DE4013586A1 - Vorrichtung zur feststellung der immunologischen agglutination - Google Patents
Vorrichtung zur feststellung der immunologischen agglutinationInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen ähnlichen Gegenstand
wie die gleichzeitige Anmeldung vom gleichen Tag
der gleichen Anmelderin mit dem Titel "Apparat zum Nachweis
der immunologischen Agglutination" mit den Erfindern
Yasuhiki YOKOMORI und Yukinori HARADA, Case S-94.
Die vorliegende Vorrichtung betrifft einen Apparat zur
Feststellung der immunologischen Agglutination, insbesondere
einen Apparat zum Nachweis der immunologischen
Agglutination, der geeignet ist, die verschiedenen Bluttypen
oder Blutgruppen von den Agglutinationsmustern der
Blutzellenteilchen oder -körperchen zu beurteilen und
Antigene und Antikörper festzustellen.
In jüngster Zeit wurden auf medizinischem Gebiet in weitem
Maße Verfahren und Apparate verwendet, um die verschiedenen
Agglutinationsmuster der Blutzellenteilchen,
Latexteilchen und Kohlenstoffteilchen zu unterscheiden
und zu beurteilen, um verschiedene Komponenten oder Elemente
des Bluts (beispielsweise Blutgruppe, verschiedene
Antikörper, verschiedene Proteine und dergl.) und Viren
nachzuweisen und zu analysieren.
Der Apparat zum Nachweis der immunologischen Agglutination
zur Feststellung solcher Agglutinationsmuster von
Blutzellenkörperchen wurde auf vielen Gebieten untersucht
und entwickelt und in den Produkten praktisch verwendet.
Beispielsweise sind in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nr. 61-45479, der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 61-8934 und der japanischen
Offenlegungsschrift Nr. 59-98708 verschiedene Apparate
zum Nachweis der immunologischen Agglutination beschrieben.
Gemäß der in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung
Nr. 61-45479 beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung
zur Feststellung der immunologischen Agglutination
wird eine Abbildung, die auf der gekrümmten Bodenfläche
eines konischen Reaktionsgefäßes gebildet ist,
das durch eine Punktlichtquelle beleuchtet ist, auf eine
Fokus- oder Bildfläche durch eine Linse oder ein optisches
System projiziert. Ein üblicher Apparat hat ein
lichtempfangendes Element, das in der Bildbildungsfläche
angeordnet ist, um ein durch einen Scannermechanismus
abgetastetes Bild zu empfangen und das Bild fortlaufend
in elektrische Signale umzuwandeln gemäß der Intensität
des Lichts entlang der Scannerrichtung. Das lichtempfangende
Element hat eine Einfall-Öffnung, die im wesentlichen
identisch oder kleiner ist als das Bild des
Agglutinationsmusters, das im Mittelteil der Bodenfläche
des Reaktionsgefäßes gebildet wurde, wenn Nicht-Agglutination
vorliegt, so daß es notwendig ist, einen Einstellmechanismus
zur Durchführung des Scannerlichtdurchgangs
durch den niedrigsten Teil (wo die Aggregation zusammenflocken)
des Reaktionsgefäßes vorzusehen, was eine
unvorteilhaft komplizierte Struktur ergibt. Ein weiterer
Nachteil des Standes der Technik besteht darin, daß das
nach der Reaktion erhaltene Agglutinationsmuster sich ändert
entsprechend der besonderen Art der immunologischen
Agglutination eines Prüfungsgegenstandes, und es ist
notwendig, den offenen Raum, die Form und dergl. des
Schlitzes oder der Öffnung des lichtempfangenden Elements
einzustellen. Dies ist sehr mühsam.
Nach einer weiteren Ausführungsform oder den Beispielen
solcher Apprate, die in der oben erwähnten japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 61-8934 und der japanischen
Offenlegungsschrift Nr. 59-98709 beschrieben sind, wird
eine Kollimatorlinse als Beleuchtungslinse verwendet, um
zu bewirken, die Lichtbündel von einer festen Punktlichtquelle
zum parallelen Lichtfluß zu projizieren,
und das parallele Lichtbündel beleuchtet einheitlich
eine Mikroplatte des Reaktionsgefäßes durch eine
Verteilerplatte (Lichtdiffusionsplatte) hindurch, und
das Bild auf der konischen Bodenfläche des Reaktionsgefäßes
wird auf die lichtempfangende Fläche des sich bewegenden,
lichtempfangenden Elements fokussiert bzw.
gebündelt. Infolgedessen ist es notwendig, die
relative Stellung zwischen der Lichtquelle und dem
lichtempfangenden Element genau zu bestimmen. Die übliche
Technik hat den Nachteil einer geringen Genauigkeit
der Kollimatorlinse und eine zu große Ausdehnung des Beleuchtungsteils.
Außerdem ist die Kollimatorlinse sehr
kostspielig, was einen unvorteilhaft hohen Preis des
Apparats zum Nachweis der immunologischen Agglutination
ergibt.
Ein Ziel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, einen
Apparat zur Feststellung der immunologischen Agglutination
von kleinen Abmessungen und niedrigen Kosten zu
schaffen, ohne die Nachteile der üblichen Technologie
oder irgendwelche Verschlechterung der Prüfungsergebnisse.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat eine Agglutinations-
Prüfplatteneinheit, umfassend eine Anzahl von Reaktionsgefäßen,
wobei jedes eine geneigte Fläche in wenigstens
einem Teil der Bodenfläche des Reaktionsgefäßes hat, und
die Reaktionsgefäße nach Art einer Matrix (d. h. ein Gitter)
angeordnet und auf einer Basisplatte ausgebildet sind: eine Lichtquelle
ist auf einer Seite der Agglutinations-Prüfplatte
angeordnet zur Projektion durch diese und ein lichtaufnehmender
Teil ist auf der anderen Seite der Einheit vorhanden.
Die betreffenden Abbildungen der Agglutinationsmuster,
die auf der Bodenfläche der Vielzahl der Reaktionsgefäße
gebildet wurden, aufgrund der Bestrahlung, die
von dem lichtaussendenden Teil gesandt wird, werden auf
der lichtempfangenden Seite des lichtempfangenden Elements,
das den lichtempfangenden Teil mittels einer Linse
dargestellt, fokussiert, und als Ergebnis wird ein Signal
abgegeben, um das Agglutinationsmuster nachzuweisen.
Außerdem ist der obige lichtaussendende Teil mit mindestens
einer Punktlichtquelle versehen, die jeweils einem
betreffenden Reaktionsgefäß aus der Mehrzahl der Reaktionsgefäße
in einer Zeile oder Querreihe zugeordnet ist, wobei
diese Punktlichtquelle dem betreffenden Reaktionsgefäß
gegenüberliegt. Gemäß der Gestaltung des lichtaussendenden
Teils sind Hilfs- bzw. Neben-Punktlichtquellen an
beiden Enden der Reihe dieser primären Lichtquelle angeordnet.
Bei der Ausführung wird eine Prüfungsmethode von menschlichem
Blut des ABO-Typs als Beispiel in bezug auf die
immunologische Agglutination angewandt. Im allgemeinen
wird das menschliche Blut durch die Blutgruppe vom ABO-Typ
klassifiziert, und es wird in vier Gruppe eingeteilt,
nämlich Gruppe A, Gruppe B, Gruppe AB und Gruppe 0.
Um die betreffenden Blutgruppen im Blut festzustellen,
wird im allgemeinen zuerst das von einer Person gesammelte
Blut zentrifugiert in rote Blutkörperchen und Blutserum
und dann wird die Blutgruppen-Bestimmung durchgeführt.
