Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren eines Mediums
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Analysieren eines Mediums und insbesondere zum Zählen von Teilchen, z. B. der roten und der weissen Blutkörperchen, die in einem Medium suspendiert sind.
Das Zählen von in Flüssigkeiten oder Gasen schwebenden Teilchen wird nach der US-Patentschrift Nummer 2769365 beispielsweise dadurch durchgeführt, dass man durch eine Zelle, in der sich das zu untersuchende Medium befindet, das Licht treten lässt, das von einer Linse gebündelt ist. Das aus der Zelle austretende Licht wird auf den Mittelpunkt einer lichtundurchlässigen Scheibe fokussiert, die vor einer Fotozelle angeordnet ist. Bei der Anwesenheit von Teilchen in der Zelle wird das über den Rand der Scheibe hinaus gestreute Licht gemessen und zur Berechnung der Teilchenzahl in der Zelle ausgewertet.
Nach einem eigenen früheren Vorschlag sind auch Vorrichtungen in Gebrauch, die eine Durchflusszelle enthalten, durch die das Medium mit den suspendierten Teilchen in einem kontinuierlichen Strom geleitet wird.
Mit solchen Vorrichtungen können viele verschiedene Proben in einem kontinuierlichen Strom nacheinander verarbeitet und untersucht werden.
Wichtig bei derartigen kontinuierlichen und automatischen Analysierverfahren ist besonders eine periodische, sorgfältige Reinigung der Durchflusszelle, weil die suspendierten Teilchen in dieser besonders leicht haften bleiben und dann beim Zählen der nächstfolgenden Probe zu Fehlern Anlass geben. Gemäss dem älteren Vorschlag wird zur Reinigung der Durchflusszelle über eine Ventilsteuerung abwechselnd eine Probe und ein Waschmittelschub durch die Durchflusszelle geleitet.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Reinigen der Durchflusszelle zwischen dem Durchleiten zweier verschiedener Proben noch weiter zu verbessern.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Analysieren eines Mediums, bei dem das Untersuchungsgut in einer Richtung durch eine Durchflusszelle geleitet und in der Durchflusszelle analysiert wird, besteht dazu darin, dass das Strömen des Untersuchungsgutes durch die Zelle zeitweilig unterbrochen und während dieser Zeitspannen ein anderes Medium in entgegengesetzter Richtung durch die Zelle geleitet wird.
Ein Gerät zur Ausübung dieses Verfahrens, bestehend aus einer Durchflusszelle, die zum Zwecke der Analyse der durch sie strömenden Medien zwischen einer Lichtquelle, die einen die Zelle durchsetzenden Lichtstrahl erzeugt, und einem Detektor angeordnet ist, der auf den aus der Zelle austretenden Lichtstrahl mit der Abgabe von Signalen anspricht, und bestehend aus einer Transportröhren und Rohrverzweigungsglieder enthaltenden Vorrichtung, die nacheinander und abwechselnd das Untersuchungsgut und das andere Medium durch die Zelle leitet, ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung, dass das Untersuchungsgut und das andere Medium von einer Vorrichtung in entgegengesetzter Richtung durch die Zelle fliessen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beiliegenden Figuren näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Zählen von in einem Medium suspendierten Teilchen.
Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1.
Fig. 3 ist ein vergrösserter Ausschnitt der Fig. 2.
Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2.
Fig. 5 ist eine Ansicht der in der Vorrichtung. der Fig. 1 verwendeten optischen Einrichtung von vorn.
Fig 6 ist ein Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 4.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild der elektronischen Zähl- und Registriereinrichtung für die Vorrichtung nach der Fig. 1.
Fig. 8 ist ein der Fig. 2 ähnlicher Schnitt, der die Durchflusszelle und die optische Einrichtung der Vorrichtung nach der Fig. 1 zeigt.
Fig. 9 zeigt die Vorrichtung nach der Fig. 1 in Verbindung mit einer automatisch arbeitenden Zuführvorrichtung für die Proben.
Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch eine Durchflusszelle einer erfindungsgemässen Vorrichtung.
Fig. 11 ist ein Schnitt längs der Linie 11-11 der Fig. 10.
Fig. 12 ist ein Schnitt durch die Durchflusszelle nach der Fig. 10, wobei die Ventile in einer anderen Stellung gezeigt sind.
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht auf die in Einzelteile zerlegte Durchflusszelle, die in der Fig. 10 verwendet ist.
Fig. 14 ist ein Schnitt längs der Linie 14-14 der Fig. 10.
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht auf eine andere Ausführungsform für die Durchflusszelle.
Fig. 16 ist ein Schnitt längs der Linie 16-16 der Fig. 15.
Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht auf die in Einzelteile zerlegte Durchflusszelle nach der Fig. 15.
Fig. 18 zeigt eine Vorrichtung, in der die Durchflusszelle nach der Fig. 15 verwendet ist.
Der Apparat nach den Fig. 1 und 2 enthält einen Hauptrahmen 10, von dem Stützbeine 12 ausgehen. An der Unterseite des Hauptrahmens 10 ist ein Montageblock 14 (Fig. 2) befestigt, in dem eine öffnung ausgebildet ist. Eine Lampenanordnung 16 weist einen Kolben 18 und eine Stützplatte 20 auf. Von dieser verläuft ein Montagezapfen 22 durch eine im Montageblock 14 ausgebildete (nicht gezeigte) Öffnung hindurch, damit die Lampenanordnung vom Hauptrahmen 10 getragen werden kann. Vom Hauptrahmen 10 aus geht eine Stellschraube 23 durch den Montageblock 14 hindurch und wirkt mit einem Abschnitt des Montagezapfens 22 zusammen. Beim Lösen der Stellschraube kann die Lampenanordnung 16 relativ zum Hauptrahmen 10 verstellt werden.
Über dem Hauptrahmen 10 ist eine optische Röhre 24 mit Hilfe einstellbarer Stützkörper 26 und 28 verstellbar angeordnet. Diese Stützkörper können z. B. um ihre eigene Längsachse relativ zum Hauptrahmen schwenkbar sein. Vorzugsweise sind zwei Abschnitte 30 und 32 der Röhre 24 an einer Stelle 34 teleskopisch und lichtdicht verbunden. Die Lampe 18 ist von einem zylindrischen Lichtschirm 36 umgeben, in dem eine Öffnung 38 für das Licht ausgebildet ist, an der ein mit einer entsprechenden öffnung versehener Stützkörper 40 befestigt ist, durch den das eine Ende des Röhrenabschnittes 30 hindurchgeht.
Neben dem einen äusseren Ende des Röhrenabschnittes 30 sind zwei plankonvexe Linsen 42 und 44 und eine dünne, undurchsichtige Blende 43 angeordnet, in deren Mitte eine kleine öffnung ausgebildet ist. und die zwischen den beiden Linsen vorgesehen ist.
Am entgegengesetzten Ende des Röhrenabschnittes 30 sind innerhalb des Röhrenabschnittes 32 ähnliche Blenden 46 und 48 mit je einer Mittelöffnung 47 bzw.
49 in ähnlicher Weise angeordnet.
An dem dem Röhrenabschnitt 30 entgegengesetzten Ende des Röhrenabschnittes 32 ist ausserdem ein äusserst gut korrigiertes Mikroskopobjektiv 50 angeordnet, an dessen äusseren Seiten sich je eine Blende 52 bzw.
54 mit je einem kleinen Loch 53 bzw. 55 befindet.
Die Blenden 43, 46, 48, 52 und 54 sind derart angeordnet, dass ihre Mitte mit der Öffnung 45, 47, 49, 53 bzw. 55 in der optischen Achse der optischen Röhre 24 liegt, die in Fig. 2 als gestrichelte Linie 41 angegeben ist. Die wichtigsten Öffnungen sind die Öffnungen 47 und 55; Die Öffnung 47 wird dabei vom Mikroskopobjektiv 50 in einem Brennpunkt 74 abgebildet, und die öffnung 55 begrenzt den Winkel des vom Mikroskopobjektiv ausgehenden Lichtstrahls 59. Die übrigen öffnungen 45, 49 und 53 wirken nur als Zwischenwände für das Licht und schalten Streulicht aus.
Die Lichtstrahlen der Lampe 18 fallen also in den Röhrenabschnitt 30 hinein, werden dann von den Sammellinsen 42 und 44 zu einem parallelen Strahl von geringem Durchmesser gebündelt und gehen schliesslich durch die öffnung 45 der Blende 43 hindurch. Dieser dünne Strahl fällt dann seinerseits durch die Öffnungen 47, 49 und 53 der Blende 46, 48 bzw. 52 in das stark korrigierte Mikroskopobjektiv 50, in dem sich ein konvergierender Strahl mit vorgegebenem, durch die Öff- nung 55 begrenztem Winkel bildet.
Beispielsweise kann das Mikroskopobjektiv eine fünffache Vergrösserung aufweisen; der Durchmesser der Blendenöffnung 45 beträgt 2,06 mm, der Blendenöffnung 47=0,38 mm, der öffnung 49=4,78 mm, der Öffnung 53-3,96 mm und der Öffnung 55=2,39 mm, so dass ein konvergierender Strahl mit einem Winkel von annähernd 8" aus dem Mikroskopobjektiv austritt.
Eine Durchflusszelle 60 ist mit Hilfe von Haltebeinen 62 im Weg des aus dem Mikroskopobjektiv 50 austretenden Lichtstrahls auf dem Hauptrahmen 10 angeordnet. Auf den Haltebeinen der Durchflusszelle sind mit Gewinde versehene Einstellkörper 64 montiert, mit deren Hilfe gleichzeitig die Höhe der Zelle relativ zum Hauptrahmen und zum Lichtstrahl 59 eingestellt werden kann. Die Durchflusszelle, die ausführlich in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 beschrieben sei, enthält einen Einlass 66 und einen Auslass 68 für das Medium; zwischen diesen besteht ein Durchgang 70 durch einen durchsichtigen Zellenkörper 72.
