DE3854065T2

DE3854065T2 - Vorrichtung zur unabhängigen kinetischen Lichtdurchlassungsmessung durch eine Mehrzahl von Proben.

Info

Publication number: DE3854065T2
Application number: DE3854065T
Authority: DE
Inventors: Joshua K Hoyt
Original assignee: Associates of Cape Cod Inc
Current assignee: Associates of Cape Cod Inc
Priority date: 1987-08-11
Filing date: 1988-01-20
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2008-01-21
Also published as: CA1310507C; EP0303524A2; DE3854065T3; EP0303524B1; DE3854065D1; US4936682A; EP0303524B2; EP0303524A3; JPS6454357A

Description

Technischer Bereich

Das Gerät betrifft die Durchführung von Tests mittels kinetischer Messungen der Änderungen der Lichtdurchlässigkeit bzw. Lichttransmission durch eine Vielzahl von in Teströhrchen enthaltenen Proben hindurch, und insbesondere stellt die Erfindung ein preiswertes Tischgerät bereit, das vorteilhafterweise in Verbindung mit einem Standard-Personalcomputer zur Durchführung solcher Tests verwendet werden kann.

Hintergrund der Erfindung

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems nach dem Stand der Technik, das einen Personalcomputer 1 (IBM PC oder PC Kompatibel) aufweist, einen mit dem Personalcomputer verbundenen Drucker 2, einen CRT-Monitor 3 und ein kommerziell als LAL-4000 bekanntes Gerät 4. Das LAL- 4000 ist speziell dafür ausgelegt, um einen allgemein als den LAL-Test bekannten Test durchzuführen, der ein quantitativer Test für bakterielle Endotoxine ist. Die Probe und ein Reagens werden in einem Wegwerfteströhrchen 10 vermischt und bei 37ºC inkubiert. Keine zusätzlichen Reagenzien, Farbstoffe oder Säuren sind erforderlich.
Vor der Entwicklung des LAL-4000 wurde der LAL-Test traditionell als ein Gelkoagulationstest durchgeführt. Im Gegensatz dazu ist der Test, wie er unter Verwendung des LAL-4000 durchgeführt wird, ein kinetischer Test. Der Hauptunterschied zwischen den zwei Verfahren ist die Art und Weise, in der der Test ausgelegt ist. Das Gelkoagulationsverfahren hängt von der Bildung eines festen Gels ab, das durch die LAL-Komponenten als Reaktion auf das Vorhandensein von Endotoxinen gebildet wird, während das kinetische Trübungsverfahren die Zunahme an Trübung, die der Gelbildung vorausgeht, als Basis für quantitative Aussagen verwendet. Die Durchführung des traditionellen Gelkoagulationsverfahren hängt davon ab, daß man einen Schlußpunkt der Gelbildung erreicht, und erfordert eine beträchtliche Zeitspanne zum Durchführen, einschließlich einer einstündigen Inkubationszeit. Die Interpretation der Ergebnisse beinhaltete eine subjektive Beurteilung durch die den Test durchführende Person dahingehend, ob sich ein Gel gebildet hatte oder nicht. Im Gegensatz dazu stellt der kinetische Test eine kontinuierliche Messung bereit, gemäß der das LAL-4000 die Zeit mißt, die die Proben benötigen, um ein bestimmtes Trübungsniveau zu erreichen, das vor dem Schlußpunkt der Gelbildung erreicht wird. Diese Zeit wird "Onset- Zeit" bezeichnet. Der Test ist im wesentlichen fertig, sobald die im Test befindliche Probe eine "Onset-Zeit" erreicht hat oder für eine vorbestimmte Zeitspanne inkubiert worden ist, die einem bestimmten Endotoxinniveau entspricht.
Ein kinetischer Test hat mehrere Vorteile gegenüber dem Schlußpunkt-Gelkoagulationstest, der eine feste Inkubationszeit verwendet. Diese Vorteile beinhalten erhöhte Empfindlichkeit, größere Auflösung, größere Genauigkeit, die Elimination von Subjektivität beim Interpretieren der Ergebnisse und eine erhöhte Testgeschwindigkeit.
Die LAL-4000-Baueinheit weist einen fixierten Inkubatorblock 6 in der Form eines rechteckigen Festkörpers auf, der eine Vielzahl von in einer rechteckigen Anordnung angeordnete Textröhrchenschächte 8 besitzt. Das Gerät war darauf zugeschnitten, Wegwerfteströhrchen von nicht-optischer Qualität zu verwenden. Eine separate gepulste LED-Lichtquelle 12 und Photodetektor 14 (Fig. 2) sind für jedes Teströhrchen bereitgestellt, so daß Licht von einer der LED's 12 durch eine Probe in ihrem zugehörigen Teströhrchen hindurchscheint und auf den zugehörigen Photodetektor 14 auftrifft. Eine separate gepulste LED-Lichtquelle 12 und Photodetektor 14 (Fig. 2) sind für jedes Teströhrchen bereitgestellt, so daß Licht von einer der LED's 12 durch eine Probe in ihrem zugehörigen Teströhrchen hindurchscheint und auf den zugehörigen Photodetektor 14 auftrifft. Da eine separate Lichtquelle für jedes Teströhrchen verwendet wird (und folglich für jeden Datenkanal), bringt die Veränderlichkeit von einer Lichtquelle zu der nächsten Probleme beim Interpretieren der aufgenommenen Daten, um quantifizierte Ergebnisse zu erhalten, mit sich. Die Größe und das Gewicht des Gerätes 4 werden aufgrund der Notwendigkeit, jede von einer Vielzahl von Lichtquellen mit elektrischer Energie zu versorgen, erhöht. Weiterhin ist es aufgrund der rechteckigen Anordnung, in der die Teströhrchen, Lichtquellen und Photodetektoren angeordnet sind, schwierig, die Photodetektoren und Lichtquellen zu warten.
In dem LAL-4000 entspricht jeder Photodetektor 14 einem Datenkanal. Das Gerät wickelt die Datenkanäle unabhängig voneinander ab, so daß die Messung jedes Datenkanals zu einer separaten Zeit beginnen kann. Jeder Test beginnt, wenn ein Teströhrchen 10 in einen Schacht 8 eingeführt ist. Jeder Detektor 14 ist niedriger angeordnet als seine korrespondierende Lichtquelle, so daß er kein Licht von der zugeordneten Lichtquelle 12 empfängt, außer wenn ein Teströhrchen vorhanden ist, und das Gerät verläßt sich darauf, Lichtbrechung durch den unteren Bereich des Teströhrchens zu detektieren, um zu bestimmen, daß ein Teströhrchen eingeführt worden ist. Aufgrund der niedrigen Qualität und internen Veränderlichkeit bzw. Streuung des bei den Wegwerfteströhrchen verwendeten Glases nicht optischer Qualität ist der gestörte Lichtweg durch die Testprobe hindurch empfindlich gegenüber Erschütterungen. Dieses Problem wird weiter kompliziert, wo, wie in dem LAL- 4000, der optische Weg durch den gekrümmten unteren Bereich des Teströhrchens hindurchgeht, wo der Weg des gebrochenen Lichts besonders schlecht ist. Von Zeit zu Zeit vergeht eine beträchtliche Zeitspanne, bevor es entdeckt wird, daß das Gerät bei der Detektion der Anwesenheit eines Teströhrchens versagt und nicht begonnen hat, Daten zu der passenden Zeit aufzunehmen.
Da das LAL-4000 so konstruiert ist, daß der Lichtweg durch den Boden der Teströhrchen nicht optischer Qualität hindurchgeht, ist die Empfindlichkeit des Geräts gegenüber Schwingungen und Erschütterungen erhöht. Zusätzlich zwingt einen die inhärente Veränderlichkeit bzw. Streuung in den spektralen Ausgaben der separaten Lichtquellen, eine beträchtliche Menge an Voruntersuchungen der zu verwendenden Komponenten durchzuführen. Diese zusätzliche Komplexität verschlechert das Design des LAL-4000.
Das LAL-4000 stellt 20 Teströhrchenschächte 8 bereit, wobei diese Anzahl auf 40 erhöht werden kann, indem man das Chassis mit beträchtlichen Kosten neu überarbeitet.
Aufgrund der physikalischen Konstruktion des Inkubatorblocks 6 ist der Bereich der Tests, die durchgeführt werden können, auf Tests beschränkt, die in der Lage sind, Licht bei den Wellenlängen zu benützten, die mittels der individuellen LED-Lichtquellen bereitgestellt werden. Dies ist so, weil es nicht praktikabel ist, jede Lichtquelle auszuwechseln, und da es nicht möglich ist, einen Lichtfilter zwischen jeder Lichtquelle und jeder Probe einzufügen.
Das LAL-4000 verwendet eine kommerziell erhältliche Stromversorgung, die geregelte Gleichstromspannungen von +/-15 V, +12 V und +5 V bereitstellt. Des weiteren verwendet es einen Satz kommerzieller Computerkarten (vier Karten mindestens: CPU, einen Analog/Digital-Wandler, eine Ein/Ausgabe-Karte und eine analoge Schnittstellenkarte). Zusätzliche Schaltungsplatinen werden benötigt, um die Änderungen der Lichtdurchlässigkeit bzw. Lichttransmission innerhalb des Inkubators zu registrieren und zu messen. Diese separaten Platinen werden elektronisch mit teuren Stammverdrahtungen verbunden, die teuer in der Herstellung und Installation sind, und dazu neigen, zu versagen. Das LAL-4000 ist ungefähr 50,8 cm breit, 45,72 cm tief und 20,32 cm hoch. Es hat eine Volumen von 49,163 cm³ und wiegt 14,92 kg.
Das LAL-4000 kommuniziert mit seinem HOST-Rechner über eine Standard-RS-232-Schnittstelle. Es sendet nur dann Daten zu dem HOST-Rechner, wenn in einem vorgegebenen Schacht eine vorbestimmte Änderung der Lichtdurchlässigkeit bzw. Lichttransmission gemessen wird. Dies bringt zwangsweise mit sich, daß der Datenstring die Schachtkennung und den Zeitpunkt der gemessenen Änderung enthalten muß, zusätzlich zu der tatsächlichen Größe der Änderung selbst. Da die logische Schaltungsanordnung des LAL-4000 bestimmt, welche Daten übertragen werden und wann, befinden sich die Daten nicht in einem vorbestimmten, regulären Format, und ihre Nützlichkeit für eine Vielzahl von Zwecken ist dementsprechend vermindert.
In Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht des Inkubatorblocks 6 des LAL-4000 gezeigt, die die allgemeinen Plätze der Teströhrchenschächte 8, der individuellen Lichtquellen 12 und der Photodetektoren 14 zeigt. Ebenfalls gezeigt sind, in gestrichelten Linien, Isotherme 16. Wie oben bemerkt, ist eine Heizung bereitgestellt, um den Inkubatorblock auf im wesentlichen 37ºC zu halten. Demgemäß liegt das Zentrum des Blocks auf einer etwas höheren Temperatur als die Randbereiche des Blocks. Aufgrund der rechteckigen Anordnung, in der die Teströhrchen 10 angeordnet sind, ergibt sich notwendigerweise unter den verschiedenen im Test befindlichen Proben eine Temperaturvariation. Solche Temperaturgradienten innerhalb des Inkubators haben einen nachteiligen Effekt auf den Test. Die Temperatur in einem vorgegebenen Schacht beeinflußt die Geschwindigkeit, mit der die Reaktion stattfindet. Jede solche Streuung beeinflußt den Vergleich der Ergebnisse untereinander. Demgemäß vermindert diese Variation weiterhin die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse.
Die Temperaturvariationen innerhalb des Inkubatorblocks werden ebenfalls von den Photodetektoren 14 erfahren. Alle photovoltaischen Vorrichtungen besitzen beträchtliche Temperaturkoeffizienten. Für ein gegebenes Einfallslicht ist der von dem Sensor 14 erzeugte Strom eine stark von dem Umgebungstemperatur abhängige Funktion. Demgemäß beeinflussen diese Temperaturvariationen unter den Photodetektoren sogar noch weiterhin nachteilig die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse.
Andere Geräte zum Durchführen von Trübungsmessungen sind bekannt, einschließlich dem Wako-Toxinometer, Abbott Laboratories MS-2 , General Diagnostics Coagamate und einem Mikroplattenleser, der auch ein Mikrotiterplattenleser genannt wird. Das Toxinometer, das MS-2 und der Mikroplattenleser verwenden ein rechteckiges Gitter von Teströhrchenschächten oder probenenthaltenden Küvetten. Wie das LAL- 4000 besitzt das Toxinometer relativ unzugängliche elektronische Teile innerhalb des Heizblocks und ist ein einfacher optischer Ein-Wellenlängen-Leser. Wie das LAL-4000 besitzt das Toxinometer in einem Gitter angeordnete Schächte. Folglich führen die Bemühungen, die Inkubatortemperatur zu regeln, zu großen Temperaturgradienten.
Wie das LAL-4000 besitzen das Toxinometer und das MS-2 jeweils eine separate Lichtquelle für jeden Probenschacht. Andere Geräte, einschließlich dem Coagamate, verwenden eine kreisförmige Geometrie, eine einzelne Lichtquelle und Lichtdetektionsmittel, die nicht einer bestimmten Probe dediziert zugeordnet sind.
Das Coagamate verwendet ein Karussell. Dies erfordert die Verwendung von Küvetten optischer Güte, da der optische Weg durch ein Wegwerfröhrchen auf einem sich bewegenden Karussel hindurch nicht konsistent auf einer wiederholbaren Basis erhalten werden kann. Weiterhin ist es schwierig, aufgrund der schlechten Wärmeübertragung zu den sich bewegenden Teilen hin, ein sich bewegendes Karussell zu inkubieren. Die durch die Bewegung des Karussells verursachte Erschütterung hat einen nachteiligen Effekt auf die Wiederholbarkeit des Tests.
Eine zusätzliche charakteristische Eigenschaft des Mikroplattenlesers ist, daß alle Proben zum selben Zeitpunkt vorbereitet werden müssen. Die Tests werden nicht unabhängig voneinander begonnen.
Das Dokument CLINICAL CHEMISTRY (Bd. 18, Nr. 9, 1972, S. 928-933) betrifft ein Gerätesystem zum gleichzeitigen photometrischen Überwachen einer Vielzahl von Probenkanälen, das eine Lichtquelle aufweist, eine Reihe von in einem Kreis um die Lichtquelle herum angeordneten Reaktionszellen, eine Reihe von jeweils mit der Reihe von Reaktionszellen assoziierten Photozellen und eine Kontrollphotozelle, die die Energie von der Lichtquelle durch eine programmierbare Stromversorgung überwacht. In dem Dokument wird angenommen, daß der einzige Instabilitätsfaktor in der Lichtquelle liegt, so daß die Energie in jedem Probenstrahl die selben charakteristischen Eigenschaften besitzen muß wie die in dem Kontrollstrahl.
Das US-Patent 4,055,395 betrifft eine biochemische Analysevorrichtung, die einen Inkubationsabschnitt mit einem Heizblock aufweist, zwei Gruppen von Inkubatorkammern, ein Thermometer und eine Zeiteinrichtung, und einen Photometrieabschnitt mit einer Wolframlampe als einer Lichtquelle, einer Meßkammer und einer photometrischen Meßeinrichtung, die mit einem elektrischen Verarbeitungsabschnitt 5 verbunden ist, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, zwei Modi von chemischen Analysen (Raten-Testmodus und Schlußpunkt-Testmodus) durchzuführen.
Jedoch sind in den letzten zwei Dokumenten nicht alle Instabilitätsfaktoren in Betracht gezogen worden.

