NO145896B - Fremgangsmaate og utstyr for maaling av konsentrasjonen av partikler i en blanding - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for måling

av konsentrasjonen av partikler i en blanding, og som for-øvrig er av den art som er angitt i den innledende del av krav 1. Oppfinnelsen angår videre et måleutstyr for bruk under optiske partikkelmålinger i overensstemmelse med fremgangsmåten, og som forøvrig er av den type som er angitt i den innledende del av krav 3. Spesielt angår oppfinnelsen anvendelse av nefelometri til å bestemme mengden av tilstedeværende immunokjemisk kompleks i en stoffprøve.

På biologiske laboratorier er nefelometri et standardverktøy for kvantitativ måling av mengden av visse biologiske substander i en væskeprøve. Målingen utføres ved å rette en lysstråle gjennom væsken og bestemme den lysmengde som spres i forskjellige vinkler. Den mengde som spres, avhenger av størrelsen av de spredende partikler, deres konsentrasjon og form, bølgelengden for det benytte-

de lys, brytningsindeksene for partiklene og for det medium i hvilket partiklene er suspendert, og den vinkel ved hvilken spredningen måles. Det finnes en hel masse lærdom som gjør det mulig å utføre en bestemmelse av konsentrasjonen ut fra sådanne observasjoner dersom fordelingen av partikkelstørrelser er kjent, men det eksisterer praktiske vanskeligheter.

En av disse vanskeligheter skyldes det forhold

at forholdsvis store fremmedpartikler, såsom støvpartikler, som opptrer tilfeldig og i liten konsentrasjon i en væske-prøve, gir anledning til uregelmessige eller fluktuerende spredningsbidrag som vil bli inkludert i og forstyrre målingen av mengden av partikler av interesse.

I det konkrete tilfelle som har ført til den foreliggende oppfinnelse, var hensikten å måle mengden av inmunokjemisk kompleks i en stoffprøve. Under utførte fil-treringsprøver ble det konstatert at det ønskede immunokjemiske kompleks passerte gjennom et 0,4 \ im filter, men ble tilbakeholdt av et 0,2 ym filter. Kompleksets til-nærmede partikkelstørrelse er derfor omkring 300 nanometer.

Oppfinnelsen er basert på den erkjennelse at lysspredningen i blandinger av den aktuelle type er sammen-satt av et forholdsvis konstant bidrag som skyldes mindre partikler i forholdsvis store konsentrasjoner, og et uregelmessig eller fluktuerende bidrag som skyldes større og tilfeldig opptredende partikler. I en prøve av et immunokjemisk kompleks har de forskjellige tilstedeværende ingre-dienser varierende størrelser. Partiklene, deriblant opp-løste makromolekyler, i buffer, antistoff og serum er mye mindre enn partiklene av immunokjemisk kompleks, mens til-feldige partikler av støv vanligvis er mye større. Som et resultat av denne forskjell i størrelse og forskjellen mellom den store konsentrasjon av tilstedeværende buffer, antistoff og serum og den lille konsentrasjon av tilstedeværende støv, følger at spredningen på grunn av støvpartik-lene fluktuerer mens spredningen på grunn av alle andre komponenter er temmelig stabil.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 1. Med denne fremgangsmåte er det tilveiebrakt en spe-siell og fordelaktig teknikk for selektiv, kvantitativ måling av konsentrasjonen av partikkelkategorier av interesse, idet andre konstaterte, større partiklers signalbidrag blir undertrykket elektrisk, slik at disse uvedkommende signalbidrag ikke inkluderes i eller forstyrrer målingen.

Måleutstyret ifølge oppfinnelsen, som er konstruert for måling av konsentrasjonen av partikler av interesse under optiske partikkelmålinger i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, utmerker seg ved de trekk som er angitt i den karakteriserende del av krav 3.

Andre trekk ved og utførelsesformer av fremgangsmåten og måleutstyret ifølge oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav. En særlig interessant, videreutviklet utførelsesform av måleutstyret er angitt i krav 6. I denne utførelsesform skjer det både en elektrisk undertrykkelse av store partiklers signalbidrag og en subtraksjon av signalbidrag fra én eller flere partikkelkategorier som er mindre enn partiklene av interesse. Dette signalbidrag kan som tidligere nevnt anses for å være forholdsvis konstant og kan dermed bestemmes ved målinger med standard- eller kalibreringsoppløsninger av de respektive, mindre partikler. Sådanne subtraksjoner utføres halvautomatisk av utstyret,