Die gegenseitige Lage des Mikroskopobjektivs 50 zur Durchflusszelle 60 und der Winkel des konvergierenden Strahls 59 sind derart vorgegeben, dass der Brennpunkt 74 des Mikroskopobjektivs in den Abschnitt des Durchgangs 70 fällt, der durch die durchsichtige Zelle 72 hindurchführt.
Dieser Brennpunkt soll natürlich auch auf der optischen Achse 41 des Apparates liegen. Vom einfallenden Lichtstrahl 59 wird ein kleiner, etwa kreisrunder Bereich 75 (Fig. 4) im Durchgang 70 beleuchtet. Ein Durchmesser w des Bereiches 75, der vom Mikroskopobjektiv 50 als Öffnung 47 in der Durchflusszelle abgebildet ist beträgt vorzugsweise ein Fünftel des Durchmessers der öffnung 47. Dadurch, dass die Blende 46 durch eine andere Blende ausgetauscht wird, deren Öffnung 47 einen unterschiedlichen Durchmesser aufweist, kann dieser Bereich leicht verändert werden.
Da der konvergierende Lichtstrahl 59 ziemlich dünn ist, werden die Auswirkungen einer mangelnden Ausrichtung der Durchflusszelle relativ zum Mikroskopobjektiv auf ein Kleinstmass herabgesetzt; der Umfang des beleuchteten Bereiches 75 wird dabei wegen des kleinen Strahldurchmessers nicht bedeutsam verändert, selbst wenn der Brennpunkt 74 nicht genau mit dem Durchgang 70 der Zelle zusammentrifft.
Wenn der Bereich 75 auf diese Weise beleuchtet wird, können die mikroskopische Teilchen enthaltenden Medien gleichzeitig durch den Durchgang 70 strömen; dabei stören die Teilchen den dünnen Lichtstrahl und streuen einen kleinen Teil des Lichtes nach aussen, wie in Fig. 8 gezeichnet ist.
Auf dem Hauptrahmen 10 ist mit Hilfe eines Auslegers 83 und einer Befestigungsschraube eine Röhre 82 einer Kollektorlinsenanordnung 80 mit offenen Enden angeordnet. Neben den beiden äusseren Enden der Röhre 82 befinden sich kreisrunde, konkave Spiegel 84 und 86 mit je einer etwa kreisrunden Mittelöffnung 88 bzw.
90. Gegen den konkaven Spiegel 84 liegt eine etwa kreisrunde, dünne Glasplatte 92 mit ausgezeichneter Lichtdurchlässigkeit und demselben Durchmesser an und ist mit der Röhre 82 verkittet. Die Glasplatte hält dabei den Spiegel in der dargestellten Lage fest und verhindert ein Eindringen von Staub und ähnlichen atmosphärischen Verunreinigungen durch das offene Ende in das Innere der Röhre 82.
An der Glasplatte sind Scheiben 94 und 96 aus einem undurchsichtigen Material angekittet und lassen zwischen sich einen ringförmigen, durchsichtigen Bereich 98 (Fig. 5) frei. Dadurch muss das Licht, das in die Kollektorlinse 80 eintreten kann, zwingend durch den ringförmigen, durchsichtigen Abschnitt 98 hindurchfallen. Die Grösse der Scheibe 94 ist mit Sorgfalt vorgegeben, damit alles Licht, das vom Mikroskopobjektiv aus am Brennpunkt 74 im Durchgang 70 konvergiert und von dort aus durch die durchsichtige Zelle 72 divergiert, von dieser Scheibe absorbiert wird, wenn im Durchgang 70 keine störenden mikroskopischen Teil chen vorhanden sind. Unter diesen Bedingungen tritt kein Licht in die Kollektorlinsenanordnung ein.
Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt, bei dem alles Licht des Strahls 89, das von der Durchflusszelle 60 aus divergiert, von der Scheibe 94 absorbiert wird. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, stören mikroskopische Teilchen 100 im Durchgang 70 den Lichtstrahl derart, dass dieser nach aussen gestreut wird; dabei fällt ein kleiner Teil des Strahls, der durch eine gestrichelte Linie 12 in Fig. 8 angedeutet ist, durch den durchsichtigen, ringförmigen Abschnitt 98 der Glasplatte 92 in die Kollektorlinsenanordnung hinein. Folglich führt nur die Anwesenheit eines mikroskopischen Teilchens im beleuchteten Bereich des Durchgangs 70 zu einem Lichteinfall in die Kollektorlinsenanordnung 80 und zur Reflexion des Strahls zwischen den konkaven Spiegeln 86 und 84.
An dem konkaven Spiegel 86 liegt eine weitere, etwa kreisrunde Glasplatte 112 von ausgezeichneter Lichtdurchlässigkeit an und ist mit diesem verkittet, damit die im Spiegel ausgebildete Öffnung 90 abgedeckt ist und atmosphärische Verunreinigungen vom Innenraum der Kollektorlinsenanordnung in derselben Weise wie an der Glasplatte 92 ferngehalten werden.
Teleskopisch zur Röhre 82 ist ein abgestufter Körper 114 von zylindrischer Gestalt mit offenen Enden angebracht, dessen eines äusseres Ende in die Röhre 82 hineinragt und an der benachbarten Fläche des konkaven Spiegels 86 anliegt.
Am Hauptrahmen 10 ist mit Hilfe eines vertikalen und horizontalen Haltekörpers 128 bzw. 130 ein Schirm 124 einer Photovervielfacherröhrenanordnung 120 angebracht. Im Schirm 124 ist eine Öffnung 126 derart ausgebildet, dass das Licht von einem benachbarten, äusseren Ende 129 des abgestuften Körpers 114 hindurchgehen kann. Innerhalb des Schirms 124 ist eine Photovervielfacherröhre 132 untergebracht, an der eine undurchsichtige Blende 134 angekittet ist. In der Mitte der Blende 134 ist eine Öffnung 136 ausgebildet, die auf der optischen Achse 41 des Apparates liegt.
Somit werden nur die Lichtstrahlen 102 des konvergenten Lichtstrahls 59 nach Fig. 8, die von einem mikroskopischen Teilchen 100 innerhalb des beleuchteten Bereiches 75 des Durchgangs 70 nach aussen gestreut werden und durch den ringförmigen, durchsichtigen Teil 98 der Glasplatte 92 in die Kollektorlinsenanordnung 80 fallen, von den konkaven Spiegeln 86 und 84 reflektiert und fokussiert, damit sie auf der empfindlichen Fläche der Vervielfacherröhre 132 auftreffen, die infolge der Öffnung 136 der Blende 134 freigegeben ist.
Jeder Lichtstrahl kann als Lichtimpuls betrachtet werden; die Gesamtzahl der je Zeiteinheit empfangenen Lichtimpulse kann von der Photovervielfacheranordnung 120 an der zugehörigen elektronischen Zählschaltung festgestellt werden, die in Verbindung mit Fig. 7 erläutert ist; somit kann die Zählrate der mikroskopischen Teilchen angezeigt werden, die in derselben Zeiteinheit durch den beleuchteten Bereich 75 des Durchgangs 70 fliessen. Bei einer konstanten, vorgegebenen Durchflussgeschwindigkeit, bei einer bekannten Verdünnung des die mikroskopischen Teilchen enthaltenden Mediums und bei einem beleuchteten Bereich 75 von vorgegebener Breite w (Fig. 4), die ein Teil der Gesamtbreite W des Durchgangs 70 ist, ist nur eine einfache Umrechnung von der Zählrate zur Zahl der mikroskopischen Teilchen je Volumeneinheit des Probenmediums notwendig.
Beispielsweise führen eine Verdünnung von 99 Teilchen Verdünnungsmittel auf 1 Teil Probe, eine Durchflussgeschwindigkeit von 28,3 g/min durch den Durchgang 70 der Durchflusszelle, eine Breite w = 0,2 W und eine Zählrate von 500 Teilchen/sec zu einer Probe, die 12x106 Teilchen in 28,3 g enthält.
Gemäss den Fig. 3 und 4 enthält ein Ventilblock 150 der Durchflusszelle 60 den Einlassnippel 66 für die Probenflüssigkeit und einen Einlassnippel 152 für die Waschflüssigkeit, der in Verlängerung von Durchgängen 154 und 156 herausragt. Ein zylindrisches Hahnküken 158 mit einem L-förmigen Durchgang 160 sitzt in einer Öffnung des Ventilblockes. Dem Hahn sind Dichtungen 151 und Halteringe 149 zugeordnet; sein Küken 158 ist von O-förmigen Ringen 153 umgeben, die ein Aussickern von Flüssigkeit unterbinden.
Die Durchflusszelle 72, die aus einem durchsichtigen Material, z. B. Glas oder einem gegossenen und geformten Acrylkunststoff hergestellt ist, springt mit ihrem einen Ende in eine komplementär geformte Öffnung des Ventilblockes 150 hinein. Das entgegengesetzte Ende der Durchflusszelle ist in ähnlicher Weise in einem Stützblock 166 gehaltert und herausnehmbar mit Befestigungsschrauben 168 festgemacht. Im Ventilblock 150 bzw. Stützblock 166 sind weitere Durchgänge 170 und 172 ausgebildet, die mit dem Durchgang 70 der Zelle verbunden sind. Der Durchgang 170 verbindet den Durchgang 70 mit dem Durchgang 160 des Hahnkükens 158 und der Durchgang 172 den Durchgang 70 mit dem Auslassnippel 68.
In Verbindung mit dem Einlasskanal 154 für die Probenflüssigkeit befindet sich im Ventilblock 150 ein Durchgang 162 zum Entfernen von Gaseinschlüssen und ein Auslassnippel 164 für die Luft. Nach Fig. 4 ist das Küken 158 aus der Lage, in welcher der Durchgang 160 mit den Durchgängen 154 und 170 verbunden ist und die Probenflüssigkeit in den Durchgang 70 der Durchflusszelle 72 fliesst, in die Lage bewegbar, in der der Durchgang 160 mit den Durchgängen 156 und 170 verbunden ist und die Waschflüssigkeit durch die Durchflusszelle hindurchströmt. Wenn sich der Ventilkörper in dieser zweiten Lage befindet, fliessen die Probenflüssigkeiten nach ihrer Einführung in den Einlassnippel 66 einfach durch den Nippel 164 mit den Gaseinschlüssen hinaus.