Offenbarung der Erfindung

Demgemäß ist es eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, ein neuartiges Gerät zur unabhängigen und kinetischen Messung der Lichtabsorptionseigenschaften einer Vielzahl von Proben bereitzustellen, die in Wegwerfteströhrchen enthalten sind, die in einem im wesentlichen kreisförmigen Muster um eine einzelne Lichtquelle herum angeordnet sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, die Genauigkeit und Wiederholbarkeit eines Gerätes zum Durchführen von Trübungs-und Farbmessung, das die obigen Eigenschaften aufweist, zu erhöhen, indem eine einzelne geregelte Lichtquelle für alle Datenkanäle bereitgestellt wird.
Es ist eine zusätzliche Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, ein Gerät bereitzustellen, das die obigen Eigenschaften aufweist, und das einen Inkubator besitzt, der in der Lage ist, eine Vielzahl von Standardgrößen von Teströhrchen nicht optischer Güte zu verwenden.
Es ist außerdem eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, ein Analysegerät bereitzustellen, das erhöhte Wiederholbarkeit aufgrund von kontinuierlicher Überwachung und Korrektur der Veränderlichkeit des Lichtes von einer einzelnen Meßlichtquelle infolge von physikalischen Änderungen in der Lichtquelle oder der Stromversorgung anbietet.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, ein Analysegerät bereitzustellen, das verringerte Komplexität und einfache Wartung bzw. Instandhaltung bezüglich der Lichterzeugung und Meßschaltungsanordnung bietet.
Noch eine zusätzliche Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist es, ein Gerät bereitzustellen, das in der Lage ist, den bekannten LAL-Test durchzuführen, und das mit Leichtigkeit in der Lage ist, andere Trübungs- und Farbtests durchzuführen.
Es ist eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, eine erhöhte Wiederholbarkeit und Genauigkeit eines Analysegerätes bereitzustellen, in dem Gleichförmigkeit der Temperatur unter den Proben und Gleichförmigkeit der Temperatur unter den Photodetektoren erreicht wird.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, ein Analysegerät bereitzustellen, das große Vielseitigkeit aufweist, das dafür ausgelegt ist, mit einem externen Computer benützt zu werden, und das alles, oder im wesentlichen alles, in Bezug auf die testspezifische Datenaufnahme und Analysefunktionen auf den Personalcomputer verbannt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung und vieler ihrer zugehörigen Vorteile wird man sofort erhalten, während dieselbe durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden wird, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, wobei:
Fig. 1 ist eine bildliche Ansicht eines Systems nach dem Stand der Technik, das ein LAL-4000-Analysegerät aufweist.
Fig. 2 ist eine schematische Zeichnung, die die thermischen Gradienten in einem Inkubatorblock des LAL-4000 zeigt, wie sie von oben gesehen werden.
Fig. 3 ist eine bildliche Darstellung eines typischen Systems, das ein Analysegerät gemäß der gegenwärtigen Erfindung aufweist, wobei das dargestellte System ein Hauptmodul (Hauptbaustein) und ein einzelnes Erweiterungsmodul (Erweiterungsbaustein) aufweist.
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm für ein repräsentatives Beispiel einer Anwendungssoftware, die auf einem HOST-Rechner läuft, wenn dieser mit einem Analaysegerät gemäß der gegenwärtigen Erfindung benützt wird, wobei das Flußdiagramm beispielshaft typische Funktionen zeigt, die bei Durchführung eines LAL-Tests verwendet werden.
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines Bausteins, mit entferntem Dekkel, wobei der Inkubator teilweiseim Querschnitt und teilweise im Aufriß gezeigt ist, und der Anzeigering und das Gehäuse teilweise im Aufriß.
Fig. 6 ist eine Vorderansicht, teilweise im Querschnitt, einer bevorzugten Ausführungsform eines Hauptbausteins, wobei der Deckel und ein oberer Bereich des Gehäuses entfernt wurde, und wobei der Inkubator entlang der Linie VI-VI von Fig. 5 gezeigt wird.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung der in einem Hauptbaustein gemäß der gegenwärtigen Erfindung befindlichen Elektronik und veranschaulicht die bevorzugte Trennung bzw. Aufteilung der Komponenten und Funktionen zwischen einer Hilfsplatine und einer Geräte-Controllerkarte
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm eines auf der Geräte-Controllerkarte speicherresidenten Programmes.
Fig. 9 ist eine Ansicht, die die Temperaturgradienten in einem Inkubatorblock gemäß der gegenwärtigen Erfindung darstellt, wie sie von oben gesehen werden.

