DE69113299T2

DE69113299T2 - Apparat zur Detektion der chemischen Lumineszenz.

Info

Publication number: DE69113299T2
Application number: DE69113299T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Aoki; Takeshi Kohno; Yukio Saito; Yoshihiro Sato; Koichi Sekiya; Hiroaki Takahasi; Kunio Terada
Original assignee: Horiba Ltd; Sankyo Co Ltd
Current assignee: Horiba Ltd; Sankyo Co Ltd
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: ATE128553T1; DE69113299D1; JPH03262945A; EP0446859B1; CA2038170A1; CA2038170C; JP2626738B2; EP0446859A1; US5422075A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Chemolumineszenz-Meßgerät wie im Oberbegriff von Anspruch 1 beansprucht.

Beschreibung des Stands der Technik

Um die Intensität der Chemolumineszenz einer Lösung zu messen, wurde eine zylindrische Photometriezelle 91 aus Glas oder Kunststoff fest an einem integrierten, kugelförmigen Zellenhalter 92 befestigt, und eine Photovervielfacherröhre 94 als optischer Detektor wurde durch einen Verschluß 93 so angeordnet, daß sie der Photometriezelle 91 zugewandt war, um die Menge an Chemolumineszenz, wie sie innerhalb der Photometriezelle 91 erzeugt wurde, durch das sogenannte Chargenmeßverfahren zu messen, wie in Fig. 11 dargestellt. Außerdem bezeichnet in Fig. 11 die Bezugszahl 95 eine Hochspannungsquelle, und die Bezugszahl 96 bezeichnet einen Verstärker.
Jedoch ist beim herkömmlichen Chemolumineszenz-Meßgerät, wie es in der oben beschriebenen Fig. 11 dargestellt ist, lediglich eine Photovervielfacherröhre 94 für die Photometriezelle 91 vorhanden, so daß der Bereich, in dem die Menge an Chemolumineszenz gemessen werden kann, für den Fall begrenzt ist, daß Messungen bei derselben einen Bedingung ausgeführt werden, und demgemäß war es erforderlich, Messungen unter Einstellung der Meßbedingungen, z.B. der Versorgungsspannung von der Hochspannungsquelle 95, dem Rückkopplungswiderstand im Verstärker 96 und dergleichen für die Photovervielfacherröhre 94 durch verschiedene Arten von Vorrichtungen auszuführen.
Ferner wurde in jüngerer Zeit ein Enzym-Immuntest auf Grundlage des Chemolumineszenzverfahrens bei Enzym-Immunmessungen ausgeführt, jedoch war es problematisch, das vorstehend beschriebene herkömmliche Chemolumineszenz-Meßgerät unverändert zu verwenden. Bei Enzym-Immunmessungen muß eine große Anzahl von Einzelsubstanzen zufallsweise gegessen werden, so daß der Bereich der zu messenden Lichtmenge bemerkenswert groß ist und demgemäß Messungen nicht mittels eines einzelnen optischen Detektors ausgeführt werden können.
Außerdem tritt die vorstehend genannte Schwierigkeit nicht nur beim sogenannten Chargenmeßverfahren, sondern auch beim sogenannten durch Strömungsmeßverfahren unter Verwendung einer Photometriezelle mit spiralförmigem Durchfluß auf.
Das Dokument JP-A-59-125043 offenbart ein Photofluoreszenz- Spektrometer mit einem Anregungsspektrometer, einer Probenzelle und einem einzelnen Photodetektor zum Messen des durch Fluoreszenz in der Probenzelle erzeugten Lichts. Das Ausgangssignal des Photodetektors wird einer mit einem Speicher verbundenen CPU und einer Anzeigeeinrichtung zugeführt. Dieses Photofluoreszenz-Spektrometer kann von einem Modus mit hoher Empfindlichkeit auf einen Modus mit niedriger Empfindlichkeit und umgekehrt umgeschaltet werden.
Ein im Speicher abgespeichertes Empfindlichkeitsverhältnis a=Ih/Il wurde aus den Ausgangssignalen des Photodetektors berechnet, der im Modus mit hoher Empfindlichkeit und dem mit niedriger Empfindlichkeit betrieben wurde.