og den resulterende måling representerer dermed konsentrasjonen av mellomstore partikler av interesse, så som immu-nokj emisk-komplekspartikler.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et antall utførelseseksempler under henvis-ning til tegningene, der fig. 1 viser et vertikalt snittbilde gjennom den optiske del av et immunoprøve-nefelometer konstruert i overensstemmelse med oppfinnelsen, fig. 2 viser et forstørret, horisontalt snittbilde i hovedsaken etter linjen 2 - 2 på fig. 1, fig. 3 viser et forstørret, ufull-stendig snittbilde av den lysspredende del av nefelometeret på fig. 1, fig. 4 viser et perspektivisk bilde, svarende til fig. 3, som illustrerer hvordan fotomultiplikatorens synsfelt begrenses ved hjelp av feltblendere for å tillate dette å observere foroverspredning fra bare en begrenset del av stoffprøven i reagensrøret, fig. 5 viser et forenklet blokkdiagram av den elektriske signalbehandlings- og styre-kretsanordning for nefelometeret, fig. 6 viser et blokkdiagram av en annen utførelse av et nefelometri-prøvesystem for immunokjemiske komplekser, fig. 7 viser et diagram av nefelometerets elektriske kontroll- og måleseksjoner, og viser delenes forhold til frontpanelkontrollene, fig. 8 viser et perspektivisk bilde av en foretrukket utførelse av nefelometeret og viser frontpanelkontrollene og indikatore-ne og den optiske prøvestasjon, og fig. 9A og 9B viser et kretsskjerna av den krets som benyttes i nefelometeret på fig. 8.

På tegningene betegner henvisningstallet 11 gene-relt den optiske del av et nefelometer i overensstemmelse med oppfinnelsen. Nefelometeret 11 omfatter et hus 12 i hvilket det er passende montert en horisontalt rettet laser-enhet 13 som genererer en 632,8 nm laserstråle vist ved 14.

Huset 12 er forsynt med et vertikalt, prøveopp-tagende kammer 15 som har en forholdsvis tykk høyre sidevegg 16, som vist på fig. 1, fremre og bakre vegger 17 og 18, en venstre sidevegg 19 og en bunnvegg 20. Kammeret 15 er forsynt med et avtagbart topplokk 21 med en periferisk flens 22.

Den høyre sidevegg 16 er utformet med et innad-vendende, vertikalt V-spor 23 som er tilpasset til å berø-res av et konvensjonelt, vertikalt anbrakt reagensrør 24. En vertikal pressblokk 25 som er utformet med et innadven-dende, vertikalt V-spor 26, er glidbart anordnet i venstre del av kammeret 25, som vist på fig. 1, og er forsynt med to vertikale, bøyde trådfjærer 27, 27 som er symmetrisk festet til den venstre sideflate av blokken slik at de hviler mot kammerets vegg 19 og forårsaker -at V-sporblokken 25 ut-øver anbringende fjærkraft mot reagensrøret. 24 for å holde dette fast mot V-sporet 23 i veggen 16, som vist på fig. 2.

Veggen 19 og blokken 25 er utformet med respektive laserstråleåpninger 28 og 29 som er innrettet med strålen 14. Veggen 16 er utformet med en vertikalt forløpende ut-sparing 30 som omfatter en lysfelleutsparing 31 som er innrettet med strålen 14 og foret med passende lysabsorberende materiale. Utsparingen 30 står i forbindelse med en 45° hellende lyspassasje 32 som er dannet i veggen 16 og som ved sine motsatte ender er forsynt med kollimasjons-feltblendere 33 og 34 i form av runde feltblendere med 2,8° divergens som slik som ovenfor beskrevet, er innrettet i 45° vinkel i forhold til strålen 14, og, for et konvensjonelt 12 x 75 mm reagensrør 24, er innsiktet på et punkt på reagensrørets vegg som ligger ca. 3,07 mm over strålens senterlinje.

Feltblenderne 34 åpner mot en lyskanal 35 som fører til et fotomultiplikatorrør 36 som er montert i et kammer 37 anordnet for dette formål på huset 12, slik som vist på fig. 1.

I noen konvensjonelle nefelometre som benytter reagensrør som prøveceller, ligger den innfallende stråle og den observerte spredning i et plan perpendikulært på reagensrørets akse. I et sådant arrangement blir de innfallende stråler multippelreflektert fra reagensrørets sider i samme plan som den observerte spredning og fanges opp uten diskriminering. Ett av trekkene ved det foreliggende nefelometer er anbringelsen av prøverørets akse i samme plan som aksen for de innfallende og spredte stråler, slik at man unngår det falske signal på grunn av multippelrefleksjoner fra reagensrørets sider. Disse falske signaler er ikke reproduserbare ved anvendelse av forskjellige rea-gensrør. De nevnte multippelrefleksjoner er de som opptrer ved grenseflaten mellom glass og luft, og de eksisterer ved fravær av ufullkommenheter, men er vidt forskjellige med forskjellige reagensrør på grunn av det store antall forekom-mende refleksjoner.