Bester Modus zum Durchführen der Erfindung

Bei den Zeichnungen, bei denen durch die einzelnen Ansichten hindurch gleiche Bezugszeichen identische oder korrespondierende Teile bezeichnen, zeigt nun im einzelnen Fig. 3 ein System, das einen ersten Baustein 20 und einen zweiten Baustein 22 gemäß der gegenwärtigen Erfindung aufweist, wobei der zweite Baustein 22 mit dem ersten Baustein 20 mittels eines ersten Kabelsatzes 24 verbunden ist, und wobei der erste Baustein 20 mittels eines zweiten Kabelsatzes 26 mit einem kommerziell erhältlichen digitalen Standardcomputer 1 verbunden ist, der Ausgabeeinrichtungen in der Form einer CRT (Kathodenstrahlröhre) 3 und eines Druckers 2 aufweist. Die letzeren Gegenstände sind teilweise im Aufriß gezeigt aus Gründen der Bequemlichkeit in Bezug auf den Maßstab der Figur. Vorzugsweise ist der Computer ein Mikrocomputer von einem Typ, der leicht kommerziell erhältlich und nicht teuer ist, wie z.B. ein IBM-PC oder ein PC kompatibler Computer.
Obwohl die Unterschiede zwischen den Bausteinen aus Fig. 3 nicht offensichtlich werden, ist der erste Baustein 20 ein Hauptbaustein und der zweite Baustein 22 ist ein Erweiterungsbaustein, wie ausführlicher weiter unten beschrieben werden wird. Falls gewünscht, kann auch ein zusätzlicher Erweiterungsbaustein mit dem Hauptbaustein verbunden werden.
Für jeden Baustein ist in Fig. 3 ein Gehäuse 28, der obere Bereich eines Inkubators 30 und ein Deckel 32 zu sehen. Wie auch weiter unten ausführlicher beschrieben werden wird, ist der elektronische Schaltungskomplex auf dem Haupt- und Erweiterungsbaustein minimal gehalten, um ein preiswertes Gerät bereitzustellen und um die Vielseitigkeit der ersten und zweiten Bausteine zu erhöhen, um die Kosten des Geräts (d.h. der ersten und zweiten Bausteine) zu verringern und auch um maximalen Gebrauch von den Datenverarbeitungsmöglichkeiten des Personalcomputers zu machen. Demgemäß stellt die gegenwärtige Erfindung ein relativ preiswertes jedoch vielseitiges Tischgerät bereit, das vorteilhafterweise von einem Laboratorium oder ähnlichem, das in Besitz eines Standard-Personalcomputers ist, verwendet werden kann. Es versteht sich jedoch von selbst, daß, falls gewünscht, die von dem Personalcomputer ausgeführten Funktionen auch in das Gehäuse des Hauptbausteins eingebaut werden können, z.B. unter Verwendung bekannter Techniken der Großintegration.
Fig. 4 veranschaulicht ein Flußdiagramm einer typischen Anwendungssoftware, die sich in dem Personalcomputer befinden kann. Dieses Flußdiagramm ist nicht als einschränkendes Beispiel dargestellt und bildet keinen Teil der gegenwärtigen Erfindung. Jedoch sind einige Formen des veranschaulichten Typs von Anwendungssoftware sehr wünschenswert, um den höchstmöglichen Gebrauch von einer Erfindung gemäß der gegenwärtigen Erfindung zu machen. Das besondere, in Fig. 4 vorgestellte Beispiel ist ein Flußdiagramm zum Erfassen und Analysieren von Daten während der Durchführung eines LAL-Tests. Ähnliche Programme können bereitgestellt werden, um andere Arten von Tests durchzuführen.
Ausgehend von einem Hauptmenü 40 wählt die Bedienungs person aus, entweder mit einem Datenerfassungs-Unterprogramm 42 oder, falls Datenerfassung bereits stattgefunden hat, mit einem Datenanalyse-Unterprogramm 52 fortzufahren. Im Datenerfassungs-Unterprogramm 42 gibt der Benutzer zuerst, bei Kästchen 44, verschiedene Daten in der Form von Eingabeparametern wie z.B. die Identifizierungen der verschiedenen zu den verschiedenen Teströhrchenschächten zuzuordnenden Proben, die in jenen Proben verwendeten Reagenzien usw. ein. Der Benutzer sendet dann einen Startbefehl (Kästchen 46) an den Hauptbaustein, und zu diesem Zeitpunkt führt das Gerät gemäß der gegenwärtigen Erfindung seine Aufgaben durch, wie weiter unten ausführlicher beschrieben werden werden. Während das Gerät Daten aufnimmt, sendet es Daten zum Personalcomputer (bei 48), und die Daten werden dann auf Platte gespeichert (bei 50). Danach (oder in Realzeit, falls gewünscht) werden die gespeicherten Daten in dem Datenanalyse-Unterprogramm 52 analysiert, und die Ergebnisse werden angezeigt oder ausgedruckt oder beides. Da das Gerät Änderungen der Lichttransmission durch die Proben hindurch mißt, repräsentieren die vom Programm empfangenen, im Personalcomputer befindlichen Daten absolute Werte. Ausgehend von diesen absoluten Werten kann der HOST-Rechner die prozentuale Änderung der Lichtdurchlässigkeit bzw. Lichttransmission, die auftritt, während der kinetische Test weiterläuft, berechnen.
Ein typischer Hauptbaustein 20 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben werden. Sofern nichts anderes gesagt, kann die Beschreibung entweder auf einen Hauptbaustein 20 oder einen Erweiterungsbaustein 22 angewendet werden.
In den Fig. 5 und 6 wurde der Deckel 32 entfernt, und in Fig. 6 ist ein oberer Bereich des Gehäuses 28 nicht gezeigt. Vorzugsweise wird das Gehäuse 28 von Gummifüßen 60 getragen, um dazu beizutragen, es gegen extern verursachte Schwingungen zu isolieren. Vier Halterungen 61 befestigen den Inkubator 30 fest auf einer Bodenoberfläche des Gehäuses. Die Abstandshalter befestigen ebenfalls eine thermisch isolierende Platte 62, die beispielsweise aus Delrin Acetalharz hergestellt ist, wobei die Isolatorplatte 62 zwischen dem Bodenbereich des Gehäuses und dem Inkubator 30 montiert ist. Die Abstandshalter 61 befestigen ebenfalls eine Geräte-Controllerkarte 64 und eine Hilfsplatine 66. Sowohl die Geräte-Controllerkarte 64 als auch die Hilfsplatine 66 besitzen einen darauf angebrachten elektronischen Schaltungskomplex, wie weiter unten ausführlicher beschrieben werden wird. In Fig. 6 ist dieser Schaltungskomplex in hochschematisierter Form mittels der Kästchen 68 dargestellt. Der einzige Unterschied zwischen einem Hauptbaustein 20 und einem Erweiterungsbaustein 22 ist, daß nur der Hauptbaustein 20 eine Geräte-Controllerkarte 64 und zugeordnete elektrische Verbindungen aufweist. Alle Bausteine besitzen eine Hilfsplatine 66. Die Hilfsplatine 66 bildet einen Bereich eines Regelmittels eines Bausteins, wie weiter unten ausführlicher beschrieben werden wird.
Der Inkubator 30 fungiert als Teströhrchen-Halterungsmittel und besitzt eine im wesentlichen ringförmige Gestalt. Er weist einen Heizblock 70 und einen Teströhrcheneinsatz 80 auf, die beide ebenfalls eine im wesentlichen ringförmige Gestalt besitzen. In der bevorzugten Ausführungsform weist der Heizblock 70 einen Innendurchmesser von ungefähr 13,97 cm und einen Außendurchinesser von ungefähr 19,05 cm auf. Er ist aus einem guten thermischen Leiter wie zum Beispiel Aluminium gemacht. In dem Heizblock 70 ist eine Aufnahmeöffnung 72 in der Form eines ringförmigen Schlitzes ausgebildet, der sich von einer oberen Oberfläche 74 des Heizblockes nach unten erstreckt, wobei der Teströhrcheneinsatz 80 von der Aufnahmeöffnung 72 paßgenau aufgenommen wird, so daß ein guter thermischer Kontakt zwischen dem Heizblock 70 und dem Teströhrcheneinsatz 80 bereitgestellt wird. Eine Heizung 90 wird entlang des Umfangs des Heizblockes 70 angebracht, bevorzugterweise entweder auf einer äußeren 76 oder inneren 78 Seitenwand des Heizblockes. Temperatursensormittel, wie zum Beispiel ein Thermistor 92 sind bereitgestellt, um die Temperatur des Heizblockes 70 zu registrieren. Sowohl die Heizung 90 als auch die Temperatursensormittel 92 sind mit der Hilfsplatine 66 elektrisch verbunden.
Der Teströhrcheneinsatz 80 ist ebenfalls aus einem guten thermischen Leiter wie zum Beispiel Aluminium hergestellt. Zweiunddreissig Teströhrchenschächte 82 sind in einer im wesentlichen kreisförmigen Reihe ausgebildet, wobei sich die Schächte 82 von einer oberen Oberfläche 84 des Teströhrcheneinsatz nach unten erstrecken. Die Schächte sind in vier Gruppen zu acht angeordnet (die einen räumlichen Abstand von 10º besitzen), wobei die Gruppen an den Plätzen der Inkubatorhalterungen 61 voneinander abgegrenzt sind.
Gemäß einem Merkmal der gegenwärtigen Erfindung kann der Benutzer vorteilhafterweise mit wenigstens zwei solchen Teströhrcheneinsätzen 80 versorgt werden, wobei die Einsätze im wesentlichen dieselbe Konstruktion aufweisen, mit Ausnahme des Durchmessers der Teströhrchenschächte 82. Insbesondere werden die Durchmesser der Schächte 82 des einen Einsatzes 80 im wesentlichen 10 mm betragen, und die Durchmesser der Schächte 82 des anderen Einsatzes 80 werden im wesentlichen 12 mm betragen. Diese Durchmesser entsprechen den Durchmessern von gegenwärtig kommerziell für Laboratorien erhältlichen Wegwerfteströhrchen nicht-optischer Qualität. Es versteht sich, daß Teströhrcheneinsätze 80 mit anderen Schachtdurchmessern auch bereitgestellt werden können, falls solche Teströhrchen mit anderen Durchmessern in Zukunft verfügbar werden. Es versteht sich ebenfalls, daß die Schachtdurchmesser "im wesentlichen" 10 mm bzw. 12 mm betragen, so daß die Schächte mehr als groß genug sind, um die Mehrzahl der Teströhrchen von jenen Standarddurchmessern zuzulassen, da solche Teströhrchen gegenwärtig großen Herstellungstoleranzen unterworfen sind. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der minimale Durchmesser eines Schachtes im 10 mm-Bereich 10,00 mm, und der maximale Durchmesser solch eines Schachtes beträgt 10,13 mm. Ebenfalls in der bevorzugten Ausführungsform beträgt der minimale Durchmesser eines Schachtes im 12 mm-Bereich 11,93 mm, und der maximale Durchmesser solch eines Schachtes beträgt 12,06 mm.
Sogar da, wo die Durchmesser der Schächte innerhalb der oben angegebenen Toleranzgrenzen liegen, werden viele der stark variierenden Teströhrchen mit einem großen Spiel aufgenommen werden, und werden folglich während der Durchführung eines Testes infolge der zufälligen und variierenden extern verursachten Erschütterungen und Vibrationen, die das Gerät erfährt, einer gewissen Verschiebung unterworfen werden. Aufgrund der typischen Variationen in den optischen Eigenschaften, die von einem Punkt zu einem anderem in irgendeinem vorgegebenen dieser Wegwerfteströhrchen auftreten, kann solch eine leichte Verschiebung die abgelesenen Anzeigewerte beeinflußen, und wird folglich als unerwünscht betrachtet. Demgemäß werden Mittel bereitgestellt, um solch eine Verschiebung zu verhindern. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Mittel zum Verhindern solch einer Verschiebung eine Teströhrchenhalterung in der Form eines elastischen ringartigen Teils 86, wie zum Beispiel einem O- Ring, der in einem kreisförmigen Muster radial jenseits der kreisförmigen Reihe von Teströhrchenschächten angeordnet ist. Das elastische ringartige Teil 86 wird in einem Schlitz 88 aufgenommen, der in einer äußeren Oberfläche des Teströhrcheneinsatzes ausgebildet ist und sich um diese herum erstreckt. Der Schlitz 88 erstreckt sich ebenfalls von der äußeren Oberfläche des Teströhrcheneinsatzes radial nach innen und scnneidet bzw. kreuzt die Schächte 82.
Dementsprechend werden die Teströhrchen 10 gegen die Innenwände der Schächte 82 gespannt und folglich in ihrer Bewegung eingeschränkt bzw. festgehalten. Solch ein Einspannen hat ebenfalls den vorteilhaften Effekt, die Wärmeübertragung zwischen dem Teströhrcheneinsatz und dem Teströhrchen zu erhöhen.