Das Dokument US-A-4,401,387 offenbart eine Trübungsmeßeinrichtung mit einer Lichtquelle, einer Probenzelle sowie einem ersten und einem zweiten Photodetektor. Zum Messen der Intensitäten von Licht, das in zwei verschiedenen Richtungen von derselben Probe gestreut wird, werden zwei einzelne Photodetektoren verwendet, die unter verschiedenen Winkeln in bezug auf das Einfallslicht angeordnet sind.
Das Dokument DD-A-242 872 beschreibt ein Verfahren zum Messen der Aktivität radioaktiver Materialien. Bei diesem Verfahren werden Aktivitätsmessungen mit verschiedenen Wirkungsgraden gleichzeitig oder aufeinanderfolgend ausgeführt. Eine der Messungen wird dazu ausgeführt, nur Teilchen hoher Energie zu messen, während die andere Messung Teilchen sowohl hoher als auch niedriger Energie mißt. Durch Berechnen der Beziehung zwischen den Meßwerten wird ein Korrekturwert bestimmt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Punkte ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Chemolumineszenz-Meßgerät zu schaffen, das sicher in einem großen Bereich von Lumineszenzmengen messen kann.
Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, ist ein Chemolumineszenz-Meßgerät der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 versehen.
Das erfindungsgemäße Chemolumineszenz-Meßgerät ist mit mindestens zwei optischen Detektoren mit verschiedenen Empfindlichkeiten auf die im Anspruch 1 beschriebene Weise versehen, so daß der Meßempfindlichkeitsbereich des Gesamtgeräts die Gesamtsumme der Empfindlichkeitsbereiche der jeweiligen optischen Detektoren ausmacht, wodurch ein größerer Meßbereich im Vergleich zu demjenigen Fall erhalten werden kann, bei dem nur ein einzelner optischer Detektor vorhanden ist. Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus des Meßgeräts kann eine hochgenaue Messung in einem großen Bereich erzielt werden, der von einer Zone niedriger Empfindlichkeit bis zu einer Zone hoher Empfindlichkeit reicht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sowie ein herkömmliches Gerät sind in den Figuren dargestellt, in denen
Fig. 1 eine Schnittansicht ist, die ein Beispiel eines Chemolumineszenz-Meßgeräts gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, das grob den Aufbau einer Schaltung im in Fig. 1 gezeigten Gerät zeigt;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht ist, die das Innere eines Systems für Enzym-Immuntests zeigt, in das das erfindungsgemäße Chemolumineszenz-Meßgerät eingebaut ist;
Fig. 4 eine teilweise offene Seitenansicht des Hauptblocks des Systems ist;
Fig. 5 eine Draufsicht ist, die Hauptbestandteile des Systems zeigt;
Fig. 6 eine Schnittansicht ist, die ein Chemolumineszenz- Meßgerät gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 7 eine Schnittansicht ist, die ein Chemolumineszenz- Meßgerät gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht ist, die Hauptkomponenten des in Fig. 7 dargestellten Geräts zeigt;
Fig. 9 ein schematisches Diagramm ist, das die Beziehung zwischen dem Ausgangssignal einer Photovervielfacherröhre hoher Empfindlichkeit, dem Ausgangssignal einer Photovervielfacherröhre niedriger Empfindlichkeit und der Konzentration einer lumineszierenden Substanz zeigt;
Fig. 10 ein Diagramm ist, das Ergebnisse zeigt, wie sie mittels des erfindungsgemäßen Chemolumineszenz-Meßgeräts gemessen wurden; und
