DE7608622U - Vorrichtung zum Ausmessen von Proben - Google Patents

Description

FIRMA CARL ZEISS, 7920 HEIDENHEIM (BRENZ)

Vorrichtung zum Ausmessen von Proben

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Ausmessen von Proben, bei der ein vergrößertes Bild der Probe auf einem Bildschirm erzeugt wird.

Größere Objekte werden entweder direkt durch Anlegen eines Maßstabes oder durch Verschieben eines mit einer Peilmarke versehenen Gerätes längs eines Maßstabes ausgemessen. Bei kleineren Objekten kann ebenso verfahren werden, es ist jedoch auch möglich, ein vergrößertes Objektbild zu erzeugen Und dieses durch Anlegen eines Maßstabes zu vermessen. Die dazu erforderlichen Projektionsgeräte sind sehr aufwendig, da die Abbildung der Probe über das gesamte Bildfeld exakt sein muß, um genaue Messungen vornehmen zu können.

aie Aui'gaDe, kleinere UDjeicce in. grotser Anzani zu vermessen, so ist das Anlegen eines Maßstabes oder einer Meßlupe an das Objekt stets mit subjektiven Fehlern belastet und ist in steter Wiederholung sehr ermüdend. Das Ausmessen durch Anlegen eines Maßstabes an ein vergrößertes Projektionsbild ist ebenfalls ermüdend und erfordert zudem ein teures Gerät.

Als Objekte, die in großer Zahl auszumessen sind, kommen beispielsweise Präzipitatringe auf Immundiffusionsplatten in Betracht. Solche meist runden Platten enthalten einen Träger auf den ein Gel aufgetragen ist, das ein monospezifisches Antiserum gegen ein bestimmtes Protein enthält. In den Träger sind mehrere Ausnehmungen eingestanzt. In einen Teil dieser Ausnehmungen wird eine bestimmte Menge eines das spezifische Antigen enthaltenden Standards in ver-

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schiedenen Konzentrationen eingetragen, während in die anderen Auftragsstellen die zu prüfenden Seren eingetragen werden. Bei der anschließenden Diffusion der eingetragenen Substanzen in das Gel bildet sich ein Antigen-Antikörper-Komplex. Nach ausreichender Diffusionszeit wird durch Erreichen der Äquivalenzzone der Endpunkt der Diffusion erhalten. Am Endpunkt der Diffusion ist die Fläche des Präzipitatringes der sich um jede Auftragsstelle gebildet hat der Konzentration an Antigen direkt proportional. Zur Konzentrationsbestimmung ist also der Durchmesser der Präzipitatringe zu messen.

Jede Immundiffusionsplatte enthält zwölf oder vierundzwanzig Auftragsstellen, d.h. es sind stets mehrere Präzipitatringe nacheinander zu messen. Da sich die zu messenden Ringe nicht sehr signifikant von der Gelschicht unterscheiden, ist das Anlegen eines Maßstabes oder einer Schablone besonders ermüdend.

Ähnliches gilt auch für die Auswertung von Immunelektrophoreseplatten. Diese Platten sind mit einem Gel beschichtet, das ein monospezifisches Antiserum in gleichmäßiger Verteilung enthält. In mehrere Auftragsst^llen werden jeweils gleiche Mengen von Stan=

uaruiuouiigcu u^.n ■ ocx'uiii can^coi agcu· uui/ci. uci nxi nuiig ciiico elektrischen Feldes wandert das Serum und das darin enthaltene Antigen hinterläßt in der Gelplatte langgestreckte Immunpräzipitate. Die Länge dieser Präzipitate ist der Konzentration des Antigens direkt proportional.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Ausmessen von Proben, insbesondere von Proben der beschriebenen Art zu schaffen, die eine ermüdungsfreie, schnelle und genaue Ausmessung ermöglicht und die zudem billig ist.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung, bei der ein vergrößertes Bild der Probe auf einem Bildschirm erzeugt wird und sie zeichnet sich dadurch aus, daß im Eurchstoßpunkt der optischen

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Achse des bilderzeugenden Systems auf dem Bildschirm ein Index angeordnet ist und daß eine Einrichtung zum Bewegen und zum Messen der Bewegung der Probe zwischen zwei Lagen vorgesehen ist, in denen jeweils ein Randpunkt einer zu bestimmenden Strecke der Probe mit detfi Bildschirm-Index zur Deckung kommt.