Der Baustein wird mit einer einzelnen Wärmelichtquelle 100 bereitgestellt, die eine Meßlichtquelle genannt werden wird, da sie das Licht bereitstellt, das bei der Messung der Änderungen der Lichtdurchlässigkeit bzw. Lichttransmission durch die Proben hindurch verwendet wird. Ein wichtiges Merkmal ist, daß jeder der Teströhrchenschächte äquidistant von der Meßlichtquelle 100 angeordnet ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Meßlichtquelle eine einzelne Standard-Halogen-Glühlampe, die im Krümmungszentrum der kreisförmigen Reihe von Teströhrchenschächten angeordnet ist. Die Glühlampe 100 wird in einer kommerziellen Standard-Fassung 102 aufgenommen, die auf der Hilfsplatine 66 fixiert ist und davon durch einen Abstandshalter 104, der ebenfalls auf der Hilfsplatine 66 fixiert ist, räumlich separiert wird. Der Abstandshalter 104 besitzt eine Höhe, die so gewählt ist, daß die Glühwendel 106 der Meßlichtquelle 100 auf der ungefähren Höhe der unten beschriebenen Lichtpfade 120, 130 liegt. Eine kreisförmige Öffnung 108 wird in der Isolatorplatte 62 bereitgestellt, um einen Durchbruch für die Meßlichtquellenbaueinheit bereitzustellen. Die Meßlichtquelle 100 bezieht elektrische Energie von der Hilfsplatine 66.
Weitere Ausführungsformen sind möglich, falls gewünscht. Beispielsweise kann auch eine ringförmige Glüh lampe als Lichtquelle verwendet werden. Solch eine ringför mige Glühlampe kann ebenfalls so angeordnet werden, daß die Teströhrchenschächte von ihr äquidistant angeordnet sind.
Es ist wunschenswert, aber nicht notwendig, daß einige Mittel zwischen der Meßlichtquelle 100 und dem Inkubator 30 bereitgestellt werden, um das Licht von der Meßlichtquelle 100 zu zerstreuen. In der bevorzugten Ausführungsform werden solche Mittel in der Form eines aus Sandgestrahlten Glas hergestellten zylindrischen Diffusors 110 bereitge stellt. Der Diffusor 110 ruht auf der Hilfsplatine 66, wird desweiteren durch einen O-Ring 112, der in einem auf einer äußeren Oberfläche des Lichtabstandhalters 104 ausgebildeten ringförmigen Schlitz 114 aufgenommen wird, gehalten und erstreckt sich durch die Durchbruchsöffnung 108 der Isolatorplatte 62 hindurch nach oben. Die im wesentlichen offene Konstruktion der bevorzugten Ausführungsform erlaubt es einem, falls gewünscht, eine Vielzahl von alternativen Plätzen für den Diffusor 110 auszuwählen. Zum Beispiel kann auch ein Zylindrischer Diffusor bereitgestellt werden, der einen etwas geringeren Durchmesser als der des Innendurchmessers des Inkubators 30 aufweist und auf der Isolator-Platte 62 ruht.
Wie oben bemerkt, kann ein Gerät gemäß der gegenwärtigen Erfindung auch dazu verwendet werden, Farbmessung zusätzlich zu Trübungsmessungen durchzuführen. Für den erstgenannten Zweck kann ein spektral-selektiver Lichtfilter 116, Strichpunktiert gezeigt, zwischen der Meßlichtquelle 100 und dem Inkubator 30 in einer ähnlichen Art und Weise wie oben in Bezug auf den Diffusor 110 beschrieben bereitgestellt werden. Es hat sich herausgestellt, daß es zwecksdienlich ist, solch einen Lichtfilter 116 dadurch bereitzustellen, daß man ein Blatt Theatergel in eine Zylindrische Struktur aufrollt und dieses in die Durchbruchsöffnung 108 der Isolatorplatte 62 hineinsteckt.
Der Inkubator 30 wird mit zweiunddreissig Meßlichtpfaden 120 bereitgestellt, die sich radial sowohl durch den Heizblock 70 als auch den Teströhrcheneinsatz 80 hindurch erstrecken, im wesentlichen auf der Höhe bzw. dem Niveau der Glühwendel 106 der Meßlichtquelle 100. Jeder Meßlichtpfad 120 schneidet bzw. kreuzt einen Teströhrchenschacht 82 so, daß Licht von der Meßlichtquelle 100 durch einen ersten Bereich 122 eines gegebenen Meßlichtpfades 120 hindurchläuft, dann durch eine in einem Teströhrchen 10, das in dem Schacht 82 angeordnet ist, enthaltene Probe hindurchläuft, und dann in einen zweiten Bereich 124 des Meßlichtpfades 120 eintritt.
Jeder Meßlichtpfad 120 wird mit einem separaten Meß-Photodetektor 126 bereitgestellt, der so positioniert ist, daß er das Licht von der Meßlichtquelle 100 auffängt, nachdem das Licht durch seinen zugeordneten Schacht 82 hindurchgelaufen ist. Der Bequemlichkeit halber sind in Fig. 5 nur einige der Meß-Photodetektoren 126 gezeigt.
Zusätzlich zu den 32 Meßlichtpfaden 120 wird ein zusätzlicher Lichtpfad 130 und ein zugeordneter Photodetektor 136 bereitgestellt, die bei der Durchführung von Messungen der Testproben nicht verwendet werden, aber statt dessen dazu bestimmt sind, die Intensität der Meßlichtquelle 100 zu regeln, wie weiter unten ausführlich beschrieben werden wird. Der dedizierte Photodetektor 136 und die Meß-Photodetektoren 126 sind mit der Hilfsplatine 66 elektrisch verbunden.
Alle die Photodetektoren 126, 136 sind auf dem Inkubator 30 in engem thermischen Kontakt mit diesem angebracht. Das heißt, die Befestigung der Photodetektoren 126, 136 ist so beschaffen, daß die Temperatur eines jeden Photodetektors direkt durch die Wärmeübertragung von dem Inkubator 30 zu dem Photodetektor bestimmt bzw. geregelt wird. Solch eine Befestigung kann dadurch erreicht werden, daß man eine Aufnahmeöffnung 140 an dem Ende eines jeden Lichtpfades 120, 130 bereitstellt, die von einer geeigneten Größe ist, um den korrespondierenden Photodetektor 126, 136 mit einer Preßpassung aufzunehmen. Dies eröglicht eine gute thermische Leitfähigkeit zwischen jedem Photodetektor und dem Inkubator.
Zweiunddreissig elektromechanische Schalter 150 sind auf dem Boden des Inkubators 30 an den jeweiligen Plätzen direkt unter den individuellen Teströhrchenschächten 82 befestigt. In der bevorzugten Ausführungsform werden die Schalter 150 in den entsprechenden Ausschnitten 152 in der Basis des Heizblockes 70 fest aufgenommen. Jeder Schalter 150 ist mit einem Stellglied 154 ausgestattet, das sich nach oben durch eine entsprechende Öffnung 156 (Fig. 5) im Heizblock 70 und eine Öffnung 158 in dem Teströhrcheneinsatz 80 hindurch erstreckt, und das sich weiter in den entsprechenden Teströhrchenschacht 82 hinein erstreckt, in einer Position, um von einem innerhalb des Schachts vorhandenen Teströhrchen 10 kontaktiert zu werden. Die Einführung eines Teströhrchens in einen Schacht hinein bewirkt eine Änderu.ng des Zustandes bzw. Status' des entsprechenden Schalters 150. Dementsprechend ist jeder Schalter 150 ein Anzeigemittel für den Schachtstatus, um ein unabhängiges Signal für jeden Schacht 82 bereitzustellen, das anzeigt, ob ein Teströhrchen 10 in diesem Schacht anwesend ist oder nicht. Diese Schalter 150 sind ein Teil des Regelmittels des Bausteins, der weiter unten in Verbindung mit der Beschreibung der Hilfsplatine 66 beschrieben werden wird. Die Schalter 150 sind mit der Hilfsplatine 66 elektrisch verbunden.
Vorzugsweise ist jeder elektromechanische Schalter 150 vom Drucktastentyp, wobei das Stellglied 154 innerhalb des Schalters federgelagert ist und zeitweilig in seiner niedergedrückten Position nach Kippschalterart durch den Schalter arretiert wird, wenn der Schalter eingeschaltet ist. Auf diese Weise führt die aufwärts gerichtete Kraft der Feder innerhalb des Schalters nicht dazu, daß das Teströhrchen während einer Messung nach oben geschoben wird. Solche Schalter sind kommerziell erhältlich, beispielsweise als Teil Nr. 401CQ der American Switch Corporation oder Schurter-Teil Nr. 0041.9302.7.3.
Aufgrund der kippschalterartigen Wirkweise liefert jeder elektromechanischer Schalter 150 einem Benutzer eine sofortige taktile Rückmeldung, wenn ein Teströhrchen 10 in einem vorgegebenen Schacht 82 eingeführt wird. Solch eine Rückmeldung liefert der Bedienungsperson einen Hinweis bzw. zeigt an, daß das Gerät die Anwesenheit des Teströhrchens registriert hat, und daß die Messung für diesen Schacht erfolgreich begonnen worden ist.
Eine zusätzliche solche sofortige Rückkopplung wird visuell mittels einer LED-Anzeige 160, die neben jedem Schacht 82 angebracht ist, bereitgestellt. 32 solche LED- Anzeigen, die jede mit der Hilfsplatine 66 elektrisch verbunden ist, sind auf dem Anzeigering 162 angebracht, der dann wiederum dem Umfang des Heizblockes 70 entlang angeordnet und an diesen befestigt ist. In Fig. 5 ist der Anzeigering 162 teilweise im Aufriß gezeigt. Jede LED-Anzeige 160 leuchtet als Antwort auf eine Änderung des Zustandes des elektromechanischen Schalters 150, der mit dem entsprechenden Schacht 82 assoziiert ist.
Ein Bausteinstatusanzeiger wie z.B. die LED 164 kann bereitgestellt werden.
(Zum Zweck der Veranschaulichung sind die elektrischen Verbindungen zwischen der LED-Anzeige 160 und der Hilfsplatine 66 und die Verbindungen zwischen den Photodetektoren 126 und der Hilfsplatine 66 als verdrillte Paare von Leitungen gezeigt. In der Praxis wird es gegenwärtig vorgezogen, solche Verbindungen unter Verwendung einer flexiblen Schaltungsplatine, die um den Heizblock herumgewickelt wird, zu erreichen.)
Die Elektronik wird nun ausführlich unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben werden. Wie oben angegeben, ist jeder Baustein mit einer Hilfsplatine 66 ausgestattet, und der Hauptbaustein 20 ist zusätzlich mit einer Geräte-Controllerkarte 64 ausgestattet.
Die Geräte-Controllerkarte 64 kommuniziert mit jeder Hilfsplatine 66 über digitale und analoge Schnittstellen, und die Geräte-Controllerkarte 64 steht in Kommunikation mit dem HOST-Rechner 1 mittels einer digitalen seriellen Standard-RS-232-Schnittstelle und physikalischen Verbindungselementes 165 (Fig. 6 ). Insbesondere regelt bzw. steuert die Geräte-Controllerkarte 64 die Hilfsplatine 66 über digitale Signale und empfängt analoge Messungen der Lichtdurchlässigkeit bzw. Lichttransmission von den Meß- Photodetektoren 126, die ausgewählt worden sind. Zusätzlich kommen analoge Signale vom Temperaturmeßschaltkreis und von jedem Erweiterungsbaustein, der vorhanden sein kann. Zusätzliche digitale Signale zeigen an, ob Erweiterungsbausteine angeschlossen bzw. verbunden sind.
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Elektronik eines Hauptbausteins 20 gemäß der bevorzugten Ausführungsform darstellt. Die gestrichelten Linien wurden dazu benutzt, die Hilfsplatine 66 und die Geräte-Controllerkarte 64 voneinander abzugrenzen.
Auf der Hilfsplatine befindet sich ein Lichtintensitätsregelschaltkreis 200, der ununterbrochen das Signal vom Photodetektor 136 überwacht, der dazu bestimmt ist, das von der Meßlichtquelle 100 ausgegebene Licht zu messen. Der Lichtintensitätsregelschaltkreis 200 regelt ununterbrochen den Strom der Meßlichtquelle 100, so daß das Signal von dem dedizierten Photodetektor 136 konstant bleibt. Dementsprechend bleibt die geregelte Meßlichtintensität konstant, trotz irgendwelcher Änderungen, die in der Glühwendel 106 (d.h., vom Altern oder Austausch der Glühlampe), der Spannungsversorgung oder der Umgebungstemperatur auftreten können.
