DE4136025A1 - Verfahren zum unterscheiden von teilchenaggregationsmustern - Google Patents

Verfahren zum unterscheiden von teilchenaggregationsmustern

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Description

Diese Anmeldung bezieht sich auf anhängige US-Anmeldungen der Nr. 07/5 20 093 (eingereicht am 7. Mai 1990), 07/7 00 568 (eingereicht am 15. Mai 1991) und 07/7 00 618 (eingereicht am 15. Mai 1991). Diese anhängigen Anmeldungen sind demselben Anmelder wie bei dieser Anmeldung zugeordnet.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterscheiden von Teilchenaggregationsmustern und im speziellen ein Teilchenaggregationsmuster-Unterscheidungsverfahren, das geeignet ist, um unterschiedliche Arten von Bluttypen aus einem Aggregationsreaktionsmuster von Blutkörperteilchen zu bestimmen und Antigene und Antikörper durch sogenannte Mikrotiterverfahren in klinischen Tests zu bestimmen.
Herkömmlicherweise gibt es auf dem medizinischen Gebiet ein weitverbreitetes Verfahren, wobei Aggregationsmuster von Blutkörperteilchen, Latexteilchen und Kohlenstoffteilchen unterschieden werden und verschiedene Komponenten (z. B. Bluttyp, unterschiedliche Antikörper, unterschiedliche Proteine, usw.) in dem Blut, Viren und dgl. wahrgenommen und analysiert werden. Ein Mikrotiterverfahren ist relativ weit verbreitet, wie z. B. ein Aggregationsmusterunterscheidungs­ verfahren.
Gemäß dem Mikrotiterverfahren in einer Immunitätsmessung wird das Blut auf einer Mikroplatte durch ein vorbestimmtes Verfahren aggregiert bzw. angehäuft und das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein der Aggregation wird untersucht oder eine Fläche oder dgl. eines Aggregationsmusters wird berechnet, wobei eine Mikromenge einer Immunkomponente gemessen wird. Herkömmlicherweise wurde die Entscheidung für das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Aggregation mit den Augen ausgeführt. In den letzten Jahren ist jedoch auch die Automatisation solcher Entscheidungen weiterentwickelt worden.
Die Unterscheidung betreffend die Aggregationsmuster ist einheitlich durch ein Verfahren ausgeführt worden, wobei das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Aggregationen bzw. Anhäufungen unterschieden wurde durch Wahrnehmen einer Teilchenverteilung in einem transparenten Behälter (Reaktionsgefäß) und Identifizieren einer Aggregation von Teilchen als eine Fläche des Behälters, dessen Lumineszenz gleich oder weniger als ein vorbestimmtes Lumineszenzniveau ist, oder durch Vergleichen der Teilchenverteilung mit einem Referenzaggregationsmuster oder einem Referenz- Nichtaggregationsmuster oder ferner durch Ausführen einer kontinuierlichen schrittweisen Verdünnungsreihe von Mustern und Proben oder dgl.
Die Automatisierung der Unterscheidung der Aggregationsmuster wird ausgeführt durch: optische Einrichtungen und elektrische Recheneinrichtungen zum elektrischen Berechnen der Aggregationsmuster, die durch die optischen Einrichtungen erhalten werden.
Fig. 9 zeigt ein herkömmliches Beispiel. In dem herkömmlichen Beispiel aus Fig. 9 wird ein Aggregationsmuster P aus Partikeln in einem Behälter (Reaktionsgefäß) 100A, das auf einer Mikroplatte 100 ausgebildet ist, auf einen eindimensionalen CCD-Sensor (CCD-Liniensensor) 101 optisch projiziert. Der CCD-Sensor 101 oder die Mikroplatte 100 wird in Bezug zu der anderen Vorrichtung in feinen Schritten in Richtung senkrecht zu der Papieroberfläche bewegt, was bewirkt, daß der CCD-Sensor eine Vielzahl von Abtaststellungen bezüglich des Reaktionsgefäßes einnimmt, wobei der eindimensionale CCD-Sensor das Muster P viele Male abtasten kann (siehe Fig. 11) und folglich ein zweidimensionales Bild (hell und dunkel) des Aggregationsmusters P erhalten wird. In Fig. 9 zeigt das Bezugszeichen 102 eine Lichtquelle, 103 eine Abbildungslinse und 104 einen Linsenhalter an.