Wenn die verschiedenen roten Blutkörperchen und das Serum
der obigen vier Blutgruppe vermischt werden, so
verkleben die Körperchen und Serum teilweise miteinander.
Das Phänomen der Verklebung oder Agglutination ist in
der folgenden Tabelle gezeigt.
In der obigen Tabelle bedeutet × Nicht-Agglutination
und ○ zeigt die Agglutination, welche bei der Prüfung
auftritt.
Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich, ist der Charakter
der roten Blutkörperchen der Gruppe 0 verschieden
von demjenigen der Gruppe A, B und AB und die roten
Blutkörperchen der Gruppe AB haben die betreffenden Eigenschaften
der roten Blutkörperchen der Typen A und B.
Bei der Durchführung der Prüfung werden zwei Probenflüssigkeiten
hergestellt, indem verdünnte Lösungen den
betreffenden roten Blutkörperchen jede Blutgruppe zugefügt
werden, und dann wird Anti-A-Blutserum (Blutserum
vom Typ B) und Anti-B-Blutserum (Blutserum vom Typ A)
der Prüfungsmittel den betreffenden Probeflüssigkeiten
zugefügt, um die Blutgruppe der Person zu beurteilen.
In diesem Falle war die Blutgruppe der Person die Gruppe A,
und es wurde Anti-A-Blutserum dem Blut zugesetzt,
um die Agglutination durchzuführen und keine Agglutination
(Anhäufung) trat auf. Wenn das Blut der Person bei Verwendung
von Anti-A-Blutserum nicht agglutinierte und durch
Anti-B-Blutserum agglutinierte, ist es Gruppe B. Im Falle,
daß durch Verwendung von Anti-A-Blutserum und Anti-B-Blutserum
agglutiert wurde, war der Bluttyp der Person
Gruppe AB. Wenn keine Agglutination durch Verwendung von
Anti-A- und Anti-B-Blutserum auftrat, ist es Gruppe 0.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen.
Fig. 1 ist eine Konstruktionsansicht des Hauptteils
eines Apparats zum Nachweis der immunologischen
Agglutination gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 zeigt die innere Bauweise des lichtaussendenden
Teils und des lichtempfangenden Teils der Konstruktion
gemäß Fig. 1;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der in
Fig. 1 dargestellten Lichtempfangseinheit;
Fig. 4 ist eine erläuternde Ansicht und zeigt ein
Beispiel der Anordnung der lichtempfangenden Einheit gemäß
Fig. 1;
Fig. 5 zeigt die gesamte Struktur der in Fig. 1
gezeigten Mikroplatte;
Fig. 6 ist eine skizzierte, perspektivischen Ansicht
des gesamten Aufbaus der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 7 ist ein Querschnitt entlang der Linie 7-7
von Fig. 6;
Fig. 8 ist eine Erläuterungsansicht der Beziehung
zwischen den Steuerungsmitteln der Lichtintensität und
der Lichtquelle der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform;
Fig. 9 ist eine andere Erläuterungsansicht der
Beziehung ähnlich Fig. 8;
Fig. 10 ist eine Erläuterungsansicht der Arbeitsweise
der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform;
Fig. 11 zeigt Beispiele der Ausgangsmuster;
Fig. 12 ist eine Entwurfsansicht, welche den
Aufbau einer zweiten Ausführungsform der Erfindung
veranschaulicht;
Fig. 13 ist eine Ansicht der in Fig. 12 dargestellten
horizontalen Platte und eine Erläuterungsansicht,
welche die Stellungsbeziehung zwischen den Fenstern
und den Reaktionsgefäßen erläutert;
Fig. 14 ist eine Erläuterungsansicht, welche den
Aufbau einer dritten Ausführungsform der Erfindung
veranschaulicht;
Fig. 15 ist eine Ansicht der horizontalen Platte
und eine Erläuterung, welche die Stellungsbeziehung zwischen
den Fenstern und den Reaktionsgefäßen veranschaulicht;
Fig. 16 ist eine Entwurfsansicht der Struktur einer
vierten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Fig. 17(a) ist eine Erläuterungsansicht der in
Fig. 16 dargestellten optischen Filters und Fig. 17(b)
ist eine Erläuterung des lichtvermindernden Effekts des
optischen Filters gemäß Fig. 17(a);
Fig. 18(a) ist eine Erläuterung der Bedingung,
unter welcher die Wirkung des Schattens, der durch die
Lichtbeugung im untersten Punkt des in Fig. 16 dargestellten
Reaktionsgefäßes auftritt, vermindert wird, und
Fig. 18(b) zeigt den Ausgang des Primär-CCD-Sensors,
wenn das Reaktionsgefäß leer ist;
Fig. 19(a)-(c) zeigen die Ausgangswellen, wie sie
der Primär-CCD-Sensor entsprechend der typischen Agglutinationsmuster
in der Ausführungsform der Fig. 16
erhielt;
Fig. 20 ist eine Entwurfsansicht für die Konstruktion
einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform; und
Fig. 21 bis 23 sind Erläuterungen der funktionellen
Aspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung
beschrieben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 10.
Die Vorrichtung zum Nachweis der immunologischen Agglutination,
die in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt eine Mikroplatte
1 als Agglutinations-Prüfplatte, bestehend aus
einer Anzahl von Reaktionsgefäßen 1a, die so ausgebildet
sind, daß sie kegelförmige Bodenflächen haben, wie
in Fig. 2 gezeigt ist, und die in senkrecht bzw. rechtwinklig
erstreckenden Reihen und Kolonnen angeordnet
sind, welche in der Wirkung eine Matrix- oder Gitterkonfiguration
aufweisen (Fig. 4, 5) auf einer transparenten
Basisplatte 1b. Ein lichtaussendender Teil 4 ist auf einer
Seite (Oberseite in Fig. 1) zur Projektion durch die
Mikroplatte 1 angebracht, und eine lichtempfangende Einheit
10, die als lichtempfangender Teil ausgebildet ist,
ist aus der anderen Seite (Unterseite in Fig. 1) angebracht.
Der lichtaussendende Teil 4 umfaßt lichtaussendende Dioden
2D, 2C, 2B, 2A, 2D′, 2C′, 2B′, 2A′, welche primäre
Punktlichtquellen sind und die jeweils gegenüber den
Reaktionsgefäßen 1 1i, 1 2i, 1 3i, 1 4i, 1 5j, 1 6j, 1 7j, 1 8j,
welche irgendeine Kolonne (hier Kolonne i) und die benachbarte
Kolonne (hier Kolonne j) einer Anzahl von Reaktionsgefäßen
bilden, die auf der Mikroplatte 1 nach
Art einer Matrix angeordnet sind, liegen. Außerdem hat
der lichtaussendende Teil 4 andere lichtaussendende Dioden
2E, 2F, 2G, 2H als zusätzliche Punktlichtquellen,
die jeweils am Ende der lichtaussendenden Dioden 2A,
2D, 2A′, 2D′ angeordnet sind, so daß sie benachbart zu
den gegenüberliegenden Enden jeder Kolonne der lichtaussendenden
Dioden 2D, 2C, 2B, 2A und 2D′, 2C′ 2B′, 2A′
angeordnet sind. Zwischen dem lichtaussendenden Teil 4
und der Mikroplatte 1 sind Lichtwellenverteilungsplatten 31A,
31B, die parallel mit der Mikroplatte 1 mit einem festen
Abstand dazwischen angeordnet sind.