Ein Kanalauswahlmultiplexer 202 spricht auf die von der Geräte-Controllerkarte 64 empfangenen Kanalauswahlkommandos an, und entsprechend diesen kann jeder Kanal (d.h. jeder Meß-Photodetektor) einmal abgefragt werden, der Reihe nach, in einer vorgegebenen Zykluszeit. Für jeden Schacht 82, in den der Zustand bzw. Status des zugeordneten bzw. assoziierten Schalters 150 anzeigt, daß ein Teströhrchen 10 in dem Schicht anwesend ist, und folglich, daß eine Messung für diesen Schacht vorgenommen werden soll, wird das Signal von dem mit diesem Schacht assoziierten Meß-Photodetektor 126 bei 204 verstärkt, und das verstärkte analoge Signal zu der Geräte-Controllerkarte 64 weitergeleitet. Bei der Ausführung dieses Ergebnisses werden die Schalterstellungen abgetastet und seriell von der Hilfsplatine zu der Controllerkarte verschoben. Falls der Schalter geerdet ist, zeigt eine im Puffer gespeicherte logische Null an, daß kein Teströhrchen vorhanden ist.
Ein Thermostatregler 206 auf der Hilfsplatine 66 spricht auf den Temperatursensor 92 an und regelt die Leistung der Heizung 90, um den Inkubator 30 auf einer konstanten Temperatur zu halten. Eine separate Leitung 208 wird verwendet, um ein Signal, das die Ausgabe des Temperatursensors 92 verkörpert, zu der Geräte-Controllerkarte 64 zu senden.
Wie in der Figur angezeigt, sind Bereitstellungen gemacht, um die Sollwerte des Thermostatreglers 206 und des Lichtintensitätregelschaltkreises 200 einzustellen. Bereitstellungen sind ebenfalls getroffen, um den Offset und die Verstärkung des Photodetektorsignalverstärkers 204 einzustellen. Solche Einstellungen können beispielsweise durch Potentiometer auf der Hilfsplatine 66 bereitgestellt werden.
Aufgrund der Gesamtkonstruktion des Gerätes kann die Stromversorgung 210 einfach gehalten werden, wie nun beschrieben werden wird.
Das Gerät ist darauf zugeschnitten, an eine Standard- Wandsteckdose, die Wechselspannung entweder mit 110 oder 220 V bereitstellt, angeschlossen zu werden. Wie bei 212 gezeigt, wird die Heizung von dieser Hauptspannungsversorgung versorgt. Um den Inkubator 30 innerhalb einer wünschenswerten Zeitspanne auf zuheizen und auf dem Temperatursollwert 37ºC zu halten, ist es wünschenswert, daß die Heizung 90 ungefähr 100 W dissipiert. Es ist ebenfalls wünschenswert, daß die Heizung 90 dieselbe Menge an Wärme dissipiert, unabhängig davon, ob eine Spannungsversorgung mit 110 oder 220 V Wechselspannung verwendet wird. Demgemäß weist die Heizung, die ein einfaches Widerstandselement in der Form eines Bandes sein kann, vorzugsweise zwei getrennte Schaltkreise auf, einen für jede Betriebsspannung. Folglich, um das Gerät darauf umzustellen, bei 220 V betrieben zu werden, muß man die Verbindungen auf dem Heizungsband ebenso wie dem Transformator der Stromversorgung 210 umstellen. Falls gewünscht, können Schalter bereitgestellt werden, um diese Umstellung zu erleichtern. Die einzige geregelte Spannung, die benötigt wird, ist eine +5 V-Gleichspannungsversorgung für die auf der Platine befindlichen integrierten CMOS- Schaltkreise. Die Meßlichtquelle 100 und Heizungsschaltungsanordnung sind selbstregelnd und besitzen keine speziellen Regelanforderungen. Dieses Merkmal gestattet es, die Stromversorgung 210 einfach und preiswert als Teil der Hilfsplatine 66 zu bauen.
Insbesondere wurde für die Meßlichtquelle 100 eine Halogen-Glühlampe mit niedriger Spannung und niedriger Wattzahl gewählt, wegen der Stabilität der Glühwendel 106 über lange Zeiträume hinweg. Jede Verschlechterung der Glühwendel 106 über die Zeit kann durch den Lichtregelschaltkreis 200 kompensiert werden, der die von der Glühlampe ausgegebene Lichtintensität mißt und diese Information mit einer bekannten Referenz vergleicht, um den Strom zu der Glühlampe zu regeln, wie oben beschrieben. Die erwähnte Einstellung an dem Lichtregelschaltkreis 200 gestattet es, die Lichtausgangsleistung auf jedes gewünschte Niveau einzuregeln. Da die Lichtausgangsleistung selbstregelnd ist, kann man eine ungeregelte Versorgung für die Glühlampe akzeptieren. Der Energieverbrauch der CMOS-Schaltkreise ist hinreichend niedrig, daß der schlechte inhärente Wirkungsgrad eines Serienreglers mit drei Anschlüssen akzeptiert werden kann, um die geregelte 5 V-Versorgung bereitzustellen. Der Transformator der Stromversorgung kann so gewählt werden, daß die gleichgerichtete Wechselstromspannung sowohl die nichtgeregelte Spannung für die Halogen-Glühlampe als auch die geregelten 5 V, die von der Elektronik benötigt werden, bereitstellen kann. (Ein SIGNAL-LP-Transformator ist mit Erfolg verwendet worden.) Der Transformator kann so dimensioniert sein, daß er die Leistungsanforderungen der Glühlampe abwickelt. Wegen der nichtgeregelten Natur der von der Glühlampe benötigten Versorgung werden separate Gleichrichter für das Licht und die Sensorelektronik verwendet.
Die Geräte-Controllerkarte 64 ist eine einzelne digitale Computerkarte eines kommerziell von einer Vielzahl von Quellen erhältlichen Typs, zu der ein kundenspezifisches ROM 220 hinzugefügt worden ist, das ein Basic-Programm gemäß dem in Fig. 8 gezeigten Flußdiagramm enthält. Ein Tattletale Modell 2 von Onset Computer Corp., das mit der Fähigkeit zur Analog-Digital-Umwandlung ausgestattet ist (siehe unten), ist mit Erfolg verwendet worden. Falls ein anderer Computer verwendet würde, muß solch eine Fähigkeit hinzugefügt werden.
Die Karte 64 enthält einen Spannungsregler 222 für die auf der Karte befindliche Elektronik, eine Zentraleinheit 224, den oben erwähnten kundenspezifischen ROM 220, Analog- Digital-Umwandlungsmittel 226, um die analogen Photodetektorsignale, die von der Hilfsplatine 66 des Bausteins (und wenn ein oder mehrere Erweiterungsbausteine 22 verwendet werden, auch von den Hilfsplatinen 66 dieser Erweiterungsbausteine) empfangen werden, zu digitalisieren, eine digitale Ein-/Ausgabe-Schnittstelle 227, um mit dem Kanalauswahlmultiplexer 202 zu kommunizieren, Speichermittel 228 für Pufferspeicherung der digitalisierten Signale und verwandter Informationen, und eine schematisch als 230 dargestellte RS-232-Schnittstelle, um mit dem HOST-Rechner 1 durch das Verbindungselement 165 zu kommunizieren. Falls gewünscht, kann die A/D-Umwandlung auch separat auf jeder Hilfsplatine 66 durchgeführt werden, aber die veranschaulichte Ausführungsform wird bevorzugt. Der Spannungsregler 222 empfängt die grobe, ungeregelte Ausgabe der Transformator-basierten Stromversorgung 210 auf der Hilfsplatine 66 und gewinnt daraus eine geregelte 5 V-Versorgung für die Benutzung auf der Controllerkarte 64. Für diesen Zweck kann die ungeregelte Ausgabe der Stromversorgung 210 zwischen 6 und 10 V liegen.
Wie man den Fig. 4 und 8 entnehmen kann, gibt der HOST- Rechner ein Kommando aus, um das Gerät zu starten (46, 242), und an diesem Punkt wird die Kontrolle im wesentlichen an die Geräte-Controllerkarte 64 und ihr speicherresidentes Programm, wie in Fig. 8 gezeigt, abgegeben. Danach erzeugt die Geräte-Controllerkarte 64 die oben erwähnten Kanalauswahlsignale, und sendet sie nacheinander zu der Hilfsplatine 66 eines jeden aktiven Bausteins (Kästchen 244, 253). Der Zustand bzw. Status eines jeden Anzeigemittels für den Schachtstatus (d.h. die elektromechanischen Schalter 150) wird überprüft (Kästchen 246, 248). Solch eine Operation wird zyklisch wiederholt, beispielsweise alle 10 Sekunden, bis von dem HOST-Rechner ein Stopbefehl ausgegeben wird.
Für jeden Schacht 82, bei dem der Status des Schalters anzeigt, daß kein Teströhrchen vorhanden ist, wird ein "0"- Wert im Puffer an einem Platz gespeicherte der zu diesem bestimmten Schacht korrespondiert (Kästchen 250). Für jeden Schacht, bei dem der Schalter anzeigt, daß ein Teströhrchen vorhanden ist, wird die Ausgabe von dem zugehörigen Photodetektor zu der Geräte-Controllerkart gesendet, digitalisiert und in dem Speicherpuffer an einem Platz gespeicherte der zu diesem Schacht korrespondiert (Kästchen 252). Für jeden solchen Zyklus wird die Inkubatortemperatur und der Status ebenfalls in dem Puffer gespeichert (Kästchen 254). Dementsprechend wird für jeden Schacht in dem Puffer ein Wert gespeichert. Jeder Schacht wird automatisch identifiziert mittels seines Platzes im Puffer. In vorbestimmten Intervallen wird der Puffer an den HOST- Rechner Übertragen (Kästchen 256, 48). Da das Zeitintervall fest vorgegeben ist, besitzen die bei dem HOST-Rechner ankommenden Daten ein konsistentes, einfach zu handhabendes Format und sind darüber hinaus weniger umfangreich als bei dem LAL-4000. Darüber hinaus werden, da die Puffergröße fest vorgegeben ist, Testläufe und Wartung vereinfacht.
Es sollte angemerkt werden, daß das in der Geräte- Controllerkarte 64 gespeicherte Programm, wie es durch die Fig. 8 dargestellt ist, nicht spezifisch für irgendeine besondere Art von Test ist. Der Geräte-Controller 64 und die Hilfsplatine oder -platinen 66 arbeiten zusammen und führen allgemein gesagt Funktionen aus, um kinetische Messungen von einer Vielzahl von unabhängigen Kanälen zu erhalten und die Information in digitaler Form zu speichern, so daß sie an einen HOST-Rechner weitergegeben werden kann. Jede Verarbeitung der Rohdaten wird in dem HOST-Rechner durchgeführt. Diese Praxis vereinfacht das speicherresidente Programm in der Geräte-Controllerkarte 64 und macht es brauchbar für eine Vielzahl von Tests.
Während der Datenerfassungsphase wird jeder Kanal unabhängig behandelt. Das heißt, die Ausgabe eines gegebenen Meß-Photodetektors 126 eines aktiven Kanals wird während eines Zyklus gespeichert, ohne Bezug darauf, ob dieser Kanal während des vorherigen Zyklus aktiv war oder nicht. Demgemäß kann die Bedienungsperson bei der Durchführung eines Tests Teströhrchen 10 in die Schächte 82 in beliebiger Reihenfolge und zu verschiedenen Zeiten einführen. Für eine gegebene Probe beginnt die Datenerfassung, wenn das Teströhrchen eingeführt ist und sich der Status des Schalters 150 ändert. Danach springen die von diesem Kanal erfaßten Daten von ihrem vorherigen Null-Wert (dieser vorherige Null-Wert stammt von der Tatsache, daß der Kanal vorher inaktiv war) auf einen endlichen Wert, der auf der Ausgabe des Photodetektors 126 für diesen Kanal basiert. Wenn der HOST-Rechner die erfaßten Daten interpretiert, nimmt er an, daß eine Messung für einen bestimmten Kanal zur "Zeit Null" begann, wenn der gespeicherte Wert für diesen Kanal von Null auf einen endlichen Wert springt.
Zusätzliche Eigenschaften und Vorteile eines Geräts gemäß der gegenwärtigen Erfindung werden nun beschrieben werden.
Wie oben erwähnt, haben einige frühere Geräte eine Vielzahl von separaten Lichtquellen und Detektoren für jedes Teströhrchen verwendet. Solch eine Anordnung besitzt den Nachteil, daß es schwierig ist, die Stärke und spektralen Güten der individuellen Lichtquellen zu manipulieren, und weiterhin wird es schwierig gemacht, Filter und sich unterscheidende Lichtquellen in einem Versuch zur Durchführung chromogener Tests zu verwenden. Andere Geräte, wie z.B. der Mikroplattenleser, bewegen der Reihe nach eine Vielzahl von Proben an einem einzelnen Lichtquelle/Detektorpaar vorbei. Dieser Ansatz erfordert bewegliche Teile und bringt wenigstens zwei nachteilige Effekte mit sich. Erstens, die schlechten optischen Eigenschaften der Teströhrchen machen es schwierig, wiederholbare Ergebnisse zu erreichen. Zweitens, die resultierenden Erschütterungen beeinflussen die Reaktionsraten. Zusätzlich besitzt der Mikroplattenleser den zusätzlichen Nachteil, daß alle Proben zu ein und der selben Zeit präpariert werden müssen. Die Tests werden nicht unabhängig voneinander begonnen.
