EP0387343A1 - Reading device for a microtest plate - Google Patents

Reading device for a microtest plate

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Publication number
EP0387343A1
EP0387343A1 EP19890910843 EP89910843A EP0387343A1 EP 0387343 A1 EP0387343 A1 EP 0387343A1 EP 19890910843 EP19890910843 EP 19890910843 EP 89910843 A EP89910843 A EP 89910843A EP 0387343 A1 EP0387343 A1 EP 0387343A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
detector
light
test plate
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19890910843
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alfred Nittel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dynatech AG
Original Assignee
Dynatech AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dynatech AG filed Critical Dynatech AG
Publication of EP0387343A1 publication Critical patent/EP0387343A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/251—Colorimeters; Construction thereof
    • G01N21/253—Colorimeters; Construction thereof for batch operation, i.e. multisample apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/04—Batch operation; multisample devices
    • G01N2201/0407—Batch operation; multisample devices with multiple optical units, e.g. one per sample
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/04—Batch operation; multisample devices
    • G01N2201/0446—Multicell plate, sequential

Definitions

  • the invention relates to a reading device for a microtest plate, which has a transport device for displacing the microtest plate, and in which a group of depressions in the microtest plate are penetrated by light rays which emerge from a light unit and, after passing through the depressions in the microtest plate, are detected in a detector unit are, and in which a pulse occurring in a detector of the detector unit reaches a control and evaluation unit and is displayed.
  • Such reading devices are known (cf. the devices from SLT Labinstruments and Multiscan from Flow).
  • the microtest plates used are known under the trademark "microtiter” plates or "micro-Elisa" plates.
  • the wells can be filled with a test liquid.
  • the sample can also be present with or without liquid in solid form, for example agglutinate, or bound to the walls and the bottom of the wells.
  • the main fields of application of the micro test plates used in this way are: tests, clinical chemistry, hae agglutinate tests, hae agglutinate inhibition tests, complement fixation tests and ELISA (enzyme L_inked _Immuno S rbent assay) tests.
  • the detector unit and the light unit are arranged orthogonally to the direction of movement of the micro test plate.
  • the detectors of the detector unit and the lenses of the light unit are each in a straight line along a longitudinal axis of the concerned unit lined up in such a way that these longitudinal axes of the detector unit and the light unit are aligned orthogonally to the direction of movement of the microplate.
  • the microtest plate is displaced uniformly by a transport device and positioned under or above a light unit in such a way that each depression in a column of the microtest plate is simultaneously penetrated by a light beam from the light unit.
  • each light beam After passing through the associated depression, each light beam is detected by a separate detector which is also arranged orthogonally to the direction of movement of the micro test plate.
  • the electrical pulses corresponding to the extinction are sent to a multiplexer, which in each case sends a pulse to an evaluation device.
  • all individual measurement signals of a column of the micro test plate are processed sequentially.
  • the speed of the plate feed must be matched to the processing speed of the evaluation device in such a way that a corresponding number of measurement signals can be processed during the passage time of a column of the micro test plate between the reading unit formed by the light and detector unit.
  • the object of the present invention is to develop a reading device of the type mentioned at the outset in such a way that an increase in the feed rate and a reduction in the transport-related dead time of the evaluation device and thus a reduction in the reading time of a micro test plate is achieved.
  • the object is achieved in that the reading unit formed from the light unit and the detector unit is arranged at an angle to the direction of movement of the micro test plate.
  • the device according to the invention has the advantage over the known reading devices with a reading unit which is arranged orthogonally to the direction of movement and has lenses and detectors lined up in a straight line, in that an improved chronological sequence of the measurement signals is achieved.
  • the arrangement of the reading unit according to the invention brings about a considerable reduction in the total reading time of all Deepening of a micro test plate due to a higher feed speed of the micro test plate and an almost complete elimination of the transport-related dead time of the evaluation device.
  • the individual wells of a column reach their reading position in a staggered manner.
  • the distance covered by the microtest plate during the measurement of a column is increased by an inclined arrangement of the reading unit, the time required by the evaluation device to process all measurement signals of a column remains the same, which enables faster movement of the microtest plate.
  • the measurement of the first deepening of the following column immediately follows the evaluation of the last deepening of the previous column.
  • the evaluation device can continuously process the corresponding measurement signals. The faster feed rate and the high degree of utilization of the evaluation device considerably shorten the reading time of a micro test plate.
  • a dual reading unit which is formed from a dual light unit having a first and a second lens group and from a dual detector unit having a first and a second detector group, and that the first lens group or the first detector group and the second lens group or the second detector group are arranged offset in the direction of movement of the microplate.
  • the device according to the invention has the advantage over the reading devices described in the introduction in which the lenses and the detectors are arranged in a straight line in a single lens or detector group - the advantage that an improved chronological sequence of the measurement signals is achieved.
  • the dual reading unit according to the invention causes the reading process of the individual wells of a column of the micro test plate to be structured in time.
  • the distance covered by the microtest plate during the measurement of the depressions in a column is increased by the staggered arrangement of the detectors and the lenses in two spatially separate detector and lens groups. As described above, this results in a faster feed speed of the microtest plate.
  • the measurement of the first well of the wells of the microtest plate penetrated by the light rays of the first lens group immediately follows the evaluation of the last wells of the second well Lens and detector group detected wells.
  • the evaluation device can continuously process the corresponding measurement signals.
  • the division of the dual reading unit into spatially separate lens or detector groups has the advantage that the optical coupling between adjacent recesses of the micro test plate is drastically reduced.
  • the spatial offset of the first detector and lens group to the second detector and lens group of the dual light unit has the effect that the measurement process of a depression is not disturbed by the scattered light emerging from the adjacent depressions. As a result, an excellent signal-to-noise ratio is achieved in a particularly simple manner during the reading process.
  • An advantageous development of the invention provides that the dual reading unit is arranged orthogonally to the direction of movement of the micro test plate. This measure has the advantage that the assignment between the signals arriving at the evaluation device and the individual wells of a microtest plate is particularly simple.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment in a schematic illustration
  • Figure 3 is a plan view of the second
  • the micro test plate 1 is used to measure the absorption of a light beam 100 in the recesses of a micro test plate 1.
  • the micro test plate 1 has a precisely determined plate configuration. For example, according to a common commercial form, twelve columns 20a to 201, each with eight depressions 2a to 2h, can be provided.
  • the micro test plate 1 ' is in its preparation position.
  • the micro test plate 1 is formed by the transport device, which is essentially formed by the actuating device 53 and by rails 3 or the like is moved into their reading position.
  • the actuating device 53 is controlled by the control and evaluation unit 45 via the line 52.
  • the angle c is e.g. 85 °, i.e. the reading unit is inclined by 5 ° with respect to a perpendicular to the direction of movement 150 of the microtest plate.
  • the perpendicular to the direction of movement 150 is shown in dash-dot lines.
  • the inclination is fixed in such a way that the light beam 100a emerging from the lens 8a reaches the depression 2a of the column 20b at the point in time by the light beam 100 h emerging from the lens 8h leaving the depression 2h of the column 20a.
  • the light beams 100 of the light source 11 are supplied to the lenses 8 of the light unit 6 by light guides 10.
  • the light source 11 regulated by the control and evaluation unit 45 via the further line 32 preferably consists of a lamp 31, a protective glass 33 absorbing the infrared radiation of the lamp 31, an aspherical lens 34, a filter slide 35 with exchangeable filters 36 for selecting the desired wavelength the light beams 100, and a perforated disk interrupter 37 for chopping the light beam 100.
  • the chopping serves to reset the evaluation device and to adjust the scattered light.
  • the lenses 8 focus, the light rays 100 of the light source 11 before entering the recesses 2 and can optionally be replaced by a corresponding lens-like shape of the light guide ends 10 '.
  • a detector unit 7 inclined by the same angle cC to the direction of movement 150 of the microtest plate 1 and the detectors 9 is arranged on an upper plate 4 in such a way that each detector 9 lies over a corresponding lens 8.
  • the number of lenses 8 and detectors 9 corresponds to the number of depressions 2 in a column 20 of microplate 1.
  • Each light beam 100 emerging from a depression 2 is registered in the corresponding detector 9 of detector unit 7.
  • the electrical pulses corresponding to the optical signals are brought via the signal lines 41 to a multiplexer 42, which in each case connects a signal to an analog-digital converter 43, which is further processed in the control and evaluation unit 45 in a manner known to the person skilled in the art .
  • the measurement results can be read on a monitor 61, output on a printer 60 or forwarded to a computer 62.
  • the light unit 6 has a calibration lens 18, to which a light beam 110 is fed via a further light guide 12.
  • the calibration lens 18 can also by a corresponding lens-like shape of the further light guide end 12 'are replaced.