Erfindungsgemäß ist es möglich, aufgrund der besonderen
Konstruktion das Lichtvolumen oder die Intensität an
beiden Endteilen jeder Kolonne der lichtaussendenden
Dioden 2A, 2B . . . weniger oder gering werden zu lassen
so daß eine im wesentlichen einheitliche Verteilung und
parallele Lichtbündel auf die Mikroplatte 1 strahlen.
Die lichtempfangende Einheit 10 beteht aus einem Linsenhalter
5, der mit verschiedenen konvexen Linsen 6 ausgestattet
ist, die in regelmäßigen Abständen angeordnet
sind, so daß sie den betreffenden Reaktionsgefäßen 1
gegenüberstehen, und ein Primär-CCD-Sensor 7 wird am Boden
des Linsenhalters 5 wie in Fig. 2 gezeigt, gehalten.
Im einzelnen hat der Linsenhalter 5 praktischerweise das
Aussehen wie in Fig. 3 gezeigt, und eine Vielzahl von
Löchern (in dieser Ausführungsform vier) ist in dem
gleichen Abstand angeordnet wie derjenige zwischen den
Reaktionsgefäßen 1a, 1a, benachbart zueinander in der
Längsrichtung des Halters 5. An den Umfangswänden der
Löcher 5a sind die konvexen Linsen 6 angebracht. Am Bodenteil
des Linsenhalters 5 ist der Primär-CCD-Sensor 7
in einem festen Abstand von der konvexen Linse 6 montiert,
gleich der Brennweite der Linse 6. Der Primär-CCD-Sensor
7 ist parallel mit der Mikroplatte 1. Als Ergebnis werden
die diesbezüglichen Bilder der Agglutinationsmuster gebildet
auf den Bodenflächen der vier Reaktionsgefäße 1 1i,
1 2i, 1 3i, 1 4i in Kolonne i, die in einer Matrixform auf
der Mikroplatte 1 angeordnet sind und die mittels Lichtstrahlung
aus den lichtaussendenden Dioden 2A, 2B . . .
zustande kamen, adaptiert, um auf dem Primär-CCD-Sensor
7 durch die konvexen Linsen 6 fokussiert zu werden. So
können Bilder des Agglutinationsmusters, das auf den
Bodenflächen der vier Reaktionsgefäße 1 1i, 1 2i, 1 3i, 1 4i
gebildet wurde, zu einer Zeit durch den Primär-CCD-Sensor
7 festgestellt werden. Da eine konvexe Linse 6 strukturell
in jedem Loch 5a, das in dem Linsenhalter 5 gebildet
ist, gehalten wird, wird im wesentlichen keine
Wirkung des Lichts, das durch das dem Loch benachbarte
Reaktionsgefäß 1 geht, beeinflußt.
Gemäß der obigen Ausführungsform werden zwei lichtempfangende
Einheiten 10 verwendet und die diesbezüglichen Einheiten
sind auf der Oberseite einer beweglichen Platte
16 (Fig. 7) angebracht, welche weiter unten beschrieben
ist, so daß die diesbezüglichen Längsteile der lichtempfangenden
Einheiten 10 sich entlang der Reaktionsgefäße
1 1i, 1 2i, 1 3i, 1 4i, 1 5j, 1 6j, 1 7j, 1 8j der Kolonnen
i und j überschneiden.
In der Praxis sind diese lichtempfangenden Einheiten 10
und 10 durch eine Verbindung 10A, dargestellt in den
Fig. 3 und 4, verbunden. Infolgedessen sind diese lichtempfangenden
Einheiten 10 wie in Fig. 4 angeordnet, so
daß die vier Löcher 5a, 5a . . . , die in jedem Linsenhalter
5 ausgebildet sind, in regelmäßigen Abständen identisch
zu denjenigen zwischen den Reaktionsgefäßen,
die einander benachbart sind, entlang der Längsrichtung
des Halters 5 mit den Reaktionsgefäßen 1 1i, 1 2i, 1 3i,
1 4i, 1 5j, 1 6j, 1 7j, 1 8j übereinstimmen. In diesem Fall
ist eine Anzahl von Reaktionsgefäßen 1a in der Mikroplatte 1
in Matrixform von acht (8) Reihen und zwölf (12)
Reihen (oder Zeilen) angeordnet und ausgebildet und die
Mikroplatte 1 mit den Raktionsgefäßen 1a ist auf eine
horizontale Platte 11 (Fig. 6) aus transparentem Material
montiert, welche horizontale Platte 11 einen Teil des
Apparats 20 zur Feststellung der immunologischen Agglutination,
wie in Fig. 6 gezeigt, dargestellt.
Der Apparat 20 zum Nachweis der immunologischen Agglutination
gemäß vorliegender Erfindung hat am Ende ein
Stützglied oder eine Wand 12A und am anderen Ende ein
Stützglied oder eine Wand 12B, welche die horizontale
Deckplatte 11 vom Boden her stützen. Es ist ferner eine
Verstärkungsplatte 12C vorhanden, welche sich zwischen
diesen Stützgliedern 12A und 12B befindet, so daß diese
miteinander stabil verbunden sind. Ein Führungsschaft
(Welle) 13 ist auf dem erfindungsgemäßen Apparat zum
Nachweis der immunologischen Agglutination in Längsrichtung
der horizontalen Platte 11 installiert, der sich
zwischen den Stützgliedern 12A und 12B erstreckt und von
diesen getragen wird. Außerdem ist ein weiterer Führungsschaft
bzw. Welle 14 mit einem Außengewinde im
Eingriff mit einer Gewindespindel mit Kugelmutter vorhanden,
welches Gewinde entlang der gesamten Länge der Welle vorhanden
ist, drehbar auf den Stützen 12A und 12B unterstützt,
ist und erstreckt sich parallel zu dem ersten Gewindeschaft
bzw. Welle 13.
Beide Wellen 13 und 14 haben einen Kasten 15 gleitbar
und hin- und herschiebbar entlang dieser Wellen montiert.
Der Kasten 15 hat ein Loch 15a mit einem Durchmesser
fast identisch mit demjenigen der Welle 13 und ein Loch
15b mit einem Durchmesser im wesentlichen identisch mit
demjenigen der Welle 14. Im Inneren des Kastens 15 sind
Muttergewindeteile eines Kugelgewindes, gegenüber
den Außengewindeteilen vorhanden (nicht dargestellt).
Eine bewegliche Platte 16 zum Montieren der lichtempfangenden
Einheit 10 ist auf der Oberseite des Kastens 15 so
montiert, daß sie parallel mit der horizontalen Platte
11 verläuft und darauf fixiert ist. Seitliche Stützplatten
18A und 18B stützen eine obere Platte 17 an beiden Enden
der oberen Platte. Diese Stützplatte sind an gegenüberliegenden
Seiten der beweglichen Platte 16 in rechtem
Winkel angebracht. Die lichtaussendenden Dioden 2A, 2B . . .
sind auf der Unterseite der oberen Platte 17 fixiert.
Die Lichtverteilerplatte 31A und 31B werden auf der unteren
Seite der oberen Platte 17 fest eingebaut gehalten.
Es existiert ein LED-Antriebskreis (Fig. 12) zum
Betreiben der lichtaussendenden Dioden 2A, 2B . . . auf
der Unterseite der oberen Platte 17. Der LED-Antriebskreis
ist mit elektronischen Elementen versehen, wie
IC und dergl. Nach dieser Ausführungsform hat der LED-
Antriebsstromkreis auch Lichtintensitäts-Steuerungsmittel
22A-22D zum Einstellen jeder lichtaussendenden
Diode 1A, 2B . . . (siehe Fig. 8).