Slik det fremgår av fig. 4, belyser laserstrålen sterkt en del av reagensrøret 24 og dettes innhold mellom inngangen 24A og utgangen 24D. På disse to steder blir det på grunn av de uunngåelige overflateavsetninger og fremmedstoffer (engelsk: artifacts) som vanligvis finnes på og i glasset eller plasten i laboratorie-reagensrør eller -skåler, og uregelmessighetene i rør-væskegrenseflaten og rør-luft-grenseflaten forårsaket en sterk foroverspredning som ikke har noen sammenheng med foroverspredningen som ønskes målt. For å eliminere denne uønskede foroverspredning fra målingen, samarbeider feltblenderne 33 og 34 for å avgrense en gruppe ytter- eller randstråler av hvilke to stråler 63A og 63B er vist. Disse to randstråler ligger i et vertikalplan som inneholder den vertikale diameter av hver av feltblenderne 33 og 34. Disse to randstråler, som er vist å brytes ved den bakre overflate av reagensrøret, avgrenser en del av de fremre og bakre synsviddebegrensninger 24B og 24C. Den del av reagensrørvolumet som ligger mellom disse to synsviddebegrensninger og også belyses av laserstrålen, er tilgjengelig for betraktning av fotomultiplikatorrøret 36. Dette rør har en inngangsåpning 36B som er større enn og omgir utgangs-åpningen 36A for feltblenderne 33 og 34.

Feltblenderne 33 og 34 er montert vertikalt og be-grenser derfor et synsfelt hvis høyre tverrsnitt er ellip-tisk i stedet for rundt. Dette er et spørsmål om bekvemme-lighet ved benyttelse av runde feltblendere og vertikale innfatninger.

Selv om den effektivt utnyttede del av røret 2 4

på fig. 4 er vist å strekke seg nesten fra rørinnervegg til rørinnervegg, er fremvisningen overdrevet for å gjøre detal-jene synlige. I de foretrukne utførelser ifølge oppfinnelsen benyttes en effektiv del på ca. 1 mm i hoveddimensjon, nær sentrum av et reagensrør med en diameter på 10 mm.

Dette misforhold i størrelse øker målenøyaktigheten.

Som vist på fig. 1 og 2, er en sikkerhets-lukker-plate 3 8 glidbart anordnet mot den venstre vegg 19 og har en bunnflens 39 gjennom hvilken det er glidbart anordnet en hodeforsynt, vertikal stift 40 som er stivt festet til husets 12 bunnvegg. En forspennende skruefjær 41 omgir den nedre del av stiften 40 og hviler mot flensen 39 og husets bunnvegg. Den øvre ende av platen 38 strekker seg gjennom en føringssliss 42 i husets 12 toppvegg beliggende under topp-lokkets 21 omkretsflens 22. Lukkerplaten 38 har en lysåpning 43 som føres på linje med veggåpningen 28 når topplokket 21 anbringes i lukket stilling over kammerets 15 øvre ende, som vist på fig. 1. Når lokket 21 fjernes, hever fjæren 41 lukkerplaten 38 til slukkestilling hvor den dekker åpningen 28. Dette sikrer mot fare for farlige laserglimt som kan forekom-me når en operatør ser ned i reagensrøret 24 med lokket 21 fjernet.

Som foran omtalt, og som vist på fig. 3 og 4, opptrer lysbrytning ved reagensrørets 24 vegg, slik at sprede-strålens utgangsvinkel, vist ved 63, er 45° i forhold til den innfallende laserstråle 14, mens spredevinkelen inne i reagensrøret er 31,6° i forhold til den innfallende laserstråle. Vinkelen 45° er en bekvem fremstillingsvinkel, og den derav følgende vinkel på 31,6° har vist seg å gi et høyt forhold mellom spredning fra immunokjemiske kompleks-partikler og spredning fra mindre partikler, uten å overbelaste den elektriske behandlingskrets (som skal beskrives senere) med for store fluktuerende støysignaler som skriver seg fra nærvær av større partikler, så som støv. Det vil også innses at den vinkelavbøyde spredestråle som ses av fotomulti-plikatorrøret 36, ligger i et vertikalplan som inneholder reagensrørets akse og dermed eliminerer fremmedstoffer eller feilkilder på grunn av interne refleksjoner i reagensrøret, slik som foran omtalt.

Reagensrør som er tilfredsstillende for anvendelse

i forbindelse med oppfinnelsen, er vanlig handelsvare.

F.eks. er vanlige Kimble-reagensrør på 10 x 75 mm tilfredsstillende, med mindre de har defekter i veggen som er iøyen-fallende ved rask visuell undersøkelse.

Under drift sprer partikler med en størrelse på

ca. 0,3 ym i væsken i reagensrøret 24 laserstrålen 14 kraf-tig langs den optiske bane definert ved feltblenderne 33, 34 og genererer tilsvarende signaler i fotomultiplikatorrøret 36, slik at disse signaler kan benyttes til å måle den antigenmengde som opprinnelig var til stede i reagensrøret,