Die Messung erfolgt also anhand eines vergrößerten Bildes, das durch Verschieben der Probe nacheinander an den Endpunkten einer zu messenden Strecke, beispielsweise eines Durchmessers rnit dem Bildschirm-Index zur Deckung gebracht wird. Angezeigt wird der Verschiebeweg der Probe, d.h. direkt die gesuchte Länge der ausgewerteten Strecke. Der eigentliche Meßvorgang ist also sehr einfach, schnell und ermüdungsfrei und liefert direkt die Meßzahl.

Es ist vorteilhaft, den Index als Strich auszubilden, so daß beispielsweise beim Ausmessen von Präzipitatringen jeder Ring zunächst an einer Stelle seines Umfangs und dann an der gegenüberliegenden Stelle mit dem Indexstrich zur Berührung gebracht werden muß.

Bei der neuen Vorrichtung wird zur Messung nur die Mitte des Bildes, d.h. der Ort des Bildschirm-Index benützt. Da die Bildmitte stets fehlerfrei ist, spielen also Abbildungsfehler des abbildenden Systems keine die Meßgenauigkeit beeinflussende Rolle. Da zudem die Messung unabhängig vom Fokussierungszustand und der Vergrösserung ist, lassen sich zur Abbildung der Probe auf dem Bildschirm billige Objektive verwenden, die keinen hohen Toleranzforderungen genügen müssen. Der Durchmesser des verwendeten Objektivs geht über das Öffnungsverhältnis nur in die Bildhelligkeit ein, so daß es nicht notwendig ist, teure Objektive mit hohem öffnungsverhältnis zu verwenden.

Bei der Auswertung von Immundiffusionsplatten besteht eine Schwierigkeit darin, daß sich die Präzipitatringe nicht sehr signifikant vom Gelträger abheben. Es ist deshalb vorteilhaft, im Beleuchtungsst-"ahlengang ein Grünfilter vorzusehen, so daß die Messung in dem

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Spektralbereich erfolgt, in dem das menschliche Auge am empfindlichsten ist. Weiterhin ist <=s vorteilhaft,, im Beleuchtungsstrahleugang einen Umlenkspiegel vorzusehen, der in zwei Lagen schwenkbar ist. In der ersten Lage lenkt er das von der Lichtquelle kommende Licht in die Achse des nachgeordneten abbildenden Systems. In der zweiten Spiegellage fällt das von der Lichtquelle kommende Licht nicht direkt in das abbildende System. Dieses erhält nur Licht, das von der Probe gestreut wurde, d.h. es wird der Effekt einer Dunkelfeldbeleuchtung erreicht. Damit lassen sich auch noch Präzipitatringe messen, die sich nur sehr wenig von der Gelplatte unterscheiden.

Der Probentisch wird über eine Gewindespindel verschoben, deren Drehung zweckmäßig auf ein Zählwerk übertragen wird. Dieses zeigt dann den gesuchten Meßwert digital an. Es ist vorteilhaft, ein nullbares Zählwerk zu verwenden und dieses beim Antasten des ersten Randpunktes der zu messenden Strecke auf Null zu stellen. Beim Antasten des zweiten Randpunktes zeigt dann das Zählwerk direkt und ohne Zwischenrechnung den gesuchten Wert an.

Die Erfindung wird im folgenden in ihrer Anwendung zur Auswertung irnn Tmmiinrliffnsinns- und TmmunelektroDhorese-Platten beschrieben. Sie ist jedoch auch zur Auswertung anderer Proben vielseitig verwendbar. Zur weiteren Erläuterung dienen die Figuren 1 bis 4 der beigefügten Zeichnungen.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung in seitlicher Schnittdarstellung;

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 2 in der Ansicht von vornej

Fig. 5 eine auf dem Probentisch der neuen Vorrichtung liegende Immundiffusionsplatte]

Fig. 4 eine Immunelektrophoreseplatte in Auswertestellung.