  • the light beam 110 runs between the plates 4 and 5 outside the micro test plate 1 and is registered in a calibration detector 19 of the detector unit 7.
  • the electrical signal supplied by the calibration detector 19 is conducted to the control and evaluation unit 45 via the further signal line 44 and enables the light source 11 to be continuously monitored and calibrated.
  • the arrangement of the reading unit is explained in more detail using the measurement procedure.
  • the micro test plate 1 is moved continuously or in discrete steps from the transport device 3 in the direction of the reading unit.
  • the inclined arrangement of the reading unit causes the depression 2a of the column 20a to reach its reading position first.
  • the light beam 100a passes through the depression 2a, is registered in the detector 9a and converted into an electrical pulse. This reaches the multiplexer 42 via the signal line 41 and is passed on directly to the control and evaluation device 45.
  • a repeated measurement of the recess 2a of the column 20a can be provided.
  • the recess 2b of the column 20a has reached its reading position during the evaluation process of the recess 2a and the pulses emitted by the detector 9b are already applied to the multiplexer 42.
  • the multiplexer 42 switches the corresponding pulses from the detector 9b through to the control and evaluation device 45.
  • the further evaluation of depression 2b is carried out analogously to that of depression 2a. In this way, all further depressions 2c to 2h of column 20a are processed sequentially.
  • the angle d - enclosed by the reading unit and the direction of movement 150 of the microtest plate 1 is determined such that the depression 2a of the column 20b reaches its reading position at the point in time at which the light beam 100h leaves the depression 2h of the column 20a.
  • the control and evaluation device 45 can begin processing the measurement signals of the recess 2a in the column 20b immediately after processing the corresponding signals in the recess 2h of the column 20a.
  • the detectors 9 of the detector unit 7 and accordingly the lenses 8 of the light unit 6 are arranged in such a way that instead of one of the columns 20a to 201 at least one of the rows 21a to 21h or a group of depressions 2a-2h of the micro test plate 1 - for example only the first, third, fifth, etc. depression of a column or a row - are detected by the light beams 100 of the light unit 6.
  • the necessary number of detectors 9 and lenses 8 of the reading unit is thereby clearly defined.
  • the detectors 9 and the lenses 8 can be arranged, for example, individually or in groups offset from one another in the detector unit 7 and in the light unit 6, whereby a sequential, staggered occurrence of the measurement signals supplied by the detector unit 7 at the multiplexer 42 must be ensured.
  • prism arrangements can also be used to extract individual light beams from a light source 31 and to guide them through the individual depressions.
  • FIG. 2 shows an upper plate 4 'and a lower plate 5', which correspond to the upper plate 4 and the lower plate 5 of the first embodiment.
  • the upper plate 4 ' has a dual detector unit 107, which the detector unit 7 d . it corresponds to the first embodiment.
  • a dual light unit 106 corresponds to the light unit 6 of the first exemplary embodiment.
  • the micro test plate 1 of FIG. 2 is identical to the micro test plate of FIG. 1. It is shifted in the direction of movement 150 by the transport system 3 known from FIG. 1.
  • FIG. 3 shows the micro test plate 1 with the depressions 2a to 2h, which are arranged in columns 20a to 201 and in rows 21a to 21h.
  • the lenses 108a to 108h of the dual light unit 106 and correspondingly the detectors 109a-109h of the dual detector unit 107 are arranged in two lens groups 110 and 110 'or detector groups 111 and 111' which are offset with respect to one another.
  • the first Lens group 110 comprises lenses 108a, 108c, 108e and 108g, while lenses 108b, 108d, 108f and 108h are arranged in the second lens group 110 '.
  • Adjacent lenses of a lens group are in a direction 150 of movement of the micro test plate. 1 orthogonal direction offset by twice the distance A between adjacent depressions 1 'of the micro test plate 1.
  • the detectors 109a, 109c, 109e and 109g are arranged in a first detector group 111 and the detectors 109b, 109d, 109f and 109h in a second detector group 111 '.
  • the lens 108a and the detector 109a - which read the depressions 2a of the row 21a of the microtest plate 1 - are arranged in the first lens and first detector groups 110 and 111, respectively.
  • the depressions 2b of the row 21b of the micro test plate 1 are evaluated by the lens 108b and the detector 109b, which are arranged in the second lens or second detector group 110 'or 111'.
  • This alternating arrangement applies analogously to the lenses 108c-108h or the detectors 109c-109h.
  • the first lens group 110 and the second lens group 110 'as well as the first detector group 111 and the second detector group 111' are offset from one another by the distance A 'in the direction of movement 150.
  • This spatial arrangement has the effect that the reading process of the individual depressions 2a to 2h of a column - for example column 20a - of the micro test plate 1 is structured in time.
  • the microplate 1 the distance covered during the measurement of the wells 2a to 2h is enlarged. As described above, this results in a faster feed rate of the microtest plate 1.
  • the dual light unit 107 and the dual detector unit 106 - which form a dual reading unit - are arranged orthogonally to the direction of movement 150 of the microplate 1 (i.e. the angle in FIG. 1 is 90 °).
  • the micro test plate 1 is moved continuously or in discrete steps in the direction of movement 150 below the dual reading unit.
  • the spatially offset arrangement of the detectors and the lenses of the reading unit which are divided into two lens groups 110 and 110 'or two detector groups 111 and 111', has the effect that the depressions 2b, 2d, 2f and 2h of the column 20a are the first reach their reading position.
  • the light beam 100b passes through the depression 2b, is registered in the detector 109b and processed further as described above.
  • the evaluation of recess 2b in column 20a is immediately followed by the evaluation process of recess 2d, which is carried out analogously to recess 2b.
  • the two depressions 2f and 2h of column 20a are read analogously.
  • the feed rate of the micro test plate 1 is determined in such a way that the light beam 100h reaches the recess 2a of the column 20a at the point in time at which the light beam 100h leaves the recess 2h of the column 20a.
  • the control and evaluation device 45 can serve to process the measurement signals of the depressions 2a, 2c, 2e and 2g of the column 20a immediately after the processing of the corresponding signals of the depression 2h of the column 20a.
  • the known devices with a reading unit arranged orthogonally to the direction of movement in which the lenses and detectors are lined up in a single lens or detector group, there is thus no transport-related dead time.
  • the dual reading unit - e.g. is inclined at an angle ck - 87.5 ° - to the direction of movement of the microtest plate, and that the detectors and the lenses of the dual reading unit are simultaneously grouped as described.
  • the design and the functioning of such a reading device can be seen by the person skilled in the art from the above statements. The detailed description can therefore be omitted here.

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Abstract

Un appareil de lecture pour plaques de microtest (1) comprend un dispositif de transport de la plaque de microtest (1). Un groupe d'évidements (2a-2h) de la plaque de microtest (1) est traversé par des faisceaux de lumière (100) qui sont émis par une unité d'éclairage (6) et qui sont captés par une unité de détection (7) après avoir traversé les évidements (2a-2h) de la plaque de microtest (1). Une impulsion générée dans un détecteur (9) de l'unité de détection (7) est transmise à une unité de commande et d'évaluation (45) puis affichée. L'unité de lecture formée par l'unité d'éclairage (6) et par l'unité de détection (7) est inclinée par rapport au sens de déplacement (150) de la plaque de microtest (1).A reading device for microtest plates (1) comprises a device for transporting the microtest plate (1). A group of recesses (2a-2h) of the microtest plate (1) is crossed by light beams (100) which are emitted by a lighting unit (6) and which are received by a detection unit ( 7) after passing through the recesses (2a-2h) of the microtest plate (1). A pulse generated in a detector (9) of the detection unit (7) is transmitted to a control and evaluation unit (45) and then displayed. The reading unit formed by the lighting unit (6) and by the detection unit (7) is inclined relative to the direction of movement (150) of the microtest plate (1).

