SE438554B - Anordning for analys av i en vetska suspenderade partiklar, i synnerhet blodkroppar, med avseende pa antal och/eller storlek - Google Patents

Description

7807163~6 En anordning är känd, vid vilken man bestämmer ändringarna i potentialskillnaden mellan de båda matar- elektroderna och utnyttjar detta värde för partikelana- lysen. Därvid uppträder störningar, som förorsakas av turbulensen i vätskan och av kanteffekten i det elektriska mätfältet. Som en speciell störning skall nämnas, att en virvel uppstår i kärlet, som i genomloppsriktningen är beläget i kanalens utlopp, vilken virvel âtermatar de redan mätta partiklarna till mätfältets område. Partiklar, som på detta sätt återcirkuleras, utlöser ånyo en ändring i den mätta potentialskillnaden, varigenom mätresultatet blir felaktigt. Man har redan föreslagit att åstadkomma en begräns- ning i rymden av suspensionen i kanalen. Den därvid använda anordningen är emellertid mycket komplicerad och följakt- ligen omständlig. d En annan anordning är känd, vid vilken man förutom de båda matarelektroderna även använder två till- satselektroder, mellan vilka man bestämmer ändringar i potentialskillnaden och utnyttjar dessa för partikelana- lysen. Tack vare ett lämpligt anordnande av tillsatselektro- derna försiggår mätningen av en partikel i det ögonblick, då denna befinner sig i närheten av kanalens mitt, dvs. vid ett ställe, där störningar i mätningen på grund av turbulens och kanteffekter i mätfältet har den minsta inverkan. Det är därvid ofördelaktigt, att mätningens reproducerbarhet är beroende av konstantheten hos den geometriska och elektro- kemiska beskaffenheten hos tillsatselektroderna. Vid ren- göringen av kanalen måste bl.a. största försiktighet iakttas, så att tillsatselektroderna på intet sätt förändras. Anord- ningens drift blir i motsvarighet härtill mycket omständlig liksom även framställningen av en med två identiska till- satselektroder försedd kanal. d 78Û7163~6 Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en anordning, med vilken elimineras störningen i partikel- analysen genom återcirkulerande partiklar och reproducer- barheten hos mätningen blir oberoende av konstantheten hos den geometriska och elektrokemiska beskaffenheten hos de i kanalen anordnade tillsatselektroderna. Framför allt är ändamålet med uppfinningen att kombinera fördelarna med en på bestämningen av potentialskillnaden mellan de båda matarelektroderna baserad partikelanalys (bl.a. möjligheten till jordning av kopplingen och den höga okänsligheten hos mätningen i förhållande till ändringar i elektrodytan, eftersom denna kan vara mycket stor) med fördelarna hos en mätning i det ögonblick, då den mätta partikeln befinner sig i närheten av kanalens mitt (bl.a. elimineringen av störningar genom kanteffekten hos mätfältet och genom åter- cirkulerade partiklar) utan att detta sker på bekostnad av motsvarande nackdelar.

Enligt uppfinningen kännetecknas en anordning av ovan angivet slag av åtminstone en i kontakt med suspensionen i mätkanalen stående, mellan mätelektroderna belägen tillsats- elektrod, som är anordnad att bilda en hjälpimpuls, när en partikel passerar mätkanalen i området av tillsatselektroden, av vilken utlöses bestämningen av impulsliknande motstånds- förändringar.

Den föreslagna anordningen utnyttjas lämpligen för samtidig undersökning av i samma vätska suspenderade partiklar av olika storlek, i synnerhet för undersökning av erytrocyter och trombocyter i utspätt blod. Funktions- sättet skall förklaras i det följande.