Im Betrieb werden die Probenflüssigkeiten unter Druck dem Einlassnippel 66 zugeführt und durch Absaugen am Auslassnippel 68 aus der Durchflusszelle herausgezogen. Am Einlassnippel 66 wird dabei ein grösseres Volumen eingeführt, als am Auslassnippel 62 abgezogen wird; den Unterschied stellt die Luft dar, die aus den Flüssigkeitsproben durch den Durchgang 162 und den Nippel 164 entweicht. Man muss die Gaseinschlüsse entfernen, weil in der Probenflüssigkeit keine Luftblasen enthalten sein dürfen, wenn sie durch den beleuchteten Bereich 75 des Durchgangs 70 hindurchgeht, da die Teilchenzahl sonst vorübergehend auf Null abnehmen würde. Um die Durchflusszelle 72 sind 0förmige Ringe 165 herumgelegt, damit an den Verbindungsstellen der Durchgänge 170, 70 und 172 keine Flüssigkeit entweicht.
Bei einer abwechselnden Drehung des Hahnkükens 158 zwischen den beiden beschriebenen Lagen werden abwechselnd Schübe der gasfreien Probenflüssigkeit und der Waschflüssigkeit in den Durchgang 70 der Durchflusszelle 72 eingeführt. Alle Schübe Probenflüssigkeit enthalten je eine gesonderte Blutprobe; der nachfolgende Schub Waschflüssigkeit entfernt dann aus den Durchgängen die Rückstände und verhindert dadurch eine Verunreinigung der nächsten gesonderten Blutprobe. Falls sich der Durchgang 70 der Durchflusszelle 72 durch Teilchen verstopft, kann er dadurch gereinigt werden, dass die Halteschrauben 168 gelockert werden und die Durchflusszelle herausgenommen wird. Wenn die Durchflusszelle 72 aus einem billigen Acrylkunststoff hergestellt ist, kann man sie einfach wegwerfen und durch eine neue ersetzen.
Wenn de Durchflusszelle aus einem kostspieligen Glas besteht, kann sie durch Einführen einer flachen Feder in den Durchgang 70 gereinigt werden, die die Teilchen dort entfernt.
Nach den Fig. 3 und 6 besteht die Durchflusszelle 72 vorzugsweise aus zwei Teilen 71 und 73, die an einer Berührungslinie 75 flächenhaft z. B. mit Kitt miteinander verbunden sind. Bei der Herstellung der Durchflusszelle muss man natürlich Sorge tragen, dass kein Kitt in den Durchgang 70 gelangt.
In Verbindung mit der Lampe 18 und der Photovervielfacherröhre 132 ist das elektronische Zähl- und Schreibsystem in Fig. 7 gezeigt. Im Betrieb wird das Licht der Lampe 18, das in die Photovervielfacherröhre 132 in Form von Impulsen durch Reflexion an den mikroskopischen Teilchen einfällt, von dieser in gleichwertige elektrische Impulse umgewandelt. Die Empfindlichkeit der Photovervielfacherröhre 132 ist leicht an einer Stromquelle 200 einstellbar, an der der Apparat zum genauen Zählen der mikroskopischen Teilchen in einem weiten Grössenbereich leicht verstellt werden kann.
Die Impulse der Photovervielfacherröhre 132 werden einem Spannungsverstärker 202 zugeführt, der die Impulsamplitude z. B. auf das 10fach steigert. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 202 wird von einer selbsttätigen Steuerschaltung der Zählereinheit beeinflusst. Für den richtigen Betrieb des Zähl- und Schreibsystems ist diese selbsttätige Steuerung nicht wesentlich, aber es ist üblich, einen konstanten Verstärkungsfaktor aufrechtzuerhalten.
Hinter dem Verstärker 202 gibt ein Kathodenverstärker 204 Signale von niedriger Impedanz ab. Am Eingang der Zählereinheit arbeitet ein Spannungsverstärker 206, dessen Verstärkungsfaktor von der selbsttätigen Steuerschaltung beeinflusst wird und z. B. 10 beträgt. Ein abgestimmter Spannungsverstärker 208 weist einen wählbaren Verstärkungsfaktor auf, sucht die Steuerung der Netzspannung von 60 Hz zurückzuweisen und verstärkt Frequenzen eines vorgegebenen Bereiches z. B. von 500-20000 Hz. Der Verstärkungsfaktor eines Spannungsverstärkers 210 wird von einem Impulsverstärker 212 derart beeinflusst dass der negative Teil des Impulses nicht verstärkt wird.
Die Wechselwirkung zwischen dem Spannungsverstärker 210 und dem Impulsverstärker 212 besteht darin, dass die sich ergebenden Impulse alle nahezu eine gleichförmige Dauer aufweisen, die weit geringer als die Zeit zwischen den Impulsen ist. Von dem Impulsverstärker 212 wird eine selbsttätige Steuerschaltung 215 gespeist, die auf die mittlere Impulsamplitude an den Ausgangsklemmen des Impulsverstärkers 212 anspricht. Die selbsttätige Steuerschaltung sucht den Gesamtverstärkungsfaktor der Verstärker 202, 206, 208, 210 und 212 konstant zu halten; der Betrag der selbsttätigen Steuerwirkung wird durch ein von Hand betätigbares, nicht gezeigtes Steuerglied beeinflusst.
Von einem Kathodenverstärker 214 wird eine Bezugsspannung für eine Schwellwertschaltung geliefert, die alle Impulse zu einem Oszillographen 216 hindurchgehen lässt. Die vom Kathodenverstärker 214 abgegebene Spannung wird einer Phasenumkehrschaltung von einem Signalverstärker 218 zugeführt, der für den Oszillographen 216 das vertikale Ablenksignal erzeugt; eine Gleichstromquelle 220 gewährleistet die richtige Gleichspannung für die vertikalen Ablenkplatten des Oszillographen. Der richtige Schwellwert wird zweckmässigerweise dadurch eingestellt, dass man die Impulse auf dem Oszillographenschirm betrachtet und somit die zu zählenden Impulse von ausreichender Amplitude festlegt.
Die Impulse, die gerade gezählt werden sollen, erscheinen dann auf dem Oszillographenschirm oberhalb des dunklen Schwellwertes als erhellte Abschnitte, während die Impulse unzureichender Amplitude über die Schwellwertlinie nicht hinauskommen und nicht zu sehen sind. Ausserdem sind übliche Oszillographenablenkschaltungen 222 und 224 vorgesehen, während von einem Gleichstromverstärker 236 der Schwellwert des Oszillographen mit Hilfe einer Schwellwertsteuerung 228 eingestellt wird. Durch den Verstärker 226 wird festgelegt, welche Impulse eine so grosse Amplitude aufweisen, dass sie von der Schwellwertsteuerung 228 hindurchgelassen werden. Von dieser und einer Schwellwertklemmschaltung 230 werden die Gleichspannungsamplituden isoliert und die vom Impulsverstärker 212 abgegebenen Impulse hindurchgelassen.
Die von der Schwellwertsteuerung 228 abgegebenen Impulse sind nur solche Impulse, deren Amplitude den Schwellwert übersteigt. Impulsverstärker 232 und 234 verstärken diese Impulse.
Von einem Kathodenverstärker 236 werden die Abschnitte der Impulse, die den Schwellwert übersteigen, zwecks visueller Betrachtung auf dem Oszillographenschirm erhellt. Der Kathodenverstärker 236 treibt ausserdem eine Antriebsvorrichtung 238 für die Zählrate und eine zugehörige Schaltung 240 an, deren abgegebene Gleichspannung der Zahl der Impulse je Zeiteinheit proportional ist. Mit dieser Schaltung ist ein Registriergerät 244 mit Registrierstreifen 245 und Stift 247, das z. B. in der US-Patentschrift 2960910 beschrieben ist und mit einem Nullabgleich arbeitet, verbunden; von einer festen Bezugsspannungsquelle 242 wird der Schleifdraht des Registriergerätes gespeist. Die Kurven, die auf dem Registrierstreifen 245 vom Stift 247 aufgezeichnet werden, zeigen unmittelbar die Zählrate an, die der Teilchenkonzentration direkt proportional ist.
Eine Stromquelle 250 ist ein spannungsstabilisierender Transformator, eine weitere Stromquelle 252 liefert der Anode eine niedrige Spannung, eine Spannungsquelle 254 führt die Kathodenstrahlröhre eine Hoch- spannung zu, und eine Spannungsquelle 256 versorgt die Lampe 18.
Gemäss Fig. 9 ist ein Teilchenzählapparat 300 mit einer selbsttätigen Vorrichtung 301 zur Zuführung von Blutproben verbunden. Diese Vorrichtung enthält einen schrittweise weiterschaltbaren Drehtisch 302, auf dem mehrere Probenbehälter 304 gehaltert sind, die je eine Blutprobe enthalten. Eine Probenaufnahmevorrichtung 303 mit einem gewinkelten Aufnahmerohr 305 ist neben dem Umfang des Drehtisches 302 angeordnet und in die Behälter 304 ein- bzw. herausführbar, wenn diese entsprechend ausgerichtet sind.
Eine Dosierpumpe 306 enthält zusammendrückbare Pumpenröhren 308a-308c, über die Pumpenrollen 309 in der angegebenen Richtung bewegbar sind. Die Pumpenröhre 308a ist mit ihrem Einlassende an einer Leitung 310 angeschlossen, die ihrerseits mit dem Aufnahmeröhrchen 305 für die Blutproben verbunden ist.
