NO319225B1 - Apparat for lysmaling samt anvendelse av dette - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen angår et apparat for lysmåling, særlig for måling av farge og/eller intensitet for eksempel for bruk i forbindelse med et biomedisinsk diagnostisk test-kort.

AT-B-348 802 vedrører en lysmåler for bestemmelse av den relative lys-absorpsjon, der lysmåleren består av en avlang del med lys-utsendende og lys-detekterende anordninger. US-A-3 718 399 vedrører en fotoelektrisk lyskompara-tor for å sammenlikne farger, der en lysmåler omfatter et sensorhodelegeme som huser lys-utsendende og lys-detekterende anordninger, idet nevnte sensorhodelegeme er omgitt av en nedadragende hylse som danner en lystettende omslutning mot testflaten.

I de senere år er det utviklet test-kort, for eksempel for fast-fase immun-måling, for biomedisinske diagnostiske formål. Slike kort er vanligvis forsynt med ett eller flere prøveområder, normalt bare noen få millimeter (f.eks. omtrent 5 mm)

i utstrekning, der en væskeprøve (f.eks. blod eller serum) påsettes. Prøveområd-ene er laget slik at de skifter farge som respons på innhold og konsentrasjon av en spesiell komponent (f.eks. et spesielt protein) i væskeprøven.

Fargeforandringen kan, iallfall til en viss grad, oppdages og måles visuelt, for eksempel ved at man etter behandling sammenligner prøveområdet med et re-feranse fargekart. Slike visuelle metoder er imidlertid klart utilfredsstillende når det er ønskelig å oppnå nøyaktige og pålitelige målinger. Skal man oppnå pålitelige målinger med stor nøyaktighetsgrad, må et instrumentelt system benyttes.

Måling av farge, fargespektra og fargeintensitet på en ugjennomsiktig overflate gjøres ved å analysere lys som reflekteres fra overflaten når denne utsettes for et veldefinert lys. Det er vesentlig at overflateområdet som skal måles, og målesystemene, ikke utsettes for lys utenfra under målingene, og mekanismen må derfor forsynes med lysavskjerming. Dette er spesielt kritisk hvis det benyttes svake lyskilder som lysdioder ("light emitting diode"; LED) i stedet for sterke lyskilder som xenon bue-lamper eller tilsvarende. Det er også viktig at lyskilden og lys-detektoren har veldefinert plassering i forhold til overflaten som måles.

Vanlige instrumenter for analyse av overflate-farger er gjerne store og tunge, og derfor ikke særlig transportable, eller de er mindre, men fortsatt lite flek-sible i bruk. Forsøk på å utvikle mer hendige, små og transportable systemer har vært gjort, men hittil er det ingen kjente systemer som tilfredsstiller alle kravene som stilles slik at man overkommer de kjente problemer.

Ved foreliggende oppfinnelse presenteres et apparat for lysmåling som omfatter en avlang del som i sin ene ende har en lys-utsendende innretning og en lys-detekterende innretning. Apparatet er særpreget ved at det i det minste i sin ene ende er omgitt av et elastisk oppspent hylster slik at når det er i bruk og den avlange del er satt mot en overflate for å foreta en måling, så danner hylstret en lystett omslutning.

Fortrinnsvis kan de lys-utsendende og lys-detekterende innretningene bestå av elektroniske komponenter som fotodioder, fototransistorer eller tilsvarende, slik at dimensjonene i enden ("tuppen") av den avlange delen kan være små slik at lysmåleren kan anvendes for små overflate-arealer. Bruken av et hylster for å oppnå en lystett omslutning gjør det mulig å bruke en lyskilde med svak intensitet, f.eks. en lysdiode (LED).

Den lys-utsendende innretningen kan omfatte innretninger for å utsende bredspektret lys eller lys av smalere bølgelengdeområder. Bruk av to eller flere smalbånds-lyskilder tillater utførelse av vanlig enkel spektralanalyse. Dette er spesielt fordelaktig når man i prøveområdet ønsker å måle konsentrasjonsforhold for to eller flere komponenter som absorberer lys av forskjellig bølgelengde(område). Da kan man bruke to eller flere lyskilder, f.eks. to eller flere typer LED, eller alter-nativt vendbare filter-innretninger for en enkelt lyskilde. Siden absorpsjonsspektra fra fargede overflater alltid er av bredbånds natur, kan signal-til-støy (S/N) forhol-det under måling forbedres ved bruk av bredbånds lys-kilder som samsvarer med absorpsjonsområdet.