Description

Titel: Lesegerät für eine MikrotestplatteTitle: Reader for a micro test plate
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Lesegerät für eine Mikrotestplatte, das eine Transporteinrichtung zur Verschiebung der Mikrotestplatte aufweist, und bei dem eine Gruppe von Vertiefungen der Mikrotestplatte von Lichtstrahlen durchsetzt werden, welche aus einer Lichteinheit austreten und nach dem Durchtritt durch die Vertiefungen der Mikrotestplatte in einer Detektoreinheit erfaßt werden, und bei dem ein in einem Detektor der Detektoreinheit auftretender Impuls an eine Steuer- und Auswerteeinheit gelangt und zur Anzeige gebracht wird. Derartige Lesegeräte sind bekannt (vgl. die Geräte der Fa. SLT Labinstruments und Multiscan der Fa. Flow). Die verwendeten Mikrotestplatten sind unter den Warenzeichen "Mikrotiter"-Platten oder "Micro-Elisa"-Platten bekannt. Dies sind Platten, in die eine Konfiguration von Vertiefungen (z.B. 12 Spalten a 8 Vertiefungen) eingebracht ist, die wie verkleinerte Reagenzröhrchen zur Durchführung von Tests dienen. Gemessen wird dabei die Lichtabsorbtion bei einer bestimmten Wellenlänge durch die Vertiefungen der Platte hindurch. Man kann auch die Differenz der Messung bei zwei verschiedenen Wellenlängen messen. Man mißt dann nacheinander unter Zwischenschaltung zweier verschiedener Filter. Die Vertiefungen können dabei mit einer Testflüssigkeit gefüllt sein. Die Probe kann aber auch mit oder ohne Flüssigkeit in fester Form, z.B. Agglutinat, oder gebunden an die Wände und den Boden der Vertiefungen vorliegen. DieThe invention relates to a reading device for a microtest plate, which has a transport device for displacing the microtest plate, and in which a group of depressions in the microtest plate are penetrated by light rays which emerge from a light unit and, after passing through the depressions in the microtest plate, are detected in a detector unit are, and in which a pulse occurring in a detector of the detector unit reaches a control and evaluation unit and is displayed. Such reading devices are known (cf. the devices from SLT Labinstruments and Multiscan from Flow). The microtest plates used are known under the trademark "microtiter" plates or "micro-Elisa" plates. These are plates in which a configuration of wells (for example 12 columns of 8 wells) has been introduced, which, like reduced test tubes, are used to carry out tests. The light absorption at a certain wavelength is measured through the depressions of the plate. You can also measure the difference in measurement at two different wavelengths. One then measures one after the other with the interposition of two different filters. The wells can be filled with a test liquid. The sample can also be present with or without liquid in solid form, for example agglutinate, or bound to the walls and the bottom of the wells. The
Hauptanwendungsgebiete der so benutzen Mikrotestplatten sind: Teste, der klinischen Chemie, Hae agglutinatsteste, Hae agglutinat-Hemm-Teste, Komplement-Fixationsteste sowie ELISA (Enzym L_inked _Immuno S rbent Assay)-Teste.The main fields of application of the micro test plates used in this way are: tests, clinical chemistry, hae agglutinate tests, hae agglutinate inhibition tests, complement fixation tests and ELISA (enzyme L_inked _Immuno S rbent assay) tests.
Bei den bekannten Lesegeräten sind die Detektoreinheit und die Lichteinheit orthogonal zur Bewegungsrichtung der Mikrotestplatte angeordnet. Mit anderen Worten: Die Detektoren der Detektoreinheit und die Linsen der Lichteinheit sind jeweils in gerader Linie entlang einer Längsachse der betreffenden Einheit aneinandergereiht, derart, daß diese Längsachsen der Detektoreinheit und der Lichteinheit orthogonal zur Bewegungsrichtung der Mikrotestplatte ausgerichtet sind. Die Mikrotestplatte wird von einer Transportvorrichtung gleichförmig verschoben und unter oder über einer Lichteinheit derart positioniert, daß jede Vertiefung einer Spalte der Mikrotestplatte gleichzeitig von je einem Lichtstrahl der Lichteinheit durchsetzt wird. Jeder Lichtstrahl wird nach dem Passieren der zugeordneten Vertiefung von einem separaten Detektor der ebenfalls orthogonal zur Bewegungsrichtung der Mikrotestplatte angeordneten Detektoreinheit erfaßt. Die der Extinktion entsprechenden elektrischen Impulse gelangen an einen Multiplexer, der jeweils einen Impuls an eine Auswertevorrichtung leitet. Auf diese Weise werden sequentiell alle einzelnen Meßsignale einer Spalte der Mikrotestplatte abgearbeitet. Die Geschwindigkeit des Plattenvorschubes muß auf die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Auswertevorrichtung derart abgestimmt sein, daß eine entsprechende Anzahl von Meßsignalen während der Durchgangszeit einer Spalte der Mikrotestplatte zwischen der aus der Licht- und Detektoreinheit gebildete Leseeinheit verarbeitet werden kann.In the known reading devices, the detector unit and the light unit are arranged orthogonally to the direction of movement of the micro test plate. In other words: the detectors of the detector unit and the lenses of the light unit are each in a straight line along a longitudinal axis of the concerned unit lined up in such a way that these longitudinal axes of the detector unit and the light unit are aligned orthogonally to the direction of movement of the microplate. The microtest plate is displaced uniformly by a transport device and positioned under or above a light unit in such a way that each depression in a column of the microtest plate is simultaneously penetrated by a light beam from the light unit. After passing through the associated depression, each light beam is detected by a separate detector which is also arranged orthogonally to the direction of movement of the micro test plate. The electrical pulses corresponding to the extinction are sent to a multiplexer, which in each case sends a pulse to an evaluation device. In this way, all individual measurement signals of a column of the micro test plate are processed sequentially. The speed of the plate feed must be matched to the processing speed of the evaluation device in such a way that a corresponding number of measurement signals can be processed during the passage time of a column of the micro test plate between the reading unit formed by the light and detector unit.
Diese bekannten Lesegeräte besitzen den Nachteil, daß die nächste Spalte der Mikrotestplatte erst in ihre Lesestellung gebracht werden muß, bevor die Messung der Extinktion der Vertiefungen dieser Spalte durchgeführt werden kann. Es tritt daher eine transportbedingte Totzeit auf, in der keine Meßsignale registriert und verarbeitet werden können. Die daraus resultierende diskontinuierliche Signalfolge verlängert die Lesezeit einer Mikrotestplatte beträchtlich. Die transportbedingte Totzeit kann je nach Plattengeometrie und der geforderten Meßmethode bis zu 50 % der Gesamtlesezeit ausmachen.These known reading devices have the disadvantage that the next column of the microtest plate must first be brought into its reading position before the extinction measurement of the wells in this column can be carried out. It occurs therefore a transport-related dead time in which no measurement signals can be registered and processed. The resulting discontinuous signal sequence considerably increases the reading time of a micro test plate. Depending on the plate geometry and the required measuring method, the transport-related dead time can amount to up to 50% of the total reading time.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lesegerät der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit und eine Reduzierung der transportbedingten Totzeit der Auswertevorrichtung und damit eine Verkleinerung der Lesezeit einer Mikrotestplatte erreicht wird.The object of the present invention is to develop a reading device of the type mentioned at the outset in such a way that an increase in the feed rate and a reduction in the transport-related dead time of the evaluation device and thus a reduction in the reading time of a micro test plate is achieved.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die aus der Lichteinheit und der Detektoreinheit gebildete Leseeinheit zur Bewegungsrichtung der Mikrotestplatte schräggestellt angeordnet ist.The object is achieved in that the reading unit formed from the light unit and the detector unit is arranged at an angle to the direction of movement of the micro test plate.