Das Einlassende der Pumpenröhre 308b ist zur äusseren Atmosphäre hin offen, während das Einlassende der Pumpenröhre 308c an einen Sammelbehälter mit einem Verdünnungsmittel angeschlossen ist. Das Auslassende aller Pumpenröhren ist mit einer Verzweigung 291 verbunden, die ihrerseits mit einer Mischspule 292 in Verbindung steht.
Eine Leitung 312 verbindet das Auslassende der Mischspule mit dem Einlassnippel 66 der Durchflusszelle 60. Infolge der gleichzeitigen Arbeitsweise des Drehtisches 302, des Probenaufnahmeröhrchens 305 und der Dosierpumpe 306 werden gesonderte Blutprobenschübe, die durch Lufteinschlüsse getrennt sind (letztere ergeben sich aus der Auf- und Abbewegung des Aufnahmeröhrchens 305 in der äusseren Luft zwischen den Probenbehältern 304) durch die Leitung 310 und die Pumpenröhre 308b, eine Luftströmung durch die Leitung 295 und die Pumpenröhre 308b und eine ununterbrochene Strömung des Verdünnungsmittels durch die Leitung 293 und die Pumpenröhre 308c der Verzweigung 291 zugeführt.
Die gesonderten Blutprobenschübe, die Luft und das Verdünnungsmittel werden in der Mischspule 292 völlig durchmischt und über die Leitung 312 als zusammenhängende Strömung dem Einlassnippel 66 der Durchflusszelle 60 zugeführt.
Ein Sammelbehälter 316 für die Waschflüssigkeit ist über eine Leitung 318 mit dem Einlassnippel 152 der Durchflusszelle 60 verbunden.
Es sei angenommen, dass mit diesem System die Zahl der weissen Blutkörperchen je Volumeinheit der gesonderten, in den Behältern 304 vorhandenen Blutproben ununterbrochen selbsttätig bestimmt werden soll; das im Sammelbehälter 290 vorhandene Verdünnungsmittel ist dann eine verdünnte Lösung aus Essigsäure und einem Reinigungsmittel, von der die Blutproben zur Zählung der weissen Blutkörperchen ausreichend verdünnt und die roten Blutkörperchen zerstört werden, damit diese nicht vom Zählapparat mitgezählt werden.
Eine Waschflüssigkeit für den Sammelbehälter 316 ist die physiologische Kochsalzlösung.
Mit dem Ventil 158 der Durchflusszelle ist eine durch eine Magnetspule betätigte Drehvorrichtung 320 antriebsmässig verbunden, wie durch eine strichpunktierte Linie angegeben ist. Dem Drehtisch 302 ist, wie durch eine gestrichelte Linie angedeutet, ein mechanisch betätigbarer Schalter 322 zugeordnet, der über Leitungen 324 mit der von der Magnetspule betätigten Vorrichtung 320 verbunden ist, so dass das Durchflusszellenventil 158 zeitlich genau mit der Bewegung des Drehtisches 302 und der Probenzuführvorrichtung 301 gesteuert werden kann.
Mit der Photovervielfacheranordnung 120 und einer elektronischen Zählschaltung 332 ist ein Kabel 330 mit mehreren Leitern elektrisch verbunden; die Zählschaltung ist ihrerseits über Leitungen 336 mit dem Registriergerät 244 verbunden.
Vor Inbetriebnahme wird, wenn notwendig, die gegenseitige Lage der Lampe 18, der optischen Röhre 24, der Durchflusszellenanordnung 60, der Kollektorlinsenanordnung 80 und der Photovervielfacheranordnung 120 so eingestellt, dass mit Sicherheit der Brennpunkt des vom Mikroskopobjektiv 50 aus konvergierenden Richtstrahls 59 (Fig. 2) in den Durchgang 70 der durchsichtigen Durchflusszelle 72 fällt, damit der richtige Bereich 75 (Fig. 4) beleuchtet wird und alles Licht, das in die Kollektorlinsenanordnung 80 fällt, angemessen auf die Öffnung 136 der Photovervielfacherröhrenblende 134 fokussiert wird.
Die Photovervielfacherröhre 132 und die Zählschaltung 332 werden dann hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit derart so eingestellt, dass gewährleistet ist, dass die Röhre und die Schaltung auf Lichtimpulse ansprechen, die beim Durchgang mikroskopischer Teilchen im Grössenbereich der weissen Blutkörperchen durch den Durchgang 70 der Durchflusszelle erzeugt werden, wie in Verbindung mit Fig. 8 erläutert ist.
Von der Pumpenröhre 308a können dann über die Verbindungsleitung 312 genormte Flüssigkeiten mit bekannter Teilchenkonzentration je Volumeinheit, z. B.
Harzsuspensionen, in den Drehtisch 202 eingesetzt, und der Betrieb des Apparates beginnt. Wenn die erste verdünnte, durch Lufteinschlüsse abgetrennte Blutprobe die Durchflusszelle 60 erreicht, wird unter der Betätigung des Schalters 322 und der Drehvorrichtung 320 das Ventil 158 in die in Fig. 4 angegebene Lage gedreht, wodurch unter der Saugwirkung am Auslassnippel 68 die verdünnte Probe durch den Einlassnippel 66, den Entlüftungskanal 162, den Durchgang 170 im Ventilblock, den Durchgang 70 der Durchflusszelle und den Kanal 172 des Halteblockes zu fliessen beginnt.
Vorzugsweise ist das Volumen der verdünnten Blutprobe einschliesslich der mit ihr vermischten Luft, die dem Einlassnippel 66 zugeführt wird, doppelt so gross wie das, das am Auslassnippel 68 abgesaugt wird, so dass die Hälfte des gesamten Probenvolumens einschliesslich der ihm anfangs hinzugemischten Luft aus dem Entlüftungsnippel 164 entweicht.
Wenn die entlüftete Blutprobe durch den Durchgang 70 der durchsichtigen Durchflusszelle 72 strömt, lenken alle in ihr enthaltenen weissen Blutkörperchen, die durch den Bereich 75 (Fig. 4) hindurchlaufen, den konvergierenden Lichtstrahl 59 nach aussen über den Umfang der undurchsichtigen Scheibe 94 hinaus auf die Kollektorlinsenanordnung ab, wobei das Licht durch den ringförmigen, durchsichtigen Bereich 98 der Glasplatte 92 hindurchgeht. Diese Lichtimpulse werden dann entsprechend auf dem kleinen freiliegenden Abschnitt der Photovervielfacherröhre fokussiert und von dieser zwecks Bestimmung der weissen Blutkörperchen je Zeiteinheit in elektrische Impulse überführt, die der Zählschaltung zugeführt werden.
Die Zählrate der weissen Blutkörperchen aus der ersten Blutprobe wird dann als Kurve 350a auf dem Registrierstreifen aufgezeichnet; die Kurvenspitze zeigt dabei unmittelbar die Konzentration der weissen Blutkörperchen je Volumeinheit der ersten Blutprobe auf dem zuvor kalibrierten Registrierstreifen an. Am Ende der Zeitspanne, während der die erste Blutprobe durch die Durchflusszelle strömt und durch Absaugen durch den Auslassnippel 68 und die Leitung 314 entfernt wird, betätigt der Schalter 322 die Drehvorrichtung 320, damit das Ventil 158 an der Durchflusszelle in die Stellung gelangt, in der der Durchgang 160 die Durchgänge 156 und 170 des Ventilblokkes verbindet, damit die Waschflüssigkeit aus dem Sammelbehälter 316 infolge des Unterdruckes am Auslassnippel 68 durch die Durchflusszelle angesaugt wird, um die Rückstände der ersten Blutprobe abzuführen.
Während dieser Zeitspanne fliesst der verbleibende Teil der ersten Blutprobe, der am Einlassnippel 66 in die Durchflusszelle eingeführt war, einfach durch den Entlüftungsnippel 164 aus der Anordnung heraus. Wenn die Strömungszeit der Waschflüssigkeit von z. B. 10 sec (im Gegensatz zu den 50 sec der Blutprobe) beendet ist, wird das Ventil 158 in seine Lage nach Fig. 4 zurückgebracht, damit die nächste Blutprobe durch die Durchflusszelle 72 strömen kann und die Zählrate der weissen Blutkörperchen in der zweiten Probe vom Stift 247 als Kurve 350b auf dem Registrierstreifen 245 aufgezeichnet wird. Ein tiefer Teil 352 in der Nähe von Null zwi- schen den Kurven 350a und 350b stellt die Zählrate während derjenigen Zeitspanne dar, in der die von Blutkörperchen nahezu freie Waschflüssigkeit durch din Durchgang 70 der Durchflusszelle strömt.
Das Zählen der Blutkörperchen wird solange fortgesetzt, bis alle Behälter 304 mit Blutproben vom Drehtisch 302, ausgerichtet aufs Aufnahmeröhrchen 305, weitergeschaltet sind und ein Teil der Blutprobe, die von dort angesaugt ist und durch die Durchflusszelle fliesst, auf die Konzentration der weissen Blutkörperchen je Volumeinheit geprüft und eine Kurve gebildct ist, die auf dem Registrierstreifen 245 dargestellt wird.
Gemäss Fig. 10 enthält eine weitere Ausführungsform einer Durchflusszellenanordnung 400 einen oberen Ventilblock 402, einen unteren Ventilblock 404 und eine zwischen diesen Blöcken montierte Durchflusszelle 406. Der obere Block weist einen Probeneinlass 408 mit einem zugehörigen Nippel 410, einen Auslass 412 für die entweichenden Gase mit einem zug hör g-n Nippel 414, einen Auslass für die Waschflüssigkeit mit einem zugehörigen Nippel, einen Durchflusszelleneinlass 420 und einen Hahn 422 auf, dessen Durchgang 424 einen Winkel von 90" bildet, und der in einer Bohrung 426 des Blockes drehbar ist.