Im Gegensatz dazu steht ein Gerät gemäß der gegenwärtigen Erfindung, in dem die individuellen Röhrchen fixiert sind, und das eine einzelne Lichtquelle verwendet, die die potentielle Möglichkeit bietet, in irgendeinem einer Vielzahl von Tests verwendet zu werden.
Zusätzlich sind die Teströhrchen Schächte eines Gerätes gemäß der gegenwärtigen Erfindung in einem Kreis angeordnet, wobei jeder Schacht von einer einzelnen Lichtquelle äquidistant angeordnet ist. Unter den Vorteilen solch einer Anordnung sind die folgenden:
Die gesamte mit der Lichterzeugung assoziierte Schaltungsanordnung ist reduziert, da nur eine Meßlichtquelle in jedem gegebenen Baustein vorhanden ist.
Ein einzelner dedizierter Photodetektor wird verwendet, um jede Veränderlichkeit bzw. Schwankung in der Lichtquelle (z.B. infolge von Alterung oder Temperatur) oder in der Spannungsversorgung zu überwachen und zu korrigieren. Diese Selbstregelung reduziert die Komplexität der Stromversorgung. Es ist wichtig zu bemerken, daß, da alle Photodetektoren dieselbe Lichtquelle "sehen", jede Veränderlichkeit in der Lichtquelle allen Detektoren gemeinsam ist, wodurch die Fähigkeit des Geräts und des HOST-Rechners erhöht wird, Vergleichsmessungen zwischen Standardproben und unbekannten Proben durchzuführen.
Ganz anders als bei vielen anderen Geräten sind die mit dem Inkubator assoziierten elektronischen Teile leicht zugänglich. Das gilt insbesondere für sowohl die Lichtquelle als auch die Photodetektoren.
Eine Vielzahl von Lichtquellen und Filtern kann ohne weiteres verwendet werden. Dementsprechend kann ein Gerät gemäß der gegenwärtigen Erfindung auch als ein Spektralphotometer verwendet werden.
Viele Tests, einschließlich des LAL-Tests, sind empfindlich gegenüber der Temperatur. Insbesondere ist häufig die Rate, mit der eine Reaktion während des Tests fortschreitet, eine Funktion der Temperatur. Um den Fehler infolge der Temperaturschwankungen zu minimieren, haben einige Geräte nach dem Stand der Technik versucht, die Temperatur des Inkubators zu regeln. Wie jedoch oben in Bezug auf Fig. 2 erwähnt, kann eine Fehlerquelle aufgrund einer Veränderlichkeit bzw. Streuung in der Temperatur von einem Schacht zu dem nächsten infolge von Gradienten innerhalb des Inkubators entstehen, und der Temperaturgradient ist nicht konsistent, wenn die bei den Geräten nach dem Stand der Technik vorgefundene rechteckige Anordnung der Schächte verwendet wird. Fig. 9 ist eine schematische Draufsicht auf einen Inkubator 30 gemäß der gegenwärtigen Erfindung, wobei die schematische Zeichnung Temperaturgradienten zeigt, die durch Isotherme 166 in gestrichelten Linien repräsentiert werden. Die Energie von der Heizung wird gleichmäßig entlang des Umfanges des Heizblockes zugeführt, so daß jeder Schacht 82 auf einer Isotherme angeordnet ist. Weiterhin beeinflußt, da die Schächte äquidistant von einer einzelnen Lichtquelle angeordnet sind, jeder thermische Effekt, der von der Wärmelichtquelle ausgeht, gleichmäßig jeden Schacht. Dementsprechend befinden sich alle Proben auf derselben Temperatur.
Es ist oben erwähnt worden, daß die Befestigung der Photodetektoren 126, 136 in engem thermischen Kontakt mit dem Inkubator im allgemeinen die Temperatur der Photodetektoren auf die mittlere oder näherungsweise Temperatur des Inkubators einregelt, wodurch Fehlerquellen eliminiert werden. Zusätzlich kann man nun sehen, daß infolge der oben erwähnten kreisförmigen Symmetrie des Gerätes jeder Photodetektor auf einer Isotherme angebracht ist, sodaß sich alle von ihnen auf derselben Temperatur befinden. Dies gilt sogar für den dedizierten Photodetektor 136, der verwendet wird, um die Meßlichtquelle zu regeln. Dementsprechend werden von den Temperaturunterschieden zwischen den verschiedenen Photodetektoren herstammende Fehlerquellen sogar noch weiter verringert.
Die Verwendung einer einzelnen Lichtquelle in Kombination mit einem separaten Photodetektor für jede Probe ermöglicht die Verwendung von Teströhrchen, die aus preiswertem Glas nichtoptischer Güte hergestellt sind. Weiterhin werden keine beweglichen Teile wie z.B. ein Karussell benötigt, um die Proben an einem Detektor vorbei (wie dem Coagamate) zu bewegen, wodurch es ermöglicht wird, eine große Anzahl von Proben in kurzen Zeitintervallen auszulesen, und wodurch Bewegungen vermieden werden, die Proben während Tests stören würden, die Trübungsmessungen verwenden.
Von einer Perspektive der Herstellung ist es einfacher und weniger teurer, runde Stücke auf einer Drehbank maschinell herzustellen, als eckige auf einer Fräsmaschine. Dementsprechend sind der Heizblock 70 und der Teströhrcheneinsatz 80 gemäß der gegenwärtigen Erfindung vergleichsweise preiswert herzustellen.
Wie oben erwähnt, ermöglicht die Anordnung der Erfindung die Verwendung eines Diffusors. Dies hat den Vorteil, daß die radiale Symmetrie des von der Quelle emittierten Lichtes verbessert wird. Da nur die relativen Änderungen des bei jedem Meßdetektors gemessenen Lichtes wichtig sind, ist die radiale Symmetrie des ausgegebenen Lichtes nicht kritisch. Jedoch liefert die Verbesserung der radialen Symmetrie den beträchtlichen Vorteil, daß eine bessere Auflösung des A/D-Wandlers ermöglicht wird.
In der gegenwärtigen Erfindung liefert die Meßlichtquelle eine konstante Ausgabe. In den Erfindungen nach dem Stand der Technik werden oft gepulste Lichtquellen zur Detektion absoluter Lichtniveaus verwendet, indem man zuerst ein Umgebungslichtniveau mißt, und dann die Ergebnisse während des Tests vom Umgebungsniveau abzieht. In der gegenwärtigen Erfindung werden nur relative Änderungen der Lichtdurchlässigkeit bzw. Lichttransmission benötigt. Dementsprechend ist eine gepulste Lichtquelle unnötig. Die Verwendung einer kontinuierlichen Lichtquelle vereinfacht die Schaltungsanordnung und verlängert die Lebensdauer der Glühlampe.
Wie oben erwähnt worden ist, schränkt der Teströhrchen- Haltering 86 die Teströhrchen in ihrer Bewegungsmöglichkeit ein, um die Effekte von Erschütterungen auf die Detektorausgabe zu minimieren. Zusätzlich ermöglicht es die Verwendung des Halterings, die Durchmesser der Teströhrchenschächte etwas größer zu machen, als sie in der Vergangenheit, z.B. beim LAL-4000, gemacht worden sind. Insbesondere werden die Wegwerfteströhrchen mit einer größeren Toleranz hergestellt, und viele Röhrchen können nicht in die Schächte des LAL-4000 hineinpassen. Das Ergebnis ist, daß die Bedienungsperson des LAL-4000 Zeit aufwenden muß, um jene Teströhrchen vorauszuwählen und zu sortieren, die in die Schächte hineinpassen, und um jene auszusortieren, die nicht hineinpassen. Demgemäß kann die gegenwärtige Erfindung Teströhrchen mit einer großen Veränderlichkeit bzw. Streuung in ihren Abmessungen unterbringen. Ein Haltering des gezeigten Typs würde schwieriger in eine Heizblockbaueinheit mit in einem rechteckigen Gitter angeordneten Teströhrchen einzubauen sein.
Die intelligente Aufteilung der von der gegenwärtigen Erfindung bereitgestellten Funktionen zwischen dem HOST- Computer, der Geräte-Controllerkarte und der Hilfsplatine liefert deutliche Vorteile gegenüber den Geräten nach dem Stand der Technik. Mit besonderer Bezugnahme auf die Hilfsplatine oder -platinen sollte es angemerkt werden, daß die dadurch durchgeführte Meßerfassungsfunktion im wesentlichen passiv ist, mit Ausnahme der Schaltfunktion, die durch die Kanalauswahlelektronik entsprechend den Instruktionen durch den Geräte-Controller durchgeführt wird. Demgemäß, in Begriffen der Datenerfassung, macht die Hilfsplatine wenig mehr, als die Signale von ausgewählten Meß-Photodetektoren zu erhalten und zu verstärken und die verstärkten analogen Signale an den Geräte-Controller weiterzuleiten. Dadurch, daß man auf diese Weise die durch die Hilfsplatine durchgeführten Funktionen minimiert, werden die Kosten eines Erweiterungsbausteines niedriger gehalten, und der Erweiterungsbaustein kann kompakter, von leichterem Gewicht und, sehr wichtig, vielseitiger sein. Solch eine Vielseitigkeit rührt von der Tatsache her, daß die durch die Hilfsplatine durchgeführten Funktionen nicht spezifisch für eine bestimmte Art von Test sind.
Ähnliche Überlegungen betreffen auch einen Hauptbaustein, der ebenfalls eine Geräte-Controllerkarte aufweist. Solch ein Baustein kann ein Volumen aufweisen, das wenigstens so niedrig ist wie 11143,16 cm³, und ein Gewicht, das wenigstens so niedrig ist wie 4,476 kg. Eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform ist ungefähr 33,02 cm breit, 26,67 cm tief und ungefähr 15,24 cm hoch. Obwohl die Datenerfassungsfunktion, die von der Geräte- Controllerkarte ausgeführt wird, nicht so passiv ist wie jene, die von den Hilfsplatinen ausgeführt wird, ist es nichtsdestoweniger so, daß das in der Geräte-Controllerkarte gespeicherte Programm nicht spezifisch für irgendeine besondere Art von Test ist. Folglich ist, in Begriffen der Datenerfassung, die Elektronik des Geräts in erster Linie ein Mittel zum Erfassen, Digitalisieren und Speichern von Rohdaten. Jede Verarbeitung der Rohdaten wird in dem HOST- Rechner durchgeführt, der eine Vielzahl von testspezifischen Programmen ausführen kann. Das Programme, das ausgewählt wird, um auf dem HOST-Rechner zu laufen, wird dem Typ des Tests entsprechen, der durchgeführt wird. Dieses Merkmal vereinfacht sowohl in großem Ausmaß das in der Geräte-Controllerkarte gespeicherte Programm und erhöht ebenfalls die Vielseitigkeit des Geräts als Ganzes, wodurch es in Verbindung mit anderen Tests verwendet werden kann. In der Tat wird einem Laboratorium, das im Besitz des Geräts und eines HOST-Rechners ist, eine große Vielzahl von Optionen offeriert, wie es die von dem Gerät zu dem HOST- Rechner weitergeleiteten Rohdaten zu verwenden wünscht, da die Software für den HOST-Rechner viel leichter solchen Modifikationen, wie sie erwünscht sein mögen, unterworfen werden kann.
Folglich kann man sehen, daß die gegenwärtige Erfindung allgemein gesagt ein sehr vielseitiges Gerät zur unabhängigen und kinetischen Messung der Lichtdurchlässigkeit bzw. Lichttransmission durch eine Vielzahl von Proben hindurch bereitstellt, indem Ausgangssignale von einer Vielzahl von Photodetektoren erhalten werden, und zum Digitalisieren und Speichern jener Signale, und um sie für einen HOST-Rechner verfügbar zu machen, ohne ausdrücklichen Bezug auf den bestimmten letztendlichen Gebrauch, den der HOST-Rechner von der gespeicherten Information machen soll.
Es wird angenommen, daß dies das erste Gerät für kinetische Messungen der Lichtabsorptionseigenschaften einer Vielzahl von unabhängigen Proben ist, in Wegwerfteströhrchen, die in einem kreisförmigen Muster um eine einzelne Lichtquelle herum angeordnet sind.
Offensichtlich sind zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Licht der obigen Lehre möglich. Es versteht sich folglich, daß innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche die Erfindung auch anders als hier spezifisch beschrieben in die Praxis umgesetzt werden kann.