etter at en kjent mengde antistoffmateriale tilføyes til væsken i reagensrøret. Ved lave antigennivåer og forholdsvis lave foroverspredevinkler, så som den her benyttede vinkel (ca. 31,6°), blir innvirkningen av støvpartikler i reagens-røret, og liknende fremmedstoffer, meget viktige og frembringer en kilde til alvorlig feil. På tegningene tillustrerer fig. 5 i blokkdiagramform en signalbehandlingskrets som mot-virker sporadiske, positive spisseffekter forårsaket av sådanne støvpartikler eller andre fremmedstoffer. Denne krets er en signalbehandlingskrets som klipper ut eller fjerner positive topper i fotomultiplikatorens utgangssignal, slik at disse positive topper aldri blir sendt videre og behand-let av måleutstyret. Disse positive topper genereres av støvpartiklene i væsken som er under prøving, eller de andre ovennevnte fremmedstoffer. På grunn av støvpartikler, f.eks., er således det i fotomultiplikatorrøret 36 genererte foto-metersignal variabelt, med store positive spisser 71 forårsaket av de individuelle støvpartikler.' Det variable foto-multiplikatorsignal tilføres ved 47 til den ene inngang av en inverter 44A og en adderer 44B. En stabil, forskjøvet spenning som er større enn det maksimale fotomultiplikator-signal, tilføres ved 45 til den andre inngang av inverteren, 44A og addereren 44B. Inngangssignalet ved 47 inverteres i inverteren 4 4A som vist ved 72, og de inverterte topper er vist ved 73. Den stabile, positive inngangsspenning som

tilføres ved 45, adderes i addereren 44B til signalet 72,

og det resulterende positive utgangssignal ved 46, vist ved 74, har positive maksima svarende til de originale minimums-verdier 75 av det ved 4 7 tilførte inngangssignal.

Utgangssignalet ved 46 føres gjennom et tidgiver-bryterelement 76, en elektronisk bryter 48, en diode 49 og en operasjonsforsterker 50 som ved 52 tilveiebringer et utgangssignal i form av en positiv topp når det variable inngangssignal ved 4 7 har minimumsverdi. Det største positive toppsignal under prøvetagningsperioden som når frem til operasjonsforsterkeren 50, fastholdes i en kondensator 77 for å utvikle et stabilt sammenlikningssignal, tilgjengelig ved 52, som tilføres ved 78 til den ene inngang av en sam-menlikner 53. Utgangssignalet 74 fra anordningen 44 tilføres (med tidgiver-bryterelementet 76 lukket) til den andre inn- ' gang 79 av sammenlikneren 53. Bryteren 48 vil i begynnelsen lukke ved den innledende verdi av kurven 74. Kondensatoren 77 vil lades opp til denne verdi, ved hvilket punkt bryteren

48 vil åpne ved virkningen av sammenlikneren 5.3. Verdien

ved 52 vil bli opprettholdt inntil kurvens 74 amplitude over-skrider den opprinnelige, lagrede, høyeste verdi ved 52, ved hvilket tidspunkt bryteren 48 igjen vil lukkes. Verdien ved 52 vil nå asymptotisk følge (øke) de forholdsvis stabile, positive maksimumsverdier av kurven 74, og gi en ny lagret verdi ved 52. Kurven 74 vil fortsette å etablere sådanne nye, lagrede verdier (som hver øker). Sammenlikneren igno-rerer virkningene av minima forårsaket av fremmedstoffer (så som minima 80). Ved ethvert tidspunkt da amplituden av kurven 74 synker under den fulgte eller ettersporede, lagrede verdi ved 52, åpner bryteren 48 og signalet ved 46 føres ikke videre til den integrerende kondensator 77 for lagring. Heller ikke kan det i kondensatoren 77 lagrede, positive signal gå tapt med mindre nullstillingsbryteren 88 lukkes. Disse positive signaler kan ikke gå tapt gjennom dioden 49 når signalet på utgangen 46 er mer negativt (som ved 80) enn den verdi som er lagret i den integrerende kondensator 77, på grunn av diodens 49 polaritetsretning som tillater positiv ladning å flyte bare fra venstre mot høyre. De positive

signaler kan ikke gå tapt gjennom operasjonsforsterkeren 50 på grunn av at operasjonsforsterkerens inngangsimpedans er meget stor og effektivt sett har en verdi som svarer til åpen krets.

Den elektroniske bryter 48 åpner således når signalet ved 78 er større enn signalet ved 79. Signalets 74 maksima vil imidlertid bli lagret i den integrerende kondensator 77. Det lagrede signal ved 52 blir således sammenliknet med det øyeblikkelige signal ved 46 i sammenlikneren 53 hvis utgang styrer bryteren 4 8 slik at denne bryter holdes lukket bare når det variable inngangssignal ved 47 er høyere enn den tidligere lagrede verdi. Bryteren 48 er således normalt lukket (ikke noe signal ved 52) og åpner når signalet 74 faller under sin tidligere lagrede verdi.

Det ønskede positive antigen-spredesignal ved 52 summeres i en algebraisk summasjonsforsterker 54 med et passende negativt forskjøvet signal tilført ved 81, med et negativt antistoff-blindforsøksignal tilført ved 82 og innstilt på senere beskrevet måte, og med et negativt, lagret serum-eller antigen-blindforsøksignal fra en integrator 83, tilført ved 84. Utgangssignalet fra forsterkeren 54 avgis gjennom et tidsstyrt bryterelement 85 til en digital indikatoranord-ning 56. Den fremvisning som tilveiebringes av anordningen 56, gjelder for en utvalgt driftsperiode for den algebraiske summasjonsforsterker 54, styrt av en manuelt aktivert, be-regnende tidgiver 86. Tidgiveren 86 er konstruert for å tilveiebringe en signalprøvetagningsperiode på i det minste flere sekunder for å diskriminere på tilstrekkelig måte mot store støvpartikler eller liknende fremmedstoffer.