Fig. 11 ein Blockdiagramm ist, das ein herkömmliches Chemolumineszenz-Meßgerät zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Zunächst wird, bevor das erfindungsgemäße Chemolumineszenz- Meßgerät beschrieben wird, unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 der Aufbau eines Systems für Enzym-Immuntests mit darin eingebautem Chemolumineszenz-Meßgerät beschrieben.
In Fig. 3 bezeichnen die Bezugszahlen 1, 2 Trennplatten, die den Innenraum eines Gerätegehäuses 3 in drei Räume P&sub1;, P&sub2;, P&sub3; unterteilen, wobei P&sub2; ein oberer Raum ist, P&sub1; ein mittlerer Raum ist und P&sub3; ein unterer Raum ist. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist ein Röhrchentransportaufzug 4 vorhanden, der vom mittleren Raum P&sub1; zum oberen Raum P&sub2; reicht. Ferner bezeichnet die Bezugszahl 5 in Fig. 4 eine Antikörperimmobilisierungsröhrchen-Kühlvorrichtung mit einem Ansaug/Auslaß- Bereich 6, der mit einem (nicht dargestellten) Kühler im unteren Raum P&sub3; und einem Kühlgehäuse 7 verbunden ist. Dieses Kühlgehäuse 7 kann aus der Vorderseite des Gerätegehäuses 3 frei herausgezogen werden.
Es wird erneut auf Fig. 3 Bezug genommen, in der die Bezugszahl 8 ein Antikörperimmobbilisationsröhrchen mit einem an der Innenseite seines Bodens festgehaltenen Antikörper bezeichnet, wobei dessen obere Öffnung mit einer Aluminiumfolie abgedichtet ist, wohingegen die Bezugszahl 9 ein Verdünnungsröhrchen bezeichnet. Diese Röhrchen 8, 9 werden von einem Röhrchenhaltekasten 10 gehalten, dessen untere Seite offen ist, und das wegnehmbar auf einem Oberseitenbereich des Kühlgehäuses 7 angeordnet ist, um einen Kühlkanal zu bilden.
Die Bezugszahl 11 bezeichnet einen Röhrchentransportmechanismus, der zweidimensional horizontal beweglich ist und der mit einem frei hebbaren Behälterfutter 12 (siehe Fig. 4) zum Transportieren des Antikörperimmobilisationsröhrchens 8 (falls erforderlich, des Verdünnungsröhrchens 9) zu einem Transportbeginnende des Aufzugs 4 versehen ist.
Wie in Fig. 5 dargestellt, bezeichnet die Bezugszahl 13 einen Konstanttemperatur-Schüttler, der mit mehreren Röhrchenhaltebereichen 14 sowie einem ersten bis dritten Rotor 16 bis 18 versehen ist, von denen jeder mehrere Haltelöcher 15 zum Aufnehmen eines Antikörperimmobilisationsröhrchens 8 aufweist. Die Rotoren 16, 17, 18 sind an der Vorderseite des Konstanttemperatur-Schüttlers 13 angeordnet. Eine Wascheinrichtung 19 und ein Verdünnungsspender 20 sind um den ersten Rotor 16 herum angeordnet, eine Wascheinrichtung 21 und ein Substratlösungsspender 22 sind um den zweiten Rotor 17 herum angeordnet, und eine Wascheinrichtung 23 und ein Spender 24 für enzymkonjugiertes Antikörperreagenz sind um den dritten Rotor 18 herum so angeordnet, daß sie um einen vorgegebenen Winkel in der Richtung gedreht werden können, wie sie beispielhaft durch einen Pfeil in der Zeichnung gekennzeichnet ist.
Die Bezugszahl 25 bezeichnet einen Röhrchentransportmechanismus mit einem Röhrchenfutter 26 (siehe Fig. 4), das dreidimensional frei beweglich ist, um das Antikörperimmobilisationsröhrchen 8 zu transportieren, das mittels des Aufzugs 4 in einen Bereich transportiert wurde, der vom Konstanttemperaturschüttler 13 über den ersten bis dritten Rotor 16 bis 18 bis zu einem Probenbereich 27 reicht.