In dem oben genannten herkömmlichen Beispiel gibt es jedoch die folgenden unterschiedlichen Probleme: Ein Aggregationsbild-Randabschnitt (ein anderer Abschnitt als der des Bildes) wird wegen dem Einfluß der Aberration des Linsenhalters 104 und der Linse 103 und dgl. dunkel, und ein Ausgang oder eine Ausgabe des CCD-Sensors, die einem solchen Randabschnitt entspricht, wird deutlich dunkel an beiden Randabschnitten E und F des Fensters der Breite L eines solchen Abschnittes wie in Fig. 10 gezeigt ist. Im speziellen werden die erhaltenen Daten gesammelt, und ein Datensatz wird gemäß Fig. 11 dargestellt. Danach wird das Aggregationsmuster durch die Verwendung von Flächendaten einer Querschnittsebene unterschieden, die durch Schneiden der zusammenhängenden Linien an einem bestimmten Schwellwert T erhalten wird. Falls eine solche Unterscheidung, wie z. B. der in Fig. 12, ausgeführt wird, werden dunkle Abschnitte Z1, Z2, und Z3 groß als Flächendaten dargestellt (durchgezogene Linienabschnitte in dem Diagramm) gemäß der Wirkung der dunklen Abschnitte des Aggregationsbild-Randabschnittes, des Streulichtes und des elektrischen Rauschen.
Fig. 13(a) zeigt eine Ausgabewellenform für den Fall, daß keine Mikroplatte zwischengeschaltet ist. Fig. 13(b) zeigt eine Ausgabewellenform für den Fall, daß die Mikroplatte zwischengeschaltet ist. Fig. 13(c) zeigt eine Ausgabewellenform, bei dem die Bodenfläche des Reaktionsgefäßes der Platte durch den Einfluß eines Materials und eines Oberflächenprozesses trübe ist. Wie es aus den oben genannten Diagrammen leicht erkannt werden kann, gibt es einen Fall, bei dem die Helligkeit und Dunkelheit des Lichtes durch die Form und das Material der Mikroplatte, des Reaktions­ gefäßes, der Oberflächenprozesse und dgl. als Rauschen in das Ausgangssignal gemischt wird und einen Einfluß auf die Flächendaten bewirkt.
Wie es in Fig. 13(d) gezeigt ist, gibt es auch einen Fall, bei dem die Helligkeit und Dunkelheit des Lichtes durch die ungleichmäßige Ausleuchtung einen Einfluß auf die Flächendaten bewirkt.
Wie es in den Fig. 14(a) bis 14(d) gezeigt ist, hängen die Flächendaten im Fall eines breiten ringförmigen Abbildes, wie z. B. dem, daß das Aggregationsbild groß und im mittleren Abschnitt hell ist, weitgehendst von der Einstellung des Schwellwertes ab, wie es offensichtlich aus Fig. 14(d) hervorgeht, so daß es sehr schwer ist, genau und zuverlässig die beim Aggregationsmuster verwendeten Flächendaten zu unterscheiden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung die Unannehmlichkeiten und Nachteile eines solchen herkömmlichen Beispieles zu vermeiden und im speziellen ein Teilchenaggregationsmuster- Unterscheidungsverfahren vorzusehen, das deutlich die Unterscheidungsgenauigkeit im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren verbessern kann.
