DE2101358A1 - Fotoanalysevorrichtung - Google Patents
FotoanalysevorrichtungInfo
- Publication number
- DE2101358A1 DE2101358A1 DE19712101358 DE2101358A DE2101358A1 DE 2101358 A1 DE2101358 A1 DE 2101358A1 DE 19712101358 DE19712101358 DE 19712101358 DE 2101358 A DE2101358 A DE 2101358A DE 2101358 A1 DE2101358 A1 DE 2101358A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light
- particles
- analysis device
- photo analysis
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1434—Optical arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1456—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
- G01N15/1459—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1404—Handling flow, e.g. hydrodynamic focusing
- G01N2015/1413—Hydrodynamic focussing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N2021/4704—Angular selective
- G01N2021/4707—Forward scatter; Low angle scatter
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N2021/4704—Angular selective
- G01N2021/4709—Backscatter
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N2021/4704—Angular selective
- G01N2021/4711—Multiangle measurement
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
WQ-In Esichel
DM-Ing. Wei:- anj Eslcliel
6 Franbxui a. M. I
Parksiraße 13 Ct.ic
6546
ΒΙΟ/PHYSICS SYSTEMS, INC., Katonah, New York, VStA
Fotoanalysevorrichtung
Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf eine Fotoanalysevorrichtung
zur gleichzeitigen optischen Messung verschiedener Eigenschaften jedes !Teilchens einer Gruppe von Teilchen, wie
Blutzellen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, mit
einer Lichtquelle, einem Gehäuse, das aus einem Werkstoff besteht, der Licht der Lichtquelle durchläßt, und das eine optische Kammer bildet, mit einer Vorrichtung, die Flüssigkeit mit den suspendierten Teilchen in einem dünnen Strom durch das Gehäuse bewegt, damit die Teilchen in einer Folge eines nach dem andern durch den Strom bewegt werden und mit einer Lichtablenkvorrichtung, durch die das Licht von der Lichtquelle zu der g einen Seite des Gehäuses gelenkt wird, damit es den dünnen Strom der Teilchen mit einem gebündelten Strahl schneidet.
Blutzellen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, mit
einer Lichtquelle, einem Gehäuse, das aus einem Werkstoff besteht, der Licht der Lichtquelle durchläßt, und das eine optische Kammer bildet, mit einer Vorrichtung, die Flüssigkeit mit den suspendierten Teilchen in einem dünnen Strom durch das Gehäuse bewegt, damit die Teilchen in einer Folge eines nach dem andern durch den Strom bewegt werden und mit einer Lichtablenkvorrichtung, durch die das Licht von der Lichtquelle zu der g einen Seite des Gehäuses gelenkt wird, damit es den dünnen Strom der Teilchen mit einem gebündelten Strahl schneidet.
Es besteht ein großer Bedarf nach einer genauen Analyse für
die Eigenschaften von Gruppen kleiner Teilchen, beispielsweise bei der Analyse der Bedingungen bei der Luftverschmutzung und
der v'/acserverschmutzung. Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet xlir solche Analysen liegt ferner in der medizinischen For-Kohrmc und Diagnose. Bei solchen Anwendungen müssen Blutzellen und andere biologische Zellen analysiert werden.
die Eigenschaften von Gruppen kleiner Teilchen, beispielsweise bei der Analyse der Bedingungen bei der Luftverschmutzung und
der v'/acserverschmutzung. Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet xlir solche Analysen liegt ferner in der medizinischen For-Kohrmc und Diagnose. Bei solchen Anwendungen müssen Blutzellen und andere biologische Zellen analysiert werden.
109830/1343
Gemäß der Erfindung wird die Analyse von kleinen Teilchen optisch dadurch durchgeführt, daß die Teilchen in einem sehr dünnen
Flüssigkeitsstrom mitgerissen werden, so daß sie sich eines nach dem andern durch eine optische Abfrageeinrichtung bewegen.
Es ist eine fotooptische Aufnahmevorrichtung vorgesehen, die die optische Wirkung jedes Teilchens auf die Beleuchtung durch einen
Lichtstrahl feststellt. Die sich dabei ergebende Nachricht ist besonders wertvoll, wenn nach einem speziellen Verfahren gearbeitet
wird, um die Teilchen zunächst aufzubereiten, beispielsweise durch die Anwendung von Farbstoffen, die von den Teilchen
auf verschiedene Weise aufgenommen werden, was von den Unterschieden in den Teilchen, die untersucht werden, abhängt.
Ferner kann der Nachrichtengehalt, der fotooptisch abgeleitet wird, dadurch erheblich erhöht werden, wenn mindestens zwei verschiedene
optische Wirkungen der Teilchen gleichzeitig mit Hilfe von optischen Aufnahmeelementen festgestellt werden, die unter
verschiedenen Winkeln gegenüber der Richtung des Strahls, der* auf das Teilchen gerichtet ist, angeordnet sind. Beispielsweise
ermöglicht die kombinierte Untersuchung der Absorption und einer anderen optischen Wirkung, beispielsweise der Streuung, eine
sehr nützliche Nachrichtenkombination über die zu beobachtenden Teilchen. Man weiß, daß beispielsweise bei der Analyse von biologischen
Zellenproben, beispielsweise Blutzellen, die toten Zellen den Farbstoff Trypani^blau absorbieren, während ihn die lebenden
Zellen nicht absorbieren. Folglich ist es möglich, eine Probe solcher Zellen dadurch zu analysieren, daß die Probe zunächst
einem solchen Farbstoff ausgesetzt wird und daß anschließend sowohl die Absorption als auch die Streuung optisch gemessen
werden. Die toten Zellen, die den Farbstoff aufnehmen, werden dann optisch durch das Absorptionssignal festgestellt,und
die lebenden Zellen werden durch optische Streusignale untersucht,
wobei diese Analyseyorrichtung dann dazu verwendet werden kann, die Zahlen der toten und lebenden Zellen in der Probe
festzustellen.
109830/1343
Bei einer Fotoanalysevorrichtung der oben beschriebenen Art
ändert sich der durch die zu beobachtenden Teilchen hervorgerufene Lichtstreueffekt mit den unterschiedlichen Eigenschaften
der Teilchen, beispielsweise mit der Teilchengröße, dem Brechungsindex und dem Vorhandensein von brechenden und absorbierenden
Stoffen in den Teilchen. Demgemäß läßt sich durch Untersuchung des von den Teilchen gestreuten Lichts ein geeignetes
Verfahren zur Bestimmung der Eigenschaften der Teilchen ableiten. Gemäß der Erfindung wird die Amplitude der
Streustrahlung als eine Funktion der Winkel oder der Winkelbereiche gemessen, unter denen das gestreute Licht, welches eine
bestimmte Nachricht enthält, auftritt.
Gemäß der Erfindung ist ferner eine neue Fotoanalysevorrichtung vorgesehen, die eine sehr ökonomische optische Kammer aufweist,
die in ihren optischen Eigenschaften sehr zufriedenstellend arbeitet.