Der untere Block enthält einen Einlass 428 für die Waschflüssigkeit mit einem zugehörigen Nippel 430, einen Auslass 432 für die Proben mit einem zugehörigen Nippel 434, einen Auslass 436 für die Durchflusszelle und einen Hahn 438, dessen Durchlass 440 einen Winkel von 90" bildet und in einer Bohrung 442 des Blockes drehbar ist. Die beiden Enden der Durchflusszelle sind in Vertiefungen des betreffenden Blockes untergebracht und mit O-förmigen Ringen 444 und 446 abgedichtet. Die Anordnung wird von zwei Stangen 448 zusammengehalten, die je durch eine Bohrung 450 des unteren Blockes hindurchlaufen und in einer Bohrung 452 des oberen Blockes eingeschraubt sind. Eine untere Verlängerung der beiden Stangen geht durch je ein Loch 11 des Hauptrahmens hindurch; über diesem ist die Höhe der Anordnung 400 mit Hilfe der Muttern 64 einstellbar.
Am oberen Ventilblock ist eine rotationssymmetrische Magnetspule 454 angebracht, die zwecks gemeinsamer Drehung mit dem Hahn 422 gekuppelt ist. Eine weitere solche Magnetspule 456 ist auch am unteren Block angebracht und mit dem Hahn 438 gekuppelt.
Beide Magnetspulen stehen mit dem Schalter 322 in Verbindung, der vom Drehtisch 302 und der Probenzuführvorrichtung 303 betätigt wird.
Zwischen dem schraubenförmigen Probenmischrohr 292 oder einer anderen, von der Pumpe 306 gespeisten Leitung und dem Einlassnippel 410 ist eine Leitung 458 eingeschaltet, über die die Proben der Durchflusszelle 406 strömend zugeführt werden. Zwischen dem Nippel 414 zum Entgasen und einem Ausguss ist eine Leitung 460 angeschlossen, über die die Luft und überschüssigz Probeflüssigkeit entfernt werden. Zwischen dem Auslassnippel für die Waschflüssigkeit und einer Leitung 466, die von der Pumpe 306 beaufschlagt wird, sind eine T-förmige Kupplung 464 und eine Leitung 462 eingeschaltet, damit die Waschflüssigkeit aus der Durchflusszelle in den Ausguss abgegeben werden kann.
Zwischen einem Waschflüssigkeitsvorrat 470 und dem Nippel 430 für die Waschflüssigkeit besteht eine Leitung 468, über die die Waschflüssigkeit der Durchflusszelle entgegengesetzt zur Strömungsrichtung der Probeflüssigkeit zugeführt wird. Zwischen dem Auslassnippel 434 für die Proben und der T-förmigen Kupplung 464 ist eine Leitung 472 vorgesehen, durch die die Probeflüsslgkeit von der Durchflusszelle zum Ausguss befördert wird.
Die beiden Magnetspulen werden gleichzeitig erregt und die Hähne abwechselnd in die andere Stellung ge bracht, damit gemäss Fig. 10 eine Probe durch die Leitung 458, den Durchgang 424 zur Durchflusszelle 406 nach unten, dann durch den Durchgang 440 und durch die Leitungen 472 und 466 zum Ausguss fliesst. Die Luft und die überschüssige Probenflüssigkeit strömen durch die Leitung 460 zum Ausguss. Zwischen zwei Proben werden die Hähne in die andere Stellung gebracht (Fig. 12), in der die Pumpe 306 die Waschflüssigkeit vom Vorrat 470 durch die Leitung 468, den Durchgang 440 nach oben durch die Durchflusszelle 406 und dann durch den Durchgang 424 und die Leitungen 462 und 466 zum Ausguss befördert. Die durch die Leitung 458 fliessenden Proben werden teilweise durch den Auslass 412 zum Entgasen abgezweigt und laufen durch die Leitung 460 zum Ausguss.
Bei dieser Anordnung wird die Durchflusszelle zwischen zwei Proben in umgekehrter Richtung durchspült, damit eine Verunreinigung der nachfolgenden Probe durch die vorhergehende unterbunden wird.
Die Durchflusszelle 406 der Fig. 13 ist aus vier Elementen, nämlich zwei Seitenplatten 480 und 482 und zwei Abstandsstücken 484 und 486 aufgebaut. Benachbarte Ränder 488 und 490 der Abstandsstücke sind ausgeschnitten und bilden einen Mitteldurchgang 492.
Im oberen und unteren Ende der beiden Seitenplatten 480 und 482 sind halbkegelförmige Vertiefungen 496 und 498 eingearbeitet, von denen zwei 496a und 498a in der Platte 480 und zwei weitere 496b und 498b in der Platte 482 vorgesehen sind. Der maximale Durchmesser der halbkegelförmigen Vertiefung entspricht dem kleinsten Abstand zwischen den Rändern 488 und 490 und dem Durchmesser der Bohrungen 420 und 436. Der maximale Abstand zwischen den Rändern 488 und 490 beträgt W (Fig. 4). Die Seitenplatten 480 und 482 sind vorteilhafterweise aus Acrylharz oder einem Polycarbonat hergestellt, während die Abstandsstücke vorteilhafterweise aus reinem Vinylfilm oder Acrylharz bestehen; diese Platten sind durch ein Lösemittel, z. B.
Chloroform, Methyl-äthyl-keton oder Aceton zusammengeklebt. Die Platten können aus einem Blattvorrat mit sehr glatter Oberfläche herausgeschnitten sein; die Abstandsstücksstücke haben z. B. eine Dicke von 0,05 bis 0,1 mm, die von der gewünschten Dicke des mittleren Hohlraumes 492 der Durchflusszelle abhängt. Die Durchflusszelle 406 hat ähnliche Abmessungen wie die Durchflusszelle 72 und glatte Innenflächen, die nicht auf kostspielige Weise bearbeitet sind.
In den Fig. 15 bis 17 ist eine weitere Ausführungsform einer Durchflusszelle 500 aus vier Teilen, nämlich zwei Seitenplatten 502 und 504 und zwei Abstandsstücken 506 und 508 zu sehen. Beide Seitenpiatten weisen je einen oberen Vorsprung 502 U bzw. 504 U, einen unteren Vorsprung 502 L bzw. 504 L und einen seitlichen Vorsprung 502 S bzw. 504 S auf. In den oberen und unteren Vorsprüngen 502 U, 504 U und 502 L, 504 L sind halbkegelförmige Vertiefungen 502 UR und 502 LR an der Platte 502 und 504 UR und 504 LR an der Platte 504 eingearbeitet. Wenn die Platten miteinander wie in Fig. 14 verklebt sind, ragen die Vorsprünge 502 S und 504 S in entgegengesetzter Richtung seitlich hinaus, wie aus Fig. 15 hervorgeht.
Am zusammengesetzten oberen Vorsprung 502 U, 504 U ist aussen eine zylindrische Fläche gearbeitet, die als Nippel 510 für eine Leitung 512 dient; dementsprechend ist auch am unteren zusammengesetzten Vorsprung 502 L, 504 L eine zylindrische Aussenfläche gearbeitet, die als Nippel 514 für eine Leitung 516 dient.
Diese Ausführungsform der Durchflusszelle 500 findet bevorzugt bei Ventilblöcken Anwendung, die nicht in einer Linie mit dem optischen System wie in Fig. 1 liegen, sondern gegenüber der Optik versetzt sind. In Fig. 18 befinden sich die Ventilblöcke hinter dem optischen System; der Durchgang 420 eines oberen Blokkes 402' führt dabei zu einem Nippel, an dem die Leitung 512 angeschlossen ist; der Durchgang 440 eines unteren Ventilblockes 404' führt zu einem Nippel, der mit der Leitung 516 verbunden ist. In diesem Fall können sich die beiden Ventilblöcke auf demselben Niveau befinden; dabei sind die Hähne 422 und 438 koaxial angeordnet, deren Küken folglich von einer einzigen Magnetspule 454' betätigbar sind.
Die optische Röhre 24 enthält in diesem Fall eine zusätzliche Röhre 30', die eine Verbindung mit dem Spiegelgehäuse 80 herstellt. Durch die Röhre 30' läuft ein vertikaler Schlitz, mit dessen Hilfe die Durchflusszelle 500 ausgerichtet wird. Innerhalb des Spiegelgehäuses 80 ist ein Okular 520 mit einem halbversilberten 45 -Spiegel 522 herausnehmbar angeordnet, mit dem die Ausrichtung zwischen den Optiken und der Durchflusszelle visuell überprüft wird.
Bei allen Ausführungsformen bildet der Hohlraum der Durchflusszelle einen geradlinigen, vertikalen Weg für die Probe, ohne dass starke Geschwindigkeitsänderungen auftreten, so dass ein Absetzen oder Abfangen von Verunreinigungen aus den durchlaufenden Proben weitgehend unterbunden wird. Fernerhin geht bei allen Ausführungsformen das Licht durch von Ebenen begrenzte Medien hindurch; die Vorderfläche der einen Seitenplatte ist also parallel zur Rückfläche, die wiederum parallel zur Vorderfläche der anderen Seitenplatte ist, welche parallel zu deren Rückfläche verläuft; somit weist auch das hindurchströmende Medium eine parallele Vorder- und Rückfläche auf.
Der vorliegende Gegenstand stellt eine Weiterbildung des Gegenstandes der Anmeldung 4223/4224 vom gleichen Anmeldetag dar.
Method and device for analyzing a medium
The invention relates to a method and an apparatus for analyzing a medium and in particular for counting particles, e.g. B. the red and white blood cells, which are suspended in a medium.
The counting of particles suspended in liquids or gases is carried out according to US Pat. No. 2,769,365, for example, by letting the light which is focused by a lens pass through a cell in which the medium to be examined is located. The light emerging from the cell is focused on the center of an opaque pane that is placed in front of a photocell. If particles are present in the cell, the light scattered over the edge of the pane is measured and used to calculate the number of particles in the cell.
In its own prior proposal, devices are also in use which include a flow cell through which the medium with the suspended particles is passed in a continuous stream.
With such devices, many different samples can be sequentially processed and examined in a continuous stream.
Periodic, careful cleaning of the flow cell is particularly important in such continuous and automatic analysis methods, because the suspended particles stick to it particularly easily and then give rise to errors when counting the next sample. According to the older proposal, a sample and a batch of detergent are alternately passed through the flow cell via a valve control to clean the flow cell.