Die Erfindung verwendet ein Verfahren zum Unterscheiden eines Teilchenaggregationsmusters, wobei eine Platte zur Verwendung in einer Aggregationsreaktionsuntersuchung, die ein oder zwei oder mehr Reaktionsgefäße hat, vorgesehen ist, wobei eine Grundfläche eines jeden Reaktionsgefäßes gleichmäßig durch die Platte für die Aggregationsreaktionsuntersuchung durch lichtabgebende Einrichtungen ausgeleuchtet wird, die auf einer Seite der Platte angeordnet sind, wobei das übertragene Licht durch Abbildungslinsen von einer eindimensionalen photosensitiven Einheit aufgenommen wird, die auf der anderen Seite der Platte für die Aggregationsreaktionsuntersuchung angeordnet ist, und eine Teilchenverteilung auf der Grundfläche des Reaktionsgefäßes ausgebildet ist als Ergebnis von ausgefällten Teilchen aus einer Reaktionslösung, die sich in dem Reaktionsgefäß befindet. Das übertragene Licht ergibt ein Bild der Teilchenverteilung, deren Abbildung durch eine photosensitive Einheit als Lichtempfangsdaten aufgenommen wird. Ein Ausgabesignal der eindimensionalen photosensitiven Einheit wird verarbeitet, um dabei wenigstens eine Übertragungs-Helligkeitsintensitätskurve zu bilden, und ein Aggregationsmuster wird auf Grundlage der Übertragungs- Helligkeitsintensitätskurve unterschieden, gemäß einer vorbestimmten Referenz bzw. Bezugslinie, wobei Übertragungs- Helligkeitsintensitätskurven-Daten, die einen leeren Zustand des Reaktionsgefäßes darstellen, vorher in einem Speicher abgelegt werden. Die Reaktionslösung wird in das Reaktionsgefäß eingebracht und Übertragungs-Helligkeits­ intensitätskurven-Daten, die einen Zustand, in dem die Teilchen ausgefällt sind, werden, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, nachfolgend aufgenommen, wobei Wellenformdaten von nur einem Aggregationsbild durch Ausführen vorbestimmter arithmetischer Operationen auf Grundlage der Übertragungs-Helligkeitsintensitätskurven-Daten berechnet werden, die die ausgefällten Teilchen und die Übertragungs- Helligkeitsintensitätskurven-Daten des leeren Gefäßes darstellen, und ein Aggregationsmuster auf Grundlage der berechneten Wellenformdaten von lediglich einem Aggregationsbild berechnet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend auf Grundlage der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Aggregations-Reaktionswahrnehmungsein­ richtung, die zum Ausführen eines Teilchenaggregationsmuster- Unterscheidungsverfahren verwendet wird,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht, die längs der Linie II-II in Fig. 1 aufgenommen worden ist,
Fig. 3 ein Diagramm, das die Anordnung einer lichtabgebenden Einrichtung, einer photosensitiven Einheit und dgl. in der Einrichtung aus Fig. 1 erläutert,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, die die photosensitive Einheit aus Fig. 3 zeigt,
Fig. 5 ein Diagramm eines Beispiels der Übertragungs-Helligkeitsintensitäts­ kurven-Daten, wenn das Reaktionsgefäß der Mikroplatte leer ist,
Fig. 6 ein Diagramm eines Beispiels von Übertragungs-Helligkeitsintensitäts­ kurven-Daten, wenn Teilchen in dem Reaktionsgefäß ausgefällt sind,
Fig. 7 ein Datendiagramm nur von Aggregations­ abbildungen, die aus den Daten aus Fig. 5 und 6 abgeleitet wurden,
Fig. 8(a) ein Diagramm der Übertragungs-Helligkeits­ intensitätskurven-Daten, nachdem Teilchen ausgefallen sind, aber bevor ein Schatten angelegt wurde und die einem ringförmigen Aggregationsmuster entsprechen,
Fig. 8(b) ein Diagramm der Daten, die sich ergeben, wenn ein Schatten an die Daten in Fig. 8(a) angelegt wird,
Fig. 9 ein Diagramm zum Erklären eines herkömmlichen Beispieles, und
Fig. 10 bis 14 Diagramme zum Erklären der Probleme in dem herkömmlichen Beispiel.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Einrichtung zur Verwendung in einem Teilchenaggregationsmuster-Unterscheidungsverfahren.
Eine Aggregationsreaktions-Wahrnehmungseinrichtung 20, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt: eine waagrechte Platte 11 und Halteelemente 12A und 12B, um die waagrechte Platte 11 von unten zu stützen. Eine Öffnung 11A ist in einem Teil der horizontalen Platte 11 ausgebildet und eine Mikroplatte 1 dient als eine Platte zur Aggregationsreaktionsuntersuchung, die in der Öffnung 11A angeordnet ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt die Mikroplatte 1 eine lichtdurchlässige Grundplatte 1b, in der eine Anzahl von Reaktionsgefäßen 1a angeordnet sind, jedes davon hat eine Grundoberfläche, die wie ein kreisförmiger Konus ausgebildet ist. Die Reaktionsgefäße 1a sind in einer Matrix angeordnet und ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel wird eine Mikroplatte verwendet, in der die Reaktionsgefäße 1a in acht Reihen und zwölf Spalten angeordnet sind, und die wie eine Matrix ausgebildet ist.
Eine Verstärkungsplatte 12C zum Kuppeln bzw. Einhaken und Fixieren beider Halteelemente 12A und 12B ist zwischen den Halteelementen 12A und 12B angebracht. Ein Führungsschaft 13 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, zwischen den Halteelementen 12A und 12B längs einer longitudinalen Richtung der waagrechten Platte 11 angebracht. Ferner ist ein anderer Schaft 14 zwischen dem Halteelement 12A und 12B parallel zu dem Führungsschaft 13 angeordnet und wird drehbar gehalten. Der Schaft 14 ist längs seiner ganzen Länge mit einem Gewinde versehen.