Gemäß der Erfindung ist eine Fotoanalysevorrichtung der eingangs erwähnten Art zur gleichzeitigen optischen Messung verschiedener
Eigenschaften jedes Teilchens einer Gruppe von kleinen Teilchen, wie Blutzellen, die in einer Flüssigkeit
suspendiert sind, mit einer Lichtquelle, einem Gehäuse, das aus einem Werkstoff besteht, der Licht der Lichtquelle durchläßt,
und das eine optische Kammer bildet, mit einer Vorrich- g tung, die Flüssigkeit mit den suspendierten. Teilchen in einem
dünnen Strom durch das Gehäuse bewegt, damit die Teilchen in einer Folge eines nach dem andern durch den Strom bewegt
werden, und mit einer Lichtablenkvorrichtung, durch die das Licht von der Lichtquelle zu der einen Seite des Gehäuses gelenkt
wird, daß es den dünnen Strom der Teilchen mit einem gebündelten Strahl schneidet, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
zwei fotoempfindliche Aufnahmeelemente außerhalb des Gehäuses in verschiedenen Winkelstellungen gegenüber der Strahlrichtung
vorgesehen sind, wenn von der Schnittstelle des Strahls mit dem Teilchenstrom aus gemessen wird, und daß die fotoempfindlichen
Aufnahmeelemente gleichzeitig verschiedene optische
Wirkungen jedes von dem Strahl beleuchteten Teilchens feststellen.
109830/1343
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, der wesentlichen Teile einer Fotoanalysevorrichtung gemäß
der Erfindung von oben,
Fig. 2 eine Seitenansicht,teilweise im Schnitt, eines Teils
der Vorrichtung nach Fig. 1 mit zusätzlichen fotooptischen Aufnahmeelementen zur Bestimmung der Streustrahlung
unter zusätzlichen Winkeln,
Fig. 2A eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, entsprechend Fig. 2 in vermindertem Maßstab einer abgewandelten
Ausführungsform der Fotoanalysevorrichtung mit Vorrichtungen zur Aufnahme und Bestimmung der Fluoreszenz
der Teilchen,
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der optischen Kammer der Vorrichtung
nach Fig. 1 von vorn, teilweise als Schnitt, durch dessen Mittellinie zusammen mit der Schnittstelle
zwischen dem Lichtstrahl und den zu messenden Teilchen,
Fig. 4 eine Teilansicht einer Fotoanalysevorrichtung gemäß der Erfindung von vorn mit abgewandelten fotoelektrischen
Aufnahmeelementen zur Bestimmung der Streustrahlung und
Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 einer abgewandelten
Ausführungsform von oben, bei der die fotoempfindlichen Aufnahmeelemente derart angeordnet sind, daß
voneinander getrennte Signale zur Anzeige der Intensität der Streustrahlung und des Winkels der Streustrahlung
abgeleitet werden können.
109830/1343
In Fig. 1 ist eine optische Kammer dargestellt, die aus einem Glasrohrabschnitt 10 gebildet ist, der zwischen Metallteile
und 14 eingespannt ist, die flüssigkeitsdichte Ringdichtungen
16 bzw. 18 aufweisen. Eine Flüssigkeit 19* die die zu beobachtenden
Teilchen enthält, tritt durch ein Rohr 20, welches zentrisch in dem Teil 12 angeordnet ist, in die Vorrichtung ein. .■
Eine weitere Flüssigkeit 23, die für die die Teilchen enthal- \
tende Flüssigkeit 19 eine Hülle bildet, tritt in das Teil 12 durch eine Einlaßöffnung 22 ein. Die Flüssigkeiten werden in
dem konischen oder trichterförmigen Einlaßteil 24 der zentrischen Bohrung 26 des zylindrischen Glasrohrabschnitts 10 zu- λ
sammengebraeht.
Die Geschwindigkeit und die Strömungsmenge der Teilchen enthaltenden
Flüssigkeit 19, die durch das Rohr 20 eintritt und der anderen Flüssigkeit 23, die durch den Einlaß 22 eintritt,
sind so groß, daß der Strom der Teilchen enthaltenden Flüssigkeit am Ende des Rohres 20, wie es bei 28 dargestellt ist, im
Querschnitt in einen sehr dünnen Strom 29 verringert wird, dessen maximale Querschnittsabraessung in der gleichen Größenordnung
wie die maximale Dimension der Teilchen, die durch den Strom befördert werden, liegt. Beispielsweise kann der Stromdurchmesser in der Größenordnung von 25 Mikron liegen. Die am
meisten interessierenden Teilchen sind oft etwas geringer als ^ dieser Stromdurchmesser, und sie haben einen Durchmesser in
der Größenordnung von 1 bis 10 Mikron. Die Flüssigkeit 23 kann im folgenden als "Hüllenstrom11-Flüssigkeit bezeichnet werden,
da sie eine Flüssigkeitshülle um den eingeengten Strom 29 bildet. Damit ein glatter und nicht turbulenter Strom der Hüllenflüssigkeit
23 entsteht, können zwei oder mehr radiale Einlaßöffnungen 22 mit der zentrischen Bohrung des Teils 12 verbunden
sein. Der trichterförmige Einlaßteil 24 des zylindrischen Glasrohrabschnitts 10 hat vorzugsweise die Form einer
besonderen Exponentialfunktion, damit eine glatte, nicht turbulente
Strömung der Flüssigkeiten an der kritischen Stelle entsteht, an der der Strom der Teilchen enthaltenden Flüssigkeit
1Q983Q/1343
im Querschnitt verringert wird. Insbesondere kann die Teilchen enthaltende Flüssigkeit eine wässerige Lösung sein, und die
Hüllenflüssigkeit 23 kann Wasser sein.
Der Strom 29 der Teilchen wird durch einen Lichtstrahl beleuchtet,
der von einer Lichtquelle 30 abgegeben wird, die vorzugsweise ein Laser ist. Ein geeigneter Laser ist beispielsweise
ein Helium-Neon-Laser. Der Lichtstrahl des Lasers wird durch eine Kombination von sphärischen Linsen 32 und 34 im Durchmesser
vermindert. Der sich ergebende Lichtstrahl von vermindertem Durchmesser ist parallelgerichtet. Dieser konzentrierte Lichtstrahl
wird mit Hilfe einer Linse 36 im Querschnitt verringert, um einen Lichtstrahl mit sehr geringem Durchmesser an der Stelle
38 vorzusehen, an der der Lichtstrahl den Strom 29 mit den Teilchen, die beobachtet werden sollen, schneidet. Zu diesem
Zweck ist die Linse 36 als zylindrische Linse ausgebildet, deren Zylinderachse in einer Ebene senkrecht zur Achse des Glasrohrabschnitts
oder des Kammerzylinders 10 verläuft. Damit ist der Querschnitt des beleuchtenden Strahls an der Stelle 38, wo
er auf den Strom der Teilchen auftrifft, eine sehr schmale Ellipse,
die als eine dünne Lichtlinie quer zur Stromrichtung erscheint. Dies wird in weiteren Einzelheiten noch an Hand von
Fig. 3 beschrieben.
Elektrische,fotoempfindliche Aufnahmeelemente sind an der Außenseite
des zylindrischen Glasrohrabschnitts 10 angeordnet, die die verschiedenen optischen Wirkungen jedes Teilchens bei Beleuchtung
mit dem Strahl durch die Linse 36 feststellen. Beispielsweise ist ein elektrisches, fotoempfindliches Aufnahmeelement
40 in einer direkten Linie mit dem Strahl angeordnet, um die Absorption bei der Beleuchtung Jedes Teilchens zu messen.
Die sich ergebenden elektrischen Signale werden einem schematisch dargestellten Gerät 46 zur Verstärkung und Aufzeichnung
oder Wiedergabe zugeführt. Wenn an der Schnittstelle mit dem Strahl kein Teilchen vorliegt, oder wenn keine wesentliche Absorption
auftritt, dann trifft der Strahl auf das Aufnahmeeleraent
40,ohne daß er in seiner Stärke wesentlich vermindert ist.