När en partikel passerar kanalen, befinner den sig vid vissa efter varandra belägna tidpunkter först mellan den första matarelektroden och tillsatselektroden, därefter i närheten av tillsatselektroden och senare mellan tillsats- 7807163-6 elektroden och den andra matarelektroden. Mätvärdet bestämmes t.ex. mellan den första och den andra mät- elektroden, under det att hjälpvärdet bestämmas mellan den första mätelektroden och tillsatselektroden. Därvid alstrar partikelns passerande en impuls av mätvärdet och en impuls av hjälpvärdet. Mätvärdets impuls sträcker sig i huvudsak över tiden för partikelns passerande längs dhela kanalen. Hjälpvärdets impuls sträcker sig i huvudsak över den tid, som partikeln behöver för att passera genom det kanalavsnitt, som befinner sig framför tillsatselektroden, dvs. är belägen mellan den första mätelektroden och till- satselektroden. Hjälpvärdets impuls uppvisar sålunda en sjunkande flank, när partiklarna passerar genom tillsats- elektroden, under det att vid denna tidpunkt mätvärdets impuls dessutom uppvisar en hög amplitud. När emellertid en partikel ej passerar kanalen utan genom en virvel vid kanalens utlopp återföres in i mätfältets område, förblir hjälpvärdet oförändrat, dvs. att någon impuls för hjälpvärdet ej alstras, under det att mätvärdet uppvisar en störimpuls.

Det är uppenbart, att en av hjälpvärdets impuls utlöst avkänning avger ett avkännarvärde, blott när partikeln passerar kanalen och ej när partikeln återcirkuleras av en virvel. Det finns dessutom ställen i kanalen, där mätfältets kanteffekter ej blir verksamma, dvs. när partikeln momentant befinner sig vid sådana ställen, blir det momentana mätvärdet beroende blott av partikelstorleken och praktiskt taget ej av partikelbanan. Avkänningen kan försiggå vid den tidpunkt, när partikeln befinner sig vid ett så fördelaktigt ställe, att avkännarvärdet förblir ostört även av mätfältets kant- effekter. För detta ändamål anordnas den avsedda tillsats- elektroden vid detta fördelaktiga ställe av kanalen eller i genomloppsriktningen något efter detta ställe, så att hjälp- värdets impuls slutar, i huvudsak när partikeln befinner sig 7807163-6 vid det fördelaktiga stället och avkänningen utlöses av den sjunkande flanken på hjälpvärdets impuls.

Vid de hittills kända anordningarna för analys av blodprover alstrar de återcirkulerade erytrocyterna svaga mätsignaler, som är i huvudsak av samma storleks- ordning som de signaler, vilka normalt alstras av de mycket mindre trombocyterna. Vid den föreslagna anord- ningen alstrar de återcirkulerade erytrocyterna ej någon störsignal, så att därigenom blir det möjligt att räkna och mäta erytrocyter och trombocyter i ett och samma prov.

Framför allt krävs ej längre för räkning av trombocyterna någon förbehandling av provet för upplösning av erytrocy- terna, varigenom provförberedningen blir snabbare, enklare och billigare, under det att en motsvarande felkälla elimineras och man dessutom uppnår en klarare räkning och mätning av partiklarna tack vare mätvärdesavkänningen.

Uppfinningen skall i det följande närmare för- klaras med hänvisning till den bifogade ritningen, varå fig. I schematiskt visar en utföringsform av anordningen och fig. 2 i snitt visar väggen i närheten av kanalen och ett första utföringsexempel på en tillsatselektrod. Fig. 3 visar i snitt väggen i närheten av kanalen och ett andra exempel på en tillsatselektrod.

I fig. 1 visas två kärl 1 och 2, som är skilda från varandra genom en elektriskt isolerande vägg 3. En kanal 4 sträcker sig genom väggen 3 från det ena kärlet till det andra. Båda kärlen samt kanalen 4 är fyllda med en suspension av partiklar, som skall undersökas, i en vätska 5. Vid kanalen 4 är det hydrauliska trycket hos vätskan 5 högre i kärlet 2 än i kärlet 1, så att suspen- sionen strömmar i riktning av pilen 6 genom kanalen 4.