Das erfindungsgemäße Gerät besitzt gegenüber den bekannten Lesegeräten mit einer orthogonal zur Bewegungsrichtung angeordneten, geradlinig aneinandergereihte Linsen und Detektoren aufweisenden Leseeinheit den Vorteil, daß eine verbesserte zeitliche Abfolge der Meßsignale erreicht wird. Die erfindungsgemäße Anordnung der Leseeinheit bewirkt eine beträchtliche Verminderung der Gesamtlesezeit aller Vertiefungen einer Mikrotestplatte durch eine höhere Vorschubgeschwindigkeit der Mikrotestplatte und eine fast vollständige Elimination der transportbedingten Totzeit der Auswertevorrichtung. Die einzelnen Vertiefungen einer Spalte erreichen zeitlich gestaffelt ihre Leseposition. Der von der Mikrotestplatte während der Messung einer Spalte zurückgelegte Weg wird durch schräggestellte Anordnung der Leseeinheit vergrößert, der von der Auswertevorrichtung zur Abarbeitung aller Meßsignale einer Spalte benötigte Zeitraum bleibt gleich, wodurch eine schnellere Vorwärtsbewegung der Mikrotestplatte ermöglicht wird. Die Messung der ersten Vertiefung der folgenden Spalte schließt unmittelbar an die Auswertung der letzten Vertiefung der vorigen Spalte an. Die Auswertevorrichtung kann die entsprechende Meßsignale kontinuierlich abarbeiten. Die schnellere Vorschubgeschwindigkeit und der hohe Auslastungsgrad der Auswertevorrichtung verkürzen die Lesezeit einer Mikrotestplatte beträchtlich. Während bekannte Lesegeräte der eingangs genannten Art für eine monochrome Messung aller Vertiefungen einer Mikrotestplatte unter Verwendung eines mittleren Personal Computers als Auswerteeinrichtung eine Lesezeit von 5 - 10 Sekunden benötigen, ermöglicht es das erfindungsgemäße Gerät, mit derselben rechnerischen Ausstattung dieselbe Messung und Auswertung in ca. 2 Sekunden auszuführen. - -The device according to the invention has the advantage over the known reading devices with a reading unit which is arranged orthogonally to the direction of movement and has lenses and detectors lined up in a straight line, in that an improved chronological sequence of the measurement signals is achieved. The arrangement of the reading unit according to the invention brings about a considerable reduction in the total reading time of all Deepening of a micro test plate due to a higher feed speed of the micro test plate and an almost complete elimination of the transport-related dead time of the evaluation device. The individual wells of a column reach their reading position in a staggered manner. The distance covered by the microtest plate during the measurement of a column is increased by an inclined arrangement of the reading unit, the time required by the evaluation device to process all measurement signals of a column remains the same, which enables faster movement of the microtest plate. The measurement of the first deepening of the following column immediately follows the evaluation of the last deepening of the previous column. The evaluation device can continuously process the corresponding measurement signals. The faster feed rate and the high degree of utilization of the evaluation device considerably shorten the reading time of a micro test plate. While known reading devices of the type mentioned at the outset require a reading time of 5-10 seconds for a monochrome measurement of all wells of a micro test plate using a medium personal computer as the evaluation device, the device according to the invention enables the same measurement and evaluation in approximately 2 with the same computer equipment Seconds to execute. - -
Eine alternative Lösung der Aufgabe besteht darin, daß eine Dual-Leseeinheit vorgesehen ist, die aus einer eine erste und eine zweite Linsen-Gruppe aufweisenden Dual-Lichteinheit und aus einer eine erste und eine zweite Detektor-Gruppe aufweisenden Dual-Detektoreinheit gebildet wird, und daß die ersten Linsen-Gruppe bzw. die erste Detektor-Gruppe und die zweite Linsen-Gruppe bzw. die zweite Detektor-Gruppe in der Bewegungsrichtung der Mikrotestplatte versetzt angeordnet sind.An alternative solution to the problem is that a dual reading unit is provided which is formed from a dual light unit having a first and a second lens group and from a dual detector unit having a first and a second detector group, and that the first lens group or the first detector group and the second lens group or the second detector group are arranged offset in the direction of movement of the microplate.
Das erfindungsgemäße Gerät besitzt gegenüber den eingangs beschriebenen Lesegeräten, bei denen die Linsen und die Detektoren geradlinig aneinandergereiht in einer einzigen Linsen- bzw. Detektor-Gruppe angeordnet sind - den Vorteil, daß eine verbesserte zeitliche Abfolge der Meßsignale erreicht wird. Die erfindungsgemäßer Dual-Leseeinheit bewirkt, daß der Lesevorgang der einzelnen Vertiefungen einer Spalte der Mikrotestplatte zeitlich gegliedert wird. Der von der Mikrotestplatte während der Messung der Vertiefungen einer Spalte zurückgelegte Weg wird durch die versetzte Anordnung der Detektoren und der Linsen in zwei räumlich getrennte Detektor- und Linsen-Gruppen vergrößert. Daraus resultiert - wie oben beschrieben - eine schnellere Vorschubgeschwindigkeit der Mikrotestplatte. Die Messung der ersten Vertiefung der von den Lichtstrahlen der ersten Linsen-Gruppe durchsetzten Vertiefungen der Mikrotestplatte schließt unmittelbar an die Auswertung der letzten Vertiefungen der von der zweiten Linsen- und Detektor-Gruppe erfaßten Vertiefungen an. Die Auswertevorrichtung kann die entsprechenden Meßsignale kontinuierlich abarbeiten. Außerdem besitzt die Aufteilung der Dual-Leseeinheit in räumlich getrennte Linsen- bzw. Detetorgruppen den .Vorteil, daß die optisch Überkopplung zwischen benachbarten Vertiefungen der Mikrotestplatte drastisch reduziert wird. Die räumliche Versetzung der ersten Detektor- und Linsen-Gruppe zu der zweiten Detektor- und Linsen-Gruppe der Dual-Lichteinheit bewirkt, daß der Meßvorgang einer Vertiefung nicht von dem aus den benachbarten Vertiefungen austretenden Streulicht gestört wird. Dadurch wird in besonders einfacher Weise ein hervorragendes Signal/Rausch-Verhältnis beim Lesevorgang erreicht.The device according to the invention has the advantage over the reading devices described in the introduction in which the lenses and the detectors are arranged in a straight line in a single lens or detector group - the advantage that an improved chronological sequence of the measurement signals is achieved. The dual reading unit according to the invention causes the reading process of the individual wells of a column of the micro test plate to be structured in time. The distance covered by the microtest plate during the measurement of the depressions in a column is increased by the staggered arrangement of the detectors and the lenses in two spatially separate detector and lens groups. As described above, this results in a faster feed speed of the microtest plate. The measurement of the first well of the wells of the microtest plate penetrated by the light rays of the first lens group immediately follows the evaluation of the last wells of the second well Lens and detector group detected wells. The evaluation device can continuously process the corresponding measurement signals. In addition, the division of the dual reading unit into spatially separate lens or detector groups has the advantage that the optical coupling between adjacent recesses of the micro test plate is drastically reduced. The spatial offset of the first detector and lens group to the second detector and lens group of the dual light unit has the effect that the measurement process of a depression is not disturbed by the scattered light emerging from the adjacent depressions. As a result, an excellent signal-to-noise ratio is achieved in a particularly simple manner during the reading process.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Dual-Leseeinheit orthogonal zur Bewegungsrichtung der Mikrotestplatte angeordnet ist. Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß die Zuordnung zwischen den zur Auswertevorrichtung gelangenden Signale und den einzelnen Vertiefungen einer Mikrotestplatte besonders einfach ist.An advantageous development of the invention provides that the dual reading unit is arranged orthogonally to the direction of movement of the micro test plate. This measure has the advantage that the assignment between the signals arriving at the evaluation device and the individual wells of a microtest plate is particularly simple.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Dual-Leseeinheit zur Bewegungsrichtung der Mikrotestplatte schräggestellt angeordnet ist. Dadurch wird in besonders einfacher Art und Weise eine besonders hohe Lesegeschwindigkeit erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.An advantageous development of the invention provides that the dual reading unit is arranged at an angle to the direction of movement of the micro test plate. A particularly high reading speed is thereby achieved in a particularly simple manner. Advantageous developments of the invention result from the subclaims.
Die Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der das erfindungsgemäße Gerät anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:The details of the invention can be found in the following description, in which the device according to the invention is described and explained in more detail using the exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel,FIG. 1 shows a first exemplary embodiment,
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer schematischen Darstellung,FIG. 2 shows a second exemplary embodiment in a schematic illustration,
Figur 3 eine Draufsicht auf das zweiteFigure 3 is a plan view of the second
Ausführungsbeispiel aus der Richtung III der Figur 2.Embodiment from the direction III of Figure 2.
Das Lesegerät nach Fig. 1 dient zur Messung der Absorbtion eines Lichtstrahles 100 in den Vertiefungen einer Mikrotestplatte 1. Die Mikrotestplatte 1 weist eine genau bestimmte Plattenkonfiguration auf. Zum Beispiel können gemäß einer gebräuchlichen Handelsform zwölf Spalten 20a bis 201 mit je acht Vertiefungen 2a bis 2h vorgesehen sein. Die Mikrotestplatte 1 ' befindet sich in ihrer Vorbereitungstellung. Die Mikrotestplatte 1 wird von der Transporteinrichtung, welche im wesentlichen durch die Stelleinrichtung 53 und durch Schienen 3 oder dgl. gebildet wird, in ihre Lesestellung bewegt. Die Stelleinrichtung 53 wird über die Leitung 52 von der Steuer- und Auswerteeinheit 45 gesteuert.1 is used to measure the absorption of a light beam 100 in the recesses of a micro test plate 1. The micro test plate 1 has a precisely determined plate configuration. For example, according to a common commercial form, twelve columns 20a to 201, each with eight depressions 2a to 2h, can be provided. The micro test plate 1 'is in its preparation position. The micro test plate 1 is formed by the transport device, which is essentially formed by the actuating device 53 and by rails 3 or the like is moved into their reading position. The actuating device 53 is controlled by the control and evaluation unit 45 via the line 52.