Auf der Oberseite der beweglichen Platte 16 ist eine
Basisplatte 19 fest angeordnet, parallel mit der beweglichen
Platte 16. Die Basisplatte 19 hat einen CCD-
Antriebsstromkreis (siehe Fig. 12) zum Betreiben des
Primär-CCD-Sensor 7, der mit beispielsweise IC und
dergl. aufgebaut ist und auf der Basisplatte 19 montiert
ist.
Ein Motor 21 zum Drehen der Welle 14 durch einen Getriebemechanismus
(nicht dargestellt) ist außerhalb des Stützgliedes
12A installiert. Wenn demnach der Motor 21 startet,
bewegen sich die bewegliche Platte 16 und die aufeinandergeschichtete,
obere Platte 17 und die horizontale
Platte 11 und die Mikroplatte 1 von oben und unten
zusammen als Einheit entlang der Richtung des Pfeils A.
Mit anderen Worten, diese Platten 16 und 17 sind angepaßt,
um sich entlang der Querreihen der Reaktionsgefäße
1a, die auf der Mikroplatte aufgebracht sind, hin und her
zu bewegen.
Der hier verwendete Primär-CCD-Sensor 7 ist ein Allzweck-Primär-CCD-Sensor.
Der Sensor 7 hat eine lichtaufnehmende
Seite, auf der eine Vielzahl von photoelektrischen Umwandlungselementen
mit Lichtempfindlichkeit in einer Reihe
angeordnet ist. Aufgrund der besonderen Struktur werden
die Bilder der auf den Bodenflächen der Reaktionsgefäße
1a, 1a . . . gebildeten Agglutinationsmuster in fünf
Teile geteilt durch eine Vielzahl von photoelektrischen
Umwandlungselementen, und sie werden durch die Elemente
je nach der Intensität des Lichtstrahls auf den Sensor 7
in elektrische Signale umgewandelt. Nach dieser Ausführungsform
werden die elektrischen Signale zu einer nichtdargestellten
CPU (Zentraleinheit, Zentralrechner; nicht
gezeigt) durch einen nichtgezeigten Analog/Digital-Umwandler
gesandt, wie es in dem üblichen System bekannt
ist, um das Agglutinationsmuster der Testprobe zu beurteilen
bzw. nachzuweisen.
Die Arbeitsweise des die immunologische Agglutination
nachweisenden bzw. feststellenden Apparats 20, der wie
oben erwähnt ausgebildet ist, wird unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen beschrieben.
Zunächst werden vor dem Nachweis der Agglutinationsmuster
diesbezügliche Lichtintensitäts-Kontrollmittel 22A,
22B . . . verwendet, um das Volumen oder die Intensität des
Lichts zu steuern. Beispielsweise
sind unter den Bedingungen des in den Fig. 1 und 4 dargestellten
Apparats einige Reaktionsgefäße 1 4i, 1 5j gegenüber
den lichtaussendenden Dioden 2A und 2D′ heller als
andere Reaktionsgefäße, da nur diese Reaktionsgefäße 1 4i,
1 5j von drei lichtaussendenden Dioden bestrahlt werden,
so daß die Lichtintensität dieser lichtaussendenden Dioden
2A und 2D′ erniedrigt wird, wie gleichzeitig die
Lichtintenstität der lichtaussendenden Dioden 2E und 2H
als Hilfslichtquelle. Weiterhin werden die Lichtintensitäten
der lichtaussendenden Dioden 2B, 2C, 2D, 2A′, 2B′,
2C′ dementsprechend eingestellt, um diese Intensitäten
auf die gleiche Strahlung zu bringen, und dann werden
die lichtaussendenden Dioden 2F und 2G der Hilfslichtquellen
dementsprechend gesteuert.
Wenn der Motor 21 betrieben wird, beginnt die bewegliche
Platte 16 ihre Bewegung und Positioniermittel (nicht
dargestellt)
steuern die CPU (nicht dargestellt).
Wenn die lichtempfangenden Einheiten 10, 10, dargestellt
in den Fig. 1 und 4, in eine Stellung unterhalb jeder
Kolonne bzw. Reihe der Reaktionsgefäße 1A, die in der
Mikroplatte 1 gebildet sind, bewegt werden und in dieser
Position gestoppt werden, beleuchten die Lichtbündelstrahlen
aus den lichtaussendenden Dioden 2A, 2B . . .
die Mikroplatte 1 durch die Lichtverteilerplatten 31A
und 31B. Als Ergebnis der Bestrahlung werden entsprechende
Bilder der Agglutinationsmuster, die auf den Bodenflächen
der acht bestrahlten Reaktionsgefäße, beispielsweise
Gefäße 1 1i, 1 2i, 1 3i, 1 4i, 1 5j, 1 6j, 1 7j, 1 8j, . . .
gebildet werden, jeweils auf der entsprechend placierten
Lichtempfangseinheit 10 emfpangen. Die Bilder, welche
durch die Lichtstrahlung aus den lichtaussendenden Dioden
2A, 2B . . . gebildet wurden, werden auf dem Primär-CCD-Sensor
7 durch die entsprechende konvexe Linse 6
fokussiert. Ausgangssignale von den Primär-CCD-Sensoren
7, 7 werden zur CPU (nicht dargestellt) durch den Analog/Digital-Umwandler
(nicht dargestellt) gesandt. Die Zentraleinheit
CPU berechnet die Entfernung oder die
Position der bewegten Platte 16 aus dem Speisungsvolumen
oder der Umlaufzahl des Motors, um die spezielle
Reihe der der Prüfung unterworfenen Reaktionsgefäße zu
bestimmen, und dann wird das Agglutinationsmuster der
Testprobe in jedem Reaktionsgefäß automatisch bestimmt.
Ein Beispiel für das Nachweis- bzw. Beurteilungsverfahren
wird im folgenden gegeben.
Bei einem Nachweisverfahren der Blutgruppe AB0 werden
Blutzellenteilchen miteinander vereinigt oder zusammen
ausgeflockt durch Blutserum in einem Agglutinationsphänomen
und einheitlich auf den kegelförmigen Bodenseiten
der Reaktionsgefäße 1a abgesetzt und haben das Aussehen
von Schnee. Wenn keine Agglutination auftritt, werden
die Zellteilchen gestreut oder abgetrennt und sinken
auf die kegelförmigen Bodenseiten der Reaktionsgefäße und
dann rollen diese getrennten Teilchen hinunter entlang
der Neigung der Wände zu dem unteren, mittleren Teil der
Bodenfläche, um sich hier abzusetzen.
Fig. 10 zeigt eine vergrößerten Ansicht der Bodenfläche
des Reaktionsgefäßes 1a. Der Radius der Bodenfläche des
Reaktionsgefäßes 1a ist 6 mm, die Tiefe des geneigten
Teils ist 1,5 mm und der Neigungswinkel ist 30°. Fig. 10
zeigt die Bedingung, daß die agglutinierten oder zusammen
ausgeflockten Blutzellenteilchen auf der Bodenfläche
agglutiniert oder zusammen ausgeflockt sind und darauf
einheitlich abgesetzt sind. Ein solches einheitliches
Absetzmuster kann beispielsweise erreicht werden bei der
Prüfung der Blutgruppe AB0, indem Anti-A-Blutserum (Blutserum
Typ B) zu einer Suspension roter Blutkörperchen
vom Typ A gegeben wird und diese auf natürliche Weise oder durch
Gravitation absetzen gelassen wird. Wenn die roten Blutkörperchen
einheitlich, wie oben beschrieben, abgesetzt
werden, verkleben diese Körperchen miteinander durch
Blutserum, so daß im wesentlichen kein Herunterrollen-
Phänomen der roten Blutkörperchen entlang der geneigten
Fläche des Reaktionsgefäßes auftritt, im Gegenteil, sie
werden einheitlich auf der Bodenfläche abgesetzt.
