer Grenzpunkt angesehen, wenn zwei oder mehrere lokale Minimalpunkte zwischen einem Paar von Maxima entsprechenden Standardpositionen existieren.

(2) Während man die Standardpositionen, die den Maximal entsprechen, außer acht läßt, werden Standardpositionen der vorbestimmten Minima mit Abszissenwerten verglichen, die lokalen Minima auf dem Densitogramm eines unbekannten zu analysierenden Serums entsprechen; dabei werden die Abszissenwerte zunächst den vorgegebenen Standardpositionen als normale, wahre Grenzpunkte angesehen.

(3) Auf elektrophoretisch erzeugten Densitogrammen kann es vorkommen, daß lokale Minima nicht an

jenen Stellen erscheinen, an welchen sie erwartet werden. Bei dem in Fig. 10 gezeigten elektrophoretisch erzeugten Densitogramm erscheint beispielsweise eine S-förmige Kurve im Bereich von i>4', wo ein Minimum normalerweise vorliegt. In einem solchen Falle ist ein Wendepunkt vorhanden; der A'oszissenwert, welcher diesem Wendepunkt entspricht, ist sodann als Grenzpunkt anzunehmen. Zeigt ein elektrophoretisch erzeugtes Densitogramm drei oder weniger Minima, so gibt es hiermit ein Verfahren zur Auffindung von Wendepunkten, um fehlende Grenzpunkte hinzuzufügen.

Sämtliche Verarbeitungsstufen des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich durch einen Computer bzw. ein hierfür geschaffenes Programm durchführen. Konkret gesprochen kann dss elektrophoretische Gerät 21 mit einem Computer in der Weise angesteuert werden, wie es oben unter Bezugnähme auf die bekannte Schaltung gemäß F i g. 3 in Betracht kommt. Die Datenverarbeitung mittels Grenzpunktprüfer 22 zur Ermittlung örtlicher Minima und Maxima usw. läßt sich durch Differentialrechnungen und dergleichen mittels Computer durchführen. Die Verarbeitung mittels Normalfraktionsprüfer 25, d. h. die Beurteilung, ob ein Densitogramm mit fünf normalen Fraktionen vorliegt oder nicht und ob die Konzentrations-Integrale der einzelnen Fraktionen innerhalb bestimmter Bereiche liegen, läßt sich ebenfalls mit einem Computer durchführen. Die Verarbeitung mittels des Standardpositionsrechners 26 besteht darin, Mitteloder Durchschnittswerte der Abszissenwerte zu errechnen, die den Maxima und Minima mehrerer Fraktionen entsprechen. Dies bedeutet, daß die Verarbeitung zum Zwecke der Ermittlung von Abszissenwerten entsprechend den Maxima und Minima ausgeführt wird, die auf der Grundlage statistischer Berechnungen mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit auf den Densitogrammen vorhanden sind.

Sowohl der Standardportionsspeicher 27 als auch der Handeinstellspeicher 31 verwenden eine Speichereinheit. Weiterhin ist der Fünf-Fraktionen-Prozessor 24, der das bekannte Fraktionsverarbeitungsverfahren oder das erwähnte Verfahren nach (1), (2) und (3) verwendet, als Computer zum Bestimmen der fünf Fraktionen realisiert. Aus dem oben Gesagten ergibt sich, daß alle Verarbeitungsstufen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Computer durchgeführt werden können. Die Handeinstelleinrichtung 29 kann mit Eingabeeinrichtungen, wie Handschaltern, Handlesern u.dgl. zur einfacheren Dateneingabe oder mit einer Speicher-Einrichtung ausgerüstet werden, in die Standardpositionen im voraus eingespeichert werden.

Das oben beschriebene, erfindungsgemäße Verfahren ist derart gestaltet, daß es einen normalen Fraktionsbeurteiler oder -prüfer verwenden kann, der beurteilt, ob analytische Daten, die durch die Analyse unbekannter Seren gewonnen werden, fünf normale Fraktionen aufweisen. Die normalen Grenzpunkte werden durch statistische Verfahren lokalisiert und als Standardpositionen verwendet und zwar durch Anwendung analytischer Daten, die als normal beurteilt wurden und die die Grenzpunkte auf Densitogrammen unbekannter Seren durch einen Vergleich mit den Standardpositionen bestimmen. Da diese Standardpositionen auf der Basis der Auswertung einer großen Anzahl normaler Seren definiert werden, lassen sich diese Positionen mit hoher Zuverlässigkeit ermitteln. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit erreicht, daß die wahren Grenzpunkte eines Densitogramms bestimmt werden können, ohne daß — entsprechend dem Stand der Technik — Standardseren erforderlich sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bestimmen der wahren Grenzpunkte eines durch Elektrophorese einer unbekannten Probe ermittelten Densitogramms auf der Grundlage eines Vergleichs mit einem Densitogramm einer auf der Basis einer Elektrophorese vorher analysierten anderen Probe, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensabschnitt

lysierten Proben identifizierten Grenzpunkte mit den aktualisierten Standardpositionen verglichen werden, wobei

e) nur die Grenzpunkte als wahre Grenzpunkte zur Auswertung des Densitogramms herangezogen werden, die innerhalb eines vorgegebenen Abstands zur korrespondierenden, aktualisierten Standardposition liegen.