Den hydrostatiska tryckskillnaden uppnås på känt sätt och symboliseras i fig. 1 därigenom, att vätskenivån är högre i kärlet 2 än i kärlet 1. 1 1801163-6 I vart och ett av kärlen 2 har anbragts en mätelektrod 7 resp. 8, som står i kontakt med vätskan.

De motsvarande strömmatarledningarna 9 och 10 är anslutna till var sin pol 11 resp. 12 av en elektrisk spännings- källa 13, som avger en konstant ström, genom motsvarande icke betecknade ledningar. Det kan vara lämpligt att jorda den ena av polerna 11, 12, t.ex. vid en ledningsknut 14.

Elektrodmetallen utgöres av en av de vid sådana använd- ningstillfällen vanliga metallerna, t.ex. platina eller guld.

Den i fig. 1 visade kanalen 4 har en cirkulär öppning, vars diameter för undersökning av erytrocyter (röda blodkroppar) exempelvis är av storleksordningen 7011.

I kanalen 4 har anbragts en i riktning av pilen 6 väsentligt kortare än kanalen utformad tillsatselektrod 15, som står i kontakt med vätskan 5 i närheten av kanalens 4 mitt.

En strömmatarledning 16 till tillsatselektroden 15 är in- bäddad i den isolerande väggen 3. Metallen i tillsats- elektroden utgöres även i detta fall av en vid sådana an- vändningsfall vanlig metall, t.ex. platina eller guld.

Strömmatarledningen 16 kan bestå av samma metall eller av en annan metall, t.ex. koppar, som därvid i området för kontakt med vätskan 5 är belagd med elektrodmetallen, t.ex. är förgylld medelst ett galvaniskt förfarande.

Väggen 3 med den inbäddade strömmatarledningen 16 och tillsatselektroden 15 kan utformas i tre skikt med en mellan två isolerande plattor fastklistrad metallplatta.

Kanalen 4 framställes genom borrning av ett hål vinkelrätt .genom plattorna. Tillsatselektroden 15 består av den för- gyllda snittytan på kopparskiktet genom borrningen av kanalen 4 såsom framgår av fig. 2.

I fig. 2 visas ett snitt genom väggen 3 i när- heten av kanalen 4. Väggen 3 består av två plana, glas- 7807163~6 fiberarmerade plastplattor 17, 18, mellan vilka är fast- limmat ett som elektrisk matarledning tjänande kopparskikt eller kopparplatta 16. Kanalen 4 utgöres av en i längd- snitt visad, cylindrisk borrning, som är centrerad på en kanalaxel 19. Tillsatselektroden 15 är sålunda utformad som en del av kanalens 4 vägg.