109830/1343
Es ist in der Zeichnung dargestellt, daß der Strahl um einen bestimmten Betrag divergiert, nachdem er "bis
zu der Stelle 38 in der Mitte des Kammerzylinders konvergiert ist. Bei einer praktischen Ausführungsform ist die wirksame
Divergenz auf etwa 1° auf jeder Seite der Mittellinie des Strahls begrenzt, wenn man von der Teilchenabtaststelle 38
in der Mitte des Kammerzylinders ausmißt. Die fotoempfindlichen Aufnahmeelemente 42 und 44 sind auf gegenüberliegenden Seiten
des direkten Strahls angeordnet, und sie können dazu verwendet werden, die Beleuchtungsstreuung außerhalb des direkten Strahls
durch die Teilchen in einem ausgewählten Winkelbereich zu messen, der von einem Grad bis zu einem bestimmten Winkel reicht. g
Dieser Winkelbereich reicht beispielsweise von 1° bis 9 . Die fotoempfindlichen Aufnahmeelemente 42 und 44 können, so wie es
in der Zeichnung dargestellt ist, elektrisch parallel geschaltet sein, so daß elektrische Signale, die von einer Beleuchtungsstreuung auf jeder Seite des Strahls herrühren, festgestellt
werden und durch das schematisch dargestellte elektrische Gerät 46 aufgezeichnet werden können. Es können außerdem noch
zwei fotoempfindliche Aufnahmeelemente zur Aufnahme von Streulicht in anderen Winkelbereichen vorgesehen sein, die in der
Zeichnung mit 47 und 48 bezeichnet sind. Beispielsweise können diese zusätzlichen beiden Aufnahmeelemente Streuungen in einem
Streuwinkelbereich von 9° bis 22° feststellen. Die Aufnahmeelemente
47 und 48 zum Feststellen von Weitwinkelstreuungen können i dazu verwendet werden, die optische Absorption der Teilchen anstelle
der Absorptionsmessung durch das Aufnahmeelement 40 durchzuführen. Es ist bekannt, daß die Absorption eines einfallenden
Lichtstrahls den Betrag des Lichts, der durch die Teilchen gestreut wird, vermindert. Diese Abnahme des Streulichts
ist für Streuung unter weitem Winkel erheblicher als für Streulicht unter geringem Winkel, welches durch die Aufnahmeelemente
42 und 44 festgestellt wird. Daraus ergibt sich, daß es vorteilhaft ist, die Weitwinkel-Lichtstreumessungen an den
Elementen 47 und 48 dazu zu verwenden, die Absorption festzustellen, da dabei die "Rausch"-Signale durch Intensitätsschwan-
109830/1343
kungen der Lichtquelle und durch Schwingungen des Flüssigkeitsstroms für die Streulichtaufnahmeelemente viel geringer sind
als für das Aufnahmeelement 40 zur direkten Absorptionsmessung, welches sich in dem direkten Lichtstrahl befindet.
Eine Streuung des auf die Teilchen auftreffenden Lichts in
Rückwärtsrichtung, die sog. "Rückstreuung",kann ebenfalls durch
fotoempfindliche Elemente 50 und 52 bestimmt werden, die sich auf der gleichen Seite des Kammerzylinders befinden wie die
Lichtquelle 30 und die parallel mit einem elektrischen Aufnahme- und Aufzeichengerät 54 verbunden sind. Natürlich kann das elektrische
Gerät 54 mit dem Gerät 46 verbunden sein, jedoch sind sie hier zur Vereinfachung der Zeichnung getrennt dargestellt.
Die Geräte 46 und 54 können Verstärker, logische Schaltungen, digitale Zähler und elektronische Sichtvorrichtungen aufweisen.
Es ist eines der wesentlichen Merkmale der Erfindung, daß verschiedene optische Wirkungen jedes belichteten Teilchens gleichzeitig
festgestellt, verarbeitet und aufgezeichnet werden können. Die Beziehungen zwischen diesen verschiedenen optischen
Wirkungen können mit Hilfe von analogen und digitalen Schaltungen aufbereitet, wiedergegeben, aufgezeichnet und als Grundlage
für eine ins Einzelne gehende Unterscheidung zwischen den Teilchen aufgetragen werden, wobei die Teilchen unterschiedlich
klassifiziert werden können oder die Frequenz bestimmt werden kann, mit der bestimmte Eigenschaften in aufeinanderfolgenden
Teilchen auftreten.
Die fotoempfindlichen Aufnähmeelemente, beispielsweise die Elemente
42 und 44 zum Feststellen der Streuung, sind in Fig. 1 so dargestellt, als ob sie an dem Kammerzylinder 10 befestigt .
wären. Es sind jedoch Vorrichtungen vorgesehen, mit denen die Lage dieser Aufnahmeelemente gegenüber dem Strahl der Lichtquelle
30 genau eingestellt werden kann. Bei dieser Einstellung kann eine Verschiebung von einer Seite zur anderen vorgenommen
werden oder es kann auch eine derartige Verschiebung vorgenommen werden, daß die Elemente näher an die oder weiter von der
109830/1343
Teilchenabtaststelle 38 bewegt werden. Wenn man die Elemente von der Teilchenabtaststelle wegbewegt, dann können die Innenränder
der Elemente genau gegenüber den äußeren Rändern des direkten Lichtstrahls für das Absorptionsaufnahmeelement 40
eingestellt werden. Damit können die Aufnahmeelemente 42 und 44,
wenn sie so eingestellt werden, Streustrahlung unter dem engstmöglichen
Winkel außerhalb des Strahlungsweges für die direkte Strahlung aufnehmen.
In Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene genaue Seitenansicht des Geräts nach Fig. 1 dargestellt, welches den Kammerzylinder
10, die zylindrische Linse 36, die Absorptions- und Streuauf- ^ g
nahmeelemen'te 40, 44 und 48 und das Rückstreuaufnahmeelement 52 enthält. Wie man in Fig. 2 sieht, wird durch die zylindrische
Form des Kammerzylinders 10 eine Brechung auf den Lichtstrahl, der durch die zylindrische Linse 36 fällt, ausgeübt, wodurch
der Lichtstrahl in Richtung auf die Mittelbohrung 26 des Kammerzylinders 10 konvergiert. Dies ist in Fig. 2 übertrieben dargestellt.
Der Durchmesser des in die zylindrische Linse 36 eintretenden
Strahls ist so gewählt, daß er etwa gleich dem Durchmesser der Mittelbohrung 26 ist. Dieser Durchmesser beträgt
etwa 250 Mikron. Die Konvergenz des Lichtstrahls in der Ebene der Fig. 2 (senkrecht zur Achse des Kammerzylinders 10) ist
kein Nachteil, da sie mit dazu dient, den Strahl auf den mittleren Teil der Mittelbohrung 26 zu konzentrieren, wo sich der ^j
die Teilchen führende S'crom befindet. Da der die Teilchen führende
Strom nur einen Durchmesser von etwa 25 Mikron hat, ist eine beträchtliche Konvergenz des Lichtstrahls erwünscht.
Wenn, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, größere Streuwinkel festgestellt werden sollen, dann können die Aufnahmeelemente um
den Umfang des Kammerzylinders winkelmäßig verschoben werden. So können beispielsweise, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, zwei
Auiη■:I',;:.ttele;t.'--rnte 56 und ^t-; am umfang angeordnet sein, die ein
Ctreui.icivfc Ui ei^ri hart ich von etwa 45° von der Teilchenabtast-■•■■■·Λ;Γ.ι>";
J,u i'o;:!;stell&n. In ähnlicher Weise können Aufnahmeelemen-
1 G Π fc 3 0 /1 3 4 3
te 6O und 62 vorgesehen sein, die Streulicht in einem Bereich
von etwa 90° feststellen. Diese Anordnung der Aufnahmeelemente ist natürlich nur wegen der einfachen Darstellung co gezeigt.