Ein Gehäuse 15 das in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist an beide Schäfte 13 und 14 angebracht um so längs der beiden Schäfte 13 und 14 hin und her bewegbar zu sein. Ein Loch 15a hat einen Durchmesser, der dem Durchmesser des Schafts 13 entspricht und ein Loch 15b, das innen mit einem Gewinde versehen ist, hat einen Durchmesser, der dem Durchmesser des Schafts 14 entspricht, wobei die Löcher in dem Gehäuse 15 ausgebildet sind. Das Gehäuse 15 ist folglich mit dem Gewindeschaft 14 verschraubt.
Eine bewegliche Platte 16, die die photosensitive Einheit 10 trägt (wie in Fig. 3 und 4 gezeigt), ist auf der oberen Oberfläche des Gehäuses 15 parallel zu der waagrechten Platte 11 angeordnet und befestigt. Leuchtdioden 2A (LED; wie in Fig. 3 gezeigt) sind an der unteren Oberfläche einer oberen Platte 17 befestigt. Halteplatten 18A und 18B zum Halten der oberen Platte 17 an beiden Enden sind auf der oberen Oberfläche der beweglichen Platte 16 befestigt, um so senkrecht nach oben von der beweglichen Platte 16 hochzustehen. Lichtdiffundierende Platten 31 und 32 (wie in Fig. 3 gezeigt) werden einstückig auf der unteren Oberfläche der oberen Platte 17 unterhalb der LEDs 2A gehalten. Eine LED-Treiberschaltung 8 (bezugnehmend auf Fig. 3), die herkömmlich durch einen integrierten Schaltkreis oder dgl. ausgebildet ist und zum Betreiben der lichtemittierenden Dioden 2A verwendet wird, ist auch an die untere Oberfläche der oberen Platte 17 angebracht.
Eine Platte bzw. Platine 19 (siehe Fig. 1) ist parallel zu der beweglichen Platte 16 angeordnet und auf der oberen Oberfläche der beweglichen Platte 16 befestigt. Eine CCD-Treiberschaltung 9, die in herkömmlicher Weise durch einen integrierten Schaltkreis oder dgl. ausgebildet ist und verwendet wird, um einen eindimensionalen CCD-Sensor 3A zu betreiben (der später erläutert wird), ist auf der Platine 19 angebracht.
Ferner sind zwei photosensitive Einheiten 10, die wie in Fig. 3 gezeigt, ausgebildet sind, auf der oberen Oberfläche der beweglichen Platte 16 so angeordnet, daß Teile der photosensitiven Einheiten in der longitudinalen Richtung dieser Einheiten sich gegenseitig überlappen. Die Einheiten 10 sind in diesem Fall so angeordnet, daß sie sich in longitudinaler Richtung längs den Spaltenrichtungen der Matrix der Reaktionsgefäße 1a, die auf der Mikroplatte 1 angeordnet sind (wie z. B. von links nach rechts in Fig. 2) erstrecken. Die überlappenden photosensitiven Einheiten 10 sind tatsächlich durch ein Kupplungselement 10A, das in Fig. 4 gezeigt ist, miteinander verbunden. Die Einheiten 10 sind voneinander in Richtung der Reihen der Reaktionsgefäßmatrix versetzt und überlappen sich gegenseitig in Richtung der Spalten (siehe Fig. 2 und 4).
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt die photosensitive Einheit 10: einen Linsenhalter 5, Abbildungslinsen 4, die durch einen Linsenhalter 5 gehalten werden und den eindimensionalen CCD- Sensor 3A als eine eindimensionale photosensitive Einheit, die an den unteren Abschnitt des Linsenhalters 5 angebracht ist. Eine Anzahl von (vier in diesem Ausführungsbeispiel) Löchern 5a sind in dem Linsenhalter 5 an Intervallen ausgebildet, von denen jedes gleich einem Abstand zwischen benachbarten Reaktionsgefäßen 1a längs der longitudinalen Richtung des Linsenhalters ist. Die Abbildungslinsen 4 sind auf den Umfangswandabschnitt eines jeden Loches 5a befestigt. Der eindimensionale CCD-Sensor 3A wird durch den unteren Abschnitt des Linsenhalters 5 parallel zu der Mikroplatte 1 gehalten, so daß er nach unten in einem vorbestimmten Abstand von der Abbildungslinse 4 beabstandet ist, d. h., durch einen Abstand, der fast gleich der Brennweite der Abbildungslinse 4 ist. Jede photosensitive Einheit 10 ist an der oberen Oberfläche der beweglichen Platte 16 in einer Art und Weise befestigt, so daß nach einer Bewegung der Platte 16, die vier Löcher 5a und Linsen 4 jeder Einheit 10 sich vertikal mit vier der Reaktionsgefäße 1a decken, wobei die Reaktionsgefäße 1a die jeweiligen Linsen 4 vertikal überlagern.