An einer unteren Platte 5 ist an der der Mikrotestplatte 1 zugewandten Seite eine Lichteinheit 6 mit Linsen 8, welche zu der Bewegungsrichtung 150 der Mikrotestplatte 1 um den Winkel c geneigt angeordnet ist. Der Winkel c beträgt z.B. 85°, d.h. die Leseeinheit ist gegenüber einer Senkrechten zur Bewegungsrichtung 150 der Mikrotestplatte um 5° schräggestellt. Zur Verdeutlichung ist die Senkrechte zur Bewegungsrichtung 150 strichpunktiert eingezeichnet. Die Schrägstellung ist derart festgelegt, daß der aus der Linse 8a austretende Lichtstrahl 100a in dem Zeitpunkt die Vertiefung 2a der Spalte 20b erreicht, indem der aus der Linse 8h austretende Lichststrahl 100 h die Vertiefung 2h der Spalte 20a verläßt.On a lower plate 5, on the side facing the micro test plate 1, there is a light unit 6 with lenses 8, which is arranged at an angle c to the direction of movement 150 of the micro test plate 1. The angle c is e.g. 85 °, i.e. the reading unit is inclined by 5 ° with respect to a perpendicular to the direction of movement 150 of the microtest plate. For the sake of clarity, the perpendicular to the direction of movement 150 is shown in dash-dot lines. The inclination is fixed in such a way that the light beam 100a emerging from the lens 8a reaches the depression 2a of the column 20b at the point in time by the light beam 100 h emerging from the lens 8h leaving the depression 2h of the column 20a.
Den Linsen 8 der Lichteinheit 6 werden von Lichtleitern 10 die Lichtstrahlen 100 der Lichtquelle 11 zugeführt. Die über die weitere Leitung 32 von der Steuer- und Auswerteeinheit 45 geregelten Lichtquelle 11 besteht vorzugsweise aus einer Lampe 31 , einem die Infrarotstrahlung der Lampe 31 absorbierenden Schutzglas 33, einer aspherischen Linse 34, einem Filterschieber 35 mit auswechselbaren Filtern 36 zur Selektion der gewünschten Wellenlänge der Lichtstrahlen 100, und einem Lochscheibenunterbrecher 37 zur Zerhackung des Lichtstrahles 100. Die Zerhackung dient zum Nullsetzen der Auswertevorrichtung und zum Streulichtabgleich. Die Linsen 8 fokussieren, die Lichtstrahlen 100 der Lichtquelle 11 vor dem Eintritt in die Vertiefungen 2 und können ggf. durch eine entsprechende linsenartige Formgebung der Lichtleiterenden 10' ersetzt werden.The light beams 100 of the light source 11 are supplied to the lenses 8 of the light unit 6 by light guides 10. The light source 11 regulated by the control and evaluation unit 45 via the further line 32 preferably consists of a lamp 31, a protective glass 33 absorbing the infrared radiation of the lamp 31, an aspherical lens 34, a filter slide 35 with exchangeable filters 36 for selecting the desired wavelength the light beams 100, and a perforated disk interrupter 37 for chopping the light beam 100. The chopping serves to reset the evaluation device and to adjust the scattered light. The lenses 8 focus, the light rays 100 of the light source 11 before entering the recesses 2 and can optionally be replaced by a corresponding lens-like shape of the light guide ends 10 '.
Auf einer oberen Platte 4 ist eine um denselben WinkelcC zur Bewegungsrichtung 150 der Mikrotestplatte 1 schräggestellte Detektoreinheit 7 mit den Detektoren 9 derart angeordnet, daß jeder Detektor 9 über einer entsprechenden Linse 8 liegt. Die Zahl der Linsen 8 und der Detektoren 9 entspricht der Zahl der Vertiefungen 2 einer Spalte 20 der Mikrotestplatte 1. Jeder aus einer Vertiefung 2 austretende Lichtstrahl 100 wird in dem entsprechenden Detektor 9 der Detektoreinheit 7 registiert. Die den optischen Signalen entsprechenden elektrischen Impulse werden über die Signalleitungen 41 an einem Multiplexer 42 gebracht, der jeweils ein Signal an einen Analog-Digital-Konverter 43 durchschaltet, welches in der Steuer- und Auswerteeinheit 45 in einer dem Fachmann bekannten Art und Weise weiterverarbeitet wird. Die Meßergebnisse können auf einem Monitor 61 abgelesen, auf einem Drucker 60 ausgegeben oder an einen Computer 62 weitergeleitet werden.A detector unit 7 inclined by the same angle cC to the direction of movement 150 of the microtest plate 1 and the detectors 9 is arranged on an upper plate 4 in such a way that each detector 9 lies over a corresponding lens 8. The number of lenses 8 and detectors 9 corresponds to the number of depressions 2 in a column 20 of microplate 1. Each light beam 100 emerging from a depression 2 is registered in the corresponding detector 9 of detector unit 7. The electrical pulses corresponding to the optical signals are brought via the signal lines 41 to a multiplexer 42, which in each case connects a signal to an analog-digital converter 43, which is further processed in the control and evaluation unit 45 in a manner known to the person skilled in the art . The measurement results can be read on a monitor 61, output on a printer 60 or forwarded to a computer 62.
Die Lichteinheit 6 weist eine Kalibrier-Linse 18 auf, der über einem weiteren Lichtleiter 12 ein Lichtstrahl 110 zugeführt wird. Die Kalibrier-Linse 18 kann ebenfalls durch eine entsprechende linsenartige Formgebung des weiteren Lichtleiterendes 12' ersetzt werden. Der Lichtstrahl 110 verläuft zwischen den Platten 4 und 5 außerhalb der Mikrotestplatte 1 und wird in einem Kalibrier-Detektor 19 der Detektoreinheit 7 registriert. Das vom Kalibrier-Detektor 19 gelieferte elektrische Signal wird über die weitere Signalleitung 44 an die Steuer- und Auswerteeinheit 45 geführt und ermöglicht eine ständige Überwachung und Kalibration der Lichtquelle 11.The light unit 6 has a calibration lens 18, to which a light beam 110 is fed via a further light guide 12. The calibration lens 18 can also by a corresponding lens-like shape of the further light guide end 12 'are replaced. The light beam 110 runs between the plates 4 and 5 outside the micro test plate 1 and is registered in a calibration detector 19 of the detector unit 7. The electrical signal supplied by the calibration detector 19 is conducted to the control and evaluation unit 45 via the further signal line 44 and enables the light source 11 to be continuously monitored and calibrated.
Die Anordnung der Leseeinheit wird anhand der Meßprozedur näher erläuert. Die Mikrotestplatte 1 wird kontinuierlich oder in diskreten Schritten von der Transporteinrichtung 3 in Richtung der Leseeinheit verschoben. Die schräggestellte Anordnung der Leseeinheit bewirkt, daß die Vertiefung 2a der Spalte 20a als erstes ihre Leseposition erreicht. Der Lichtstrahl 100a tritt durch die Vertiefung 2a hindurch, wird im Detektor 9a registriert und in einen elektrischen Impuls umgewandelt. Dieser gelangt über die Signalleitung 41 zum Multiplexer 42 und wird direkt an die Steuer- und Auswertevorrichtung 45 weitergegeben.The arrangement of the reading unit is explained in more detail using the measurement procedure. The micro test plate 1 is moved continuously or in discrete steps from the transport device 3 in the direction of the reading unit. The inclined arrangement of the reading unit causes the depression 2a of the column 20a to reach its reading position first. The light beam 100a passes through the depression 2a, is registered in the detector 9a and converted into an electrical pulse. This reaches the multiplexer 42 via the signal line 41 and is passed on directly to the control and evaluation device 45.
Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit oder für besondere Anwendungsfälle kann eine mehrmalige Ausmessung der Vertiefung 2a der Spalte 20a vorgesehen sein. Die Vertiefung 2b der Spalte 20a hat während des Auswertevorganges der Vertiefung 2a ihre Leseposition erreicht und die von Detektor 9b abgegebenen Impulse liegen bereits am Multiplexer 42 an. Unmittelbar nach dem Abschluß der Auswertung der Meßsignale der Vertiefung 2a schaltet der Multiplexer 42 die entsprechenden Impulse des Detektors 9b auf die Steuer- und Auswertevorrichtung 45 durch. Die weitere Auswertung der Vertiefung 2b erfolgt analog wie bei der Vertiefung 2a. Auf diese Weise werden sequentiell alle weiteren Vertiefungen 2c bis 2h der Spalte 20a abgearbeitet.To increase the measuring accuracy or for special applications, a repeated measurement of the recess 2a of the column 20a can be provided. The recess 2b of the column 20a has reached its reading position during the evaluation process of the recess 2a and the pulses emitted by the detector 9b are already applied to the multiplexer 42. Immediately after the evaluation of the measurement signals of the recess 2a has been completed, the multiplexer 42 switches the corresponding pulses from the detector 9b through to the control and evaluation device 45. The further evaluation of depression 2b is carried out analogously to that of depression 2a. In this way, all further depressions 2c to 2h of column 20a are processed sequentially.