Eine besondere Analyse erfordert die Untersuchung der Streuung in besonderen Winkelbereichen. Das wesentliche Prinzip, das
.in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, besteht darin, daß
Lich"c, welches durch zu analysierende Teilchen gestreut wird,
unter bestimmten Streuwinkeln von etwa 1° bis zu 179° mit der dargestellten Analyseanordnung festgestellt werden kann. Alle
Bauelemente, die in Fig. 2 dargestellt sind, mit Ausnahme der zylindrischen Linse 36, sind vorzugsweise an einem schematisch
dargestellten Halterungsblock 55 befestigt und mit diesem bewegbar, der um ein feststehendes Halterungsteil 5Ί drehbar ist.
Der Halterungsblock 55 kann durch Drehung um das einen Drehbolzen aufweisende Halterungsteil 57 mit Hilfe einer Stellschraube
59, die in den unteren Rand des Halterungsblocks ^ eingreift, vertikal eingestellt werden. Die Stellschraube 59
greift mit ihrem Gewinde in ein festes Halterungsteil 61 ein. Der Zweck dieser vertikalen Einstellung besteht darin, den Kammerzylinder
10 gegenüber dem Lichtstrahl genau einzustellen, der von der Lichtquelle abgegeben wird und durch die zylindrische
Linse 36 fällt.
Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform
der Erfindung ergibt sich unvermeidbar eine bestimmte Teilstrahlung,
die radial von der Teilchenabtaststelle 38 in einen en°;en
Ring nach außen reflektiert wird, der in Längsrichtung des Kammerzylinders 10 auf eine Abmessung begrenzt ist, die der Breite
des eintretenden Lichtstrahls von der Lichtquelle 30 entspricht.
Die Streustrahlungsaufnahmeeiemente sind immer in Längsrichtung gegenüber diesem Strahlungsring verschoben, und sie sind vorzugsweise
paarweise auf gegenüberliegenden Seiten des direkten Strahls angeordnet, wie es an Hand der Aufnahmeelemente 42 ur..i
^t- in Fig. 1 dargestellt ist. In ähnlicher Weise bilden t:..;:,;aß
Fi;.;, 2 die Streustrahlungsaufnahmeeleinente 56, t)S, 60 und t:2
jeweils ein Paar von Aufnahmeeleraenten, aie vorzugsweise ; u:>
109830/1343
gegenüberliegenden Seiten des Strahlungsrings angeordnet sind.
Die fotoempfindlichen Aufnahmeelemente, die bei der Ausführungsform
gemäß der Erfindung, soweit sie bisgetzt beschrieben ist, bevorzugt verwendet werden, sind vorzugsweise SiIicium-Grenzschicht-Fotodioden.
Diese Bauelemente sind Fotospannungsbauelemente, die im allgemeinen als Silicium-Sonnenzellen
bezeichnet werden. Geeignete derartige Bauelemente sind im Handel allgemein erhältlich.
Die Fig. 2A entspricht allgemein der Fig. 2, jedoch zeigt die Fig. 2A eine andere Anordnung der Bauelemente, und sie zeigt
ferner eine Anordnung zur Aufnahme und zum Feststellen der g
Fluoreszenz der Teilchen. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung enthält das Streustrahlungsaufnahmeelement 44 einen optischen Reflektor, der aus einem Spiegel
44b bestehen kann und eine fotoelektrische Vorrichtung 44C, die so angeordnet ist, daß sie die Streustrahlung, die von
dem optischen Reflektor 44B reflektiert wird, aufnimmt. Da diese beiden Teile zusammen die gleiche Wirkung haben wie das
Streustrahlungsaufnahmeelement 44 in Fig. 2,kann die Kombination
aus den beiden Elementen 44B und 44C zusammen als fotoempfindliches
Aufnahmeelement bezeichnet werden. Wie schon im Zusammenhang mit Fig., 1 erklärt wurde, wird das Streustrahlungsaufnahmeelement
44 vorzugsweise zusammen mit einem weiteren Streustrahlungsaufnahmeelement 42 verwendet, wobei die I
Kombination aus diesen beiden Streustrahlungsaufnahmeelementen dazu dient, die Streustrahlungen auf beiden Seiten des
Lichtstrahls, der durch die Teilchenabtaststelle hindurchgeht, zu bestimmen. Mit Hilfe der Ablenkanordnung, die in Fig. 2A
dargestellt und an Hand dieser Figur beschrieben ist, ist es möglich, zwei getrennte Reflektoren an gegenüberliegenden
Seiten des Strahls zu verwenden, wobei beide Reflektoren Streustrahlung zu einem einzigen fotoelektrischen Bauelement,
beispielsweise dem fotoelektrischen Bauelement 44C, lenken. Auf diese Weise müssen die Streustrahlungssignale von den bei-
109830/1343
den Seiten des Strahls lichtelektrisch miteinander kombiniert werden. Sie werden stattdessen dadurch optisch miteinander
kombiniert,daß sie von voneinander getrennten Reflektoren zu
einem einzigen fotoelektrischen Bauelement hin gerichtet werden.
Die besondere Anordnung mit dem Reflektor 44B und einem möglichen zusätzlichen Reflektor, die bis/jetzt beschrieben worden
ist und die Streustrahlungssignale zu einem einzigen fotoelektrischen Bauelement 44C reflektiert kann auch bei
der Ausführungsform verwendet werden, die an Hand von Fig. 2 beschrieben wurde, und sie ist nicht notwendigerweise auf
eine Kombination mit anderen Merkmalen beschränkt, die an Hand von Fig. 2A noch beschrieben werden.
Eines der am zweckmäßigsten Verfahren bei der optischen Messung,
das bei der Fotoanalyse von Teilchen verwendet werden kann, ist die Messung der Fluoreszenz von Teilchen in Abhängigkeit
von der Primärbestrahlung durch einen Lichtstrahl, der beispielsweise durch die zylindrische Linse 36 gerichtet
ist. Die Teilchen können mit Farbstoff gefärbt sein, so daß sie dann, wenn sie durch Licht erregt werden, eine fluoresz.ente
Strahlung bei einer oder mehreren Wellenlängen emittieren, die sich von der Wellenlänge des primären Lichtstrahls
unterscheiden. Die Intensität der fluoreszierenden Strahlung bei verschiedenen Wellenlängen ist ein Zeichen für die Eigenarten
und die Eigenschaften der Teilchen. Da die fluoreszierende Strahlung im wesentlichen in allen Richtungen von den
Teilchen emittiert wird, wird sie durch Reflektoren 63 und 65
gesammelt und allegemein durch eine zylindrische Linse 67 zu einem dichroitischen Spiegel 69 abgelenkt. Der dichroitische
Spiegel 69 ist, wie es allgemein bekannt ist, so ausge- ν bildet, daß er eine Strahlung, deren Wellenlänge geringer ist
als ein bestimmter Grenzwert, beispielsweise von 5500 A , reflektiert und daß er eine Strahlung einer größeren Wellenlänge
durchläßt. Die reflektierte Strahlung ist durch einen Filter
109830/13A3
auf eine erste Fotoelektronenvervielfacherröhre 73 gerichtet. '
Die durchgelassene Strahlung ist durch einen zweiten optischen Filter 75 auf eine zweite Fotoelektronenvervielfacherröhre
gerichtet. Mit Hilfe der Kombination aus dem dichroitischen Spiegel 69 und den optischen Filtern 71 und 75 erhält jede
der Fotoelektronenvervielfacherröhren 73 und 77 nur Licht einer bestimmten Wellenlänge, welches durch die entsprechenden
Filter bestimmt ist. Es können auch zusätzliche dichroitische Spiegel vorgesehen sein, die die fluoreszente Strahlung in
zusätzliche Spektralkomponenten aufteilen, damit man eine zusätzliche optische Analysenachricht erhält.