I Når tidgiveren 86 aktiveres avsin .startbryter 87, utlader den signallagringskondensatoren 77 ved at den momen-tant lukker en nullstillingsbryter 88 som er koplet over kondensatoren, lukker tidgiver-bryterelementet 76 og åpner bryterelementet 85. Dette tilveiebringer flere sekunder for akkumulering av antigen-spredesignalet i kondensatoren 77. Ved slutten av denne tidsstyrte periode åpner og lukker bryterelementet 76 og frembringer den digitale fremvisning i anordningen 56.

Det negative antistoff-blindforsøksignal ved 82 oppnås fra et potensiometer 90 som er koplet til en passende spenningskilde. Potensiometeret innstilles (med sin kontroll-bryter 91 lukket) for å tilveiebringe et negativt signal ved 82 slik at det frembringes en null-utlesning på anordningen 56 i en tidligere prøve på en blindforsøk-referanseprøve av antistoffmateriale.

Det negative antigen- eller serum-blindforsøksignal ved 84 omfatter et kompensasjonssignal som oppnås fra utgangen fra den algebraiske summasjonsforsterker 54, med anti-stof f-blindf orsøkbryteren 91 åpen, i en tidligere test på en enkel antigen-referanseprøve før antistoffmateriale tilføyes. Dette antigen- eller serum-blindforsøksignal lagres i integratoren 83 ved aktivering av en "innstillings"-bryter 93 under en sådan tidligere test. Det lagrede, negative antigen-blindforsøksignal er deretter tilgjengelig for å tilføre det nødvendige kompenserende, negative antigen- eller serum-blindf orsøksignal ved 84 under testen på den ovenfor omtalte, endelige blanding.

Det vil derfor innses at ved å subtrahere det på forhånd innstilte antistoff-blindforsøksignal ved 82 og det lagrede antigen-blindforsøksignal ved 84 fra hovedprøvesig-nalet ved 52, oppnås den nødvendige diskrimering mot andre partikler, så som frie antistoff- og andre partikler i anti-stof fblindforsøket og frie antigen- og andre partikler i serumblindforsøket, og den digitale fremvisning av immuno-kompleks-partiklene blir ikke påvirket av nærværet av de nevnte andre partikler i den endelige testblanding. Denne digitale fremvisning kan derfor benyttes til å tilveiebringe en nøyaktig indikasjon på den antigenmengde som opprinnelig var til stede i en prøve etter at prøven er blitt utsatt for en kjent mengde antistoffreagens.

Virkemåten for systemet på fig. 5 kan forstås let-tere dersom den sammenliknes med virkemåten for den enklere utførelse på fig. 6. Disse to utførelser er forskjellige ved at systemet på fig. 6 er et firekanals system i hvilket fire optiske målinger blir samtidig utført og samtidig be-handlet for å frembringe den ønskede målingsindikasjon ved 56a. I systemet på fig. 5 gjøres de tilsvarende fire optiske målinger i rekkefølge, resultatene av de første tre prøver lagres og disse lagrede målinger kombineres med den fjerde måling for å gi en målingsindikasjon på den digitale indikator 56a.

På fig. 6 finnes fire optiske prøvestasjoner lia til lid. På stasjonen lia gjøres en foroversprednings-måling av bufferoppløsningen som er tilgjengelig i en sådan renhet at den inneholder ubetydelig støv. Hver av de andre biologiske reagenser som må benyttes, antistoffet og serumet, som måles på stasjonene 11b og lic, inneholder nødvendigvis støv på grunn av den måte på hvilken de oppnås. På den fjerde stasjon måles en blanding som inneholder som ingre-dienser både antistoff- og serumprøven, som reagerer for å frembringe det immunokjemiske kompleks hvis konsentrasjon skål indikeres ved 56a.

Signalet på lederen 101 er et signal som svarer i hovedsaken bare til spredningsegenskapen for den rene buffer. Da buffer er til stede i blandingene på stasjonene 11b til lid, og buffersignalet likeledes subtraheres fra andre signaler i differanseforsterkere 108 til 110, innstiller buffersignalet i virkeligheten nulldriftspunktet eller fikspunkt-referansen for instrumentet.

Signalene på lederene 102 og 104 blir uregelmessig påvirket av støv, og støvsignalene elimineres ved hjelp av minimumspunkt-minnekretser 105 "- 107. Disse kretser svarer til minimumspunkt-minnekretsen på fig. 5, omfattende den integrerende kondensator 77, dioden 49, den elektroniske bryter 48 og sammenlikneren 53.

Når signalene fra differensialforsterkerne 108 - 110 kombineres på riktig måte i den algebraiske summasjonsforsterker 54a, frembringer disse signaler det immunokjemiske komplekssignal som tilføres til målingsindikatoren 56a.

Ved forfølgelse av signalene på fig. 6 vil det innses at hvert av de uønskede signaler elimineres fra utgangssignalet fra den algebraiske summasjonsforsterker 54a, enten ved o<p>phevelse i minimumspunktminnene 105 - 107 eller ved subtraksjon i differensialforsterkerne 108 - 110 eller

ved den algebraiske summasjonsforsterker 54a.