Hylstret er fortrinnsvis tilpasset slik at det er skyvbart mellom den posisjo-nen der det utgjør en lystett omslutning, og en posisjon der tuppen av den avlange delen er eksponert. Dette gjør det lettere først å plassere apparatet mot et lite prø-veareal, for så å skyve hylstret fram slik at det danner en lystett omslutning. Med fordel kan hylstret være oppspent, f.eks. ved en elastisk innretning som en fjær, i en posisjon som eksponerer tuppen av den avlange del. Den enden av hylstret som er nærmest tuppen av den avlange del kan ha en tetningsring som ytterligere sikrer lystettrngen.

Ved betjening av apparatet kan målinger enkelt foretas av operatøren. Det er likevel fordelaktig om tuppen av den avlange del har en lys-føler (f.eks. en fototransistor e.l.) inni den lystette omslutning, Lysføleren kan innstilles til å registrere når det er tilstrekkelig mørkt inni omslutningen til å gi en pålitelig nøyaktig avlesning, og via en kontroll-krets utløse en avlesning.

I tillegg til å danne en lystett omslutning hjelper hylstret også fordelaktig til å sikre en korrekt orientering av apparatet når det er i bruk, det vil si vinkelrett på fla-ten som skal måles.

Det er spesielt foretrukket at de lys-utsendende og lys-detekterende innretninger er plassert asymmetrisk i forhold til hverandre, for å unngå problemer med lys som blir direkte reflektert fra en glanset overflate. Sett på en annen måte frembrin-ger oppfinnelsen en lysmåler som omfatter en avlang del som i sin ene ende har lys-utsendende og lys-detekterende innretninger, og disse innretninger er asymmetrisk arrangert om sentralaksen til den avlange delen.

Et eksempel på en utførelse av oppfinnelsen blir beskrevet nedenfor med henvisning til de medfølgende tegninger, der: Fig. 1 er et sidesnitt av apparat ifølge en utførelse av oppfinnelsen; Fig. 2 er et tverrsnitt gjennom apparatet i området nær tuppen;

Fig. 3 er et snitt langs linjen lll-lll; og

Fig. 4 er et snitt langs linjen IV-IV.

Med henvisning til Fig. 1: Det vises en avlang penn-liknende del 1 som omfatter et sylindrisk hus 2. Den ene ende av huset 2 er forsynt med en spalte for gjen-nomføring av en kabel 3 som operativt kan forbinde de lys-utsendende, lys-detekterende og lys-følende elementer (beskrives nedenfor) med en fjernkontroll-enhet slik som en mikroprosessor (ikke vist). Apparatet kan omfatte en krets for måling av lysintensitet, som beskrevet i vår søknad PCT/GB93/01356; innholdet i denne omfattes av søknaden.

Den andre enden av det sylindriske huset 2 er lukket ved hjelp av en basis og en konisk tupp 4. Den koniske tuppen 4 har et hult sentralkammer 5 hvori er plassert en lys-utsendende innretning i form av en lysdiode (LED) 6, og en lys-detekterende innretning i form av en fotodiode 7. Kammeret 5 har en åpning ytt-erst på tuppen 4, og definerer på denne måten måleområdet, plassert på den sentrale langsgående akse av huset 2. Plasseringen av LED 6 og fotodioden 7 til-baketrukket i den koniske tuppen 4 hjelper til å beskytte dem fra vilkårlig skade, og gir delvis skjerming mot spredt lys.