Die Reflektoren 63 und 65 sind axial zu dem Kammerzylinder
angeordnet. Diese Reflektoren sind vorzugsweise ähnlich wie die Streustrahlungsaufnahmeelemente, so wie es in Fig. 1 dargestellt
ist,aufgeteilt,damit eine Reflexion und eine Übertragung
des Strahlungsrings, der weiter oben erwähnt wurde, verhindert wird. Es ist besonders wichtig eine Reflexion und
Übertragung des Strahlungsrings dann zu vermeiden, wenn die Strahlung im grünen Ende des sichtbaren Spektrums liegt,
weil es schwierig ist, wirksame optische Filter 71 und 75 an diesem Ende des Spektrums vorzusehen. Wenn jedoch fluoreszentes
Licht am roten Ende des sichtbaren Spektrums verwendet wird, dann ist eine wirksame Filterung möglich, und es
ist dann vorzuziehen, die Reflektoren 63 und 65 nicht von- | einander zu trennen und den Strahlungsring mit abzulenken,
da er fluoreszente Signale bei der gewünschten Wellenlänge enthält.
Der Reflektor 63 ist vorzugsweise so aufgebaut, daß fluoreszierende
Strahlung, die durch die untere Fläche des Kammerzylinders 10 emittiert wird, auf den oberen Reflektor 65 reflektiert
wird. Der obere Reflektor 65 ist vorzugsweise so aufgebaut, daß die gesamte Strahlung, die auf diesen Reflektor
gerichtet ist, schließlich zu dem linken Ende dieses Reflektors reflektiert und von diesem gesammelt wird und dann
109830/1343
durch eine Linse 67 auf den dichroitischen Spiegel 69 gerichtet
wird.
Wenn Fluoreszenzmessungen durchgeführt werden, dann hat es sich als sehr wirksam erwiesen, als Lichtquelle 30 einen Argonlaser
zu verwenden, der Licht in dem blauen Teil des Spektrums emittiert. Licht dieser Wellenlänge erzeugt eine starke
fluoreszente Emission in biologischen Teilchen, die häufig beobachtet werden müssen. Da die Teilchen in "Vorwärts"-Richtung
fluoreszieren, hat es sich als sehr wünschenswert erwiesen, einen Filter 79 vorzusehen, der nur die blaue Argon-Direktstrahlung
zu dem Streustrahlungsaufnahmeelement 44B bis 44C und zu dem Absorptionsaufnahmeelement 40 durchläßt.
Die in Fig. 2k dargestellte Anordnung ist deshalb besonders
nützlich, weil sie eine gleichzeitige Bestimmung von mindestens vier verschiedenen optischen Wirkungen eines einzigen
Teilchens gleichzeitig zuläßt. Es wird die Absorption durch das Aufnahmeeleraent 40 festgestellt, es wird die Streustrahlung
durch das Aufnahmeelement 44B bis 44C festgestellt und es werden zwei verschiedene Wellenlängen der fluoreszierenden
Strahlung durch die Fotoelektronenvervielfacher 73 und 77 bestimmt.
Es sind metachromatische oder kombinierte fluoreszierende Färbemittel bekannt, die, wenn sie zum Färben von Zellen
verwendet werden, bei zwei Wellenlängen fluoreszieren, wobei jede fluoreszente Intensität proportional zu einem bestimmten
Zellenbestandteil ist.
In Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt durchden Teil der Vorrichtung
nach Fig. 1 dargestellten dem der Lichtstrahl tatsächlich den Strom der Teilchen an der Stelle 38 in dem Kammerzylinder
10 trifft. Der Strom der Teilchen 29 enthält, wie man sieht, wirklich mitgerissene Teilchen 64, die nacheinander
durch den elliptisch geformten Lichtstrahl an der Stelle 66 geführt werden.· Wegen der elliptischen Form des Lichtstrahls
109830/1343
kann sich der Strom 29, der die Teilchen 64 mitführt, in seiner Lage in dem Kammerzylinder ändern, ohne daß sich der
Strom aus dem Lichtstrahl "bewegt. Auf der anderen Seite ist durch die schmale elliptische Form des Strahls, wobei die
Breite des Strahls im wesentlichen in der gleichen Größenordnung liegt wie der Durchmesser der Teilchen, bedingt, daß
jedes Teilchen eine optimale optische Reaktion mit dem Strahl eingeht. Selbst wenn die Teilchen nur geringen Abstand voneinander
haben,ist es eigentlich unmöglich, daß der Strahl zu einem Zeitpunkt auf mehr als' ein Teilchen einwirken kann.
In Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform einer Vorrichtung nach Fig. 1 dargestellt, bei der bogen- f
förmige Aufnahmeelemente 42A, 44A und 46A, 48A verwendet werden. Die Ansicht stellt einen Schnitt längs der Schnittlinie
"4-4" in Fig. 2 dar, wobei natürlich die Abwandlungen nach Fig. 4 in Fig. 2 nicht dargestellt sind. Die Streustrahlungsauf
nähme elemente 42 und 44 und 46 und 48 nach Fig. 1 sind so
angeordnet, daß sie Streustrahlungen in bestimmten Winkelbereichen auffangen, dadurch daß sie in ihrer Lage längs der
Achse des Kammerzylinders 10 verschoben sind. Wie es in Fig. dargestellt ist, kann die Messung für größere Streuwinkel
" dadurch durchgeführt werden, daß eine Verschiebung der Aufnahmeelemente am Umfang-des KammerZylinders erfolgt. Es ist jedoch
auch eine Kombination dieser beiden Techniken möglich, ^ wobei sich ein hoher Wirkungsgrad mit Hilfe von halbbogenför- "
migen Aufnahmeelementen erreichen läßt, wie sie bei 42A, 44A und 46a, 48A in Fig. 4 dargestellt sind. Folglich kann die
Strahlung, die über einen besonderen Winkelbereich gestreut ist, innerhalb eines möglichen Streustrahlungskonus irgend
v/ohin gestreut werden, wobei sie auf einer im wesentlichen kreisförmigen Strahlungsfläche endet, beispielsweise der Fläche,
die durch die Aufnahmeelemente 46A und 48A gebildet ist. Damit sind halbkreisförmige Aufnahmeelemente besonders wirksam
beim Auffangen der gesamten Streustrahlung in einem Bereich von Streuwinkeln, für den sie ausgebildet sind.
1Q983Q/1343
Fig. 5, die der Fig. 1 entspricht, ist eine Ansicht einer abgewandelten
Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1, bei der besondere vom Auftreffort des Lichts abhängige Fotodedektoren
68 und 70 verwendet werden, die sowohl die Intensität als auch die Winkellage der Streustrahlung bestimmen können.