Fig. 7 viser et forenklet blokkdiagram av oppfinnelsen og viser hvordan formålene oppnås. Det er ikke gjort noe forsøk på å illustrere de virkelige kretser, men på å vise funksjonelle karakteristika. Den beste måte å beskrive systemets virkemåte på er muligens å følge nedenstående protokoll eller forskrift og forklare hva som hender etter hvert som operatøren innstiller knottene eller trykker på de forskjellige knapper. For dette formål viser diagrammet, nær det riktige sted i kretsen, den merkelapp som er festet til frontpanelkontrollen som manipuleres av operatøren under prøven.

Et viktig punkt som må huskes for riktig forståelse er at det finnes fire Prøvebryter-posisjoner, nemlig Buffer-blindforsøk, Antistoff-blindforsøk, Prøve-blindforsøk og Prøve-avlesning, som er gjensidig utelukkende.

Protokoll

A. Etter 30 minutter oppvarming skrues Høyspenning på.

Denne kopler negativ spenning til fotomultiplikator-rørets katode.

B. Løft prøvestasjonsdekslet. Fotometer-blindforsøk koples til Medium. Følsomhet koples til X30. Innstill analog-metefet på null ved benyttelse av finkontrollene for Fotometer-blindforsøk. Dette trinn bestemmer elektronisk "null". C. Sett et rør som inneholder den høyeste "referanse"-konsentrasjon av antigen/antistoff ned i prøvestasjonen og innstill følsomhetskontrollene inntil det analoge meter viser "9" (eller hvilken som helst annen fastsatt verdi). Innstilling av følsomheten sikrer at alle ytter-ligere avlesninger vil være i målestokk. D. Innstill Prøvebryter på Buffer-blindforsøk. Digitalmeteret koples til utgangen av fotometeret med variabel forsterkning. Alle andre deler av kretsen frakoples fra

digitalmeteret.

E. Innfør bufferblindprøverøret i den optiske stasjon og innstill verdien av digitalmeteret på null ved benyttelse av subtraksjonskontrollene for Fotometer-blindforsøk.

I -» ^ V ^ w For de fleste immunologl-eksperimenter vil grovinnstil-lingsbryteren for Fotometer-blindforsøk forbli innstilt på Medium.

Feilen som forårsakes av buffer-spredningen vil nå bli subtrahert fra alle etterfølgende avlesninger, tatt på andre rør.

F. Innstill Antistoffblindforsøk-potensiometeret fullsten-dig med urviseren til nullstiIlingen. Dette sikrer at antistoffblindforsøk-fratrekket i det neste trinn vil

bli innstilt på null.

G. Innstill Prøvebryter på Antistoff-blindforsøk, hvilket resulterer i disse hendelser:

i. Integratoren tilbakestilles på null og inngang 3 til sluttforsterker er derfor null. ii. Inngang 2 til sluttforsterker koples til Antistoff-blindforsøk-potensiometeret som ble innstilt på null. iii. Digitalmeteret koples nå til utgang fra sluttforsterker. Det fremviste tall er resultatet av den

foregående operasjon og blir derfor ignorert.

H. Innfør antistoffblindforsøk-røret i den optiske stasjon og trykk inn Beregning. Førs.t blir minimumspunktminnet tilbakestilt til null. Deretter vil minimumspunktdetektoren undersøke utgangen fra fotometeret med variabel forsterkning i en forutbestemt periode innstilt av Beregningstid-kontrollen, og ved slutten av denne periode lagre den laveste amplitude som har inntruffet. Digitalmeteret fremviser den samme verdi da inngangene

2 og 3 til sluttforsterker er lik null.

I. Innstill Antistoffblindforsøk-potensiometeret CCW inntil digitalmeteret viser null. Spenningen på stift 2 av sluttforsterker økes til den er lik verdien av utgangen fra minimumspunktdetektoren. Da denne verdi er verdien av antistoffblindforsøket, blir antistoffblindforsøks-verdien permanent registrert i potensiometeret.

J. Innstill Prøvebryter på Prøve-blindforsøk. Digitalmeteret viser fremdeles utgangssignalet fra sluttforsterkeren, integratoren er fremdeles innstilt på null og Antistoffblindforsøk-potensiometeret er satt ut av funk-sjon. Det tall som fremvises er verdien av det anti-stof f blindf orsøk som ble oppnådd i foregående trinn.

K. Innfør prøveblindforsøk-røret i den optiske stasjon og trykk inn Beregning. Minimumspunktminnet tilbakestilles til null. Minimumspunktdetektoren undersøker utgangen fra fotometeret med variabel forsterkning og lagrer minimumspunktet. Det tall som fremvises på digitalmeteret, er derfor verdien av serumblindforsøket.