The object of the invention is to improve the cleaning of the flow cell even further between the passage of two different samples.
The method according to the invention for analyzing a medium, in which the test material is passed through a flow cell in one direction and analyzed in the flow cell, consists in that the flow of the test material through the cell is temporarily interrupted and another medium in the opposite direction during these periods of time is passed through the cell.
A device for carrying out this method, consisting of a flow cell which, for the purpose of analyzing the media flowing through it, is arranged between a light source which generates a light beam passing through the cell and a detector which reacts to the light beam emerging from the cell with the Responds to the delivery of signals, and consists of a device containing transport tubes and manifold members, which successively and alternately guides the test material and the other medium through the cell, is characterized according to the invention by such a design that the test material and the other medium from one device in opposite directions Flow direction through the cell.
The invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the accompanying figures.
Fig. 1 shows a plan view of a device for counting particles suspended in a medium.
FIG. 2 is a section taken along line 2-2 of FIG. 1.
FIG. 3 is an enlarged section of FIG. 2.
FIG. 4 is a section taken on line 4-4 of FIG.
Fig. 5 is a view of the in the device. of Fig. 1 used optical device from the front.
FIG. 6 is a section taken along line 6-6 of FIG. 4.
FIG. 7 is a block diagram of the electronic counting and registering device for the apparatus of FIG. 1.
FIG. 8 is a section similar to FIG. 2 showing the flow cell and optics of the apparatus of FIG. 1.
FIG. 9 shows the device according to FIG. 1 in connection with an automatically operating feed device for the samples.
10 shows a section through a flow cell of a device according to the invention.
FIG. 11 is a section along line 11-11 of FIG. 10.
Fig. 12 is a section through the flow cell of Fig. 10, with the valves shown in a different position.
FIG. 13 is a perspective view of the disassembled flow cell used in FIG. 10.
FIG. 14 is a section taken on line 14-14 of FIG. 10.
15 is a perspective view of another embodiment for the flow cell.
FIG. 16 is a section taken on line 16-16 of FIG. 15.
FIG. 17 is a perspective view of the disassembled flow cell of FIG. 15.
FIG. 18 shows an apparatus in which the flow cell according to FIG. 15 is used.
The apparatus of Figures 1 and 2 includes a main frame 10 from which support legs 12 extend. A mounting block 14 (FIG. 2), in which an opening is formed, is attached to the underside of the main frame 10. A lamp assembly 16 has a bulb 18 and a support plate 20. A mounting pin 22 extends from this through an opening (not shown) formed in the mounting block 14 so that the lamp arrangement can be carried by the main frame 10. An adjusting screw 23 extends from the main frame 10 through the mounting block 14 and interacts with a section of the mounting pin 22. When the adjusting screw is loosened, the lamp arrangement 16 can be adjusted relative to the main frame 10.
An optical tube 24 is adjustably arranged above the main frame 10 with the aid of adjustable support bodies 26 and 28. This support body can, for. B. be pivotable about its own longitudinal axis relative to the main frame. Preferably, two sections 30 and 32 of tube 24 are telescopically and light-tightly connected at one location 34. The lamp 18 is surrounded by a cylindrical light screen 36 in which an opening 38 is formed for the light, to which a support body 40 provided with a corresponding opening is attached, through which one end of the tube section 30 passes.
In addition to the one outer end of the tube section 30, two plano-convex lenses 42 and 44 and a thin, opaque diaphragm 43 are arranged, in the center of which a small opening is formed. and which is provided between the two lenses.
At the opposite end of the tube section 30, similar screens 46 and 48, each with a central opening 47 or
49 arranged in a similar manner.
In addition, an extremely well corrected microscope objective 50 is arranged on the end of the tube section 32 opposite the tube section 30, on the outer sides of which there is a diaphragm 52 or
54 with a small hole 53 and 55 respectively.
The diaphragms 43, 46, 48, 52 and 54 are arranged in such a way that their center with the opening 45, 47, 49, 53 or 55 lies in the optical axis of the optical tube 24, shown in FIG. 2 as a dashed line 41 is specified. The most important openings are openings 47 and 55; The opening 47 is imaged by the microscope objective 50 at a focal point 74, and the opening 55 limits the angle of the light beam 59 emanating from the microscope objective. The other openings 45, 49 and 53 only act as partitions for the light and switch off scattered light.
The light beams from the lamp 18 thus fall into the tube section 30, are then bundled by the converging lenses 42 and 44 to form a parallel beam of small diameter and finally pass through the opening 45 of the diaphragm 43. This thin beam then falls through the openings 47, 49 and 53 of the diaphragm 46, 48 and 52 into the strongly corrected microscope objective 50, in which a converging beam with a predetermined angle limited by the opening 55 is formed.
For example, the microscope objective can have a five-fold magnification; the diameter of the diaphragm opening 45 is 2.06 mm, the diaphragm opening 47 = 0.38 mm, the opening 49 = 4.78 mm, the opening 53-3.96 mm and the opening 55 = 2.39 mm, so that a converging beam exits the microscope objective at an angle of approximately 8 ".
A flow cell 60 is arranged on the main frame 10 with the aid of holding legs 62 in the path of the light beam emerging from the microscope objective 50. Threaded adjustment bodies 64 are mounted on the support legs of the flow cell, with the aid of which the height of the cell relative to the main frame and the light beam 59 can be adjusted simultaneously. The flow cell, which will be described in detail in connection with FIGS. 3 and 4, contains an inlet 66 and an outlet 68 for the medium; between these there is a passage 70 through a transparent cell body 72.
The mutual position of the microscope objective 50 in relation to the flow cell 60 and the angle of the converging beam 59 are predetermined in such a way that the focal point 74 of the microscope objective falls into the section of the passage 70 that passes through the transparent cell 72.
This focal point should of course also lie on the optical axis 41 of the apparatus. A small, approximately circular area 75 (FIG. 4) in the passage 70 is illuminated by the incident light beam 59. A diameter w of the area 75, which is depicted by the microscope objective 50 as an opening 47 in the flow cell, is preferably one fifth of the diameter of the opening 47. Because the diaphragm 46 is exchanged for another diaphragm whose opening 47 has a different diameter, this area can easily be changed.
Since the converging light beam 59 is quite thin, the effects of a lack of alignment of the flow cell relative to the microscope objective are reduced to a minimum; the circumference of the illuminated area 75 is not significantly changed because of the small beam diameter, even if the focal point 74 does not exactly meet the passage 70 of the cell.
When the area 75 is illuminated in this way, the microscopic particle-containing media can flow simultaneously through the passage 70; the particles interfere with the thin light beam and scatter a small part of the light outwards, as shown in FIG.
A tube 82 of a collector lens arrangement 80 with open ends is arranged on the main frame 10 with the aid of a bracket 83 and a fastening screw. In addition to the two outer ends of the tube 82 there are circular, concave mirrors 84 and 86, each with an approximately circular central opening 88 or
90. An approximately circular, thin glass plate 92 with excellent light transmission and the same diameter rests against the concave mirror 84 and is cemented to the tube 82. The glass plate holds the mirror firmly in the position shown and prevents dust and similar atmospheric contaminants from penetrating through the open end into the interior of the tube 82.
Panes 94 and 96 made of an opaque material are cemented to the glass plate and leave an annular, transparent area 98 (FIG. 5) free between them. As a result, the light that can enter the collector lens 80 must necessarily pass through the annular, transparent section 98. The size of the disk 94 is carefully specified so that all light that converges from the microscope objective at the focal point 74 in the passage 70 and diverges from there through the transparent cell 72 is absorbed by this disk if there are no interfering microscopic parts in the passage 70 chen are available. Under these conditions, no light enters the collector lens assembly.
This condition is shown in FIG. 2, in which all of the light in the beam 89 that diverges from the flow cell 60 is absorbed by the disk 94. As can be seen from FIG. 8, microscopic particles 100 in the passage 70 disturb the light beam in such a way that it is scattered outwards; a small part of the beam, which is indicated by a dashed line 12 in FIG. 8, falls through the transparent, annular section 98 of the glass plate 92 into the collector lens arrangement. Consequently, only the presence of a microscopic particle in the illuminated area of the passage 70 results in light entering the collector lens assembly 80 and reflection of the beam between the concave mirrors 86 and 84.
A further, approximately circular glass plate 112 of excellent light transmission rests against the concave mirror 86 and is cemented to it so that the opening 90 formed in the mirror is covered and atmospheric contamination is kept away from the interior of the collector lens arrangement in the same way as on the glass plate 92.
Telescopically to the tube 82 is a stepped body 114 of a cylindrical shape with open ends, one outer end of which protrudes into the tube 82 and rests against the adjacent surface of the concave mirror 86.
A screen 124 of a photomultiplier tube arrangement 120 is attached to the main frame 10 with the aid of a vertical and horizontal holding body 128 and 130, respectively. An opening 126 is formed in the screen 124 such that the light from an adjacent, outer end 129 of the stepped body 114 can pass through. Inside the screen 124 is a photomultiplier tube 132 to which an opaque shutter 134 is cemented. An opening 136 is formed in the center of the diaphragm 134 and lies on the optical axis 41 of the apparatus.
Thus, only the light beams 102 of the convergent light beam 59 according to FIG. 8, which are scattered outwards by a microscopic particle 100 within the illuminated area 75 of the passage 70 and fall through the annular, transparent part 98 of the glass plate 92 into the collector lens arrangement 80, reflected from the concave mirrors 86 and 84 and focused to strike the sensitive surface of the multiplier tube 132 exposed by the aperture 136 of the aperture 134.
Every ray of light can be viewed as a pulse of light; the total number of light pulses received per unit of time can be determined by the photomultiplier arrangement 120 on the associated electronic counting circuit, which is explained in connection with FIG. 7; thus the count rate of microscopic particles flowing through the illuminated area 75 of the passage 70 in the same unit of time can be displayed. At a constant, predetermined flow rate, with a known dilution of the medium containing the microscopic particles and with an illuminated area 75 of predetermined width w (FIG. 4), which is part of the total width W of the passage 70, only a simple conversion of the counting rate for the number of microscopic particles per unit volume of the sample medium is necessary.