Es sind dies Silicium-Grenzschicht-Fotodioden, wie sie beispielsweise bei United Detector Technology in Santa Monica,
Californien, USA unter der Bezeichnung Light Position Sensing
Photo-Detector erhältlich sind. Die Fotodetektoren 68 und 70 werden von einer Gleichstromquelle 72 gespeist. Der Strom der
Gleichstromquelle 72£üaßtüber mittlere Detektoranschlüsse 74
und 76 zu den Detektoren 68 bzw. 70. Der Strom fließt durch
einen oder beide Detektoren und wird an den Endanschlüssen und 80 oder den Endanschlüssen 82 und 84 abgegeben, wobei das
Verhältnis der Ströme durch die verschiedenen Endanschlüsse jedes Detektors von der Lage des Strahls, der auf das Bauelement
auftrifft, abhängt. Wenn beispielsweise der Strahl auf den Detektor oder das Bauelement 70 auftrifft und wenn sich
der Strahl näher an dem Anschluß 84 als an dem Anschluß 80 befindet, dann fließt ein größerer Strom durch den Anschluß
84 als durch den Anschluß 80. Die Ströme der Anschlüsse 82 und 84 werden dadurch zu der Gleichstromquelle 72 zurückgeführt,
daß sie über einen Lastwiederstand 86 nach Masse und von Masse über einen Lastwiderstand 88 geführt werden. Entsprechend
werden die Ströme der Anschlüsse 78 und 80 über einen Lastwiderstand 90 nach Masse und weiter über den Lastwiderstand
88 zur Gleichstromquelle 72 zurückgeführt. Die Widerstandswerte der Lastwiderstände 86 und 90 sind vorzugsweise
gleich, und die relativen Werte der Lastströme durch diese Widerstände werden als'Spannungsabfälle in einem Differentialverstärker
92 gemessen, um ein Streustrahlwinkelsignal zu erzeugen, welches einer Bestimmungs- und Aufzeichenschaltung
46A zugeführt wird.
Entsprechend wird die Intensität der Streustrahlbeleuchtung durch den Spannungsabfall an dem gemeinsamen Lastwiderstand
109830/1343
durch einen Verstärker 94 "bestimmt, dessen Ausgang auch mit
der Schaltung 46A verbunden ist. Damit wird durch die Anordnung nach Fig. 5 nicht nur die Streustrahlung in bestimmten
Bereichen der Streuwinkel festgestellt, sondern es wird auch die Intensität der Streustrahlung festgehalten und angezeigt,
unter welchem Winkel die Streustrahlung auftritt. Damit ergibt sich eine besonders wertvolle Analysevorrichtung, wenn
der bedeutende Bereich des Analysewinkels vorher nicht bekannt ist.
1 09830/ 1343
Claims (21)
- Patentansprüche1/ Fotoanalysevorrichtimg zur gleichzeitigen optischen Messung verschiedener Eigenschaften jedes Teilchens einer Gruppe von Teilchen, wie Blutzellen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, mit einer Lichtquelle, einem Gehäuse, das aus einem Werkstoff besteht, der Licht der Lichtquelle durchläßt, und das eine optische Kammer bildet, mit einer Vorrichtung, die die Flüssigkeit mit den suspendierten Teilchen in einem dünnen Strom durch das Gehäuse bewegt, damit die Teilchen in einer Folge eines nach dem anderen durch den Strom bewegt werden, und mit einer Lichtablenkvorrichtung, durch die das Licht von der Lichtquelle zu der einen Seite des Gehäuses gelenkt wird, damit es den dünnen Strom der Teilchen mit einem gebündelten Strahl schneidet, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei fotoempfindliche Aufnahmeelemente (40 bis 52) außerhalb des Gehäuses in verschiedenen Winkelstellungen im Verhältnis zur Strahlrichtung vorgesehen sind, wenn von der Schnittstelle des Strahls mit dem Teilchenstrom aus gemessen wird, und daß die fotoempfindlichen Aufnahmeelemente gleichzeitig verschiedene optische Wirkungen Jedes der von dem Strahl beleuchteten Teilchen feststellen.
- 2. Fotoanalysevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das die1 optische Kammer bildende Gehäuse (10) einen zylindrischen Rohrteil und daß die verschiedene Winkelstellung der fotoempfindlichen Aufnahmeelemente (40 bis 52) in bezug auf die Richtung des Strahls durch eine relative Verschiebung zwischen den fotoempfindlichen Aufnahmeelementen in Richtung parallel zur Achse des Gehäuses erreicht wird.1 09830/1343
- 3. Fotoanalysevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtablenkvorrichtung (32,34,36) zu einer Seite des Gehäuses (10) abgelenkt wird, derart mit der Seite des Gehäuses zusammenwirkt, daß ein Lichtstrahl mit einem im wesentlichen elliptischen Querschnitt (66, Fig. 3) in einer Ebene senkrecht auf dem Lichtstrahl an der Schnittstelle mit dem dünnen Strom der Teilchen entsteht, und daß die Hauptachse des elliptischen Querschnitts des Strahls im wesentlichen senkrecht auf der Richtung des dünnen Stroms der Teilchen steht.
- 4. Fotoanalysevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch | gekennzeichnet , daß die Lichtablenkvorrichtung (32 bis 36),durch die der Lichtstrahl abgelenkt wird, den Lichtstrahl so umformt, daß er im wesentlichen einen elliptischen Querschnitt (66, Fig. 3) aufweist, so daß die Länge der kleineren Achse in derselben Größenordnung ist, wie die maximale Abmessung der Teilchen (64), die beobachtet werden sollen, und daß die Länge der größeren Achse des elliptischen Strahlquerschnitts wesentlich größer als die maximale Abmessung der zu beobachtenden Teilchen'(64) ist, um dadurch Änderungen der Bahnwegung der Teilchen gegenüber dem Lichtstrahl auszugleichen, wenn sich die Teilchen durch den Lichtstrahl bewegen.
- 5. Fotoanalysevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtablenkvorrichtung eine zylindrische Linse (36, Fig. 1) aufweist, deren Achse senkrecht auf dem Lichtstrahl und in einer Ebene senkrecht auf dem Strom (29) der Teilchen durch das Gehäuse (10) angeordnet ist.
- 6. Fotoanalysevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadvrch gekennzeichnet, daß die maximale Querabmessung des dünnen Stroms (29) der Flüssigkeit mit suspendierten Teilchen die gleiche Größenordnung aufweist wie die maximale Dimension der Teilchen (64, Fig. 3).109830/1343
- 7. Fotoanalysevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (20, 22), die die Flüssigkeit mit den suspendierten Teilchen in einem dünnen Strom (29) durch das Gehäuse bewegt, eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Hülle (23) aus Flüssigkeit enthält, die ringförmig durch das Gehäuse fließt und den dünnen Strom umgibt, um dadurch den dünnen Strom der Flüssigkeit mit suspendierten Teilchen auf eine Abmessung zu begrenzen, die geringer ist als die Innenquerabmessung des Gehäuses.
- 8. Fotoanalysevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine im wesentlichen einheitlich begrenzte Mittelbohrung (26) enthält, daß die Mittelbohrung am Einlaßende (24) erweitert ist, und daß die Form der erweiterten Mittelbohrung am Einlaß derart ist, daß die Änderung im Durchmesser im wesentlich eine Exponentialfunktion in Richtung längs der Achse der Bohrung an ihrem erweiterten Endteil entspricht.
- 9. Fotoanalysevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eines (40) der fotoempfindlichen Aufnahmeelemente (40 bis 52) mit dem Lichtstrahl auf einer Seite des Gehäuses (10) gegenüber der Lichtquelle (30) ausgerichtet ist, wodurch es nichtgestreutes Licht von der Lichtquelle aufnimmt, wodurch der Betrag des von jedem Teilchen absorbierten Lichts gemessen wird.