Der Versatz der photosensitiven Einheiten 10 in Richtung der Reihen der Reaktionsgefäßmatrix und der Überlapp der Einheiten 10 in Richtung der Spalten sind derart, daß, wenn eine Einheit 10 sich mit vier Reaktionsgefäßen 1a einer Spalte richtig deckt, die andere Einheit 10 sich mit vier Reaktionsgefäßen 1a in einer benachbarten Spalte richtig deckt. Auch überlappen sich diese zwei Sätze von vier Reaktionsgefäßen in benachbarten Spalten nicht gegenseitig in Spaltenrichtung. Folglich wird ein Reaktionsgefäß von jeder Reihe untersucht, wenn die photosensitive Einheit 10 in vertikaler Deckung mit den Reaktionsgefäßen 1a bewegt wird (siehe Fig. 1, 2 und 4).
In Fig. 3 sind die Leuchtdioden 2A, die als Lichtabgabeein­ richtung dienen, über der Mikroplatte 1 so angeordnet, daß sie den Abbildungslinsen 4 gegenüberliegen. Die zwei lichtdiffundierenden Platten 31 und 32 sind zwischen den Leuchtdioden 2A und der Mikroplatte 1 angeordnet, so daß sie zueinander parallel und voneinander beabstandet in einem vorbestimmten Abstand sind. Die Leuchtdioden 2A und die lichtdiffundierenden Platten 31 und 32 sind wirkungsvoll einstückig zusammen mit der LED-Treiberschaltung 8 an der unteren Oberfläche der oben genannten oberen Platte 17 angebracht.
Ein Motor 21 (Fig. 1) zum Anlegen eines Drehmomentes an den Gewindeschaft 14 über ein Getriebe (nicht gezeigt) ist auf der Außenseite des Halteelements 12A vorgesehen. Daher dreht sich in diesem Ausführungsbeispiel der Schaft 14, wenn der Motor angetrieben wird, um das Gehäuse 15 zu verschieben, so daß die bewegliche Platte 16 und obere Platte 17 einstückig in Richtung des Pfeils P aus Fig. 1 hin und her bewegt wird, nämlich längs der Richtung der Reihen der Matrix der Reaktionsgefäße 1a auf der Mikroplatte 1. Während solchen gemeinsamen Bewegungen der Platten 16 und 17 wird die waagrechte Platte 11 und die Mikroplatte 1 von oben und unten überlagert. D. h., die Platte 17 bewegt sich über der Platte 1 und 11, und die Platte 16 bewegt sich unterhalb davon.
Der Betrieb der Aggregations-Reaktionswahrnehmungseinrichtung 20, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird nun beschrieben.
Wenn der Motor 21 angetrieben wird, beginnt sich die bewegliche Platte 16 zu bewegen und eine Stellungseinrichtung, z. B. ein Grenzschalter (nicht dargestellt), wird durch eine CPU überwacht, z. B. einen herkömmlichen Mikroprozessor (nicht dargestellt). Wenn die photosensitiven Einheiten 10, dargestellt in Fig. 2, bewegt werden, um die Linsen 4 vertikal unterhalb der Reaktionsgefäße 1a auf der Mikroplatte 1 zu positionieren, wird das Licht von den Leuchtdioden 2A auf die Mikroplatte 1 durch die lichtdiffundierenden Platten 31 und 32 gestrahlt. Das Licht von den LEDs 2A wird durch acht Reaktionsgefäße 1a (ensprechend den acht Linsen) übertragen, die momentan über die photosensitven Einheiten 10 angeordnet sind, und das Licht wird durch den eindimensionalen CCD-Sensor 3A durch die Abbildungslinsen 4 aufgenommen.
