DE68902639T2

DE68902639T2 - LIQUID SCINTILLATION COUNTING DEVICE ON SAMPLE PLATES.

Info

Publication number: DE68902639T2
Application number: DE1989602639
Authority: DE
Inventors: Kauko Lehtinen; Vesa Sonne; Tapio Yrjoenen
Original assignee: Wallac Oy; Pharmacia AB
Current assignee: Wallac Oy; Pfizer Health AB
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2009-06-17
Also published as: DE68902639D1

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION

Flüssigkeitsszintillationszähler werden hauptsächlich für das Messen von Betastrahlung von niedriger Energie emittierenden Proben verwendet, welche z.B. von biologischem oder medizinischem Interesse sind. Die konventionellen Flüssigkeitsszintillationszähler sind so ausgebildet, daß sie Proben zählen, welche mit der Szintillationsflüssigkeit in den Probenfläschchen sind. Das Volumen des Probenfläschchens ist typischerweise 6 oder 20 Milliliter. Die Probenfläschchen werden in Probengestellen angeordnet, welche gesonderte Abteilungen für individuelle Probenfläschchen haben. Die Probengestelle werden auf dem Förderer des automatischen Probenaustauschersystems des Zählers angeordnet.Liquid scintillation counters are mainly used for measuring beta radiation from low energy emitting samples, which are of biological or medical interest, for example. The conventional liquid scintillation counters are designed to count samples that are in the sample vials with the scintillation liquid. The volume of the sample vial is typically 6 or 20 milliliters. The sample vials are placed in sample racks, which have separate compartments for individual sample vials. The sample racks are placed on the conveyor of the counter's automatic sample exchange system.

Da der oben erwähnte Flüssigkeitsszintillationszähler so ausgebildet ist, daß er Fläschchen zählt, deren Volumen bis zu 20 Milliliter ist, kommt es zu ernsthaften Schwierigkeiten, wenn das Probenvolumen nur wenige hundert Mikroliter oder weniger ist. Typischerweise wird diese Art von Proben in kleinen Fläschchen präpariert, welche in normale Fläschchen eingesetzt werden. Außerdem ist die Handhabung von gesonderten Probenfläschchen sehr zeitaufwendig und umfaßt die potentielle Gefahr, daß die Probenfläschchen in unrichtiger Reihenfolge in die Probengestelle gestellt werden. Der Probenaustauschmechanismus eines solchen Instruments ist außerdem ziemlich kompliziert, weil das Fläschchen aus dem Probengestell entfernt werden muß und in einer lichtdichten Strahlungsdetektionskammer positioniert werden muß, und nach dem Zählen muß es in das Probengestell zurückgebracht werden.Since the liquid scintillation counter mentioned above is designed to count vials whose volume is up to 20 milliliters, serious difficulties arise when the sample volume is only a few hundred microliters or less. Typically, this type of sample is prepared in small vials which are inserted into normal vials. In addition, the handling of separate sample vials is very time-consuming and involves the potential danger of placing the sample vials in the wrong order in the sample racks. The sample exchange mechanism of such an instrument is also quite complicated because the vial must be removed from the sample rack and positioned in a light-tight radiation detection chamber, and after counting it must be returned to the sample rack.

Zusätzlich zu den oben erwähnten konventionellen Flüssigkeitsszintillationszählern existiert ein Spezialzweckflüssigkeitss zintillations zähler, nämlich 1205 Betaplate, der von Wallac Oy, Finnland, hergestellt wird. Dieses Instrument ist so ausgebildet, daß es Flüssigkeitsszintillationsproben direkt von einer Filtermatte zählt, welche mit einer kleinen Menge an Szintillationsflüssigkeit in einen Kunststoffbeutel eingeschlossen ist. Auf derselben Filtermatte können bis zu 96 Proben sein, und sechs Proben werden auf einmal gezählt.In addition to the conventional liquid scintillation counters mentioned above, there exists a special purpose liquid scintillation counter, namely 1205 Betaplate, manufactured by Wallac Oy, Finland. This instrument is designed to count liquid scintillation samples directly from a filter mat which is enclosed in a plastic bag with a small amount of scintillation liquid. There can be up to 96 samples on the same filter mat, and six samples are counted at once.

SUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung offenbart eine neue Einrichtung, welche Flüssigkeitsszintillation oder entsprechende Proben direkt von den Probenplatten zählt, die mehrere gesonderte Probenvertiefungen oder -fläschchen umfassen. Eine typische Platte dieser Art wird durch einen Vakuumwärmeformungsprozeß (Tiefziehen) aus transparentem Material hergestellt und hat acht Reihen von Vertiefungen, die in zwölf Spalten angeordnet sind. Das typische Volumen der Probenvertiefungen einer solchen 96-Vertiefungs-Probenplatte ist 200 - 400 Mikroliter. Eine andere Platte dieser Art hat vier Reihen von Vertiefungen, die in sechs Spalten angeordnet sind. Das Volumen der Vertiefungen einer solchen 24-Vertiefungs-Probenplatte übersteigt einen Milliliter. Außerdem sind Probenplatten mit zwei Reihen von Vertiefungen, die in drei Spalten angeordnet sind, verfügbar. Das Volumen der Vertiefungen einer solchen 6-Vertiefungs-Probenplatte ist etwa 10 Milliliter. Demgemäß ist die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgebildet, daß sie Proben zählt (einschließlich eines flüssigen Szintillantiums), deren Volumen von wenigen Mikrolitern bis zu zehn Millilitern beträgt.The present invention discloses a new device which counts liquid scintillation or corresponding samples directly from sample plates comprising several separate sample wells or vials. A typical plate of this type is made by a vacuum thermoforming process (deep drawing) from transparent material and has eight rows of wells arranged in twelve columns. The typical volume of the sample wells of such a 96-well sample plate is 200 - 400 microliters. Another plate of this type has four rows of wells arranged in six columns. The volume of the wells of such a 24-well sample plate exceeds one milliliter. In addition, sample plates with two rows of wells arranged in three columns are available. The volume of the wells of such a 6-well sample plate is about 10 milliliters. Accordingly, the device according to the present invention is designed to count samples (including a liquid scintillant) having a volume ranging from a few microliters to ten milliliters.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worinThe device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which

Figur 1 eine perspektivische Ansicht des allgemeinen Prinzips der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist.Figure 1 is a perspective view of the general principle of the device according to the present invention.

Figur 2 einen Vertikalschnitt der Zählzustände zeigt.Figure 2 shows a vertical section of the counting states.

Figur 3a einen Vertikalschnitt der Zählzustände zeigt, worin der Plattenhalter mit gammastrahlungsempfindlichen Detektoren ausgerüstet ist.Figure 3a shows a vertical section of the counting states, in which the plate holder is equipped with gamma radiation sensitive detectors.

Figur 3b einen Schnitt längs der Linie A-A in Figur 3a zeigt.Figure 3b shows a section along the line A-A in Figure 3a.

DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

In Figur 1 wird eine Probenplatte (10), welche mehrere Probenvertiefungen (11) hat, in der Zählposition oder vor der Zählposition manuell oder automatisch auf einem starren Plattenhalter (12) angeordnet, der aus photonendämpfendem Material hergestellt ist und Hohlräume (13) für die Vertiefungen der Probenplatte hat. Um eine oder mehrere Proben auf einmal zu zählen, hat die Einrichtung einen oder mehrere Detektoren, die aus zwei Photomultiplierröhren (14) aufgebaut sind, welche in Koinzidenz arbeiten und sich auf den entgegengesetzten Seiten des Plattenhalters (12) befinden. Die Einrichtung hat einen Mechanismus (welcher hier nicht gezeigt ist), der die Photomultiplierröhren in der Abwärtsposition fest gegen die Probenplatte drückt, um ein optisch geschlossenes System mit der Probenplattenvertiefung (11) zu bilden, und in der Aufwärtsposition eine freie Horizontalbewegung der Probenplatte ermöglicht.In Figure 1, a sample plate (10) having several sample wells (11) is placed in the counting position or in front of the counting position manually or automatically on a rigid plate holder (12) made of photon-attenuating material and having cavities (13) for the wells of the sample plate. In order to count one or more samples at once, the device has one or more detectors made up of two photomultiplier tubes (14) operating in coincidence and located on the opposite sides of the plate holder (12). The Device has a mechanism (which is not shown here) which presses the photomultiplier tubes firmly against the sample plate in the downward position to form an optically closed system with the sample plate recess (11), and in the upward position allows a free horizontal movement of the sample plate.

Der Plattenhalter (12) kann ein gesondertes Teil sein, oder er kann an den Photomultiplierröhren (14), welche unterhalb der Probenplatte (10) sind, befestigt sein. In diesem Falle braucht der Plattenhalter nur diejenigen Probenplattenvertiefungen zu umgeben, welche zu diesem Zeitpunkt in der durch die Photomultiplierröhrenpaare definierten Zählposition sind.The plate holder (12) may be a separate part, or it may be attached to the photomultiplier tubes (14) which are below the sample plate (10). In this case, the plate holder only needs to surround those sample plate wells which are at that time in the counting position defined by the photomultiplier tube pairs.