- 10. Fotoanalysevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei (42, 47) der fotoempfindlichen Aufnahme elemente (40 bis 52) jeweils unter einem bestimmten Winkel, angeordnet sind, die Licht in verschiedenen Winkelbereichen gegenüber der Richtung des Lichtstrahls aufnehmen, damit die relativen Intensitäten des durch jedes Teilchen in den betreffenden Winkelbereichen gestreuten Lichts bestimmt werden kann.109830/1343
- 11. Fotoanalysevorrichtung nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines (50) der fotoempfindlichen Aufnahmeelemente (40 bis 52) auf der gleichen Seite des Gehäuses (10) wie die Lichtquelle (30) zur Bestimmung des von den Teilchen rückgestreuten Lichts angeordnet ist.
- 12. Fotoanalysevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines (56, Fig. 2) der fotoempfindlichen Aufnahmeelemente unter einem großen Winkel gegenüber der Strahlrichtung angeordnet ist, so daß die Absorption mit Hilfe eines * durch einen weiten Streuwinkel entstehenden. Signals gemessen
- 13. Fotoanalysevorrichtung nach einem, der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines (42) der fotoempfindlichen Aufnahmeelemente (40 bis 52) so eingestellt und angeordnet ist, daß es von den Teilchen über einen bestimmten Winkelbereich gestreutes Licht feststellt, wobei der Winkelbereich von der Schnittstelle des Strahls mit dem Teilchenstrom in einer zu dem Lichtstrahl entgegengesetzten Richtung verläuft und durch die Mittellinie des Lichtstrahls und die Mittellinie des Teilchenstroms bestimmt ist. I
- 14. Fotoanalysevorrichtung nach Anspruch 13,dadurch gekennzeiOh.net, daß mindestens zwei fotoempfindliche Aufnahmeelemente (42, 44) zum Feststellen des durch die Teilchen über einen bestimmten Winkelbereich gestreuten Lichts vorgesehen sind, und daß die fotoempfindlichen Aufnahmeelemente symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten des Lichtstrahls angeordnet sind, und damit durch die Teilchen über den gleichen Winkelbereich auf -beiden Seiten des Lichtstrahls gestreutes Licht aufnehmen.t09830M343
- 15. Fotoanalysevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Paare (42, 44; 47, 48) für Streulicht fotoempfindliche Aufnahmeelemente symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten des Lichtstrahls angeordnet sind, so daß durch Jedes Paar Licht, welches über verschiedene bestimmte Winkelbereiche gestreut ist, festgestellt werden kann, daß jedes Paar der fotoempfindlichen Aufnahmeelemente elektrisch zur Erzeugung eines kombinierten elektrischen Signals verbunden sind und daß die Teile Jedes Paares zur Aufnahme von über den gleichen Winkelbereich auf den gegenüberliegenden Seiten des Lichtstrahls gestreuten Lichts angeordnet ist.
- 16. Fotoanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der fotoempfindlichen Aufnahme elemente (68, Fig. 5) ein für den Strahlungsort empfimdliches Bauelement enthält, welches ein elektrisches Ausgangssignal (an 92) abgibt, das der Lage des auf seine Oberfläche auftreffenden Lichtstrahls entspricht und das ein anderes elektrisches Signal (an 94) abgibt, welches der Intensität des Lichtflecks entspricht, und daß die Lageabtastachse dieses Bauelements in einer Ebene angeordnet ist, die senkrecht auf der Hauptachse des Lichtstrahls und parallel zur Lichtübertragungsrichtung des Lichtstrahls angeordnet ist, so daß das die Lage bestimmende Signal des Bauelements in Abhängigkeit von dem gestreuten Licht eine Anzeige für den Winkel ermöglicht, unter dem ein Maximum der verteilten Streustrahlung für Jedes Teilchen auftritt,
- 17. Fotoanalysevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (30) eine Quelle für monochromatisches kohärentes Licht ist.109830/1343
- 18. Fotoanalysevorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, quelle (30) ein Laser ist.
- 19. Fotoanalysevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, (30) ein Helium-Neon-Laser ist.daß die Lichtdaß der Laser
- 20. Fotoanalysevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet (30) ein Argonlaser ist.daß der Laser
- 21. Fotoanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spektralfilter (71) derart angeordnet ist, daß er das von dem einen fotoelektrischen Aufnahmeelement (73) aufgenommene Licht filtert, daß der Spektralfilter so ausgewählt ist, daß er Licht mit der Wellenlänge der Lichtquelle nicht durchläßt, während er Licht einer Wellenlänge, mit der die zu untersuchenden Teilchen fluoreszierende Strahlung bei Vorliegen einer das Teilchen kennzeichnenden, zu untersuchenden Eigenschaft abgeben, durchläßt, und daß eine optische Einfangvorrichtung (63, 65, 67) zum Sammeln der fluoreszenten Strahlung der Teilchen und zum Ausrichten dieser fluoreszenten Strahlung über das Spektralfilter (71) auf das fotoempfindliche Aufnahmeelement vorgesehen sind.Rei/Gu109830/1343
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US275070A | 1970-01-14 | 1970-01-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2101358A1 true DE2101358A1 (de) | 1971-07-22 |
DE2101358C2 DE2101358C2 (de) | 1983-10-27 |
Family
ID=21702315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2101358A Expired DE2101358C2 (de) | 1970-01-14 | 1971-01-13 | Fotoanalysevorrichtung |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3705771A (de) |
JP (1) | JPS544636B1 (de) |
DE (1) | DE2101358C2 (de) |
GB (1) | GB1284199A (de) |
IE (1) | IE34870B1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3603905A1 (de) * | 1985-02-08 | 1986-08-14 | Omron Tateisi Electronics Co., Kyoto | Durchfluss-teilchenanalysator und durchflusszelle fuer diesen |
EP0210343A1 (de) * | 1985-07-29 | 1987-02-04 | Becton, Dickinson and Company | Durchfluss-Zytometriegerät mit verbesserter Lichtstrahljustierung |
DE19628250B4 (de) * | 1995-07-13 | 2005-06-09 | Byk Gardner Gmbh | Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen einer zumindest teilweise lichtdurchlässigen Probe |
Families Citing this family (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2178352A5 (de) * | 1972-03-29 | 1973-11-09 | Ctre Etu Ind Liants Hydr | |
US3851156A (en) * | 1972-09-05 | 1974-11-26 | Green James E | Analysis method and apparatus utilizing color algebra and image processing techniques |
US3871774A (en) * | 1972-09-08 | 1975-03-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | Method and apparatus for detecting cracks in unhulled grains |
US3864044A (en) * | 1972-11-27 | 1975-02-04 | Combustion Equip Ass | Method and apparatus for the analysis of a dispersed phase capable of transmitting and focusing light |
US3835315A (en) * | 1972-12-06 | 1974-09-10 | Us Commerce | System for determining parameters of a particle by radiant energy scattering techniques |
US3824402A (en) * | 1973-06-04 | 1974-07-16 | Energy Commission | Dual parameter flow photometric apparatus and method |
USRE29141E (en) * | 1973-06-14 | 1977-02-22 | Coulter Electronics, Inc. | Apparatus for orienting generally flat particles for sensing |