For example, a dilution of 99 particles of diluent to 1 part of sample, a flow rate of 28.3 g / min through passage 70 of the flow cell, a width w = 0.2 W and a count rate of 500 particles / sec result in a sample that Contains 12x106 particles in 28.3 g.
According to FIGS. 3 and 4, a valve block 150 of the flow cell 60 contains the inlet nipple 66 for the sample liquid and an inlet nipple 152 for the washing liquid, which protrudes as an extension of the passages 154 and 156. A cylindrical valve plug 158 with an L-shaped passage 160 is seated in an opening in the valve block. Seals 151 and retaining rings 149 are assigned to the cock; its plug 158 is surrounded by O-shaped rings 153 which prevent liquid from seeping out.
The flow cell 72, which is made of a clear material, e.g. B. glass or a cast and shaped acrylic plastic, jumps with its one end into a complementary shaped opening of the valve block 150 into it. The opposite end of the flow cell is similarly supported in a support block 166 and removably secured with mounting screws 168. Further passages 170 and 172, which are connected to the passage 70 of the cell, are formed in the valve block 150 and support block 166, respectively. The passage 170 connects the passage 70 with the passage 160 of the cock plug 158 and the passage 172 connects the passage 70 with the outlet nipple 68.
In connection with the inlet channel 154 for the sample liquid, there is a passage 162 in the valve block 150 for removing gas inclusions and an outlet nipple 164 for the air. According to FIG. 4, the plug 158 can be moved from the position in which the passage 160 is connected to the passages 154 and 170 and the sample liquid flows into the passage 70 of the flow cell 72 into the position in which the passage 160 with the passages 156 and 170 is connected and the washing liquid flows through the flow cell. When the valve body is in this second position, the sample liquids simply flow out through the nipple 164 with the gas inclusions after they have been introduced into the inlet nipple 66.
During operation, the sample liquids are fed to the inlet nipple 66 under pressure and are drawn out of the flow cell by suction at the outlet nipple 68. A larger volume is introduced at the inlet nipple 66 than is withdrawn at the outlet nipple 62; the difference is the air that escapes from the fluid samples through passage 162 and nipple 164. The gas inclusions must be removed because the sample liquid must not contain any air bubbles when it passes through the illuminated area 75 of the passage 70, since otherwise the number of particles would temporarily decrease to zero. O-shaped rings 165 are placed around the flow cell 72 so that no liquid escapes at the connecting points of the passages 170, 70 and 172.
With an alternating rotation of the stopcock 158 between the two described positions, batches of the gas-free sample liquid and the washing liquid are alternately introduced into the passage 70 of the flow cell 72. Each batch of sample liquid contains a separate blood sample; the subsequent burst of washing liquid then removes the residue from the passages and thereby prevents contamination of the next separate blood sample. If the passage 70 of the flow cell 72 becomes clogged with particles, it can be cleaned by loosening the retaining screws 168 and removing the flow cell. If the flow cell 72 is made of inexpensive acrylic plastic, it can simply be discarded and replaced with a new one.
If the flow cell is made of an expensive glass, it can be cleaned by inserting a flat spring into the passage 70 which will remove the particles there.
According to FIGS. 3 and 6, the flow cell 72 preferably consists of two parts 71 and 73 which, on a contact line 75, are flat z. B. are connected with putty. Of course, when manufacturing the flow cell, care must be taken to ensure that no cement gets into the passage 70.
In conjunction with lamp 18 and photomultiplier tube 132, the electronic counting and writing system is shown in FIG. During operation, the light from the lamp 18, which is incident in the photomultiplier tube 132 in the form of pulses by reflection on the microscopic particles, is converted by the latter into equivalent electrical pulses. The sensitivity of the photomultiplier tube 132 can easily be adjusted on a power source 200 on which the apparatus for the precise counting of the microscopic particles can easily be adjusted over a wide range of sizes.
The pulses from the photomultiplier tube 132 are fed to a voltage amplifier 202 which determines the pulse amplitude e.g. B. increases to 10 times. The gain factor of the amplifier 202 is influenced by an automatic control circuit of the counter unit. This self-control is not essential to the correct operation of the counting and writing system, but it is common practice to maintain a constant gain.
After the amplifier 202, a cathode amplifier 204 outputs signals of low impedance. A voltage amplifier 206 operates at the input of the counter unit, the gain factor of which is influenced by the automatic control circuit and z. B. 10 is. A tuned voltage amplifier 208 has a selectable gain factor, tries to reject the control of the mains voltage of 60 Hz and amplifies frequencies of a predetermined range, e.g. From 500-20000 Hz. The gain of a voltage amplifier 210 is influenced by a pulse amplifier 212 in such a way that the negative part of the pulse is not amplified.
The interaction between voltage amplifier 210 and pulse amplifier 212 is that the resulting pulses are all nearly uniform in duration, which is far less than the time between pulses. An automatic control circuit 215, which responds to the average pulse amplitude at the output terminals of the pulse amplifier 212, is fed by the pulse amplifier 212. The automatic control circuit seeks to keep the total gain of the amplifiers 202, 206, 208, 210 and 212 constant; the amount of the automatic control effect is influenced by a manually operable control element, not shown.
A reference voltage is supplied from a cathode amplifier 214 for a threshold value circuit which allows all pulses to pass to an oscilloscope 216. The voltage output from the cathode amplifier 214 is fed to a phase inversion circuit from a signal amplifier 218 which generates the vertical deflection signal for the oscilloscope 216; a DC power source 220 provides the correct DC voltage for the oscilloscope's vertical baffles. The correct threshold value is expediently set by looking at the pulses on the oscilloscope screen and thus determining the pulses to be counted of sufficient amplitude.
The pulses that are currently to be counted then appear on the oscilloscope screen above the dark threshold value as lightened sections, while the pulses of insufficient amplitude do not go beyond the threshold value line and cannot be seen. In addition, conventional oscilloscope deflection circuits 222 and 224 are provided, while the threshold value of the oscilloscope is set by a direct current amplifier 236 with the aid of a threshold value controller 228. The amplifier 226 defines which pulses have such a large amplitude that they are allowed through by the threshold value control 228. The DC voltage amplitudes are isolated by this and a threshold value clamping circuit 230 and the pulses emitted by the pulse amplifier 212 are allowed through.
The pulses emitted by the threshold value controller 228 are only those pulses whose amplitude exceeds the threshold value. Pulse amplifiers 232 and 234 amplify these pulses.
A cathode amplifier 236 illuminates the portions of the pulses in excess of the threshold for visual inspection on the oscilloscope screen. The cathode amplifier 236 also drives a drive device 238 for the counting rate and an associated circuit 240, the DC voltage output of which is proportional to the number of pulses per unit of time. With this circuit is a registration device 244 with registration strips 245 and pin 247, the z. B. is described in US Pat. No. 2,960,910 and operates with a zero balance, connected; from a fixed reference voltage source 242 the sliding wire of the recorder is fed. The curves recorded on the chart 245 by the pen 247 immediately indicate the count rate, which is directly proportional to the particle concentration.
A current source 250 is a voltage stabilizing transformer, a further current source 252 supplies the anode with a low voltage, a voltage source 254 supplies the cathode ray tube with a high voltage, and a voltage source 256 supplies the lamp 18.
According to FIG. 9, a particle counting apparatus 300 is connected to an automatic device 301 for supplying blood samples. This device contains a turntable 302 which can be indexed step-by-step and on which several sample containers 304 are held, each of which contains a blood sample. A sample receiving device 303 with an angled receiving tube 305 is arranged next to the circumference of the turntable 302 and can be inserted into or removed from the containers 304 if these are appropriately aligned.
A metering pump 306 contains compressible pump tubes 308a-308c, via which pump rollers 309 are movable in the direction indicated. The inlet end of the pump tube 308a is connected to a line 310, which in turn is connected to the collection tube 305 for the blood samples.
The inlet end of the pump tube 308b is open to the outside atmosphere, while the inlet end of the pump tube 308c is connected to a collection container with a diluent. The outlet end of each of the pump tubes is connected to a junction 291, which in turn is connected to a mixing coil 292.
A line 312 connects the outlet end of the mixing coil with the inlet nipple 66 of the flow cell 60. As a result of the simultaneous operation of the turntable 302, the sample collection tube 305 and the metering pump 306, separate blood sample bursts, which are separated by air pockets (the latter result from the up and down movement of the receiving tube 305 in the external air between the sample containers 304) through the line 310 and the pump tube 308b, an air flow through the line 295 and the pump tube 308b and a continuous flow of the diluent through the line 293 and the pump tube 308c to the branch 291.
The separate blood sample batches, the air and the diluent are completely mixed in the mixing coil 292 and fed via the line 312 as a continuous flow to the inlet nipple 66 of the flow cell 60.
A collecting container 316 for the washing liquid is connected to the inlet nipple 152 of the flow cell 60 via a line 318.
It is assumed that with this system the number of white blood cells per unit volume of the separate blood samples present in the containers 304 is to be continuously and automatically determined; the diluent present in the collecting container 290 is then a dilute solution of acetic acid and a cleaning agent, of which the blood samples are sufficiently diluted for counting the white blood cells and the red blood cells are destroyed so that they are not counted by the counting apparatus.
A washing liquid for the collecting container 316 is the physiological saline solution.
A rotating device 320 actuated by a solenoid is connected to drive the valve 158 of the flow cell, as indicated by a dash-dotted line. As indicated by a dashed line, a mechanically actuatable switch 322 is assigned to the turntable 302, which is connected via lines 324 to the device 320 actuated by the solenoid coil, so that the flow cell valve 158 is precisely timed with the movement of the turntable 302 and the sample feed device 301 can be controlled.