Om kanalens 4 diameter så tillåter, kan till- satselektroden och dess isolerade elektriska matarledning även sträcka sig från ena kanaländen in i kanalen, såsom antydes schematiskt i fig. 3. Kanalen utgöres i detta fall av en enkel borrning genom en isolerande vägg 3. En kopparstav 32 är omsluten av ett isolerande skikt 33 och tjänar som elektrisk matarledning. Stavens spets är befriad från isoleringen, den frilagda metalldelen är förgylld och bildar tilluatselektroden 34. Enheten har i förhållande till kanalens inre dimension ej återgivits skalenligt utan inritats med kraftigt förstorad diameter för att återgiv- ningen skall bli tydligare. Ändringarna i vätskans impedans mätes mellan de båda mätelektroderna. För detta ändamål ledes på känt sätt en konstant ström mellan mätelektroderna 7 och 8 genom vätskan 5, så att spänningen ändras mellan de båda mätelektroderna 7, 8, när en partikel passerar genom kana- len 4. På känt sätt mätes denna spänningsändring medelst ett avkännarorgan, som i huvudsak består av en kondensator 40 och en differensförstärkare 41, varvid differensförstär- karens 41 ena ingång är ansluten direkt till mätelektroden 8 resp. till dess strömmatarledning 10 och den andra ingången till differensförstärkaren 41 är via kondensatorn 40 an- sluten till mätelektroden 7 resp. till dess strömmatarled- ning 9. Vid ena utgången 42 från differensförstärkaren 41 bildas sålunda ett mätvärde, vilket representerar det tidsmässiga förloppet av ändringarna i potentialskillnaden 78Û7163~6 mellan de båda mätelektroderna. På liknande sätt mätes ändringarna i potentialskillnaden mellan tillsatselektroden 15 och mätelektroden 7 medelst ett avkännarorgan, som i huvudsak består av kondensatorn 40, ytterligare en konden- sator 43 och en differensförstärkare 44, varvid den ena ingången till differensförstärkaren 44 via kondensatorn _ 4Ö är ansluten till mätelektroden 7 resp. till den andra strömmatarledningen 9 och den andra ingången till diffe- rensförstärkaren 44 via kondensatorn 43 till tillsatselektro- den 15 resp. dess elektriska matarledning 16. Såsom framgår är en klämma vid kondensatorn 40 samtidigt ansluten till vardera ingången till differensförstärkarna 41 och 44. Vid ena utgången 45 från differensförstärkaren 44 bildas sålunda ett hjälpvärde, som återger det tidsmässiga förloppet hos ändringarna i potentialskillnaden mellan mätelektroden 7 och tillsatselektroden 15. När därvid en partikel passerar genom kanalen 4 i riktning av pilen 6, ändras hjälpvärdet vid utgången 45. När partikeln har passerat förbi tillsats- elektroden 15, har även hjälpvärdet återgått till sitt utgångsvärde. Förstärkningen av differensförstärkaren 44 samt det ett ingångsvärde noll motsvarande vilovärdet vid utgången 45 kan på känt sätt inställas i det närmaste god- tyckligt. Samma sak gäller för differensförstärkaren 41, varvid vilovärdet i detta fall lämpligen är noll.

Man förfar nu på så sätt, att mätvärdet avkännes, när ändringen av hjälpvärdet uppvisar en sjunkande sidoyta, eftersom detta är i huvudsak den tidpunkt, vid vilken partikeln passerar förbi tillsatselektroden. Man har anordnat en styrkoppling>46, vars ingång 52 är förbunden med utgången 45 och som vid en nedåt riktad flank av hjälpvärdet avger en styrsignal vid ett förutbestämt värde på hjälpvärdet.

Styrkopplingen kan på i och för sig känt sätt bestå av en seriekoppling av en Schmitt-trigger med hysteresis och en ...___...:__.._._ -__ _.. 7807163-6 monostabil vippkoppling. Schmitt-triggern vippar, när hjälpvärdet har nått ett visst värde, efter det att Schmitt-triggern inställes genom ett högre värde på hjälpvärdet. Vippandet av Schmitt-triggern utlöser en impuls för det monostabila vippsteget, som bildar styr- signalen och uppträder vid en utgång 47 från styrkopp- lingen 46. Vidare har anordnats en avkännarkopplíng 48, vars styringång 49 är förbunden med utgången 47, under det att dess signalingång 50 är förbunden med differens- förstärkarens 41 utgång 42. En sådan avkännarkoppling är i och för sig känd och fungerar på så sätt, att som av- kännarvärde uppträder vid dess utgång 51 samma signal som vid dess signalingång 50, så länge en impuls förefinnes vid dess styringång 49. Vid en lämplig variant är avkännar- kopplingen 48 på i och för sig känt sätt kombinerad med en hållarkoppling, som lagrar avkännarvärdet vid utgången 51, tills det ersättes med ett nytt avkännarvärde. Det senaste avkännarvärdet står alltså till förfogande för ytterligare bearbetning fram till nästa avkänning vid utgången 51. I föreliggande fall motsvarar varje avkän- narvärde storleken på en genom kanalen passerande partikel och avkännarvärdet bearbetas ytterligare på det vid en partikelanalysator vanliga sättet, t.ex. räkning och klassning enligt storlek.