Der von der Leseeinheit und der Bewegungsrichtung 150 der Mikrotestplatte 1 eingeschlossene Winkel d- ist derart festgelegt, daß die Vertiefung 2a der Spalte 20b ihre Lesestellung in dem Zeitpunkt erreicht, in dem der Lichtstrahl 100h die Vertiefung 2h der Spalte 20a verläßt. Dadurch kann die Steuer- und Auswertevorrichtung 45 die Bearbeitung der Meßsignale der Vertiefung 2a der Spalte 20b unmittelbar nach der Bearbeitung der entsprechenden Signale der Vertiefung 2h der Spalte 20a beginnen.The angle d - enclosed by the reading unit and the direction of movement 150 of the microtest plate 1 is determined such that the depression 2a of the column 20b reaches its reading position at the point in time at which the light beam 100h leaves the depression 2h of the column 20a. As a result, the control and evaluation device 45 can begin processing the measurement signals of the recess 2a in the column 20b immediately after processing the corresponding signals in the recess 2h of the column 20a.
Die Spalte 20b und die weiteren Spalten 20c bis 201 der Mikrotestplatte 1 werden analog abgearbeitet.Column 20b and further columns 20c to 201 of microtest plate 1 are processed analogously.
Es ist auch möglich, die Detektoren 9 der Detektoreinheit 7 und dementsprechend die Linsen 8 der Lichteinheit 6 derart anzuordnen, daß anstelle einer der Spalten 20a bis 201 mindestens eine der Reihen 21a bis 21h oder eine Gruppe von Vertiefungen 2a-2h der Mikrotestplatte 1 - z.B. nur die erste, dritte, fünfte, etc. Vertiefung einer Spalte oder einer Reihe - von den Lichtstrahlen 100 der Lichteinheit 6 erfaßt werden. Die notwendige Anzahl der Detektoren 9 und der Linsen 8 der Leseeinehit ist dadurch eindeutig festgelegt. Die Detektoren 9 und die Linsen 8 können z.B. einzeln oder in Gruppen gegeneinander versetzt in der Detektoreinheit 7 und in der Lichteinheit 6 angeordnet sein, wobei ein sequentielles, zeitlich gestaffeltes Auftreten der von der Detektoreinheit 7 gelieferten Meßsignale am Multiplexer 42 gewährleistet sein muß.It is also possible to arrange the detectors 9 of the detector unit 7 and accordingly the lenses 8 of the light unit 6 in such a way that instead of one of the columns 20a to 201 at least one of the rows 21a to 21h or a group of depressions 2a-2h of the micro test plate 1 - for example only the first, third, fifth, etc. depression of a column or a row - are detected by the light beams 100 of the light unit 6. The necessary number of detectors 9 and lenses 8 of the reading unit is thereby clearly defined. The detectors 9 and the lenses 8 can be arranged, for example, individually or in groups offset from one another in the detector unit 7 and in the light unit 6, whereby a sequential, staggered occurrence of the measurement signals supplied by the detector unit 7 at the multiplexer 42 must be ensured.
An Stelle der Lichtleiter 10 können auch Prismenanordnungen dazu dienen, einzelne Lichtstrahlen aus einer Lichtquelle 31 zu gewinnen und durch die einzelnen Vertiefungen hindurchzuführen.Instead of the light guides 10, prism arrangements can also be used to extract individual light beams from a light source 31 and to guide them through the individual depressions.
Eine alternative Lösung der Aufgabe wird anhand eines zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Dieses ist weitgehend mit dem in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel identisch. Die einzigen Unterschiede bestehen in der Anordnung und der Ausführung der die Leseeinheit bildenden Licht- und Detektoreinheit. Aus diesem Grund wird das zweite Ausführungsbeispiel in den Figuren 2 und 3 sehr vereinfacht und stark schematisiert dargestellt. Die Figur 2 zeigt eine obere Platte 4' und eine untere Platte 5', die der oberen Platte 4 und der unteren Platte 5 des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen. Die obere Platte 4' weist eine Dual-Detektoreinheit 107 auf, welche der Detektoreinheit 7 d.es ersten Ausführungsbeispiels entspricht. Eine Dual-Lichteinheit 106 entspricht der Lichteinheit 6 des ersten Ausführungbeispiels. Die Mikrotestplatte 1 der Figur 2 ist mit der Mikrotestplatte der Figur 1 identisch. Sie wird von dem aus der Figur 1 bekannten Transportsystem 3 in Bewegungsrichtung 150 verschoben.An alternative solution to the problem is described on the basis of a second exemplary embodiment. This is largely identical to the first exemplary embodiment shown in FIG. 1. The only differences are in the arrangement and design of the light and detector unit forming the reading unit. For this reason, the second exemplary embodiment in FIGS. 2 and 3 is shown in a very simplified and highly schematic manner. Figure 2 shows an upper plate 4 'and a lower plate 5', which correspond to the upper plate 4 and the lower plate 5 of the first embodiment. The upper plate 4 'has a dual detector unit 107, which the detector unit 7 d . it corresponds to the first embodiment. A dual light unit 106 corresponds to the light unit 6 of the first exemplary embodiment. The micro test plate 1 of FIG. 2 is identical to the micro test plate of FIG. 1. It is shifted in the direction of movement 150 by the transport system 3 known from FIG. 1.
Die Figur 3 zeigt die Mikrotestplatte 1 mit den Vertiefungen 2a bis 2h, die in Spalten 20a bis 201 und in Reihen 21a bis 21h angeordnet sind. Die Dual-Detektoreinheit 107 mit Detektoren 109a bis 109h und die Dual-Lichteinheit 106 mit Linsen 108a bis 108h überdecken sich in der Draufsicht nach Figur 3 kongruent. Dieser Umstand wird in Figur 3 dadurch berücksichtigt, daß den Detektoren 109a bis 109h der Dual-Detektoreinheit 107 die entsprechenden Bezugszeichen der darunterliegenden Dual-Lichteinheit 106 und der Linsen 108a bis 108h zugeordnet sind.FIG. 3 shows the micro test plate 1 with the depressions 2a to 2h, which are arranged in columns 20a to 201 and in rows 21a to 21h. The dual detector unit 107 with detectors 109a to 109h and the dual light unit 106 with lenses 108a to 108h overlap congruently in the plan view according to FIG. This fact is taken into account in FIG. 3 in that the detectors 109a to 109h of the dual detector unit 107 are assigned the corresponding reference numerals of the dual light unit 106 underneath and the lenses 108a to 108h.
Wichtig ist nun folgendes: Die Linsen 108a bis 108h der Dual-Lichteinheit 106 und entsprechend die Detektoren 109a-109h der Dual-Detektoreinheit 107 sind in zwei gegeneinander versetzten Linsen-Gruppen 110 und 110' bzw. Detektor-Gruppen 111 und 111' angeordnet. Die erste Linsen-Gruppe 110 umfaßt die Linsen 108a, 108c, 108e und 108g, während die Linsen 108b, 108d, 108f und 108h in der zweiten Linsen-Gruppe 110' angeordnet sind. Benachbart liegende Linsen einer Linsen-Gruppe sind in einer zur Bewegungsrichtung 150 der Mikrotestplatte. 1 orthogonalen Richtung um den zweifachen Abstand A benachbarter Vertiefungen 1 ' der Mikrotestplatte 1 gegeneinander versetzt. Analog sind die Detektoren 109a, 109c, 109e und 109g in einer ersten Detektor-Gruppe 111 und die Detektoren 109b, 109d, 109f und 109h in einer zweiten Detektor-Gruppe 111' angeordnet.The following is now important: The lenses 108a to 108h of the dual light unit 106 and correspondingly the detectors 109a-109h of the dual detector unit 107 are arranged in two lens groups 110 and 110 'or detector groups 111 and 111' which are offset with respect to one another. The first Lens group 110 comprises lenses 108a, 108c, 108e and 108g, while lenses 108b, 108d, 108f and 108h are arranged in the second lens group 110 '. Adjacent lenses of a lens group are in a direction 150 of movement of the micro test plate. 1 orthogonal direction offset by twice the distance A between adjacent depressions 1 'of the micro test plate 1. Analogously, the detectors 109a, 109c, 109e and 109g are arranged in a first detector group 111 and the detectors 109b, 109d, 109f and 109h in a second detector group 111 '.