Die Bezugszahl 28 bezeichnet einen Probenröhrchen-Aufnahmebereich, in dem die Probenröhrchen-Aufnahmekästen 30, die jeweils mehrere Probenröhrchen 29 mit einer darin eingefüllten Probe (z.B. Serum) in einer Reihe enthalten, in einer Linie nach links und rechts stehen (siehe Fig. 4, 5). Gemäß den Fig. 4 und 5 bezeichnet die Bezugszahl 31 ein Deckelteil zum einzelnen Verschließen der oberen Öffnungen der Probenröhrchen-Aufnahmekästen 30. Ein Deckelteil-Verschlußmechanismus 32 ist an einer Endseite in der Richtung vorhanden, in der die Röhrchen 29 in einer Reihe stehen.
Die Bezugszahl 33 bezeichnet einen Aufnahmebereich für eine Pipettenspitze 34. Die Bezugszahl 35 bezeichnet einen Probenspendermechanismus, der horizontal zweidimensional verstellbar ist. Dieser Probenspendermechanismus 35 ist mit einer frei hebbaren Sonde 37 versehen, die in ihrem oberen Bereich mit einer Saug/Auslaß-Leitung 36 und an ihrem unteren Ende mit der Pipettenspitze 34 in Verbindung steht. Durch Absenken der Sonde 37 innerhalb des Aufnahmebereichs 33 kann eine Probe von der Probenleitung 29 durch Saugwirkung in die Pipettenspitze 34 gesaugt werden, und diese Probe kann durch einen Ausgabevorgang (siehe Fig. 4) in das vom ersten Rotor 16 gehaltene Antikörperimmobilisationsröhrchen 8 ausgegeben werden.
Die Bezugszahl 38 bezeichnet einen Aufnahmebereich für Reagenzflaschen 39, in die das enzymkonjugierte Antikörperreagenz eingefüllt ist (siehe Fig. 5).
In Fig. 3 und Fig. 5 bezeichnet die Bezugszahl 40 einen Photometriebereich, der mit einer aus einem Glasröhrchen bestehenden Photometriezelle 41 versehen ist, die Bezugszahl 42 bezeichnet einen Reaktantspender zum Eingießen eines im zum Probenbereich 27 transportierten Antikörperimmobilisationsröhrchen 8 enthaltenen Reaktants in die Photometriezelle 41, die Bezugszahl 43 bezeichnet einen Reagenzspender zum Eingießen eines lumineszierenden Reagenz (z.B. Luminol-Lösung) in die Photometriezelle 41, und die Bezugszahl 44 bezeichnet eine Wascheinrichtung für die Photometriezelle 41. Die Bezugszahl 45 bezeichnet einen Rückgewinnungsbereich für das Antikörperimmobilisationsröhrchen 8, und die Bezugszahl 46 bezeichnet einen Ausgabebereich für die Pipettenspitze 34.
Unter Verwendung des Systems für Enzym-Immuntests mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird ein Enzym-Immuntest durch z.B. das zweistufige Einbettungsverfahren wie folgt ausgeführt.
Ein Antikörperimmobilisationsröhrchen 8, in dem ein der zu messenden Substanz entsprechender Antikörper festgehalten ist, wird mittels des Röhrchentransportmechanismus 11 an der Unterseite, des Aufzugs 4 und des Röhrchentransportmechanismus 25 an der Oberseite in das Röhrchenhalteloch 15 des ersten Rotors 16 eingesetzt. Die die obere Öffnung des Antikörperimmobilisationsröhrchens 8 abdichtende Aluminiumfolie wird während des Entnahmeprozesses für das Röhrchen 8 entnommen.
Andererseits ist die Sonde 37 an ihrem unteren Ende mit der Pipettierspitze 34 versehen, so daß die Probe vom Probenröhrchen 29 in die Pipettenspitze 34 gesaugt werden kann und dann in das Antikörperimmobilisationsröhrchen 8 gegossen werden kann, die im ersten Rotor 16 angebracht ist. Danach wird die Pipettierspitze 34 über den Ausgabebereich 46 ausgeworfen.
Beim Verdrehen des ersten Rotors 16 um den vorgegebenen Winkel wird ein Verdünnungsmittel in das Antikörperimmobilisationsröhrchen 8 eingegossen, in das die Probe eingegossen wurde, und dann wird das Antikörperimmobilisationsröhrchen 8 in den Konstanttemperaturschüttler 13 eingesetzt, gefolgt von einem Schütteln für eine vorgegebene Zeitspanne bei konstanter Temperatur von ungefähr der Körpertemperatur, um eine erste Immunreaktion auszuführen.