Differensförstärkarens vilovärde kan vara in- ställt på noll. Därvid inställes det värde, vid vilket Schmitt-triggern vippar, något högre än på noll. Man kan även använda annan kombination av vilovärde och vippvärde.

Det är blott viktigt, att Schmitt-triggern vippar vid en annan sjunkande sidoyta på hjälpvärdet. Framför allt kan förstärkningen av differensförstärkaren vara mycket hög, så att vid utgången 45 förefinnes antingen noll eller ett hjälpvärde, som praktiskt taget motsvarar mätnings- '7807163~6 10 tillståndet hos differensförstärkaren 44. Hjälpvärdet blir då praktiskt taget en logisk signal med två till- istånd och Schmitt-triggern behöver då tillslå blott vid ändring av hjälpvärdet från mätningsvärdet till noiiväraet .

När ändamålet med undersökningen blott består i att räkna partiklarna (varvid återcirkulerade partiklar ej skall medräknas), kan även differensförstärkaren 41 inställas på en mycket hög förstärkning, så att även vid utgången 42 praktiskt taget förefinnes en logisk signal. Vid denna utföringsform kan styrkopplingen och avkännarkopplingen ersättas med en enkel OCH-grindkopp_ ling, vid vars utgång 51 förefinnes en logisk signal, när vid var och en av dess båda ingångar 50 och 52 förefinnes en logisk signal med koincidens. Avkännarsignalen bildas och utvärderas sålunda i det inre av OCH-grindkopplingen.

Hållarkopplingen blir därvid överflödig och kan utelämnas.

Det är uppenbart, att tillsatselektroden tjänar till att bestämma partikelns läge i kanalen och ej för bildandet av mätvärdet. Av denna orsak påverkas mätningen ej av geometriska eller elektrokemiska ändringar hos till- satselektroden. Vid rengöring av kanalen behöver man ej vidta några speciella försiktighetsåtgärder. Andra och ytterligare tillsatselektroder kan anordnas för andra ändamål i kanalen t.eX. för förbättring av mätningen enligt CH-PS 552211 eller för avskärmning mot läckningsfält.

Vidare kan hjälpvärdet bildas mellan den bestämda tillsats- elektroden och en annan tillsatselektrod.

Claims (6)

U 7807163-6 P a t e n t k r a v

1. Anordning för analys av i en vätska suspen- derade partiklar, i synnerhet blodkroppar med avseende på antal och/eller storlek, och med två av en elektriskt isolerande vägg åtskilda kärl för euspensionen, en genom väggen sig sträckande mätkanal, två till en elektrisk mataranordning anslutna mätelektroder (7, 8) för bestämning av en vid partiklarnas passerande genom mät- kanalen (4) uppträdande impulsliknande motståndsändring, k ä n n e t e c k n a d a v åtminstone en i kontakt med suspensionen (5) i mätkanalen (4) stående, mellan mät- elektroderna (7 och 8) belägen tillsatselektrod (15, 34), som är anordnad att bilda en hjälpimpuls, när en partikel passerar mätkanalen i omrâdet av tillsatselektroden (15, 34), av vilken utlöses bestämningen av impulsliknande motståndsförändringar.

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att tillsatselektroden (15, 34) är anordnad ett utlösa avkänningen, när hjälpvärdet överskrider ett förut- bestämt värde under upprätthållande av en förutbestämd ändringstrend.

3. Anordning enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att ena sidoytan på en impuls för hjälpvärdet är anordnad att utlösa avkänningen.

4. Anordning enligt något av kraven 1 ~ 3, k ä n n e t e c k n a d a v en seriekoppling (46) av en Schmitt-trigger med hysteresis och en monostabil vipp- koppling För bearbetning av hjälpimpulsen.

5. Anordning enligt kravet 4, k ä n n o t e c k n a d d ä r a v, att ett analoggaller är kopplat efter serie- kopplingen (46). 7807163-6 za

6. Anordning enligt kravet 4, k ä n n a t a c k n a d d ä r a v, att en OCH-gríndkoppling är kopplad efter seriekupplingen (46).