Bei näherer Betrachtung des Absetzmusters ist ersichtlich,
daß eine beträchtliche dicke Ablagerung nahe dem
untersten Mittelteil bei Punkt A vorhanden ist und eine
eher dünne Ablagerung auf einem seitlichen Teil C. In
dem Mittelteil B zwischen dem Teil C und dem Punkt A
verändert sich die Dicke allmählich und kontinuierlich.
Demgemäß ist das Lichtdurchlässigkeitsvolumen am geringsten
im Punkt A und steigt allmählich gegen das Seitenteil C
an und erreicht seine stärkste Größe neben dem
Seitenteil C des Reationsgefäßes 1a. Als Ergebnis ändert
sich der Ausgang des Primär-CCD-Sensors 7 je nach
der besonderen Bedingung des Lichtdurchlässigkeitsvolumens,
so daß der Zentralrechner beurteilt, daß es ein
einheitliches Absetzmuster der Blutgruppe A der untersuchten
Person ergibt.
Fig. 11 zeigt die Bilder von Agglutinationsmustern, die
auf der lichtempfangenden Seite des Primär-CCD-Sensors 7
fokussiert sind, und den Ausgang des Sensors 7, wenn
solche Agglutinationsmuster, wie oben beschrieben, gebildet
werden. Das linkeste Diagramm ist ein Ausgang,
entsprechend dem Muster, wenn keine Agglutination auftritt,
das mittlere Diagramm zeigt einen Ausgang entsprechend
einem gleichmäßigen Ablagerungsmuster und das
Diagramm rechts ist ein Ausgangsmuster einer freien
Bodenfläche eines leeren Reaktionsgefäßes.
Wie oben beschrieben und in den Fig. 3 und 4 dargestellt,
sind in Übereinstimmung mit einer Durchführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei lichtempfangende Einheiten
10 durch ihre Längsrichtung sich überschneidenden
Teile mittels des Verbindungsgliedes 10A, die
eine Kurbelform bilden, miteinander verbunden und entsprechend
sind die Primär-CCD-Sensoren 7, die an den
Bodenflächen der lichtempfangenden Einheiten 10 montiert
sind, entlang der Reihen bzw. Kolonnen der Reaktionsgefäße
1a derart angebracht, daß es möglich ist, zu einer
Zeit gleichzeitig mehrere Lichtbilder der Agglutinierungen
in einer Kolonne zu machen, wobei die Bilder
auf den Bodenflächen der Reaktionsgefäße 1a, die in
einer Matrixform auf der Mikroplatte 1 liegen, gebildet
werden. Infolgedessen ist es möglich, die Agglutination
der Testproben in allen Reaktionsgefäßen 1a der Mikroplatte
1 durch Scannen entlang einer einzigen Richtung
festzustellen, und die Stellungsgenauigkeit kann verbessert
werden, so daß die Prüfzeit der Reaktionsgefäße
1a in bezug auf den Fall, bei dem Scannen sowohl in Querrichtung
als auch in Längsrichtung notwendig ist, vorteilhafterweise
beträchtlich verkürzt werden kann. Es
ist auch sehr leicht, die Lichtintensitätsstrahlung auf
die verschiedenen Reaktionsgefäße 1a infolge der Funktion
der lichtaussendenden Hilfsdioden 2E, 2F, 2G, 2H,
wie sie an beiden Enden der Reihe der primären, lichtaussendenden
Dioden 2A, 2B . . . gelegen sind, zu schaffen
und zu steuern. Da keine Beleuchtungslinse in dem Untersuchungsapparat
verwendet wird, ist es möglich, die Herstellungskosten
des Apparats durch die Kosten für die
Linse zu senken und demgemäß die gesamte Abmessung des
Apparats zu miniaturisieren. Außerdem wird durch die
Tatsache, daß lichtaussendende Dioden als Lichtquellen
in dem Apparat verwendet werden, eine verbesserte Zuverlässigkeit,
Stabilität und niedriger Energieverbrauch
erreicht.
Es ist möglich, lichtregulierende Mittel 22E, 22F, 22G,
dargestellt in Fig. 9, zu verwenden anstelle der das
Lichtvolumen oder die Intensität steuernden Mittel 22C,
um die Kontrollfunktion der Lichtintensität-Steuermittel
22C in drei getrennte Funktionen aufzuteilen, wodurch
es möglich wird, die Intensität genauer zu steuern
bzw. zu kontrollieren.
Da der erfindungsgemäße Apparat zur Feststellung der
immunologischen Agglutination wie oben angegeben gebaut
ist und funktioniert, ist es möglich, Licht einheitlich
Strahlung auf die betreffenden Reaktionsgefäße, die
in der Agglutinationsprüfplatte des Apparats gebildet
sind, zu strahlen, ohne irgendwelche Strahlungslinsen,
wie bei den früheren Geräten. Infolgedessen ist es möglich,
aus der Apparatur jedwede Strahlungslinse, wie
eine Kollimatorlinse, wegzulassen, ohne Verminderung der
Zuverlässigkeit des Prüfungsergebnisses. So kann das
optische System vereinfacht und die Apparatur miniaturisiert
werden und die Herstellungskosten des Apparats vermindert
werden.
Eine zweite Ausführungsform des Apparats zur immunologischen
Agglutinationsbestimmung wird in bezug auf die Fig. 12
und 13 erläutert. Entsprechende Teile dieser Ausführungsform
werden durch die gleichen Bezugszahlen, wie sie
zur Identifizierung der Teile der erstbeschriebenen Ausführungsform
verwendet wurden, identifiziert.
Der in Fig. 12 dargestellte Apparatur hat eine Mikroplatteneinheit
1 einer Agglutinationsprüfplatte, bestehend
aus einer lichtdurchlässigen Basisplatte 1b und einer
Vielzahl von Reaktionsgefäßen, wobei jedes zweckmäßig
mit 1a bezeichnet ist, die in einer gitterähnlichen oder
Matrixform angeordnet sind und konische Bodenflächen
haben. Eine Reihe von lichtaussendenden Dioden, die jede
zweckmäßig mit 2A bezeichent sind, von lichtaussendenden
Mitteln ist auf der einen Seite der Mikroplatte 1 (an
der Oberseite in Fig. 12) angeordnet und der Primär-CCD-
Sensor 7 eines lichtempfangenden Mittels ist auf der
anderen Seite derselben (auf der unteren Seite in Fig. 12)
angeordnet. Zwischen den lichtaussendenden Dioden 2A,
2A . . . und der Platte 1 sind Lichtverteilungsplatten 31A
und 31B derart angebracht, daß sie parallel zur Platte 1
in einem festen Abstand dazwischen sind. Infolgedessen
strahlen im wesentlichen einheitliche und parallele
Lichtstrahlen auf die Mikroplatte 1. Zwischen der Mikroplatte
1 und dem Primär-CCD-Sensor 7 ist eine einzige
konvexe Linse 6 entsprechend jedem Reaktionsgefäß 1a.