Die Figur 2 zeigt einen Vertikalschnitt der Zählzustände. Die Vertiefungen (11) der Probenplatte sind durch ein transparentes Klebeband (15) verschlossen. Der Plattenhalter (12) hat drei unterschiedliche Funktionen: 1) ein starrer Träger für die flexible Probenplatte (10) zu sein, 2) die unterschiedlichen Probenvertiefungen (1l) der Probenplatte optisch zu trennen und es auf diese Weise möglich zu machen, Proben direkt von den Probenvertiefungen her ohne Kreuzkopplung zwischen den Proben zu zählen, und 3) die Photonen von der Flüssigkeitsszintillationsprobe (16) zu den Photomultiplierröhren (14) zu führen. Demgemäß muß das Material des Plattenhalters Licht reflektieren oder streuen, oder die Wände der Hohlräume müssen mit reflektierendem oder streuendem Material (17) beschichtet sein. Die Einrichtung hat an der Vorderseite der Photomultiplierröhren austauschbare Platten (18) für unterschiedliche Probenvertiefungsdurchmesser der 96-, 24- oder 6-Vertiefungs-Probenplatten.Figure 2 shows a vertical section of the counting states. The wells (11) of the sample plate are closed by a transparent adhesive tape (15). The plate holder (12) has three different functions: 1) to be a rigid support for the flexible sample plate (10), 2) to optically separate the different sample wells (11) of the sample plate, thus making it possible to count samples directly from the sample wells without cross-coupling between the samples, and 3) to guide the photons from the liquid scintillation sample (16) to the photomultiplier tubes (14). Accordingly, the material of the plate holder must reflect or scatter light, or the walls of the cavities must be coated with reflecting or scattering material (17). The device has interchangeable plates (18) on the front of the photomultiplier tubes for different sample well diameters of the 96-, 24- or 6-well sample plates.

Die Figuren 3a und 3b zeigen, daß die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch für das Zählen von gammastrahlungsemittierenden Proben (20) verwendet werden kann. Die Probenplatte (10) mit gesonderten Probenvertiefungen oder -fläschchen (11) wird in der Zählposition oder vor der Zählposition manuell oder automatisch in einem Plattenhalter (12) angeordnet, dessen Hohlräume von gammastrahlungsempfindlichen Detektoren (19) umgeben sind. Der Körper (12) des Probenhalters kann aus Material hergestellt sein, welches soviel wie möglich Gammastrahlung absorbiert. Die Wände (21) der zylindrischen gammaempfindlichen Detektoren (19) reflektieren so, daß die Photonen, die von dem Szintillationsprozeß, gefolgt von der Absorption der Gammastrahlung, herrühren, zu dem Photomultiplierröhrenpaar geführt werden, das in Koinzidenz arbeitet und sich auf den entgegengesetzten Seiten der Löcher des Plattenhalters befindet. Anstelle der Detektoren, die zwei Photomultiplierröhren umfassen, ist auch eine Photomultiplierröhre möglich. In diesem Falle befindet sich eine reflektierende Oberfläche (22) in dem unteren Ende der zylindrischen gammaempfindlichen Detektoren (19), um Photonen nach der Photomultiplierröhre zu zu reflektieren.Figures 3a and 3b show that the device according to the present invention can also be used for counting gamma-radiation emitting samples (20). The sample plate (10) with separate sample wells or vials (11) is placed in the counting position or before the counting position manually or automatically in a plate holder (12) whose cavities are surrounded by gamma-radiation sensitive detectors (19). The body (12) of the sample holder can be made of material which absorbs as much gamma radiation as possible. The walls (21) of the cylindrical gamma-sensitive detectors (19) reflect so that the photons resulting from the scintillation process followed by the absorption of the gamma radiation are guided to the photomultiplier tube pair operating in coincidence and located on the opposite sides of the holes of the plate holder. Instead of the For detectors comprising two photomultiplier tubes, a photomultiplier tube is also possible. In this case, a reflecting surface (22) is located in the lower end of the cylindrical gamma-sensitive detectors (19) to reflect photons towards the photomultiplier tube.

Die Erfindung ist nicht allein auf die obigen Ausführungsformen begrenzt, sondern sie kann sogar beträchtliche Variation innerhalb des Bereichs der Patentansprüche aufweisen.The invention is not limited to the above embodiments alone, but may even have considerable variation within the scope of the patent claims.

Claims

1. Device for counting liquid scintillation samples from sample plates which comprise several separate sample wells or vials, characterized in that

- the device has one or more sample plate holders for the sample plates, and the sample plate holders are provided with cavities for the recesses of the sample plates,

- the sample plates are suitable for being arranged on the sample plate holders in such a way that the recesses of the sample plates are inserted into the cavities of the sample plate holders in such a way that the sample plate holders form optically separate compartments around the recesses of the sample plates,

- the sample plate holders are adapted to be moved together with the sample plates, one at a time, manually or automatically, into a counting position between two photomultiplier tubes which together form the detector of the device, and which two photomultiplier tubes operate in coincidence and are arranged exactly on opposite sides of the well of the sample plates which are being counted at that time,

- the inner surfaces of the cavities of the sample plate holders are reflective or scattering to guide the light from the liquid scintillation sample, which is in the sample well, to the photomultiplier tube pair,

- the device has one or more detectors to count one or more samples at once.

2. Device according to claim 1, characterized in that the recesses of the sample plate are closed by a transparent adhesive tape.

3. Device according to claim 1, characterized in that the cavities of the plate holder are surrounded by gamma radiation sensitive detectors in order to make the device suitable for gamma counting.