Ausgangssignale von dem eindimensionalen CCD-Sensor 3A werden an die CPU über einen A/D-Wandler (nicht dargstellt) gesandt. Die CPU bestimmt den Betrag der Bewegung der beweglichen Platte 16 von dem Betrag der Nachführung (der Anzahl der Motordrehungen) des Motors und berechnet, welche der acht Reaktionsgefäße untersucht werden, wobei automatisch ein Aggregationsmuster der Probe in jedem Reaktionsgefäß in der folgenden Art und Weise unterschieden wird.
Ein Verfahren zur Unterscheidung der Teilchenaggregationsmuster in dem Ausführungsbeispiel wird nun in Bezug zu den Fig. 5 bis 7 beschrieben.
  • A) Zuerst nimmt die CPU Übertragungs-Helligkeits­ intensitätskurven-Daten auf, wenn das Reaktionsgefäß 1a leer ist, den sogenannten "Leerplattendaten" und speichert diese Daten in einen Speicher. Die Leerplattendaten werden durch die Kurve y′(x) in Fig. 5 gezeigt. Die Variable x stellt den Ort längs der eindimensionalen Abtastrichtung des CCD-Sensors 3A dar.
  • B) Nachfolgend werden die CCD-Dunkelausgabedaten (d. h. die Ausgabe des CCD-Sensors, wenn kein Licht am CCD-Sensor anliegt), die vorher im Speicher gespeichert worden sind, als ein Bezugswert verwendet und die Leerplattendaten (z. B. y′(x1) in Fig. 5) werden von dem Dunkelausgabewert abgezogen, wobei y(x1) = (Dunkelausgabewert) - y′(x1) erhalten wird. Folglich gilt y(x) = (Dunkelausgabedaten) - y′(x).
  • C) Das Maximum 255 der Ausgabedaten (in diesem Ausführungsbeispiel werden 8-Bit-Daten (0-255) verwendet) wird durch den Wert y(x1) geteilt, der gemäß dem oben genannten Verfahren erhalten wurde, wobei die Berechnung einer Gewinnfunktion bzw. Gain-Funktion Gain(x1) = 255/y(x1) ausgeführt wird. Jeder Wert der Gewinnfunktion wird entsprechend jedem Datenpunkt von y(x) durch wiederholtes Ausführen von (B) und (C) gesetzt. Folglich gilt Gain(x) = 255/y(x).
  • D) Die Reaktionslösung wird in das Reaktionsgefäß eingebracht. Wenn Teilchen nach einer vorbestimmten Zeitdauer ausfallen, nimmt die CPU die Übertragungs-Helligkeits­ intensitätskurven-Daten zu dem Zeitpunkt in einer Art und Weise ähnlich dem oben genannten auf. Diese Daten werden durch die Kurve n′(x) in Fig. 6 gezeigt.
  • E) Anschließend zieht die CPU die relevanten Übertragungs-Helligkeitsintensitätskurven-Daten (z. B. n′(x1) aus Fig. 6) von den Dunkelausgabedaten in einer ähnlichen Art und Weise zu dem oben beschriebenen Verfahrensschritt (B) ab, wobei n(x1) = (Dunkelausgabewert) - n′(x1) erhalten wird. Die oben genannte Berechnung wird für jeden Datenpunkt von n′(x) nacheinander ausgeführt. Folglich gilt n(x) = (Dunkelausgabedaten) - n′(x).
  • F) Die CPU multipliziert anschließend den geeigneten Gewinnwert von Schrit (C) durch den entsprechenden Wert von n(x), z. B. n(x1), wobei n1(x1) = n(x1) x Gain(x1) berechnet wird. Folglich gilt n1(x) = n(x) x Gain(x).
  • G) Durch Abziehen n1(x1) von dem Dunkelausgabewert wird der endgültige Ausgabewert y′′(x1) = (Dunkelausgabewert) - n1(x1) berechnet und erzeugt. Folglich gilt y′′(x) = (Dunkelausgabedaten) - n1(x).
  • H) Wie oben dargelegt, werden die Wellenformdaten y′′(x) nur der Aggregationsabbildungen als endgültige Ausgabe der Daten für jede Abtastung berechnet und zur Unterscheidung verwendet. In Fig. 7 werden die Wellenformdaten y′′(x) nur der Aggregationsabbildungen gezeigt.
  • I) Die Wellenformdaten y′′(x) von nur den Aggregationsabbildungen (im nachhinein als "Daten-nach- Schatten" bezeichnet) werden für jede Abtastung des eindimensionalen CCD-Sensors 3A gebildet, wobei ein Datensatz erhalten wird, der die Daten nach dem Einschalten anlegt und ähnlich zu dem aus Fig. 11 ist.