Claims

1. Kinetisches Analysegerät mit einer Mehrzahl unabhängiger Kanäle, um von einer Mehrzahl von Photodetektoren (126) Ausgangsdaten zu erhalten, welche von Änderungen der Lichtdurchlässigkeit einer Mehrzahl von Proben stammen, wobei das Gerät zumindest einen ersten Baustein (20) besitzt, der aulweist:

ein stationäres erstes Gehäuse (28),

ein erstes Teströhrchen-Halterungsmittel (30), das innerhalb des ersten Gehäuses (28) im wesentlichen fest gelagert ist und in dem eine Mehrzahl von Schächten (82) ausgebildet ist, welche in einer im wesentlichen kreisförmigen Reihe (80) angeordnet sind,

eine erste Mehrzahl von Lichtpfaden (120), welche je quer zu den Schächten (82) verlaufen und diese schneiden, wobei jeder Schacht (82) der Mehrzahl dazu eingerichtet ist, ein Teströhrchen (10) aufzunehmen,

eine erste Meßlichtquelle (100) mit konstantem Ausgang, wobei das von dieser emittierte Licht jeden der Lichtpfade (120) der ersten Mehrzahl durchläuft und jeden Schacht (82) der Mehrzahl durchquert,

eine Mehrzahl von Meß-Photodetektoren (126), welche in dem ersten Gehäuse (28) angeordnet sind und je in bezug aufjeden der Lichtpfade (120) fest montiert sind, sodaß jeder Licht von der ersten Meßlichtquelle (100) empfangt, nachdem dieses Licht die Mehrzahl von Schächten (82) durchquert hat, und

ein Gerätesteuermittel (64), welches dazu programmiert ist, eine Reihe von Kanalauswahlsignalen zu liefern

dadurch gekennzeichnet, daß

das erste Teströhrchen-Halterungsmittel von einem Inkubator (30) gebildet ist, der eine im wesentlichen ringförmige, um ein Krümmungszentrum der kreisförmigen Reihe (80) von Schächten (82) zentrierte Form besitzt, wobei der Inkubator (30) einen Teströhrcheneinsatz (80), in welchem die Schächte (82) geformt sind und welcher die Form eines im wesentlichen ringförmigen Blocks besitzt, sowie einen Heizblock (70) und ein Heizmiftel (90) zum Heizen des Inkubators (30) aufweist, in dem Heizblock (70), der die Gestalt eines im wesentlichen ringförmigen Blocks besitzt, eine Aufnahmeöffnung (72) ausgebildet ist, welche den Teströhrcheneinsatz (80) aufnimmt, und der Inkubator (30) weiters ein Haltemittel besitzt, um die Teströhrchen (10) während des Tests an einer Bewegung in den Schächten (82) zu hindern