Die konvexen Linsen 6 werden in einem Linsenhalter 5 gehalten,
der eine Vielzahl (vier in dieser Ausführungsform)
von Löchern 5a, 5a . . . , in gleichmäßigem Abstand,
der identisch mit demjenigen zwischen den benachbarten
Reaktionsgefäßen 1a, 1a ist, und entlang der Längsrichtung
des Linsenhalters 5 angeordnet, aufweist. Entsprechende
konvexe Linsen 6 sind an der Innenwand jedes
Lochs 5a befestigt. Am Bodenteil des Linsenhalters 5
ist der Primär-CCD-Sensor 7 vertikal getrennt durch einen
festen Abstand von der konvexen Linse 6, der im wesentlichen
identisch mit der Brennweite der konvexen
Linse 6 ist. Der Sensor 7 ist parallel zur Mikroplatte 1.
Außerdem ist bei dieser Ausführungsform eine horizontale,
lichthemmende Maskenplatte 11′ mit jeweils einem einzigen
lichtdurchlässigen Fenster 11a entsprechend jedem
Reaktionsgefäß 1a der Mikroplatte 1 an die Mikroplatte
1 angrenzend angebracht.
Wie in Fig. 12 gezeigt, stellt die horizontale Maske 11′
einen Teil der horizontalen Deckplatte 11, die in Fig. 6
gezeigt ist, dar und die Mikroplatte 1 ist darauf montiert.
Die Mikroplatte 1 hat eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen
1a, 1a . . . , die darauf in einer Matrix von
acht (8) Kolonnen bzw. Reihen oder zwölf (12) Reihen oder
Zeilen angeordnet ist; eine solche Anordnung ist in
Fig. 5 gezeigt. Die Fenster 11a, 11a . . . , durch die das
Licht passiert, sind im Teil 11′ der horizontalen Platte
11 bzw. den Matrixstellen entsprechend den Reaktionsgefäßen
1a, 1a . . . ausgebildet.
Der Durchmesser der lichtdurchlässigen Fenster 11a ist
etwas kleiner als der Durchmesser der Reaktionsgefäße 1a,
jedoch ist er groß genug, daß das Licht von dem betreffenden
Reaktionsgefäß 1a durchgeht (siehe Fig. 12).
Vorzugsweise besteht die horizontale Platte 11 einschließlich
des Teils 11′ vollständig aus transparentem
Plastikmaterial und eine lichtundurchlässige Abdichtungsplatte
oder Film 11b mit den genannten Fenstern 11a darin
ist an die Platte 11 angeklebt, um das Licht daran zu
hindern, durch einen anderen Teil der horizontalen Platte
anders als die Fenster durchzugehen. Es ist möglich,
anstelle der Anbringung der Abdichtung 11b die notwendigen
Teile der horizontalen Platte 11 zu färben oder die
Fenster 11a aus transparenten Glasscheiben oder Kunstharz
herzustellen und andere Teile aus schattiertem Material
herzustellen und dann diese zu kombinieren. Auch
ein sog. optisches Filter kann für diesen Zweck verwendet
werden.
Die übrige Konstruktion dieser zweiten Ausführungsform
entspricht im wesentlichen der zuerst beschriebenen Ausführungsform.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist der lichthemmende
Schild oder Film 11b mit Fenstern 11a an das
transparente Teile, welches die horizontale Platte 11
definiert, derart angeklebt bzw. befestigt, daß es möglich
ist, das Licht anders als dasjenige, das durch die
Reaktionsgefäße hindurchgeht, wirksam vor dem Eintritt
in die konvexen Linsen 6 (siehe Pfeile E, E′ in
Fig. 11) zu hemmen, so daß die Prüfgenauigkeit dieser
Testproben verbessert wird.
Da die lichtaussendenden Dioden 2A und der Primär-CCD-
Sensor 7 angepaßt sind, sich in einer fixierten Stellungsbeziehung
einheitlich zu bewegen, ist es möglich,
die Prüfgenauigkeit weiter zu verbessern. Außerdem werden
aufgrund der Tatsache, daß die Mikroplatte 1 stationär
ist, agglutinierte und in dem Reaktionsgefäß 1a abgesetzte
Teilchen nicht der Vibration und anderen nachteiligen
Wirkungen, welche zu einer Verteilung derselben
führen würde, unterworfen, so daß das Reaktionsergebnis
vorzugsweise stabil gehalten wird. Auch wenn
Fremdkörper zufälligerweise auf die Apparatur vor Montierung
der Mikroplatte 1 fallen, verhindert die horizontale
Platte 11, daß die Fremdkörper in den Linsenhalter
5 und die konvexen Linsen 6 und den Kugelmuttergewindespindelteil
zum Antrieb des optischen Systems der
Apparatur eindringen.
Eine dritte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf
Fig. 14 und 15 beschrieben. Es werden die gleichen Bezugszahlen
verwendet, die die gleichen Strukturteile der
dritten Ausführungsform wie bei der zweiten Ausführungsform
beschreiben.
Wie in Fig. 14 dargestellt, steigt die horizontale Deckplatte
11 auf die Seitenstützflansche 1c der Mikroplatte
1 und die horizontale Platte 11 hat einen erhöhten
Plattenanteil 41, der sich darunter erstreckt und im allgemeinen
parallel zur Platte 1b ist. Dieser erhöhte
Plattenanteil 41 wirkt als lichthemmende Maske und hat
darauf eine Vielzahl von runden Löchern 41a, die als
Fenster dienen, durch die das Licht passiert. Die runden
Löcher 41a entsprechen den Reaktionsgefäßen 1a der
Mikroplatte 1 und sind mit ihnen ausgerichtet. Der
Durchmesser des runden Lochs 41a ist so bemessen, daß es
möglich ist, einen Teil des konischen Bodenteils des
betreffenden Reaktionsgefäßes 1a nach unten hin und
durch das runde Loch 41a hineinragen zu lassen mit einem
kleinen, ringförmigen Spalt dazwischen, wenn die Mikroplatte
1 auf der horizontalen Platte 11 angebracht ist.
Das Loch 41a ist leicht kleiner im Durchmesser als der
äußere Durchmesser des Reaktionsgefäßes 1a. Die Platte
41 ist im allgemeinen nicht-transparent, um das Durchlassen
von Licht zu verhindern.
Andere Konstruktionsmerkmale dieser Ausführungsform sind
die gleichen wie bei der zweiten Ausführungsform.
Die dritte Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben
ausgebildet ist, hat im wesentlichen die gleiche
Funktion und Wirkung wie die zweite Ausführungsform. Bei
dieser dritten Ausführung ist es möglich, da der konische
Teil des Bodenteils des Reaktionsgefäßes 1a wechselweise
mit dem betreffenden runden Loch 41a wirkt, ohne
Schwierigkeiten zu verhindern, daß die Mikroplatte 1 an
einer irrtümlichen Stelle montiert wird.
Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme
auf die Fig. 16 bis 19 erläutert. Die entsprechenden
Teile dieser Ausführungsform sind wiederum durch
die gleichen Bezugszeichen, wie sie oben verwendet wurden,
identifiziert, jedoch soll aus Gründen der Hintergrundinformation
zunächst auf die Fig. 21 bis 23 Bezug
genommen werden. Normalerweise wird der konische Bodenteil
des Reaktionsgefäßes 1a gleichmäßig bestrahlt, so
daß das Lichtvolumen im mittleren Bodenteil des Reaktionsgefäßes
1a das größte ist und am Seitenteil des Reaktionsgefäßes
eher nicht ausreichend ist. Wie in den
Fig. 22(a) und 22(b) dargestellt, differieren die Lichtdurchlässigkeitsverhältnisse
entsprechend dem Einfallswinkel
auf die konvexe Linse 6 und die Musterbildung, die
auf den Primär-CCD-Sensor projiziert werden, sind im
wesentlichen im zentralen Teil hell und werden gegen den
peripheren Teil dunkler, je nach der besonderen Öffnung
der Linse und einer gewissen Begrenzung der Brennweite,
usw. Demgemäß ist die Genauigkeit beim Ablesen des Primär-CCD-Sensors
7 hoch im mittleren Teil und niedrig im
peripheren Teil. Im Gegensatz dazu wird praktisch, wie
in Fig. 23 gezeigt, etwas Schatten im mittleren Bodenteil
des Reaktionsgefäßes 1a infolge des Lichtbeugungsphänomens
erzeugt, und ein Schatten wird in Form einer
Nase N (Fig. 11) an der zentralen Bodenfläche festgestellt,
wie durch die Wellenform am Sensorausgang gezeigt
ist. Es ist möglich, irrtümlich einen leeren Zustand
oder Agglutinationszustand des Reaktionsgefäßes
als einen Agglutinationszustand zu beurteilen.
Gemäß der in Fig. 16 gezeigten Ausführungsform hat die
Apparatur zur Bestimmung der immunologischen Agglutination
eine Mikroplatte 1 der Agglutinations-Prüfplatte,
bestehend aus der transparenten Basisplatte 1b, und
eine Anzahl von Reaktionsgefäßen 1a ist darauf ausgebildet
und in einem Gitter- oder Matrixmuster angeordnet,
wobei die Gefäße 1a konische Bodenflächen haben,
lichtaussendende Dioden 2A, die als lichtaussendende
Mittel verwendet werden, sind auf der einen Seite der
Mikroplatte 1 angeordnet (auf der Oberseite von Fig. 16),
und der Primär-CCD-Sensor 7, der als lichtaufnehmendes
Mittel verwendet wird, ist auf der anderen Seite der
Mikroplatte 1 angeordnet. Die Mikroplatte 1 ist angepaßt,
auf die horizontale Deckplatte (wie die Platte 11
in Fig. 6) montiert zu werden, die einen Teil des Apparats
zum Nachweis der immunologischen Agglutination darstellt.
Derjenige Teil der horizontalen Platte 11, auf
dem die Mikroplatte 1 montiert ist, hat eine darin ausgebildete
Öffnung, und die Öffnung ist angepaßt, um
durch die Mikroplatte 1 verschlossen zu werden.
Zwischen den lichtaussendenden Dioden 2A und der Mikroplatte
1 ist eine Lichtverteilerplatte 31 und eine optische
Filterplatte 61 angeordnet, so daß sie parallel zur
Mikroplatte 1 in einem festen Abstand dazwischen angeordnet
sind. Das optische Filter 61 ist in Fig. 15 dargestellt
und hat lichtvermindernde Teile 62, die so angeordnet
sind, daß sie gegenüberliegen und im allgemeinen
mit den zentralen Teilen der betreffenden Reaktionsgefäße
1a ausgerichtet sind. Diese Teile 62 erlauben es,
daß weniger Licht durchgeschickt wird als es bei den
danebenliegenden Teilen der Filterplatte 61 der Fall
ist. Die Lichtverteilungsplatte 31 und das optische Filter
61 sind an die untere Fläche einer oberen Platte
(wie die Platte 17 in Fig. 6) vollständig befestigt.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist aufgrund
der Tatsache, daß das Licht von den lichtaussendenden
Dioden 2A durch die lichtreduzierenden Teile 62 geht,
die in dem optischen Filter 61 ausgebildet sind, das
Lichtvolumen oder die Intensität, die den zentralen Teil
der Bodenflächen der betreffenden Reaktionsgefäße 1a erreicht,
geringer als dasjenige des peripheren Teils der
Bodenflächen, wie in Fig. 17(b) dargestellt ist. Aufgrund
der Lichtbeugung am Boden des zentralen Teils des
Reaktionsgefäßes 1a wird etwas Schatten auf dem niedrigsten
Bodenpunkt erzeugt. Jedoch ist das Lichtvolumen,
das den peripheren Teil der Bodenfläche des Reaktionsgefäßes
erreicht, größer als dasjenige, das den zentralen
Teil erreicht, so daß Licht am peripheren Teil diffus
reflektiert und der Schatten im Mittelteil gering wird.
Als Ergebnis sind die Sensorausgänge wie
in Fig. 18(b) dargestellt, wenn das Reaktionsgefäß 1a
leer ist. In dieser Zeichnung zeigt die gestrichelte
Linie den Ausgang des Sensors ohne das optische Filter 61.
Die Fig. 19(a), 19(b) und 19(c) zeigen die Ausgänge des
Primär-CCD-Sensors 7 entsprechend den typischen Agglutinationsmustern,
die auf den Bodenflächen der Reaktionsgefäße
1a gemäß dieser Ausführung gebildet werden.
Die Fig. 19(a) zeigt den Ausgang aus dem Sensor, wenn
keine Agglutination erzeugt ist und die Blutzellenkörperchen
getrennt herunterrollen entlang der Neigung
der Bodenfläche und um den mittleren Teil des Bodenteils
des Gefäßes herum abgesetzt werden. Fig. 19(b)
beschreibt den Ausgang, der erhalten wird, wenn ein
gleichförmiges Ablagerungsmuster, wie in Fig. 10 gezeigt,
erhalten wird, und Fig. 19(c) zeigt den Fall,
wenn keine Substanz im Reaktionsgefäß vorhanden ist.
Bei Arbeiten werden die Ausgangssignale von dem Primär-
CCD-Sensor 7 zu dem CPU (nicht dargestellt) durch den
Analog/Digital-Umwandler (nicht gezeigt) gesendet. Im
CPU wird die Bewegungsdistanz der sich bewegenden Platte
16 durch die Fördergeschwindigkeit (U/min) des Motors
berechnet, um die speziellen Kolonnen bzw. Reihen der
zu prüfenden Reaktionsgefäße zu bestimmen, um automatisch
die Agglutinationsmuster der Proben in den betreffenden
Reaktionsgefäßen zu beurteilen.
Gemäß dieser Ausführung mit dem optischen Filter 61 mit
lichtvermindernden Teilen 62 entsprechend der Mitte der
betreffenden Reaktionsgefäße 1a auf der Mikroplatte 1
ist es möglich, die Bestrahlung zur Mitte der Bodenfläche
des betreffenden Reaktionsgefäßes 1a etwas dunkler
zu machen als diejenige von dessen peripheren Teil. Infolgedessen
kann die nachteilige Wirkung des Schattens,
der im niedrigsten Teil der Bodenfläche des Reaktionsgefäßes
1a auftritt, begrenzt werden, wodurch die Genauigkeit
der Prüfung von Blut vorzugsweise verbessert wird.
Es sei erwähnt, daß ein Satz lichtaussendender Dioden 2A
und der Primär-CCD-Sensor 7 in ihrer Stellungsbeziehung
fixiert und in einem Stück als Einheit bewegt werden, so
daß es möglich ist, die Prüfgenauigkeit weiter zu verbessern.
Weiterhin werden aufgrund der Tatsache, daß
die Mikroplatte 1 fixiert oder vom stationären Typ ist,
die Blutzellenteilchen, die in den Reaktionsgefäßen 1a
agglutiniert und auf ihrem Bodenteil abgesetzt wurden,
nicht verteilt oder verstreut durch Vibration oder
dergl., und als Ergebnis ist es möglich, das Ergebnis
der Agglutination stabil zu halten.