L. Prøvebryteren innstilles på Prøve-avlesning. Ditital-meteret viser fremdeles utgangen fra sluttforsterkeren. Den handling at "avlesning" skal foretas, utløser 0,5 sek. tidgiveren som styrer kontakter K, og K... Kontakten

la ^ lb

Kla kortslutte;? inngang 2 til sluttf orsterkeren i de første 0,5 sekunder. Kontakten K^ kopler integratorens inngang til sluttforsterkerens utgang og som et resultat vil sluttforsterkerens inngang 3 gradvis øke inntil den er lik inngang 1. (Husk at inngang 2 fremdeles er null.) Digitalmeteret vil derfor gå til en avlesning på 000,0. Ved slutten av 0,5 sek. perioden vil kontaktene K^ og K J, l a åpne. Verdien av inngang 3 vil bli fastholdt og vil svare til antistoffblindforsøk-verdien da antistoff-blindforsøk-potensiometeret også er tilkoplet. Da inngang 1 også angir serumblindforsøk-verdien, indikerer digitalmeteret nå en negativ antistoffblindforsøkverdi. M. Innfør røret som inneholder antigen/antistoff-immunokom-plekset i avlesningsstasjonen og trykk inn Beregn. Mini-mumspunktdetek toren blir først tilbakestilt til null. Deretter undersøker den verdien av fotometeret med variabel forsterkning og lagrer minimumspunktet som mates til sluttforsterkerens inngang 1. Denne verdi svarer til antigen/antistoff-konsentrasjonen for det immunokjemiske kompleks pluss serum- og antistoff-blindforsøket. Da stiftene 2 og 3 inneholder de tidligere oppnådde verdier av antistoff- henholdsvis serumblindforsøkene, er den verdi som oppnås på meteret konsentrasjonen av det immu-nok jemiske kompleks.

N. Registrer avlesning på Meter. Dette er det eneste tall som teknikeren registrerer.

En prototyp eller foretrukket utførelse av oppfinnelsen er nylig blitt bygget. Denne er vist på fig. 8,

9A og 9B.

Fig. 8 viser i perspektiv det ytre utseende av instrumentet. På venstre side er den elektriske konsoll 101 og på høyre side er den optiske enhet lie. Sistnevnte har et deksel 21a som er hengslet ved den bakre kant, til forskjell fra det flensforsynte lokk 21 i utførelsen på fig. 1. Et hengslet deksel er åpenbart mer bekvemt da det ganske enkelt kan svinges opp, tilbake og ut av veien på hengslene, som vist ved de to strektegnede linjer på fig. 8, og trenger ikke å fjernes manuelt. Fotomultiplikatorenheten, med sin høyspenningskontakt pekende mot baksiden, befinner seg ved 37a.

Konsollen 101 har et kontrollpanel 102 med et antall kontroller. Disse kontroller er på figuren merket med sine betegnelser, for å svare til betegnelsene på fig. 7,

og til betegnelsene i Protokollen som ble gitt foran.

Fig. 9A og 9B viser koplingsskjemaet mer detaljert enn på fig. 7. Det vil innses at hver av de fire Prøvevalg-trykknapper og Dempnings-trykknapper er selvlysende når de påvirkes, og således hjelper operatøren til å holde seg å jour med sine operasjoner. Hele den elektroniske kretsanordning er enkel og benytter vanlige komponenter, og i lys av de foregående forklaringer vil dens virkemåte være åpen-bar for en fagmann på området.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte for måling av konsentrasjonen av partikler av interesse i en blanding som også inneholder større partikler, og hvor en prøvestråle (14) av elektromagnetisk stråling rettes gjennom blandingen og hvor en lysføl-som, elektrisk detektor (36) er anbrakt i en valgt spredestrålebane (63) og som reaksjon på spredningen frembringer en utgangssignalbølge (47) som representerer konsentrasjonen av partikler som er til stede i blandingen, karakte-

r i s e r t ved at fluktuerende fremmedsignaltopper (71) som representerer de nevnte større partikler, utklippes fra detektorutgangssignalbølgen ved å invertere signalbølgen (47), å addere et konstant signal (45) som har samme originalpolaritet som de nevnte fremmedsignaltopper (71), men har større amplitude enn den maksimale fremmedsignaltopp, til det inverterte signal (72) på en slik måte at det frembringes en invertert signalbølge (74) i hvilken de tidligere fremmedsignaltopper er reversert i retning, å utkople de reverserte fremmedsignaltopper (80) fra den inverterte signalbølge (74), og å danne et resulterende, utglattet utgangssignal (52) ut fra den resterende del av den inverterte signalbølge (74), hvilket utglattet utgangssignal har en amplitude som kvantitativt representerer partiklene av interesse upåvirket av de nevnte større partikler.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at utkoplingen av de reverserte fremmedsignaltopper (80) utføres ved sammenlikning av det utglattede utgangssignal med den inverterte signalbølge (74) og ved av-brytelse av den inverterte signalbølge når dennes amplitude faller under amplituden for utgangssignalet.