Das Antikörperimmobilisationsröhrchen 8 wird in den zweiten Rotor 17 entnommen, um gewaschen zu werden und dann einer sogenannten B/F-Trennung unterzogen zu werden, gefolgt vom Eingießen einer vorgegebenen Dosis an enzymkonjugiertem Antikörperreagenz entsprechend der zu messenden Einzelsubstanz, mit erneutem Einsetzen in den Konstanttemperaturschüttler 13, um eine zweite Immunreaktion auszuführen.
Anschließend wird das Antikörperimmobilisationsröhrchen 8 in den Rotor 18 entnommen, um gewaschen zu werden, und dann wird eine vorgegebene Menge an Substratlösung in das Antikörperimmobilisationsröhrchen 8 gegossen, gefolgt von erneutem Einsetzen in den Konstanttemperaturschüttler 13, um für vorgegebene Zeit eine Enzymreaktion auszuführen. Im Antikörperimmobilisationsröhrchen 8 wird durch diese Reaktion Wasserstoffperoxid mit einer Menge erzeugt, die der zu messenden Substanzmenge entspricht.
Nach der Enzymreaktion wird das Antikörperimmobilisationsröhrchen 8 zum Probenbereich 27 transportiert, wo die das Wasserstoffperoxid enthaltende Reaktionslösung in die Photometriezelle 41 gegeben wird, in die zuvor das lumineszierende Reagenz geschüttet wurde, um eine Lumineszenzreaktion auszuführen. Andererseits wird das Antikörperimmobilisationsröhrchen 8 in den Ausgabebereich 45 eingeworfen.
Die Lumineszenzmenge während der vorstehend beschriebenen Lumineszenzreaktion wird elektrisch gemessen und mittels eines Computers erfolgt ein Betrieb zum Anzeigen des Analyseergebnisses (Konzentration der lumineszierenden Substanz) auf einem Monitor 37. Dieses Ergebnis wird durch einen Drukker 48 aufgezeichnet.
Im Photometriebereich 40 beim oben beschriebenen System für Enzym-Immuntests, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wird die Photometriezelle 41 durch einen Zellenhalter 49 mit integrierter Kugelform gehalten. Eine Photovervielfacherröhre mit hoher Empfindlichkeit (nachfolgend als HPMT bezeichnet) 52 und eine Photovervielfacherröhre niedriger Empfindlichkeit (nachfolgend als LPMT bezeichnet) 53, sind über Interferenzfilter 50 bzw. 51 zu beiden Seiten rechts und links der Photometriezelle 41 so angebracht, daß sie in einer geraden Linie stehen, gesehen in Richtung eines Pfeils X. Die Bezugszahl 54 bezeichnet ein Gehäuse für die HPMT 52, und dieses Gehäuse 54 ist mit einem (nicht dargestellten) Kühler zum Verringern des Dunkelstroms der HPMT 52 versehen. Außerdem bezeichnet die Bezugszahl 55 einen Verstärker der HPMT 52, die Bezugszahl 56 bezeichnet einen Verschluß und die Bezugszahl 57 bezeichnet eine Reaktantausgießdüse.
Wenn PMTs 52, 53 mit verschiedenen Empfindlichkeiten zum Messen der Chemolumineszenzmenge verwendet werden, wie oben beschrieben, ist jedoch das Signal von der PMT 52 pegelmäßig stark von dem der PMT 53 verschieden, so daß ein Konzentrationssignal dadurch erhalten werden muß, daß die Signale getrennt in einen Signalwert umgesetzt werden. Um dies zu erzielen, weist das erfindungsgemäße Gerät den in Fig. 2 dargestellten Aufbau auf.
Fig. 2 zeigt die Verbindungsbeziehung hinsichtlich der HPMT 52 und der LPMT 53. In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszahlen 55, 58 Verstärker, die Bezugszahlen 59, 60 bezeichnen logarithmische Verstärker, die Bezugszahl 61 bezeichnet einen Umschalter, die Bezugszahl 62 bezeichnet einen A/D-Umsetzer, die Bezugszahl 63 bezeichnet einen invertierenden logarithmischen Umsetzer, die Bezugszahl 64 bezeichnet einen Integrierer, die Bezugszahl 65 bezeichnet eine Anzeige und die Bezugszahl 66a bezeichnet einen Speicher.