Die fünfte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf
Fig. 20 beschrieben. Die Konstruktionsmittel der fünften
Ausführungsform, welche ähnlich derjenigen oder obigen
Ausführungen ist, werden unter Bezugnahme auf die gleichen
Bezugszahlen beschrieben.
Gemäß der fünften Ausführungsform ist auf der beweglichen
Platte 16 (Fig. 6) die lichtempfangende Einheit 10 so
montiert, daß sie durch einen Winkel R von der Vertikale
geneigt ist, und dementsprechend sind die lichtaussendenden
Dioden 2A um einen Winkel R in bezug auf die
Vertikale geneigt. Die Lichtverteilungsplatte 31 und daß
optische Filter 61 sind auf Ebenen senkrecht zur Verbindungslinie
der Mitte der lichtaussendenden Dioden 2A und
der konvexen Linsen 6, die in der lichtaufnehmenden Einheit
10 installiert sind, angebracht. Infolgedessen ist
es möglich, Agglutinationsmuster, die an anderen Stellen
als der Mitte des Reaktionsgefäßes erhalten werden,
zu prüfen. Die Konstruktion der fünften Ausführungsform
ist im übrigen im wesentlichen die gleiche wie diejenige
der vierten Ausführungsform.
Die funktionelle Wirkung der Apparatur zur Feststellung
der immunologischen Agglutination gemäß der vierten
Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige
der fünften Ausführungsform. Zusätzlich ist es
vorteilhafterweise möglich, aufgrund der Tatsache, daß
im wesentlichen keine Wirkung des Schattens eintritt,
der durch Lichtbeugung am untersten Ende der Reaktionsgefäße
erzeugt wird, die Agglutinationsmuster mit
größerer Präzision zu beurteilen.
Wie oben beschrieben, ist es möglich, wenn das optische
Filter einschließlich der lichtreduzierenden Teile, die
darin ausgebildet sind, so daß die Mittel der betreffenden
Reaktionsgefäße in der Agglutinationsprüfplatte
zwischen den lichtaussendenden Mitteln und
der Prüfplatte liegen, die Belichtung auf die Mitte der
Bodenfläche des Reaktionsgefäßes etwas oder geringer
als den peripheren Teil der Bodenfläche zu machen
aufgrund des besonderen Effekts des optischen Filters.
Infolgedessen ist es möglich, irgendwelche Effekte
der Lichtbeugung infolge der besonderen Form des unteren
Teils des Reaktionsgefäßes zu vermindern oder zu begrenzen,
so daß der Apparat zur Feststellung oder zum
Nachweis der immunologischen Agglutination in der Prüfpräzision
der Agglutinationsmuster der Blutkörperchen
beträchtlich verbessert ist.
Obwohl verschiedene, besondere Ausführungsformen der Erfindung
zur Erläuterung im einzelnen beschrieben wurden,
ist es erkennbar, daß Variationen oder Modifikationen
der Apparatur einschließlich der Zuordnung der Teile
im Bereich der vorliegenden Erfindung liegen.
Der Ausdruck "CCD", wie er vorstehend verwendet wurde,
bedeutet "Charge Coupled Device" (Ladungsspeicherelement),
die von Herrn Boyle und Mitarbeitern der USA
Bell Laboratory 1970 erfunden wurde und ein Halbleiterelement
ist.
Claims (3)
1. Apparat zur Feststellung bzw. zum Nachweis der
immunologischen Agglutination, umfassend eine Agglutinationsprüfplatte,
die mit einer Vielzahl von Reaktionsgefäßen
versehen ist, die jeweils eine geeignete Bodenfläche
haben, wobei diese Gefäße in einem gitterähnlichen
Muster angeordnet sind, lichtaussendende Mittel, die
auf der einen Seite dieser Agglutinationsprüfplatte angebracht
sind, und ein lichtempfangendes Mittel, das auf der
anderen Seite davon gelegen ist, um die betreffenden Bilder
der Agglutinationsmuster zu fokussieren, die auf den
Bodenflächen der vielen Reaktionsgefäße gebildet werden
aufgrund einer Bestrahlung mit Licht, das aus diesen
lichtaussendenden Mitteln auf ein lichtempfangendes Element
gesendet wird, das Teil dieses lichtempfangenden
Mittels ist, durch einen Satz von Linsen fokussiert
wird, so daß diese Agglutinationsmuster festgestellt werden
durch Verwendung eines Signals, das von der Fokussierung
ausgesandt wird, um die Verbesserung des lichtaussendenden
Mittels durch eine Reihe von Punktlichtquellen
erfolgt, wobei wenigstens eine dieser Lichtquellen
zur Zusammenarbeit mit einem betreffenden Reaktionsgefäß
der vielen Reaktionsgefäße installiert ist und so
angeordnet ist, daß es diesem Reaktionsgefäß gegenüberliegt,
und zusätzlich, ergänzende Punktlichtquellen
an beiden Enden der Reihe der Punktlichtquellen angeordnet
sind.
2. Apparat zum Nachweis der immunologischen Agglutination,
umfassend eine Agglutinationsprüfplatte, die mit
einer Vielzahl von Reaktionsgefäßen versehen ist, die
eine geneigte Fläche haben, die wenigstens einen Teil der
Bodenfläche dieses Reaktionsgefäßes bildet, wobei die
Gefäße in einem gitterähnlichen Muster angeordnet sind,
ein lichtaussendendes Mittel, das an einer Seite dieser
Agglutinationsprüfplatte angebracht ist, und ein lichtempfangendes
Mittel, das auf der anderen Seite davon angebracht
ist, um die betreffenden Bilder der Agglutinationsplatten,
die auf den Bodenflächen der mehreren Reaktionsgefäße
gebildet werden, aufgrund einer Lichtbestrahlung,
die von diesen lichtaussendenden Mitteln ausgeht,
und eines lichtempfangenden Elements durch Linsen
zu fokussieren, so daß diese Agglutinationsmuster durch
Anwendung eines elektrischen Verfahrens nachgewiesen werden,
wobei die Verbesserung darin besteht, daß eine
lichthemmende Maske mit einem Fenster vorgesehen wird,
durch das Licht fällt und in der Nähe der Agglutinationsprüfplatte
angeordnet ist, und die Maske mit jedem
Reaktionsgefäß in der Agglutinationsprüfplatte zusammenwirkt.
3. Apparat zur Feststellung der immunologischen
Agglutination, umfassend eine Agglutinationsprüfplatte
mit einem oder mehreren Reaktionsgefäßen, wobei jedes
mit einer Bodenfläche ausgestattet ist, von er mindestens
ein Teil geneigt ist, ein lichtaussendendes Mittel,
das auf der einen Seite der Agglutinationsprüfplatte
angeordnet ist, und ein lichtempfangendes Mittel,
das auf der anderen Seite davon liegt, wobei die
betreffenden Bilder der Agglutinationsmuster, die auf
den Bodenflächen der Reaktionsgefäße gebildet werden,
auf diesem lichtempfangenden Mittel durch Linsen fokussiert
werden, um durch ein elektrisches Mittel die
Agglutinationsmuster festzustellen, welche durch die
Lichtbestrahlung aus diesem lichtaussendenden Mittel
gebildet werden, und die Verbesserung darin besteht,
daß ein optischer Film zwischen dem lichtaussendenden
Mittel und der Agglutinationsprüfplatte vorgesehen
ist, wobei der optischen Film mit lichtschwächenden
Teilen gegenüber den zentralen Teilen der betreffenden
Reaktionsgefäße auf der Agglutinationsprüfplatte versehen
ist.
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