A multi-conductor cable 330 is electrically connected to the photomultiplier assembly 120 and an electronic counting circuit 332; the counting circuit is in turn connected to the recorder 244 via lines 336.
Before commissioning, the mutual position of the lamp 18, the optical tube 24, the flow cell arrangement 60, the collector lens arrangement 80 and the photomultiplier arrangement 120 is adjusted so that the focal point of the directional beam 59 converging from the microscope objective 50 (Fig. 2 ) falls into the passage 70 of the clear flow cell 72 so that the correct area 75 (FIG. 4) is illuminated and any light entering the collector lens assembly 80 is appropriately focused on the aperture 136 of the photomultiplier tube aperture 134.
The sensitivity of the photomultiplier tube 132 and the counting circuit 332 are then adjusted in such a way that it is ensured that the tube and the circuit respond to light pulses which are generated when microscopic particles in the range of the size of the white blood cells pass through the passage 70 of the flow cell, such as is explained in connection with FIG.
Standardized liquids with a known particle concentration per unit volume, for example liquids, can then be fed from the pump tube 308a via the connecting line 312. B.
Resin suspensions are set in the turntable 202 and the operation of the apparatus begins. When the first diluted blood sample, separated by air inclusions, reaches the flow cell 60, the valve 158 is rotated into the position indicated in FIG Inlet nipple 66, vent channel 162, passage 170 in the valve block, passage 70 of the flow cell and channel 172 of the holding block begins to flow.
The volume of the diluted blood sample, including the air mixed with it, which is fed to the inlet nipple 66, is preferably twice as large as that which is sucked off at the outlet nipple 68, so that half of the total sample volume including the air initially mixed into it is from the vent nipple 164 escapes.
When the vented blood sample flows through the passage 70 of the transparent flow cell 72, all of the white blood cells contained therein, which pass through the area 75 (FIG. 4), direct the converging light beam 59 outwards over the perimeter of the opaque disk 94 onto the Collector lens assembly, the light passing through the annular, transparent area 98 of the glass plate 92. These light pulses are then appropriately focused on the small exposed section of the photomultiplier tube and converted by this into electrical pulses for the purpose of determining the white blood cells per unit of time, which are fed to the counting circuit.
The white blood cell count from the first blood sample is then recorded as curve 350a on the chart; the top of the curve shows the concentration of white blood cells per unit volume of the first blood sample on the previously calibrated recording strip. At the end of the period during which the first blood sample flows through the flow cell and is removed by suction through outlet nipple 68 and line 314, switch 322 actuates rotary device 320 to move valve 158 on flow cell to the position in which the passage 160 connects the passages 156 and 170 of the valve block so that the washing liquid is sucked from the collecting container 316 as a result of the negative pressure at the outlet nipple 68 through the flow cell in order to discharge the residues of the first blood sample.
During this period of time, the remaining part of the first blood sample which was introduced into the flow cell at the inlet nipple 66 simply flows out of the arrangement through the venting nipple 164. If the flow time of the washing liquid of e.g. B. 10 sec (as opposed to the 50 sec of the blood sample) is completed, the valve 158 is returned to its position of Fig. 4, so that the next blood sample can flow through the flow cell 72 and the count rate of white blood cells in the second sample is recorded as curve 350b on the recording strip 245 by the pen 247. A deep part 352 in the vicinity of zero between curves 350a and 350b represents the counting rate during that time span in which the washing liquid, which is almost free of blood cells, flows through the passage 70 of the flow cell.
The counting of the blood cells is continued until all the containers 304 with blood samples from the turntable 302, aligned with the receiving tube 305, have been switched on and part of the blood sample that is sucked in from there and flows through the flow cell is adjusted to the concentration of white blood cells per unit volume checked and a curve is formed, which is displayed on the register strip 245.
According to FIG. 10, another embodiment of a flow cell arrangement 400 contains an upper valve block 402, a lower valve block 404 and a flow cell 406 mounted between these blocks. The upper block has a sample inlet 408 with an associated nipple 410, an outlet 412 for the escaping gases a train hear gn nipple 414, an outlet for the washing liquid with an associated nipple, a flow cell inlet 420 and a tap 422, the passage 424 of which forms an angle of 90 "and which is rotatable in a bore 426 of the block.
The lower block contains an inlet 428 for the washing liquid with an associated nipple 430, an outlet 432 for the samples with an associated nipple 434, an outlet 436 for the flow cell and a faucet 438, the passage 440 of which forms an angle of 90 "and in a bore 442 of the block. The two ends of the flow cell are housed in recesses in the relevant block and sealed with O-shaped rings 444 and 446. The assembly is held together by two rods 448 which each pass through a bore 450 in the lower block and are screwed into a bore 452 in the upper block, a lower extension of the two rods each passing through a hole 11 in the main frame, above which the height of the assembly 400 can be adjusted with the aid of nuts 64.
A rotationally symmetrical solenoid 454 is attached to the upper valve block and is coupled to the valve 422 for the purpose of common rotation. Another such solenoid 456 is also attached to the lower block and coupled to tap 438.
Both magnetic coils are connected to the switch 322, which is actuated by the turntable 302 and the sample feed device 303.
A line 458 is connected between the screw-shaped sample mixing tube 292 or another line fed by the pump 306 and the inlet nipple 410, via which the samples are fed to the flow cell 406 in a flowing manner. A line 460 is connected between the nipple 414 for degassing and a drain, via which the air and excess sample liquid are removed. A T-shaped coupling 464 and a line 462 are connected between the outlet nipple for the washing liquid and a line 466, which is acted upon by the pump 306, so that the washing liquid can be discharged from the flow cell into the sink.
Between a washing liquid supply 470 and the nipple 430 for the washing liquid there is a line 468, via which the washing liquid is fed to the flow cell in the opposite direction to the flow direction of the sample liquid. A line 472 is provided between the outlet nipple 434 for the samples and the T-shaped coupling 464, through which the sample liquid is conveyed from the flow cell to the spout.
The two magnetic coils are excited simultaneously and the taps are alternately moved to the other position, so that, as shown in FIG. 10, a sample is passed down through line 458, passage 424 to flow cell 406, then through passage 440 and lines 472 and 466 flows to the sink. The air and excess sample liquid flow through line 460 to the sink. Between two samples, the taps are moved to the other position (FIG. 12), in which the pump 306 transfers the wash liquid from the supply 470 through the line 468, the passage 440 up through the flow cell 406 and then through the passage 424 and the lines 462 and 466 promoted to the sink. The samples flowing through line 458 are partially diverted through outlet 412 for degassing and run through line 460 to the sink.
With this arrangement, the flow cell is flushed through in the opposite direction between two samples, so that contamination of the subsequent sample by the previous one is prevented.
The flow cell 406 of FIG. 13 is constructed from four elements, namely two side plates 480 and 482 and two spacers 484 and 486. Adjacent edges 488 and 490 of the spacers are cut out and form a central passage 492.
In the upper and lower ends of the two side plates 480 and 482, hemispherical recesses 496 and 498 are incorporated, two of which 496a and 498a are provided in the plate 480 and two further ones 496b and 498b in the plate 482. The maximum diameter of the hemispherical recess corresponds to the smallest distance between the edges 488 and 490 and the diameter of the bores 420 and 436. The maximum distance between the edges 488 and 490 is W (FIG. 4). The side panels 480 and 482 are advantageously made of acrylic resin or a polycarbonate, while the spacers are advantageously made of pure vinyl film or acrylic resin; these plates are by a solvent, e.g. B.
Chloroform, methyl ethyl ketone or acetone stuck together. The plates can be cut from a sheet stock with a very smooth surface; the spacer pieces have e.g. B. a thickness of 0.05 to 0.1 mm, which depends on the desired thickness of the central cavity 492 of the flow cell. Flow cell 406 has dimensions similar to flow cell 72 and has smooth interior surfaces that are not costly machined.
A further embodiment of a flow cell 500 composed of four parts, namely two side plates 502 and 504 and two spacers 506 and 508 can be seen in FIGS. 15 to 17. Both side plates each have an upper projection 502 U or 504 U, a lower projection 502 L or 504 L and a lateral projection 502 S or 504 S. Hemispherical recesses 502 UR and 502 LR on plate 502 and 504 UR and 504 LR on plate 504 are machined in the upper and lower projections 502 U, 504 U and 502 L, 504 L. When the plates are glued together as in FIG. 14, the projections 502 S and 504 S protrude laterally in the opposite direction, as can be seen from FIG.
A cylindrical surface is machined on the outside of the assembled upper projection 502 U, 504 U, which serves as a nipple 510 for a line 512; accordingly, a cylindrical outer surface is also machined on the lower composite projection 502 L, 504 L, which serves as a nipple 514 for a line 516.
This embodiment of the flow cell 500 is preferably used in valve blocks that are not in line with the optical system as in FIG. 1, but are offset with respect to the optics. In Fig. 18 the valve blocks are after the optical system; the passage 420 of an upper block 402 'leads to a nipple to which the line 512 is connected; the passage 440 of a lower valve block 404 'leads to a nipple which is connected to the line 516. In this case the two valve blocks can be at the same level; The taps 422 and 438 are arranged coaxially, the chicks of which can consequently be actuated by a single magnetic coil 454 '.
In this case, the optical tube 24 contains an additional tube 30 ′ which establishes a connection with the mirror housing 80. A vertical slot runs through the tube 30 'which is used to align the flow cell 500. An eyepiece 520 with a semi-silvered 45 ° mirror 522 is removably arranged within the mirror housing 80, with which the alignment between the optics and the flow cell is visually checked.
In all embodiments, the cavity of the flow cell forms a straight, vertical path for the sample without major changes in speed occurring, so that a settling or interception of contaminants from the samples passing through is largely prevented. Furthermore, in all embodiments, the light passes through media delimited by planes; the front surface of one side plate is thus parallel to the rear surface, which in turn is parallel to the front surface of the other side plate, which runs parallel to its rear surface; thus the medium flowing through also has a parallel front and rear surface.
The present subject is a further development of the subject of application 4223/4224 from the same filing date.