Außerdem sind die logarithmischen Verstärker 59, 60 und der invertierende logarithmische Umsetzer 63 nicht immer erforderlich, und zwar abhängig vom Neßbereich und dem A/D-Umsetzer 62. Ferner besteht für die Position des Umschalters 61 keine Beschränkung auf die dargestellte Position. D.h., daß der Umschalter 61 auch an den Ausgangsseiten zweier A/D-Umsetzer (zur Verwendung in der HPMT und der LPMT) oder an den Ausgangsseiten zweier Integrierer vorhanden sein können. In Fig. 2 ist der Umschalter mit dem Eingangsbereich des A/D- Umsetzers 62 verbunden.
Der Umschalter 61 ist ein Analogschalter zum abwechselnden Eingabeneingeben des Ausgangssignals der HPMT 52 und des Ausgangssignals der LPMT 53 in den A/D-Umsetzer 62, und zwar alle 50 ms, um die Daten zweizuteilen.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Strahlungslebensdauer im allgemeinen 10 Sekunden, und das Ausgangssignal vom Detektor wird, wie oben beschrieben, abwechselnd jeweils einzeln alle 50 ms entnommen, so daß insgesamt das Ausgangssignal der jeweiligen Detektoren in 200 Teile unterteilt wird, um in den Computer eingegeben zu werden (der Integrationswert der jeweiligen Ausgangssignale ist der Datenwert, wie er beim Betrieb zur Konzentrationserfassung verwendet wird). Das Signal von der HPMT 52 und das Signal von der LPMT 53, die im A/D-Umsetzer 62 in analoge Form umgesetzt wurden, werden im Computer einem umgekehrten Analogvorgang unterworfen, um eingespeichert zu werden. Dabei wird das Signal von der HPMT 52 vorzugsweise als Datenwert zum Vorgang bei der Konzentrationserfassung verwendet, und wenn das Signal von der HPMT 52 den Regelungsstrom überschreitet, wird das Signal von der LPMT 53 verwendet, und dann wird das Ausgangssignal von der LPMT 53 mit einem Faktor multipliziert, der durch das Verhältnis aus dem Ausgangssignal der HPMT 52 zu demjenigen der LPMT 53 auf Grundlage zuvor bestimmter Lumineszenzintensitäten bestimmt wurde.
D.h., daß gemäß Fig. 9, die die Beziehung zwischen dem Ausgangssignal der HPMT 52, dem Ausgangssignal der LPMT 53 und der Konzentration einer lumineszierenden Substanz zeigt, C&sub0; bis C&sub9; auf der Abszisse bekannte Konzentrationen der lumineszenten Substanz bezeichnen, I&sub0; bis I&sub6; auf der linken Ordinate das Ausgangssignal der HPMT 52 bezeichnen, und i&sub6; bis i&sub9; auf der rechten Ordinate das Ausgangssignal der LPMT 53 bezeichnen. Demgemäß kann das Verhältnis des Ausgangssignals der HPMT 52 zum Ausgangssignal der LPMT 53 auf Grundlage der Lumineszenzstärken unter Verwendung dieser Beziehung bestimmt werden.
Nun kann, wenn angenommen wird, daß das Ausgangssignal der HPMT 52 Ir ist und das Ausgangssignal der LPMT 53 ir ist, das Verhältnis als Ir/ir (=A) bestimmt werden.
So wird das Verhältnis des Ausgangssignals der HPMT 52 zum Ausgangssignal der LPMT 53 bestimmt. Wenn das Ausgangssignal der HPMT 52 während der Messung den Regelungsstrom überschreitet, wird dies mittels der LPMT 53 erkannt, und das Ausgangssignal i der LPMT 53, das in ein Ausgangssignal von der HPMT 52 (I) umgesetzt wurde, kann durch I = i x A ausgedrückt werden.