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In Fig. 1 ist mit 1 eine Lichtquelle bezeichnet, welche über die Linse 2, einen Umlenkspiegel 3 und die Linse 4 in die Eintrittspupille des nachgeordneten abbildenden Systems 5 abgebildet wird. Das, zweckmäßig als Objektiv ausgebildete System 5 erzeugt über Spiegel 6 und 7 auf dem Bildschirm 8 ein vergrößertes Bild der Probe 26. Im Durchstoßpunkt der optischen Achse 9 des bilderzeugenden Systems ist auf dem Bildschirm 8 ein strichförmiger Index 10 angebracht. Mit 41 ist ein Wärmeschutzfilter und mit ein ausschwenkbar angeordnetes Grünfilter bezeichnet.

Der Probentisch 12 ist über Ger ad führungen I3 und 14. senkrecht zur Papierebene der Fig. 1 verschiebbar. Diese Verschiebung wird mittels einer Drehkurbel 14 bewirkt, welche eine Gewindespindel 15 dreht. Diese Spindel ist über eine Halbmutter 16, welche unter der Wirkung einer Blattfeder I7 steht mit dem Probentisch 12 gekoppelt. Um den Probentisch auch schnell bewegen zu können, ist die Halbmutter 16 durch Betätigen des Hebels 18 in der Pfeilrichtung von der Gewindespindel I5 lösbar.

Mit der Gewindespindel I5 ist ein Zahnrad I9 verbunden, welches über weitere Zahnräder 20 und 21 ein Zählwerk 22 betätigt. Dieses Zählwerk ist über eine Taste 23 nullbar. Seine Anzeige ist in Fig.l der Übersichtlichkeit halber seitlich eingezeichnet, sie ist in Wirklichkeit jedoch so angeordnet, daß sie der Beobachter direkt ablesen kann.

Zum Ausmessen von Immundiffusionsplatten ist der Probentisch 12 mit einer kreisförmigen Ringnut oder zwei Anlagen 24 und 25 versehen, welche in der Draufsicht der Fig. 3 sichtbar sind. Eine auszuwertende kreisförmige Immundiffusionsplatte 26 wird auf den Probentisch 12 gelegt und gegen die Anlagen 24 und 25 gedrückt. Durch Drehen der Probe 26 kann nun ein auszuwertender Präzipitatring in Meßstellung gebracht werden, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Das abzubildende System erzeugt dann auf dem Bildschirm 8

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ein vergrößertes Bild des auszuwertenden Präzipitatringes 27. yi [J Durch Betätigen der Drehkurbel 14 wird dieses Bild in eine erste Lage 27' (Fig. 2) gebracht, in welcher ein Punkt meines Umfanges mit dem Indexstrich 10 zur Deckung kommt. Die entsprechende Lage der Probe 26 ist in Pig. 3 durch den Pfeil 28 gezeigt. In dieser Stellung wird durch Drücken des Knopfes 2,3 das Zählwerk 22 genullt. Sodann wird durch Drehen der Kurbel 14 der Probentisch 12 solange verschoben, bis die Probe 26 die in Pig. 3 durch den Pfeil 29 gezeigte Lage einnimmt. In dieser Lage ist auf dem Bildschirm * das Bild 27" sichtbar, d.h. die gegenüberliegende Umfangstelle ies Ringes 27 ist mit dem Indexstrich 10 zur Berührung gebracht. Wie ohne weiteres ersichtlich ist der Probentisch 12 zwischen den beiden Meßlagen um eine Distanz in Richtung des Pfeiles 30 bewegt worden, welche genau dem Durchmesser des auszuwertenden Präzipitatringes 27 entspricht. Das Zählwerk 23 zeigt also in der zweiten Meßlage direkt digital den Durchmesser des Ringes 27 an.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß mittels der dargestellten beschriebenen Vorrichtung eine Vielzahl von Präzipitatringen nacheinander ausgemessen werden können, wobei diese Messungen genau, sicher und ermüdungsfrei sind.

