DE4012685A1 - Vorrichtung zum aufzeichnen eines elektrophoretischen bildes - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auf­ zeichnen eines elektrophoretischen Bildes, beispielweise eines durch Elektrophorese erhaltenes Serumproteins.

Es gibt Verfahren der densitometrischen Fraktionie­ rung/Quantifizierung eines elektrophoretischen Bildes, wel­ ches durch elektrophoretisches Trennen einer auf einem Pro­ benträger aus Zelluloseacetat aufgetragenen Serumprotein­ probe und Klären des Trägers mit einer Trägerklärlösung wie beispielsweise flüssiges Paraffin oder Dekalin erhalten wurde. Die veröffentlichte geprüfte japanische Utility Model Application 62-29 954 offenbart beispielsweise ein Verfahren der Fraktionierung/Quantifizierung von densitometrischer Mu­ sterinformation, welche durch photometrisches Messen der Konzentrationsverteilung eines elektrophoretischen Bildes entlang der einen Richtung bei der zentralen Nachbarschaft des Bildes, Umwandeln der erhaltenen Meßdaten in Digitalda­ ten, Aufzeichnen der Daten als densitometrische Musterinfor­ mation, und Berechnen der Daten erhalten wurde.

Die durch das photometrische Verfahren in einer Richtung ge­ messene eindimensionale Information, wie oben beschrieben, ist manchmal als Information auf dem elektrophoretischen Bild ungeeignet. Das elektrophoretische Bild selbst ist sehr wichtig als zweidimensionale Information, insbesondere für den Fachmann, welcher mit der Technik des empirischen Be­ stimmens der Tendenz eines elektrophoretischen Bildes aus einem Farbentwicklungsmuster auf einem Träger vertraut ist. Aus diesem Grunde wird nicht nur die eindimensionale densi­ tometrische Musterinformation, sondern auch der Träger oft­ mals für die spätere Verwendung aufgehoben. Hierfür wird je­ doch zusätzlich Zeit und Raum benötigt, und bringt verwal­ tungstechnischen Zusatzaufwand mit sich.

Dementsprechend ist es Aufgabe dieser Erfindung, eine Vor­ richtung zu schaffen, die ein elektrophoretisches Bild (eine zweidimensionale Information) aufzeichnen kann, zusammen mit der densitometrischen Musterinformation (eindimensionale In­ formation).

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Aufzeichnen eines elektrophoretischen Serumbildes vorgesehen, welche eine Vor­ richtung zum Umwandeln einer Konzentrationsverteilung des elektrophoretischen Bildes in Bilddaten, eine Vorrichtung zum Eingeben der Bilddaten, eine Vorrichtung zum Durchführen einer Rechnerverarbeitung der Bilddaten zum Erhalten der für die Fraktionierung/Quantifizierung des elektrophoretischen Bildes notwendigen Verarbeitungsdaten, sowie eine Vorrich­ tung zum Aufzeichnen der Bilddaten und Verarbeitungsdaten auf einem Aufzeichnungsmedium aufweist.

Weitere Eigenschaften und Zweckmäßigkeiten der Erfindung er­ geben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht einer Anordnung einer Aufzeichnungsvor­ richtung entsprechend eines Ausführungsbeispieles dieser Er­ findung;

Fig. 2 eine Ansicht einer mit der in Fig. 1 gezeigten Auf­ zeichnungsvorrichtung erhaltenen Aufzeichnungsprobe; und

Fig. 3 eine Ansicht einer Aufzeichungsvorrichtung entspre­ chend einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.

Wie Fig. 1 zeigt, wird ein Träger 10, auf dem ein elektro­ phoretisches Probenbild abgebildet ist, durch eine optische Quelle 12 über eine Linse 14 und eine Streuplatte 16 be­ leuchtet. Licht zum Beleuchten des Trägers 10 geht durch den Träger entsprechend dem Konzentrationskontrast eines elek­ trophoretischen Bildes 11 hindurch, und wird auf einem Lichtempfangselement 20 eines Flächentypes fokussiert. Auf diese Weise wird das elektrophoretische Bild auf dem Licht­ empfangselement 20 abgebildet.