Fig. 10 zeigt Ergebnisse, wie sie durch den vorstehend beschriebenen Photometriebereich 40 gemessen wurden. In Fig. 10 bezeichnet die Abszisse die Konzentration an H&sub2;O&sub2; und die Konzentration an CRP (C-reaktive Proteine), die linke Ordinate bezeichnet das Ausgangssignal der HPMT 52, und die rechte Ordinate bezeichnet das Ausgangssignal der LPMT 53. Eine Kurve I zeigt die Konzentrationsänderung von H&sub2;O&sub2; gemäß der HPMT 52, und eine Kurve I' zeigt die Konzentrationsänderung von H&sub2;O&sub2; gemäß der LPMT 53. Es stellt sich heraus, daß dann, wenn der in eine H&sub2;O&sub2;-Konzentration umgesetzte Meßbereich der HPMT 52 10&supmin;&sup8; bis 10&supmin;&sup4; M ist und der in die H&sub2;O&sub2;- Konzentration umgesetzte Meßbereich der LPMT 53 10&supmin;&sup6; bis 10&supmin;² M ist, wie durch diese Kurven I, I' gezeigt, der Meßbereich des Geräts insgesamt 10&supmin;&sup8; bis 10&supmin;² M beträgt. Außerdem ist eine Kurve II eine Kalibrierkurve für den CRP(C- reaktive Proteine)-Wert, wie durch den Enzym-Ilmmuntest erhalten, und sie drückt das Ausgangssignal der HPMT 52 und das Ausgangssignal der LPMT 53 in Form eines Stücks einer kontinuierlichen Kalibrierkurve aus, entsprechend dem vorstehend beschriebenen Verfahren.
Obwohl die HPMT 52 und die LPMT 53 auf einer geraden Linie angeordnet sind, wobei die Photometriezelle 41 beim vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel dazwischen angebracht ist, können die HPMT 52 und die LPMT 53 unter Verwendung eines optischen Teilers 56 (z.B. eines Halbspiegels, einer Quarzplatte, einer Glasplatte und dergleichen) so positioniert werden, daß die HPMT 52 unter 90º bezogen auf die LPMT 53 angeordnet ist, wie in Fig. 6 dargestellt. In diesem Fall tritt, da die Lumineszenzachse gemeinsam für sowohl die HPMT 52 als auch die LPMT 53 vorliegt, ein Vorteil dahingehend auf, daß es nicht erforderlich ist, eine optische Positionsbedingung zu berücksichtigen.
Außerdem kann die Erfindung nicht nur auf das vorstehend beschriebene sogenannte Chargenmeßverfahren angewandt werden, sondern auch auf das sogenannte Durchströmungsmeßverfahren unter Verwendung einer Photometriezelle 67 mit spiralförmigem Durchlauf, wie in den Fig. 7, 8 dargestellt. Ferner bezeichnen die Bezugszahlen 68, 69 in Fig. 8 einen Einleitbereich und einen Auslaßbereich für eine Reaktantlösung und dergleichen.
Außerdem kann eine Siliciumphotodiode oder dergleichen als optischer Detektor zusätzlich zum vorstehend beschriebenen Photovervielfacher verwendet werden. Selbstverständlich kann die Erfindung nicht nur auf den Photometriebereich des vorstehend beschriebenen Systems für Enzym-Immuntest angewandt werden, sondern auch auf Photometriebereiche anderer Analysatoren und dergleichen.
Wie vorstehend beschrieben, sind mehrere optische Detektoren mit verschiedenen Empfindlichkeiten in der Nähe einer Photometriezelle angeordnet, wodurch der Meßempfindlichkeitsbereich des gesamten Geräts die Gesamtsumme der Bereiche der Empfindlichkeiten der jeweiligen optischen Detektoren ist. So kann ein größerer Meßbereich im Vergleich zu dem Fall erzielt werden, bei dem lediglich ein einzelner optischer Detektor verwendet wird. Das Verhältnis der Ausgangssignale der optischen Detektoren auf Grundlage der Lumineszenzintensität wird vorab bestimmt, gefolgt von einem Multiplizieren des Ausgangssignals des optischen Detektors mit niedriger Empfindlichkeit mit dem durch das Verhältnis bestimmten Faktor, so daß ein dem Ausgangssignal des optischen Detektors mit hoher Empfindlichkeit entsprechender Umsetzwert erhalten werden kann, wenn das Ausgangssignal dieses optischen Detektors mit hoher Empfindlichkeit gesättigt ist, so daß hochgenaue Messungen in einem großen Bereich erzielt werden können, der von einer Zone niedriger Empfindlichkeit bis zu einer Zone hoher Empfindlichkeit reicht.