  • J) Schließlich wird durch Abschneiden des Datensatzes an einem vorbestimmten Schwellwert ähnlich zu T in Fig. 11 eine plane Fläche ähnlich zu der planen Fläche in Fig. 11 durch Schnittpunkte der Schwellwertebene und der Datensätze definiert. Eine Fläche S der planen Fläche wird durch die Verwendung der bekannten Technik vom Quadrieren der Abschnitte verwendet. Die Fläche S wird mit den Bezugsflächen verglichen, die von vorbestimmten Bezugsmustern berechnet worden sind (ein Referenzmuster ohne Aggregation und ein Referenzmuster mit Aggregation), wobei entschieden wird, ob das Muster ein Aggregationsmuster oder ein Muster ohne Aggregation ist.
In dem Ausführungsbeispiel kann die oben beschriebene Unterscheidung gleichzeitig ausgeführt werden in bezug auf die acht Reaktionsgefäße 1a, die jeweils in einer Reihe der Mikroplatte 1 angeordnet sind.
Wie oben beschrieben, gemäß des Ausführungsbeispieles, werden die Leerplattendaten zuerst erhalten und danach die Aggregationsdaten aufgenommen und die oben genannten arithmetischen Berechnungen für die Aggregationsdaten und die Leerplattendaten und die Daten mit angelegten Schatten ausgeführt. Das Aggregationsmuster wird auf Grundlage der Daten von nur der Aggregationsabbildungen der Daten-nach- Schatten beurteilt. Deshalb wird die Unterscheidung nicht durch die Formen und Materialien der Platte 1 und der Reaktionsgefäße 1a beeinflußt. Es ist möglich, eine Änderung der Daten durch eine Situation, in der das Aggregationsbild im Randabschnitt wegen der Linsenaberration der Abbildungslinsen 4, des Einflußes durch den Linsenhalter 5 und durch eine ungleichmäßige Ausleuchtung dunkel wird zu korrigieren. Folglich können die Aggregationsmuster genau unterschieden werden. Im speziellen, wie in Fig. 14 gezeigt und oben genannt ist, selbst in dem Fall, wo das Aggregationsbild groß ist und nicht auf den Mittelpunkt konzentriert ist, werden Daten- nach-Schatten erhalten wie in Fig. 8(b) gezeigt. Deshalb können, selbst wenn die Einstellung des Schwellwertes leicht abweicht, die Flächendaten genau berechnet werden und die genaue Entscheidung ausgeführt werden. Auf der anderen Seite kann, da die Aggregationsmuster gleichzeitig in bezug auf die acht Reaktionsgefäße 1a unterschieden werden, eine sehr schnelle Entscheidung verwirklicht werden.
Wie oben genannt, wird selbst in dem Fall eines ringförmigen Aggregationsmusters, welches bisher schwerlich genau unterschieden werden konnte, das Aggregationsmuster durch die Flächendaten, den Wellenformdaten von nur den Aggregationsabbildungen erhalten. Deshalb können selbst, wenn die Einstellung des Schwellwertes leicht abweicht, die Flächendaten genau berechnet und die Unterscheidung genau ausgeführt werden. Folglich wird ein außergewöhnliches Teilchenaggregationsmuster-Untersuchungsverfahren vorgesehen, das deutlich die Unterscheidungspräzision verbessert und das nicht herkömmlich abgeleitet wird.