Omkring den nedre halvdelen av huset 2 er et sylindrisk hylster 8 av lystett materiale, og rundt den nedre del av hylstret er det en ringforsegling 9 som kan være laget av et elastisk materiale. En fjær 10 er plassert mellom en ringformet skulder 11 utformet på den nedre del av huset 2, og en innadstikkende ringformet kant 12 på den øvre ende av hylstret 8. Fjæren 10 presser normalt hylstret 8 opp-over, ut av den stillingen som er vist i Figur 1, slik at den koniske tuppen 4 blir blottlagt. Når apparatet skal brukes, blir tuppen 4 satt ned mot overflaten som skal måles og deretter føres hylstret 8 ned mot fjæringen inntil forseglingsringen 9 kom-mer i kontakt med overflaten omkring måleområdet. Derved dannes en lystett omslutning om overflaten som skal måles, og de lys-utsendende og lys-detekterende innretninger.

Innerst i en utboring 13 i den koniske del 4 og i bunnen av huset 2 er plassert en fototransistor 14. Fototransistoren 14 er justert slik at den registrerer når lyset inni den lystette omslutningen er under en terskelverdi for nøyaktige målinger. Fototransistoren 14 sender da et signal til kontrollinnretningene for å få LED 6 til å iverksette måling.

Som det kan sees fra figurene 2, 3 og 4, er LED 6 og fotodioden 7 plassert asymmetrisk til hverandre og til husets sentrale lengdeakse, slik at lys direkte reflektert fra LED 6 ikke kan fanges opp av fotodioden 7 når apparatet brukes for måling av en glanset overflate.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet spesielt med henblikk på fargemål-inger, er anvendelsesområdet videre enn dette, og oppfinnelsen kan for eksempel, ved passende programmering av kontrollinnretningene, brukes i en strekkode-av-leser, for eksempel for oppdatering av apparatet med nye prøvedata.

Det må også forstås slik at selv om det i denne beskrivelsen er henvist til bruk av "lys", så er det ikke meningen at oppfinnelsen skal begrenses til synlig lys, men den kan også utvides til de ikke-synlige deler av det elektromagnetiske spektrum.

I tillegg til å kunne brukes for test-kort for fast-fase immun-analyse, kan apparatet naturligvis også brukes for å måle relativ fargeintensitet ved andre ana-lysemetoder som gir opphav til fargeutvikling, som for eksempel immun-analyse av materiale i flekker ("dot/spot") eller etter elektroforetisk overføring av materiale ("electrophoretic blotting").

Claims (11)

1. Apparat for lysmåling omfattende en avlang del (1) som i sin ene ende har en lys-utsendende innretning (6) og en lys-detekterende innretning (7), karakterisert ved at det i det minste i sin ene ende er omgitt av et elastisk oppspent hylster (8) slik at når det er i bruk og den avlange del (1) er satt mot en overflate for å foreta en måling, så danner hylstret (8) en lystett omslutning.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den lys-detekterende innretning er en fotodiode.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den lys-utsendende innretning er en lysdiode.

4. Apparat ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at det er forsynt med to eller flere lys-utsendende innretninger som kan sende ut lys ved ulike bølgelengder, eller en enkelt lys-utsendende innretning er forsynt med to eller flere vendbare filtre.

5. Apparat ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at det elastisk oppspente hylstret er tilpasset til å være bevegbart mellom en stilling der det danner en lystett omslutning, og en stilling der tuppen av den avlange del er eksponert.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at den enden av hylstret som er nærmest enden av den avlange del er forsynt med en ringforsegling.

7. Apparat ifølge ethvert av det foregående krav, karakterisert ved at den avlange delen er orientert vinkelrett på overflaten når hylstret utgjør en lystett omslutning.

8. Apparat ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at tuppen av den avlange del er forsynt med en lysfø-ler inni den lystette omslutning og kontroll-innretninger slik at lysmåling bare utfø-res av de lys-detekterende innretninger når det er tilstrekkelig mørkt inni den lystette omslutning til at pålitelig nøyaktige målinger kan oppnås.

9. Apparat ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at de lys-utsendende og de lys-detekterende innretninger er arrangert asymmetrisk i forhold til den avlange dels sentrale akse.

10. Anvendelse av apparatet ifølge krav 1, for å måle intensiteten av farge som utvikles på et prøveområde i forbindelse med fast-fase immun-analyse.

11. Anvendelse ifølge krav 10, karakterisert ved at prøveområdet har omtrent 5 millimeters utstrekning.