Es ergibt sich also folgendes Anordnungsprinzip: Die Linse 108a und der Detektor 109a - welche die Vertiefungen 2a der Reihe 21a der Mikrotestplatte 1 lesen - sind in der ersten Linsen- bzw. ersten Detektor-Gruppe 110 bzw. 111 angeordnet. Die Vertiefungen 2b der Reihe 21b der Mikrotestplatte 1 werden durch die Linse 108b und den Detektor 109b ausgewertet, welche in der zweiten Linsen- bzw. zweiten Detektor-Gruppe 110' bzw. 111' angeordnet sind. Diese alternierende Anordnung gilt analog für die Linsen 108c-108h bzw. die Detektoren 109c-109h. Die erste Linsen-Gruppe 110 und die zweite Linsen-Gruppe 110' sowie die erste Detektor-Gruppe 111 und die zweite Detektor-Gruppe 111' sind zueinander um den Abstand A'in der Bewegungsrichtung 150 versetzt. Diese räumliche Anordnung bewirkt, daß der Lesevorgang der einzelnen Vertiefungen 2a bis 2h einer Spalte - z.B. der Spalte 20a - der Mikrotestplatte 1 zeitlich gegliedert wird. Der von der Mikrotestplatte 1 während der Messung der Vertiefungen 2a bis 2h zurückgelegte Weg wird vergrößert. Daraus resultiert - wie weiter oben beschrieben wurde - eine schnellere Vorschubgeschwindigkeit der Mikrotestplatte 1.This results in the following arrangement principle: The lens 108a and the detector 109a - which read the depressions 2a of the row 21a of the microtest plate 1 - are arranged in the first lens and first detector groups 110 and 111, respectively. The depressions 2b of the row 21b of the micro test plate 1 are evaluated by the lens 108b and the detector 109b, which are arranged in the second lens or second detector group 110 'or 111'. This alternating arrangement applies analogously to the lenses 108c-108h or the detectors 109c-109h. The first lens group 110 and the second lens group 110 'as well as the first detector group 111 and the second detector group 111' are offset from one another by the distance A 'in the direction of movement 150. This spatial arrangement has the effect that the reading process of the individual depressions 2a to 2h of a column - for example column 20a - of the micro test plate 1 is structured in time. The microplate 1 the distance covered during the measurement of the wells 2a to 2h is enlarged. As described above, this results in a faster feed rate of the microtest plate 1.
Außerdem ist zu beachten, daß beim zweiten Ausführungsbeispiel die Dual-Lichteinheit 107 und die Dual-Detektoreinheit 106 - die eine Dual-Leseeinheit bilden - orthogonal zur Bewegungsrichtung 150 der Mikrotestplatte 1 angeordnet sind (d.h., der Winkele in Figur 1 beträgt 90°).It should also be noted that in the second exemplary embodiment, the dual light unit 107 and the dual detector unit 106 - which form a dual reading unit - are arranged orthogonally to the direction of movement 150 of the microplate 1 (i.e. the angle in FIG. 1 is 90 °).
Das Funktionsprinzip ist nun wie folgt: Die Mikrotestplatte 1 wird kontinuierlich oder in diskreten Schritten in der Bewegungsrichtung 150 unter die Dual-Leseeinheit verschoben. Die räumlich versetzte, in zwei Linsen-Gruppen 110 und 110' bzw. in zwei Detektor-Gruppen 111 und 111' aufgeteilte Anordnung der Detektoren und der Linsen der Leseeinheit bewirkt, daß die Vertiefungen 2b, 2d, 2f und 2h der Spalte 20a als erstes ihre Leseposition erreichen. Der Lichtstrahl 100b tritt durch die Vertiefung 2b hindurch, wird im Detektor 109b registriert und wie oben beschrieben weiter verarbeitet. An die Auswertung der Vertiefung 2b der Spalte 20a schließt sich unmittelbar der Auswertevorgang der Vertiefung 2d an, der analog wie bei der Vertiefung 2b erfolgt. Die beiden Vertiefungen 2f und 2h der Spalte 20a werden analog gelesen. Die Vorschubgeschwindigkeit der Mikrotestplatte 1 ist derart festgelegt, daß der Lichtstrahl 100h die Vertiefung 2a der Spalte 20a in dem Zeitpunkt erreicht, in dem der Lichtstrahl 100h die Vertiefung 2h der Spalte 20a verläßt. Dadurch kann die Steuer- und Auswertevorrichtung 45 die Bearbeitung der Meßsignale der Vertiefungen 2a, 2c, 2e und 2g der Spalte 20a unmittelbar nach der Bearbeitung der entsprechenden Signale der Vertiefung 2h der Spalte 20a dienen. Es tritt somit - anders als bei den bekannten Geräten mit einer orthogonal zur Bewegungsrichtung angeordneten Leseeinheit, bei der die Linsen und Detektoren in einer einzigen Linsen- oder Detektor-Gruppe in einer Linie aufgereiht sind - keine transportbedingte Totzeit auf.The principle of operation is now as follows: The micro test plate 1 is moved continuously or in discrete steps in the direction of movement 150 below the dual reading unit. The spatially offset arrangement of the detectors and the lenses of the reading unit, which are divided into two lens groups 110 and 110 'or two detector groups 111 and 111', has the effect that the depressions 2b, 2d, 2f and 2h of the column 20a are the first reach their reading position. The light beam 100b passes through the depression 2b, is registered in the detector 109b and processed further as described above. The evaluation of recess 2b in column 20a is immediately followed by the evaluation process of recess 2d, which is carried out analogously to recess 2b. The two depressions 2f and 2h of column 20a are read analogously. The feed rate of the micro test plate 1 is determined in such a way that the light beam 100h reaches the recess 2a of the column 20a at the point in time at which the light beam 100h leaves the recess 2h of the column 20a. As a result, the control and evaluation device 45 can serve to process the measurement signals of the depressions 2a, 2c, 2e and 2g of the column 20a immediately after the processing of the corresponding signals of the depression 2h of the column 20a. In contrast to the known devices with a reading unit arranged orthogonally to the direction of movement, in which the lenses and detectors are lined up in a single lens or detector group, there is thus no transport-related dead time.
Die Spalte 20b und die weiteren Spalten 20c bis 201 der weiteren Mikrotestplatte 101 werden analog abgearbeitet.Column 20b and further columns 20c to 201 of further micro test plate 101 are processed analogously.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus der Kombination der beiden oben angeführten Lösungsprinzipien. Demgemäß ist vorgesehen, daß die Dual-Leseeinheit - z.B. um einen Winkel ck - 87,5° - zur Bewegungsrichtung der Mikrotestplatte schräggestellt ist, und daß gleichzeitig die Detektoren und die Linsen der Dual-Leseeinheit wie beschrieben gruppiert sind. Die Ausbildung und die Funktionsweise eines derartigen Lesegerätes ist dem Fachmann aus den obigen Ausführungen ersichtlich. Auf der detaillierte Beschreibung kann deshalb an dieser Stelle verzichtet werden. A particularly advantageous development of the invention results from the combination of the two solution principles listed above. Accordingly, it is envisaged that the dual reading unit - e.g. is inclined at an angle ck - 87.5 ° - to the direction of movement of the microtest plate, and that the detectors and the lenses of the dual reading unit are simultaneously grouped as described. The design and the functioning of such a reading device can be seen by the person skilled in the art from the above statements. The detailed description can therefore be omitted here.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Lesegerät für eine Mikrotestplatte (1), das eine Transporteinrichtung zur Verschiebung der Mikrotestplatte (1) aufweist, un.d bei dem eine Gruppe von Vertiefungen (2a-2h) der Mikrotestplatte (1) von Lichtstrahlen (100) durchsetzt werden, welche aus einer Lichteinheit (6) austreten und nach dem Durchtritt durch die Vertiefungen (2a-2h) der Mikrotestplatte (1) in einer Detektoreinheit (7) erfaßt werden, und bei dem ein in einem Detektor (9) der Detektoreinheit (7) auftretender Impuls an eine Steuer- und Auswerteeinheit (45) gelangt und zur Anzeige gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Lichteinheit (6) und der Detektoreinheit (7) gebildete Leseeinheit zur Bewegungsrichtung (150) der Mikrotestplatte (1) schräggestellt angeordnet ist.1. Reader for a micro test plate (1), which has a transport device for displacing the micro test plate (1), and in which a group of depressions (2a-2h) of the micro test plate (1) are penetrated by light beams (100), which emerge from a light unit (6) and after passing through the depressions (2a-2h) of the microtest plate (1) are detected in a detector unit (7), and in which a pulse occurring in a detector (9) of the detector unit (7) arrives at a control and evaluation unit (45) and is displayed, characterized in that the reading unit formed from the light unit (6) and the detector unit (7) is arranged at an angle to the direction of movement (150) of the micro test plate (1).
2. Lesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Linsen (8) der Lichteinheit (6) und die Zahl der Detektoren (9) der Detektoreinheit (7) gleich der Zahl einer Gruppe von Vertiefungen (2a-2h) der Mikrotestplatte (1) ist und die Längsausrichtung von Lichteinheit (6) und Detektoreinheit (7) gegenüber der Längsausrichtung der Vertiefungen (2a-2h) der Mikrotestplatte derart schräggestellt ist, daß der in Bewegungsrichtung (150) der Mikrotestplatte (1) zuerst eine Vertiefung (2a) der Gruppe von Vertiefungen (2a-2h) erreichende Lichtstrahl (100a) der Lichteinheit (6) diese Vertiefung (2a) in dem Zeitpunkt erreicht, in dem der zuletzt eine Vertiefung (2h) einer Gruppe von Vertiefungen(2a-2h) erreichende Lichtstrahl die zugeordnete Vertiefung (2h) der in Bewegungsrichtung (150) vorher angeordn.eten Gruppe von Vertiefungen (2a-2h) verläßt.2. Reading device according to claim 1, characterized in that the number of lenses (8) of the light unit (6) and the number of detectors (9) of the detector unit (7) equal to the number of a group of wells (2a-2h) of the microplate (1) and the longitudinal orientation of the light unit (6) and detector unit (7) is inclined relative to the longitudinal orientation of the recesses (2a-2h) of the micro test plate such that the first in the direction of movement (150) of the micro test plate (1) is a recess (2a ) of the group of depressions (2a-2h) reaching the light beam (100a) Light unit (6) reaches this depression (2a) at the point in time when the light beam last reaching a depression (2h) of a group of depressions (2a-2h) previously assigned the assigned depression (2h) in the direction of movement (150) Group of wells (2a-2h) leaves.
3. Lesegerät nach Anspruch 2, bei der eine an sich bekannte Mikrotestplatte (1) verwendet wird, bei der die Vertiefungen (2) in Reihen und Spalten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteinheit (6) und die Detektoreinheit (7) gegenüber der Richtung der Spalte (2a-2h) schräggestellt sind.3. Reading device according to claim 2, in which a known micro test plate (1) is used, in which the depressions (2) are arranged in rows and columns, characterized in that the light unit (6) and the detector unit (7) opposite are inclined in the direction of the column (2a-2h).
\ . Lesegerät für eine Mikrotestplatte (1) , das eine\. Reader for a micro test plate (1), the one
Transporteinrichtung zur Verschiebung der Mikrotestplatte (1) aufweist, und bei dem eine Gruppe von Vertiefungen (2a bis 2h) der Mikrotestplatte (1) von Lichtstrahlen (100) durchsetzt werden, welche aus einer Lichteinheit austreten und nach dem Durchtritt durch die Vertiefungen (2a bis 2h) der Mikrotestplatte (1) in einer Detektoreinheit erfaßt werden, und bei dem ein in einem Detektor (109) der Detektoreinheit auftretender Impuls an eine Steuer- und Auswerteeinheit (45) gelangt und zur Anzeige gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dual-Leseeinheit vorgesehen ist, die aus einer eine erste und eine zweite Linsen-Gruppe (110, 110') aufweisenden Dual-Lichteinheit (106) und aus einer eine erste und eine zweite Detektor-Gruppe (111, 111') aufweisenden Dual-Detektoreinheit (107) gebildet wird, und daß die ersten Linsen-Gruppe (110) bzw. die erste Detektor-Gruppe (111) und die zweite Linsen-Gruppe (1101) bzw. die zweite Detektor-Gruppe (111 ') in der Bewegungsrichtung (150) der Mikrotestplatte (1) versetzt angeordnet sind.Transport device for displacing the micro test plate (1), and in which a group of depressions (2a to 2h) of the micro test plate (1) are penetrated by light rays (100) which exit from a light unit and after passing through the depressions (2a to 2h) of the micro test plate (1) are detected in a detector unit, and in which a pulse occurring in a detector (109) of the detector unit reaches a control and evaluation unit (45) and is displayed, characterized in that a dual A reading unit is provided, which consists of a dual light unit having a first and a second lens group (110, 110 ') (106) and from a first and a second detector group (111, 111 ') having a dual detector unit (107), and that the first lens group (110) and the first detector group (111) and the second lens group (110 1 ) or the second detector group (111 ') are arranged offset in the direction of movement (150) of the micro test plate (1).
Lesegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Linsen (108a, 108c, 108e, 108g) der ersten Linsen-Gruppe (110) und der Linsen (108b, 108d, 108f, 108h) der zweiten Linsen-Gruppe (110' ) sowie die Zahl der Detektoren (109a, 109c, 109e, 109g) der ersten Detektor-Gruppe (111) und der Detektoren (109b, 109d, 109f, 109h) der zweiten Detektor-Gruppe (111') gleich der Zahl einer Gruppe von Vertiefungen (2a bis 2h) der Mikrotestplatte (1) ist und die Längsausrichtung der Dual-Lichteinheit (106) und der Dual-Detektoreinheit (107) gegenüber der Längsausrichtung der Vertiefungen (2a bis 2h) der Mikrotestplatte (1) derart angeordnet ist, daß der in Bewegungsrichtung (150) der Mikrotestplatte (1) zuerst eine Vertiefung (2a) der Gruppe von Vertiefungen (2a bis 2h) erreichende, aus der ersten Linsen-Gruppe (110) austretende Lichtstrahl (100a) der Dual-Lichteinheit (106) diese Vertiefung (2a) in dem Zeitpunkt erreicht, in dem der zuletzt eine Vertiefung (2h) einer Gruppe von Vertiefungen (2a bis 2h) erreichende, aus der zweiten Linsen-Gruppe (110') austretende Lichtstrahl (100h) die zugeordnete Vertiefung (2h) verläßt.Reading device according to claim 4, characterized in that the number of lenses (108a, 108c, 108e, 108g) of the first lens group (110) and of the lenses (108b, 108d, 108f, 108h) of the second lens group (110 ' ) and the number of detectors (109a, 109c, 109e, 109g) of the first detector group (111) and the detectors (109b, 109d, 109f, 109h) of the second detector group (111 ') equal to the number of a group of Wells (2a to 2h) of the micro test plate (1) and the longitudinal orientation of the dual light unit (106) and the dual detector unit (107) relative to the longitudinal alignment of the wells (2a to 2h) of the micro test plate (1) is arranged such that the light beam (100a) of the dual light unit (106) that first reaches a recess (2a) in the group of recesses (2a to 2h) and emerges from the first lens group (110) in the direction of movement (150) of the micro test plate (1) Deepening (2a) reached at the time when the last one deepening (2h) of a group of V deepening (2a to 2h) reaching from the second Lens group (110 ') emerging light beam (100h) leaves the assigned recess (2h).
6. Lesegerät nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,, daß die Dual-Leseeinheit zur Bewegungsrichtung (150) der Mikrotestplatte (1) orthogonal angeordnet ist.6. Reading device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the dual reading unit is arranged orthogonally to the direction of movement (150) of the micro test plate (1).
7. Lesegerät nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dual-Leseeinheit zur Bewegungsrichtung (150) der Mikrotestplatte (1) schräggestellt angeordnet ist.7. Reading device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the dual reading unit to the direction of movement (150) of the micro test plate (1) is arranged inclined.
8. Lesegerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Linse (8) der Lichteinheit (6) bzw. jeder Linse (108) der Dual-Lichteinheit (106) ein Lichtstrahl (100) der Lichtquelle (11) über einen Lichtleiter (10) zugeführt wird.8. Reading device according to claim 1 or one of the following, characterized in that each lens (8) of the light unit (6) or each lens (108) of the dual light unit (106) over a light beam (100) of the light source (11) an optical fiber (10) is supplied.
Lesegerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteinheit (6) bzw. die Dual-Lichteinheit (106) eine Kalibrier-Linse (18) enthält, der über einen weiteren Lichtleiter (12) von der Lichtquelle (11) ein weiterer Lichtstrahl (110) geführt wird, und daß der Lichtstrahl (110) zwischen Lichteinheit (6) und Detektoreinheit (7) außerhalb der Mikrotestplatte (1) verläuft, und daß dieser Lichtstrahl (110) in einem Kalibrier-Detektor (19) der Detektoreinheit (7) registriert wird.Reading device according to Claim 1 or one of the following, characterized in that the light unit (6) or the dual light unit (106) contains a calibration lens (18) which, via a further light guide (12), from the light source (11) a further light beam (110) is guided and that the light beam (110) between the light unit (6) and detector unit (7) outside the micro test plate (1), and that this light beam (110) is registered in a calibration detector (19) of the detector unit (7).
10. Lesegerät nach .einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen (8; 108) durch eine entsprechende linsenartige Formgebung der Lichtleiterenden (10') und (121) ersetzt werden.10. Reader according to one of claims 8 and 9, characterized in that the lenses (8; 108) are replaced by a corresponding lens-like shape of the light guide ends (10 ') and (12 1 ).
11. Lesegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung und Kalibration der Lichtquelle (11) von der Steuer- und Auswerteinheit (45) entsprechend der im Kalibrier-Detektor (19) der Detektoreinheit (7) auftretenden Impulse, welche über die Signalleitung (44) an die Steuer- und Auswertevorrichtung (45) gelangen, durchgeführt wird. 11. Reading device according to claim 9, characterized in that the monitoring and calibration of the light source (11) from the control and evaluation unit (45) corresponding to the pulses occurring in the calibration detector (19) of the detector unit (7), which via the signal line (44) to the control and evaluation device (45) is carried out.
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