Ein Speicher/Verarbeitungs/Anzeigesystem weist eine Bildein­ gabeschaltung 22, eine Bildverarbeitungsschaltung 30, eine externe Speichervorrichtung 36, eine periphere I/F-Schaltung 38, und Anzeigevorrichtungen wie beispielsweise einen Drucker 40 und eine intelligente Graphikanzeige 42 auf. Die Bildeingabeschaltung 22 weist eine Linearisierungsschaltung 24, wie beispielsweise einen logarithmischen Verstärker, zum Linearisieren eines Bildsignales von dem Lichtaussendeele­ ment 20, einen A/D-Wandler 26 und eine Speicherschaltung 28 in der Größenordnung von 64 K, welche eine Taktschaltung für die Logik enthält, auf. Die Bildverarbeitungsschaltung 30 weist eine im wesentlichen aus einem Mikroprozessor, etc. bestehende Verarbeitungsschaltung 32, und eine Speicherab­ schnitts-I/F-Schaltung 34 zum Steuern der externen Speicher­ vorrichtung 36 auf. Als externe Speichervorrichtung kann eine relativ große Speichervorrichtung zum Speichern einer größeren Menge von Bilddaten, wie beispielsweise eine Mag­ netplatte oder eine optische Platte Verwendung finden.

Ein Takt zum Bestimmen einer Flächenposition und zum Über­ tragen der Zeitsteuerung eines Bildsignales wird von der Speicherschaltung 28 in der Bildeingabeschaltung 22 an das Lichtempfangselement 20 gesendet. Entsprechend dem Takt sen­ det das Lichtempfangselement 20 ein Bildsignal entsprechend der bestimmten Flächenposition an die Linearisierungsschal­ tung 24. Die Linearisierungsschaltung 24 formt das empfan­ gene Bildsignal in lineare Analogdaten entsprechend der Ab­ sorption des elektrophoretischen Bildes um. Der A/D-Wandler 26 wandelt die empfangenen Analogdaten in digitale Daten um. Das so in digitale Daten umgewandelte Bildsignal wird in der Speicherschaltung 28 bei einer vorbestimmten Speicherstelle entsprechend einer Flächenposition des Lichtempfangselemen­ tes 20 gespeichert.

Die Verarbeitungsschaltung 32 in der Bildverarbeitungsschal­ tung 30 extrahiert die Bildinformation des digitalen elek­ trophoretischen Bildes wie benötigt von der Speicherschal­ tung 28 in der Bildeingabeschaltung 22, und unterzieht diese, um ein Fraktionenmuster des elektrophoretischen Bil­ des vorzubereiten, einer automatischen Aufspannverarbeitung zum Herauf- und Herunterskalieren der Fraktionslänge bis zu einer vorbestimmten Länge und führt eine rechnerische bzw. eine korrigierende Rechneroperation beispielsweise des ge­ samten Proteingehaltes TP, des Albumin/Globulin (A/G)-Ver­ hältnisses, der Fraktionsgehalte von Albumin ALB, α1-Globu­ lin, α2-Globulin, β-Globulin und -Globulin, des Lipopro­ teingehaltes und der Anzahl der Fraktionen durch. Die somit der Rechneroperation unterzogenen Informationsarten werden über die Speicherabschnitts-I/F-Schaltung 34 an die externe Speichervorrichtung 36 übertragen, wo sie gespeichert wer­ den.

Die somit der Rechneroperation unterzogene Bildinformation wird von der Verarbeitungsschaltung 32 über die periphere I/F-Schaltung 38 an den Drucker 40 und/oder die Anzeige 42 angelegt. Die bereits in der externen Speichervorrichtung 36 gespeicherten Informationsarten werden von der externen Speichervorrichtung 36 über die Speicherabschnitt-I/F-Schal­ tung 34, die Verarbeitungsschaltung 32, und die periphere I/F-Schaltung an den Drucker 40 und/oder die Anzeige 42 zur Anzeige angelegt. Ein von dem Drucker 40 angezeigtes elek­ trophoretisches Bild 46 wird zusammen mit einem Fraktionsmu­ ster 48 auf einem gemeinsamen Aufzeichnungsblatt aufgezeich­ net, wie im Falle der Aufzeichnungsprobe 44 in Fig. 2 ge­ zeigt ist. Das Aufzeichnen des elektrophoretischen Bildes 46 und des Fraktionsmusters 48 auf dem gemeinsamen Aufzeich­ nungsblatt erübrigt die Notwendigkeit, den Träger aufzuhe­ ben, und vereinfacht die Handhabung bei der vergleichenden Betrachtung des elektrophoretischen Bildes 46 und des Frak­ tionsmusters 48.

Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Teil einer Aufzeichnungsvorrichtung entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispieles dieser Erfindung. Zur Vereinfachung ist in Fig. 3 das Speicher/Verarbeitungs/Anzeigesystem weg­ gelassen, das im Detail oben beschrieben wurde. In Fig. 3 sind dieselben Bezugszeichen für entsprechende Teile wie in Fig. 1 verwendet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist ein Lichtempfangselement 21 eines Linientypes verwendet, wobei in diesem Fall ein Abtastmechanismus 17 vorgesehen ist, um den Träger 10 in einer Richtung nach oben/unten zu bewegen. Entsprechend einem von einer nicht gezeigten Bild­ eingabeschaltung gesendeten Abtastsynchronisiersignal bewegt der Abtastmechanismus 17 den Träger 10 in Richtung nach oben/unten, um einen gewünschten Teil des elektrophoreti­ schen Bildes auf dem Lichtempfangselement 21 vom Linientyp abzubilden. Das Lichtempfangselement 21 empfängt von der nicht gezeigten Bildeingabeschaltung ein Taktsignal zum Be­ stimmen der Übertragungszeitsteuerung eines Bildsignales und einer Linienposition, und sendet ein Bildsignal entsprechend der bestimmten Linienposition an die nicht gezeigte Bildein­ gabeschaltung. Die Verarbeitung des von dem Lichtaussende­ element 21 kommenden Signales ist im Zusammenhang mit dem zuerst genannten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung im De­ tail beschrieben und wird daher der Einfachheit halber weg­ gelassen.

Weitere Vorteile und Modifikationen sind für den Fachmann leicht zu erkennen. Daher ist die Erfindung in ihrer breite­ ren Verwendung nicht auf bestimmte Details, und auf die bei­ spielhaft gezeigten und beschriebenen Vorrichtungen be­ schränkt. Dementsprechend können verschiedene Modifikationen durchgeführt werden, ohne vom Gedanken oder Umfang des all­ gemeinen erfinderischen Konzeptes abzuweichen, wie durch die beigefügten Ansprüche und deren Equivalente definiert.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Aufzeichnen eines durch Elektrophorese erhaltenen elektrophoretischen Bildes auf einem Träger auf ein Aufzeichnungsmedium, gekennzeichnet durch:
eine Vorrichtung (12, 14, 16, 18, 20, 21) zum Umwandeln einer Konzentrationsverteilung des elektrophoretischen Bildes (11) auf dem Träger (10) in Bilddaten;
eine Vorrichtung (22) zum Eingeben der Bilddaten;
eine Vorrichtung (30) zum Durchführen einer rechneri­ schen Verarbeitung der Bilddaten zum Erhalten von Ver­ arbeitungsdaten, die für die Fraktionierung/Quantifi­ zierung des elektrophoretischen Bildes (11) notwendig sind; und
eine Vorrichtung (36) zum Aufzeichnen der Bilddaten und der Verarbeitungsdaten auf das Aufzeichnungsmedium.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (40, 42) zum Anzeigen der Bilddaten und der Verarbeitungsdaten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungsvorrichtung ein optisches System mit einer Lichtquelle (12) zum Beleuchten des elektrophore­ tischen Bildes (11) auf dem Träger (10), und ein Licht­ empfangselement (20, 21) zum Empfangen des durch das elektrophoretische Bild (11) hindurchtretende Licht und zum Ausgeben von Signalen entsprechend der Konzentra­ tionsverteilung aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtempfangselement (20, 21) ein Lichtemp­ fangselement (20) eines Flächentypes aufweist, welches das durch das elektrophoretische Bild (11) hindurchtre­ tende Licht zweidimensional empfängt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtempfangselement (20, 21) ein Lichtemp­ fangselement (21) eines Lichttyps aufweist, welches das durch das elektrophoretische Bild (11) hindurchtretende Licht eindimensional empfängt, und daß eine Vorrichtung (17) zum Bewegen des Trägers (10) synchron mit dem Lichtempfangselement (21) und zum Bilden eines Bildes der Konzentrationsverteilung in Kooperation mit dem Element (21) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung (22) einen A/D-Wandler (26) zum Umwandeln der Bilddaten in digitale Daten, und eine Speicherschaltung (28) zum Speichern der digitalen Bilddaten aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rechnerische Verarbeitungsvorrichtung (30) den Gesamtproteingehalt TP, die Franktionsanteile des Albu­ min/Globulin-(A/G)-Verhältnisses, des Albumins ALB, des α1-Globulins, des α2-Globulins, des β-Globulins und des γ-Globulins, den Lipoproteingehalt und die Anzahl der Fraktionen berechnet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsvorrichtung (36) die Daten auf eine Magnetplatte aufzeichnet, welche das Aufzeich­ nungsmedium darstellt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsvorrichtung (36) die Daten auf eine optische Platte aufzeichnet, welche das Aufzeich­ nungsmedium darstellt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (40, 42) zumindest eine An­ zeige (42) und/oder einen Drucker (40) aufweist.