Bei der Auswertung von Präzipitatringen können auch Ringe anfallen, die sich nur sehr wenig von der Gelschicht unterscheiden. In diesem Fall empfiehlt es sich, den Umlenkspiegel 3 in die in Fig. 1 dargestellte Lage 3^f zu verschwenken. Gleichzeitig wird das Grünfilter 40 aus dem Strahlengang ausgeklappt. Der Spiegel wird zwischen den Stellungen 3 und 3' etwa um 8° verschwenkt. In der Stellung 3' wird die Lichtquelle 1 nicht mehr direkt in die Eintrittspupille des Objektivs 5 abgebildet. In dieses Objektiv fallen dann nur noch Strahlen, welche durch den auszuwertenden Präzipitatring gestreut wurden. Es wird also der Effekt einer Dunkelfeldbeleuchtung erzeugt, d.h. auf dem Bildschirm 8 ist die Umgebung des auszuwertenden Ringes dunkel, während das Ringbild hell erscheint.

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Der ProbentisGh 12 ist als Wendetisch ausgebildet. In der in den Pig. 1 und 2 dargestellten Lage dient er zum Messen von Immundiffusionsplatten. Zur Auswertung anderer Proben beispielsweise zur Auswertung von Immunelektrophoreseplatten wird der Tisch 12 gewendet, so daß seine bisherige Unterseite jetzt zur Probenauflage dient. Diese Seite ist mit einem hier nicht dargestellten Noppenbelag versehen und dient zur rutschfesten Auflage von Platten.

Eine solche Immunelektrophoreseplatte ist in Pig. 4 in Meßstellung dargestellt. Die Platte 3¹ weist verschiedene Auftragsstellen 32 auf., von denen langgestreckte IiTimunpräzipitate ausgehen. Zur Messung wirS zunächst so eingestellt, daß die Oberkante der Auftragsstellen vom Indexstrich 10 berührt wird. Dies ist in Fig. 4 durch die gestrichelte Linie 34 angedeutet. Zur Messung wird sodann der Probentisch 12 und damit die Platte 31 in Richtung des Pfeiles 30 verschoben, so daß der Indexstrich 10 nacheinander die Positionen 35, J>6 usw. einnimmt. Das Zählwerk wird in der Position 34 genullt, so daß in den nachfolgenden Positionen die Länge der Immunpräzipitate 33 direkt abgelesen werden kann.

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Claims (6)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Ausmessen von Proben, bei der ein vergrößertes Bild der Probe auf einem Bildschirm erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchstoßpunkt der optischen Achse (9) des bilderzeugenden Systems auf dem Bildschirm (8) ein Index (10) angeordnet ist und daß eine Einrichtung zum Bewegen und zum Messen der Bewegung der Probe (26,31) zwischen zwei Lagen vorgesehen ist, in denen Jeweils ein Randpunkt einer zur be-

. stimmenden Strecke der Probe mit dom Bildschirm-Index zur Deckung kommt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bilderzeugende System einen Kondensor (2,4) zur Abbildung der Lichtquelle (1) in die Eintrittspupille eines nachgeordneten Objektivs (5) enthält, das über Spiegel (6,7) zur Bilderzeugung auf dem Bildschirm (8) dient, daß die auszumessende Probe (26) zwischen Kondensor und Objektiv-auf einem verschiebbaren Tisch (12) angeordnet ist und daß innerhalb des Kondensors ein Umlenkspiegel (3) zur Umlenkung des von der Lichtquelle (1) kommenden Lichtes in die optische Achse (9) des nachgeordneten Objektivs (5) vorgesehen 1st.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkspiegel (3) innerhalb des Kondensors (2,4) in eine zweite Lage (3¹) schwenkbar angeordnet ist, in der das von der Lichtquelle (1) ausgehende Licht nicht direkt in das nachgeordnete Objektiv (5) fällt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lichtquelle (1) und Probe (26) ein Wärmeschutzfilter (41) und ein ausschwenkbares Farbfilter (4θ) angeordnet sind.

5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Probentisches (12) eine über eine Drehkurbel

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(14·) betätigte Gewindespindel (15) vorgesehen und über eine ausrückbare Halbmutter (16) mit dem Probentisch. (12) gekoppelt ^isb·

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die i Gewindespindel (15) fest mit einem Zahnradgetriebe (19,20,21) j verbunden ist, das zum Antrieb eines unmittelbar den Meßwert P angebenden nullbaren Zählwerkes (23) dient.

\ 7· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei ihnet, daß der i Probentisch (12) als Wendetisch ausgebildet ist.

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