Obwohl eine bestimmte bevorzugte Ausführungsform im Detail offenbart worden ist, um die Ziele zu veranschaulichen, muß erkannt werden, daß Änderungen oder Modifikationen der offenbarten Vorrichtung umfassend das Neuanordnen von Teilen innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung liegen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Unterscheiden eines Teilchenaggregations­ musters, wobei eine Platte (1) zur Verwendung in einer Aggregationsreaktionsuntersuchung und mit einem oder mehreren Reaktionsgefäßen (1a) vorgesehen ist, eine Bodenfläche von jedem der Reaktionsgefäße (1a) gleichmäßig ausgeleuchtet wird durch die Platte für die Aggregationsreaktionsuntersuchung durch lichtabgebende Einrichtungen (2A), die auf einer Seite der Platte (1) angeordnet sind, wobei das übertragene Licht durch Abbildungslinsen (4) von einer eindimensionalen photosensitiven Einrichtung (3A) aufgenommen wird, die auf der anderen Seite der Platte (1) für die Aggregationsreaktionsuntersuchung angeordnet ist, wobei eine Verteilung von Partikeln, deren Verteilung auf der Grundfläche als ein Ergebnis der Ausfällung von den Partikeln in einer Reaktionslösung, die in die Reaktionsgefäße (1a) eingebracht ist, ausgebildet wird, in dem übertragenen Licht ein Bild ausbildet, das durch die photosensitive Einrichtung (3A) als Lichtaufnahmedaten aufgenommen wird, wobei ein Ausgabesignal der eindimensionalen photosensitiven Einrichtung (3A) verarbeitet wird, um dabei wenigstens eine Übertragungs-Helligkeitsintensitätskurve zu bilden und ein Teilchenaggregationsmuster unterschieden wird auf Grundlage der Transmissionshelligkeitsintensitätskurve gemäß einer vorbestimmten Referenz, dadurch gekennzeichnet, daß die Transmissions-Helligkeitsintensitätskurven-Daten, die einen leeren Zustand des Reaktionsgefäßes (1a) darstellen, zuvor in den Speicher aufgenommen worden sind, daß die Reaktionslösung in das Reaktionsgefäß eingebracht wird, daß Transmissions-Helligkeits­ intensitätskurven-Daten, die einen Zustand darstellen, in dem die Teilchen, nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, ausgefallen sind, anschließend aufgenommen werden, daß Wellenformdaten von nur einem Aggregationsbild durch das Ausführen von arithmetischen Operationen auf der Grundlage der Übertragungs- Helligkeitsintensitätskurven-Daten, die den ausgefallenen Zustand des Reaktionsgefäßes (1a) darstellen und der Übertragungs-Helligkeitsintensitätskurven-Daten, die den leeren Zustand des Reaktionsgefäßes darstellen, berechnet werden und ein Teilchenaggregationsmuster unterschieden wird, auf Grundlage der berechneten Wellenformdaten von nur dem Aggregationsbild.
2. Verfahren zum Identifizieren des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Aggregation von Teilchen, die auf einer lichtdurchlässigen Oberfläche verteilt sind, umfassend die Schritte von:
Vorsehen einer lichtempfindlichen Einrichtung zum Wahrnehmen des darauf einfallenden Lichtes und zum Erzeugen eines Ausgangswertes, der die Intensität des einfallenden Lichtes darstellt,
Identifizierung eines ersten Ausgangswertes, der von der lichtempfindlichen Einrichtung erzeugt wird, wenn es kein einfallendes Licht darauf gibt,
Identifizieren eines zweiten Ausgangswertes, der von der lichtempfindlichen Einrichtung erzeugt wird, wenn keine Teilchen auf der lichtdurchlässigen Oberfläche vorhanden sind und Licht durch die lichtdurchlässige Oberfläche auf die lichtempfindliche Einrichtung gerichtet wird,
Veranlassen, daß Teilchen auf der lichtdurchlässigen Oberfläche abgelagert werden,
Licht durch die lichtdurchlässige Oberfläche auf die lichtempfindliche Einrichtung richten bzw. leiten, während die Teilchen auf der lichtdurchlässigen Oberfläche abgelagert sind, um einen dritten Ausgangswert von der lichtempfindlichen Einrichtung herzustellen, und
Bestimmen eines endgültigen Ausgangswertes als Funktion von dem ersten, zweiten und dritten Ausgangswert.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Schritt der Bestimmung des endgültigen Ausgangswertes ferner folgende Schritte umfaßt:
Bestimmung eines Gewinnwertes als Funktion des ersten und zweiten Ausgabewertes,
Bestimmung eines Differenzwertes, der einen Unterschied zwischen dem ersten und dritten Ausgabewert darstellt und
Multiplizieren des Gewinnwertes mit dem Differenzwert, um einen skalierten Differenzwert zu erhalten.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt der Bestimmung des endgültigen Ausgabewertes den weiteren Schritt der Bestimmung einer Differenz zwischen dem skalierten Differenzwert und dem ersten Ausgabewert umfaßt und der endgültige Wert als Differenz zwischen dem skalierten Differenzwert und dem ersten Ausgabewert definiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt der Bestimmung des Gewinnwertes die Schritte der Bestimmung einer Differenz zwischen dem ersten und zweiten Ausgabewert umfaßt und eine Division eines vorbestimmten Wertes durch diese Differenz zwischen dem ersten und zweiten Ausgabewert.
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