Claims

1. Chemolumineszenz-Meßgerät zum Messen der Intensität von in einer Photometriezelle (41) erzeugter Chemolumineszenz, mit einer optischen Detektoreinrichtung; gekennzeichnet durch

- mehrere optische Detektoren (52, 53) mit verschiedenen Empfindlichkeiten, mit mindestens einem optischen Detektor (52) hoher Empfindlichkeit und einem optischen Detektor (53) niedriger Empfindlichkeit, wobei diese optischen Detektoren (52, 53) in der Nähe der Photometriezelle (41) angeordnet sind;

- einen Speicher zum Vorabeinspeichern bestimmter Verhältnisse (A) von Ausgangssignalen (Ir) der Detektoren mit hoher Empfindlichkeit zu Ausgangssignalen (ir) der Detektoren mit niedriger Empfindlichkeit, wie von verschiedenen der optischen Detektoren (52, 53) auf Grundlage der Lumineszenzintensität erhalten;

- eine Multipliziereinrichtung zum Multiplizieren der Ausgangssignale (ir) eines Detektors (53) mit niedriger Empfindlichkeit mit dem im Speicher abgespeicherten jeweiligen Verhältnis (A), so daß dann, wenn die Ausgangssignale der Detektoren (52) mit hoher Empfindlichkeit in Sättigung gegangen sind, ein Umsetzwert erhalten werden kann, der den Ausgangssignalen der Detektoren (52) mit hoher Empfindlichkeit entspricht;

- einen Umschalter (61) zum abwechselnden Eingeben des Ausgangssignals der optischen Detektoren (52) mit hoher Empfindlichkeit und des Ausgangssignals der optischen Detektoren (53) mit niedriger Empfindlichkeit in einen A/D-Umsetzer (62);

- eine Steuereinrichtung zum Umschalten des Umschalters (61) vom Detektor (52) mit hoher Empfindlichkeit alle 50 ms auf den Detektor (53) mit niedriger Empfindlichkeit, um die Daten zweizuteilen; und

- eine Einrichtung zum Erfassen des Sättigungszustandes des Detektors (52) mit hoher Empfindlichkeit.

2. Chemolumineszenz-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Detektor (52) mit hoher Empfindlichkeit und der optische Detektor (53) mit niedriger Empfindlichkeit an den beiden Seiten rechts und links von der Photometriezelle (41) angeordnet sind.

3. Chemolumineszenz-Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein optischer Teiler (66) in der Nähe der Photometriezelle (41) vorhanden ist und der optische Detektor (52) mit hoher Empfindlichkeit sowie der optische Detektor (53) mit niedriger Empfindlichkeit auf der Transmissionsseite bzw. der Reflexionsseite des optischen Teilers (66) angeordnet sind.