3. Måleutstyr for måling av konsentrasjonen av partikler av interesse i en blanding som også inneholder større partikler, under optiske partikkelmålinger i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge krav 1 eller 2, hvilket.utstyr omfatter innretninger (24) for anbringelse av blandingen i et synsfelt, innretninger (13) for å rette en prøvestråle (14) av elektromagnetisk stråling gjennom blandingen, og en fotodetektorinnretning (36) som er anbrakt i en spredestrålebane (63) som forløper fra synsfeltet og skjærer prøvestrå-len (14), hvilken fotodetektorinnretning inneholder midler for frembringelse av en signalbølge som reaksjon på mottagel-se av spredning langs den nevnte spredestrålebane (63), karakterisert ved at måleutstyret, for å utklip-pe fluktuerende fremmedsignaltopper (71) som representerer de nevnte større partikler, fra den nevnte signalbølge (47), videre omfatter innretninger (44A, 44B) for invertering av den nevnte signalbølge (47) og for addisjon av et konstant signal til det inverterte signal (72), idet det konstante signal har samme polaritet som, men har større amplitude enn den maksimale fremmedsignaltopp på en slik måte at det oppnås en invertert signalbølge (74) i hvilken de tidligere fremmedsignaltopper danner reverserte signaltoppdeler (80), midler for utkopling av disse reverserte signaltoppdeler (80), og midler (49, 50) for frembringelse av et utglattet utgangssignal ut fra den resterende del av den inverterte signalbølge (74), hvilket utgangssignal har en amplitude som kvantitativt representerer partiklene av interesse upåvirket av de nevnte større partikler.

4. Måleutstyr ifølge krav 3, karakterisert ved at midlene for utkopling av de reverserte signaltoppdeler (80) omfatter en avbryter (48) som er innkoplet mellom inverterings- og addisjonsinnretningene (44A, 44B) og de nevnte midler (49, 50) for frembringelse av det utglattede utgangssignal, og midler (53) for åpning av denne avbryter når amplituden av det utglattede utgangssignal overskri-der den øyeblikkelige amplitude av den inverterte signal-bølge (74).

5. Måleutstyr ifølge krav 4, karakterisert ved at de avbryteråpnende midler omfatter en sam-menlikner (53) som er operativt forbundet med avbryteren (48), en kretsanordning som kopler de nevnte midler (49, 50) for frembringelse av det utglattede utgangssignal til sammenliknerens ene sammenliknerinngang (78), og kretsanordnin-ger som kopler utgangen fra inverterings- og addisjonsinnretningene (44A, 44B) til sammenliknerens andre sammenliknerinngang (79).

6. Måleutstyr ifølge krav 3, 4 eller 5, karakterisert ved anordninger (54) for å subtrahere fra det nevnte utglattede utgangssignal (52) et beløp som er kjent å representere konsentrasjonen av mindre partikler som også er inneholdt i den nevnte blanding, på en slik måte at det fremkommer en måling som indikerer konsentrasjonen av mellomstore partikler av interesse i blandingen.

7. Måleutstyr ifølge krav 6, karakterisert ved innretninger for sekvensiell bestemmelse av konsentrasjonen av forskjellige av de nevnte mindre partikler ved sekvensiell avføling og måling av spredningen fra prøver av de nevnte mindre partikler, idet prøvene av de mindre partikler med hensyn til konsentrasjon står i forhold til de tilsvarende konsentrasjoner i den nevnte partikkel-blanding, innretninger for sekvensiell og automatisk lagring av de forskjellige mindre partiklers målte konsentrasjoner, idet denne lagring inntrer på det tidspunkt hvor de sekven-sielle målinger utføres, og innretninger for utnyttelse av de lagrede målinger i den nevnte anordning (54) for subtrahering.

8. Måleutstyr ifølge krav 6, karakterisert ved innretninger for måling og lagring av spredningen fra én type mindre partikler og inneholdende en anordning for å utsette en standardisert prrive av den aktuelle type mindre partikler for det nevnte synsfelt, og en anordning for å subtrahere et innstillbart beløp fra måleinnret-ningenes utgangssignal, hvilket innstillbart beløp er tilstrekkelig til å forminske den målte spredning til verdien null.

9. Måleutstyr ifølge krav 8, karakterisert ved at den standardiserte prøve er tilstrekkelig ren til at den er i det vesentlige støvfri.

10. Måleutstyr ifølge krav 8, karakterisert ved at den standardiserte prøve inneholder støv.

11. Måleutstyr ifølge krav 8, karakterisert ved at den standardiserte prøve er en ukjent prøve som er innsamlet under kjente betingelser og som skal analy-seres .

12. Måleutstyr ifølge ett av kravene 6 - 11, karakterisert ved at subtraksjonsanordningen (54) inneholder en innstillbar spenningskilde.

13. Måleutstyr ifølge krav 6, karakterisert ved innretninger for måling og lagring av spredningen av forskjellige mindre partikler og inneholdende en anordning for å utsette en standardisert prøve av disse mindre partikler for det nevnte synsfelt, samt innretninger for lagring av spredningsmålingene i en elektrisk integrator.

14. Måleutstyr ifølge ett av kravene 6-13, hvor de nevnte mellomstore partikler av interesse er immunokjemiske kompleks-partikler, karakterisert ved at den nevnte spredestrålebane (63) ligger tilnærmet 30 grader fra aksen for den nevnte prøvestråle (14).