2. Kinetisches Analysegerät mit einer Mehrzahl unabhängiger Kanäle, um von einer Mehrzahl von Photodetektoren (126) Ausgangsdaten zu erhalten, welche von Anderungen der Lichtdurchlässigkeit einer Mehrzahl von Proben stammen, wobei das Gerät zumindest einen ersten Baustein (20) besitzt, der aufweist:

ein stationäres erstes Gehäuse (28),

ein erstes Teströhrchen-Halterungsmiftel (30), das innerhalb des ersten Gehäuses (28) im wesentlichen fest gelagert ist und in dem eine Mehrzahl von Schächten (82) ausgebildet ist, welche in einer im wesentlichen kreisförmigen Reihe angeordnet sind,

eine Mehrzahl von Meß-Photodetektoren (126), welche in dem ersten Gehäuse (28) angeordnet sind und je in bezug auf jeden der Lichtpfade (120) fest montiert sind, sodaß jeder Licht von der ersten Meßlichtquelle (100) empfängt, nachdem dieses Licht die Mehrzahl von Schächten (82) durchquert hat, und

dadurch gekennzeichnet, daß

das erste Teströhrchen-Halterungsmittel von einem Inkubator (30) gebildet ist, der eine im wesentlichen ringförmige, um ein Krümmungszentrum der kreisförmigen Reihe (80) von Schächten (82) zentrierte Form besitzt, wobei der Inkubator (30) einen Teströhrcheneinsatz (80), in welchem die Schächte (82) geformt sind und welcher die Form eines im wesentlichen ringförmigen Blocks besitzt, sowie einen Heizblock (70) und ein Heinmittel (90) zum Heizen des Inkubators (30) aufweist, in dem Heizblock (70), der die Gestalt eines im wesentlichen ringförmigen Blocks besitzt, eine Aufnahmeöffnung (72) ausgebildet ist, welche den Teströhrcheneinsatz (80) aufnimmt, und der Inkubator (30) weiters ein Haltemittel besitzt, um die Teströhrchen (10) während des Tests an einer Bewegung in den Schächten (82) zu hindern und daß jeder der sich radial sowohl durch den Heizblock (70) als auch durch den Teströhrcheneinsatz (80) erstreckenden Lichtpfade (120) eine in der inneren Wand des ringförmigen Heizblocks (70) ausgebildete Öffnung (122), zwei diametral gegenüberliegende, in der inneren bzw. der äußeren Wand des Teströhrcheneinsatzes (80) ausgebildete Öffnungen (124) sowie eine in der äußeren Wand des ringförmigen Heizblockes (70) ausgebildete Öffhung (140) zur Aufhahme eines Meßphotodetektors (126) aufweist, wobei diese Öffnungen (122, 124 und 140) axial fluchten.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (86) ein Spannmittel aufweist, um die Teströhrchen (10) in den Schächten (82) einzuspannen, wobei das Spannmittel, z.B. ein elastisches, ringartiges Teil (86), in einem Schlitz (88) aufgenommen ist, der in dem Teströhrcheneinsatz (80) ausgebildet ist und sich bezüglich desselben dem Umfang nach erstreckt.

4. Gerät nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (100) innerhalb des ersten Gehäuses (28) zentral angeordnet und im wesentlichen von den mehreren Schächten (82) äquidistant gelegen ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es weiters eine Heizstromversorgung (66) für das Heizmittel (90) und ein Temperatursensormittel (92) zum Erfassen einer Temperatur des Heizblockes (70) aufweist, wobei die Heizstromversorgung (66) ein auf das Temperatursensormittel (92) ansprechendes Mittel (206) zum Regeln der aus dem Heizmittel (90) zugeführten Energie besitzt, sodaß die Temperatur des Heizblockes (70) im wesentlichen konstant bleibt.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizblock (70) zumindest eine gekrümmte Seitenwand besitzt, die zur kreisförmigen Reihe von Schächten (82) konzentrisch ist und um diese herum angeordnet ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßphotodetektoren (126) auf dem Inkubator (30), in engem thermischen Kontakt mit diesem angeordnet sind, wobei das Heizmittel (90) und die Masse des Inkubators (30) gemeinsam ein Mittel aufweisen, um jeden der Meßphotodetektoren (126) im wesentlichen auf der gleichen konstanten Temperatur zu halten.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl der Schächte (82) einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser im wesentlichen in dem Bereich von 10 mm bis 10,13 mm aufweist.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mehrzahl der Schächte (82) einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser im wesentlichen in dem Bereich von 11,93 mm und 12,06 mm aufweist.

10. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlichtquelle (100) in dem Krümmungszentrum der im wesentlichen kreisförmigen Reihe von Schächten (82) angeordnet ist.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Regelphotodetektor (136) besitzt, der fest angeordnet ist und Licht von der Meßlichtquelle (100) erhält, und daß die Stromversorgung (66) für die Meßlichtquelle ein Lichtregelmittel (200) besitzt, das auf ein Signal des Regelphotodetektors (136) anspricht, um einen Ausgang der Meßlicht- Stromversorgung kontinuierlich zu regeln, sodaß das Signal des Regelphotodetektors (136) im wesentlichen konstant bleibt.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es Steuermittel (102, 150, 202) eines ersten Bausteins besitzt, die in dem ersten Gehäuse (28) angeordnet sind und zumindest aufweisen.

eine erste Stromversorgung (102) für die erste Meßlichtquelle (100);

ein erstes, einer Mehrzahl der ersten Schächte (82) zugeordnetes Anzeigemittel (150) für den Schachtstatus, um eine unabhängige Anzeige für jeden der ersten Schächte dahingehend zu liefern, ob für diesen Schacht eine Messung durchgeführt wird oder nicht, und ein erstes Photodetektor-Abfragemittel (202), welches auf die Kanalauswahlsignale anspricht, sodaß ein Ausgangssignal jedes einem ersten Schacht (82) zugeordneten ersten Meßphotodetektors (126) an das Gerätesteuermittel weitergeleitet wird, wobei die Anzeige des ersten Anzeigemittels (150) für den Schachtstatus für diesen Schacht (82) anzeigt, daß eine Messung in diesem Schacht (82) durchgeführt wird.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelphotodetektor (136) und die Meßphotodetektoren (126) auf dem Teströhrchen-Halterungsmittel (30) in engem thermischen Kontakt mit diesem angeordnet sind, und daß die Temperatur des Regelphotodetektors (136) mit den Temperaturen der Meßphotodetektoren (126) im wesentlichen gleich bleibt.

14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es ein zwischen der Meßlichtquelle (100) und den Schächten (82) angeordnetes Lichtdiffusermittel (110) besitzt.

15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es ein zwischen der Meßlichtquelle (100) und den Schächten (82) angeordnetes, spektral-selektives Filtermittel (116) aufweist.

16. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigemittel (150) für den Schachtstatus ehe Mehrzahl elektromechanischer Schalter besitzt, die je einer Mehrzahl der Schächte (82) zugeordnet sind, wobei jeder Schalter ein sich in den zugehörigen Schacht (82) hineinerstreckendes Betätigungsmittel (154) aufweist und so angeordnet ist, daß er von einem innerhalb des entsprechenden Schachtes vorhandenem Teströhrchen (10) kontaktiert wird, und daß das Einführen eines Teströhrchens (10) in einen Schacht (82) eine Änderung des Schaltzustandes des zugeordneten Schalters verursacht, und das Photodetektor-Abfragemittel (202) unabhängig auf den Zustand jedes Schalters anspricht.

17. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das programmierte Gerätesteuermittel (64) zumindest eine CPU (224) und ein Speicheirmittel (228) besitzt, das Gerät ferner ein Digitalisierungsmittel (227) zum Digitalisieren der Signale der Meßphotodetektoren (126) aufweist und das Gerätesteuermittel (64) dazu programmiert ist, die digitalisierten Signale in dem Speichermittel (228) abzuspeichern.

18. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätesteuermittel (64) aüch ein Interfacemittel (230) für die Kommunikation des Gerätesteuermittels (64) mit einem HOST-Rechner enthält.

19. Gerät nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es weiters einen zweiten Baustein (22) besitzt und der zweite Baustein (22) aufweist:

ein zweites Gehäuse (28),

ein zweites Teströhrchen-Halterungsmittel (30), das innerhalb des zweiten Gehäuses (28) im wesentlichen fest gelagert ist und in dem eine zusätzliche Mehrzahl von Schächten (82) ausgebildet ist, welche in einer im wesentlichen kreisförmigen Reihe angeordnet sind, und eine zweite Mehrzähl von Lichtpfaden (120) je quer zu den zusätzlichen Schächten verläuft und diese schneidet, wobei jeder der zusätzlichen Schächte (82) dazu eingerichtet ist, ein Teströhrchen (10) aufzunehmen, wobei das zweite Teströhrchen-Halterungsmittel (30) Mittel zum Halten der Mehrzahl von Teströhrchen (10) an festen Stellen und in einer zweiten, im wesentlichen kreisförmigen Reihe besitzt,

eine einzige zweite Meßlichtquelle (100), die innerhalb des zweiten Gehäuses (28) montiert und so angeordnet ist, daß ihr Licht jeden der zweiten Lichtpfade durchläuft und jeden zusätzlichen Schacht durchquert, wobei die zweite Meßlichtquelle (100) im wesentlichen äquidistant von jedem zusätzlichen Schacht angeordnet ist,

eine zweite Mehrzahl von Meß-Photodetektoren (126), welche in dem zweiten Gehäuse (28) angeordnet sind und je in bezug auf jeden der zweiten Lichtpfade (120) fest montiert sind, sodaß jeder Licht von der zweiten Meßlichtquelle (100) empfängt, nachdem dieses Licht die zusätzlichen Schächte durchquert hat, und

Steuermittel (102, 150, 202) des zweiten Bausteins, welche in dem zweiten Gehäuse (28) angeordnet sind und zumindest aufweisen:

eine zweite Stromversorgung (102) für die zweite Meßlichtquelle,

ein zusätzliches, einer Mehrzahl der zusätzlichen Schächte (82) zugeordnetes Anzeigemittel (150) für den Schachtstatus, um eine unabhängige Anzeige für jeden der zweiten Schächte dahingehend zu liefern, ob für diesen Schacht (82) eine Messung durchgeführt wird oder nicht, und

ein zweites Photodetektor-Abfragemittel (202), welches auf die Kannlauswahlsignale anspricht, sodaß ein Ausgangssignal jedes, einem zusätzlichen Schacht zugeordneten, zweiten Meßphotodetektors (126) sequentiell und wiederholt an das Gerätesteuermittel (64) weitergeleitet wird, wobei die Anzeige des Anzeigemittels für den Status der zusätzlichen Schächte anzeigt, daß eine Messung für diesen Schacht durchgeführt wird.

20. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätesteuermittel (64) in dem ersten oder zweiten Baustein angeordnet ist und mit den Steuermitteln (102, 150, 202) des ersten und des zweiten Bausteins in Verbindung steht und das Gerätesteuermittel (64) zumindest eine CPU (224) und ein Speichermittel (228) aufweist, und daß das Gerät weiters Digitalisierungsmittel (226) zum Digitalisieren der Signale der Meßphotodetektoren besitzt, wobei das Gerätesteuermittel (64) dazu programmiert ist, auf die Steuermittel (102, 150, 202) für den ersten und den zweiten Baustein zuzugreifen und die digitalisierten Signale in dem Speichermittel (228) abzuspeichern.

21. Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner ein Interfacemittel (230) für die Kommunikation des Gerätesteuermittels (64) mit einem HOST-Rechner besitzt.