US3893766A (en) * | 1973-06-14 | 1975-07-08 | Coulter Electronics | Apparatus for orienting generally flat particles for slit-scan photometry |
US3985441A (en) * | 1974-03-13 | 1976-10-12 | Schoeffel Instrument Corporation | Multi-channel spectral analyzer for liquid chromatographic separations |
DE2543310C2 (de) * | 1975-09-27 | 1982-04-29 | Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung mbH, 8000 München | Einrichtung zum Zählen und Klassifizieren von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen |
US4027162A (en) * | 1976-04-26 | 1977-05-31 | Particle Measuring Systems, Inc. | Method and apparatus for orienting and measuring fibrous particles |
US4095898A (en) * | 1976-06-10 | 1978-06-20 | Coulter Electronics, Inc. | Particle analysis system with photochromic filter |
US4142098A (en) * | 1977-07-05 | 1979-02-27 | Zenith Radio Corporation | Optical readout for reflective video discs |
US4174952A (en) * | 1978-01-23 | 1979-11-20 | Massachusetts Institute Of Technology | Immunoassay by light scattering intensity anisotropy measurements |
DE2830975C2 (de) * | 1978-07-14 | 1983-08-18 | Viktor Alekseevič Berber | Einrichtung zur Messung von Anzahl und Größe der in einer Flüssigkeit dispergierten Teilchen |
DE2835380C2 (de) * | 1978-08-12 | 1984-08-16 | Viktor Alekseevič Berber | Einrichtung zur Messung von Anzahl und Größe der in einer Flüssigkeit dispergierten Teilchen |
US4273443A (en) * | 1979-11-21 | 1981-06-16 | Coulter Electronics, Inc. | Method and apparatus for measurement of reradiation in particle flow cell systems |
US4523841A (en) * | 1979-03-15 | 1985-06-18 | Coulter Electronics, Inc. | Radiant energy reradiating flow cell system and method |
US4493554A (en) * | 1979-02-27 | 1985-01-15 | Diffracto | Method and apparatus for determining physical characteristics of objects and object surfaces |
US4293221A (en) * | 1979-04-17 | 1981-10-06 | Research Corporation | Multidimensional slit-scan flow system |
US4274741A (en) * | 1979-09-26 | 1981-06-23 | Compagnie Industrielle Des Lasers | Device for determining the granulometric composition of a mixture of particles by diffraction of light |
US4350892A (en) * | 1980-07-31 | 1982-09-21 | Research Corporation | X'-, Y'-, Z'- axis multidimensional slit-scan flow system |
US4468118A (en) * | 1982-09-17 | 1984-08-28 | At&T Technologies, Inc. | Method and apparatus for determining index of refraction profiles of optical fibers |
US4735504A (en) * | 1983-10-31 | 1988-04-05 | Technicon Instruments Corporation | Method and apparatus for determining the volume & index of refraction of particles |
US4597666A (en) * | 1984-04-18 | 1986-07-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Apparatus for determining the liquid water content of a gas |
US4616927A (en) * | 1984-11-15 | 1986-10-14 | Wyatt Technology Corporation | Sample cell for light scattering measurements |
US4783599A (en) * | 1987-02-10 | 1988-11-08 | High Yield Technology | Particle detector for flowing liquids with the ability to distinguish bubbles via photodiodes disposed 180° apart |
KR970007077B1 (ko) * | 1987-03-13 | 1997-05-02 | 코울터 일렉트로닉스 인커퍼레이티드 | 광산란 기술을 이용한 다중-부분식별 분석 방법 |
US4810090A (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-07 | Cobe Laboratories, Inc. | Method and apparatus for monitoring blood components |
JP2641927B2 (ja) * | 1988-11-16 | 1997-08-20 | 興和株式会社 | 微粒子測定装置 |
US5370842A (en) * | 1991-11-29 | 1994-12-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Sample measuring device and sample measuring system |
JPH0610900A (ja) * | 1992-04-27 | 1994-01-21 | Canon Inc | 液体移動方法及び移動装置ならびにこれを利用した測定装置 |
US5315115A (en) * | 1992-08-10 | 1994-05-24 | Gerber Hermann E | Optical apparatus and method for sensing particulates |
US5455423A (en) * | 1993-08-25 | 1995-10-03 | Orbital Sciences Corporation | Gas bubble detector |
US5601080A (en) * | 1994-12-28 | 1997-02-11 | Coretech Medical Technologies Corporation | Spectrophotometric blood analysis |
DE19641882C2 (de) * | 1996-10-10 | 1998-11-05 | Willi Fischer | Verwendung einer Einrichtung zum Feststellen metallischer Teilchen |
JPH10307135A (ja) * | 1997-05-02 | 1998-11-17 | Toa Medical Electronics Co Ltd | 赤血球形態異常の検出方法 |
US7884315B2 (en) | 2006-07-11 | 2011-02-08 | Apple Inc. | Invisible, light-transmissive display system |
US7867778B2 (en) * | 2007-02-23 | 2011-01-11 | Visiongate, Inc. | Fluid focusing for positional control of a specimen for 3-D imaging |
CN101910821B (zh) | 2007-12-04 | 2012-09-05 | 粒子监测系统有限公司 | 非正交粒子检测系统和方法 |
US8090183B2 (en) * | 2009-03-12 | 2012-01-03 | Visiongate, Inc. | Pattern noise correction for pseudo projections |
US8254023B2 (en) | 2009-02-23 | 2012-08-28 | Visiongate, Inc. | Optical tomography system with high-speed scanner |
US8155420B2 (en) * | 2009-05-21 | 2012-04-10 | Visiongate, Inc | System and method for detecting poor quality in 3D reconstructions |
US7982875B2 (en) * | 2009-06-15 | 2011-07-19 | Wyatt Technology Corporation | Method and apparatus for measuring the scattered light signals from a liquid sample |
JP5533055B2 (ja) * | 2010-03-10 | 2014-06-25 | ソニー株式会社 | 光学的測定装置及び光学的測定方法 |
US9274042B2 (en) * | 2010-05-07 | 2016-03-01 | Stc.Unm | Spatially correlated light collection from multiple sample streams excited with a line focused light source |
JP5362895B1 (ja) * | 2012-11-06 | 2013-12-11 | リオン株式会社 | 光散乱式粒子計数器 |
WO2016143083A1 (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 技術研究組合次世代3D積層造形技術総合開発機構 | 光加工ヘッド、光加工装置およびその制御方法ならびに制御プログラム |
US10151682B2 (en) * | 2015-07-14 | 2018-12-11 | Teilch Llc | Airborne particle measuring device |
US11069054B2 (en) | 2015-12-30 | 2021-07-20 | Visiongate, Inc. | System and method for automated detection and monitoring of dysplasia and administration of immunotherapy and chemotherapy |
EP3660572A4 (de) * | 2017-07-26 | 2021-06-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | Probenbeobachtungsvorrichtung und probenbeobachtungsverfahren |
CN107664627B (zh) * | 2017-09-19 | 2020-04-21 | 杭州遥测物联网技术有限公司 | 采用激光调幅调制型光源测量低浊度值的方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT251918B (de) * | 1963-07-10 | 1967-01-25 | British Petroleum Co | Vorrichtung zur gleichzeitigen, voneinander unabhängigen Wahrnehmung von in einer Flüssigkeit suspendiertem flüssigem und bzw. oder festem Material |
DE1958101A1 (de) * | 1968-11-21 | 1970-06-11 | Wyatt Philip Joseph | Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren von Mikro-Teilchen |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2875666A (en) * | 1953-07-13 | 1959-03-03 | Ohio Commw Eng Co | Method of simultaneously counting red and white blood cells |
US2816479A (en) * | 1954-07-06 | 1957-12-17 | Du Pont | Particle measurement |
US3420609A (en) * | 1964-08-27 | 1969-01-07 | Shimadzu Corp | Photometer for comparing scattered with transmitted light |
US3504183A (en) * | 1966-09-12 | 1970-03-31 | Iit Res Inst | Particle counter using a variable test volume |
-
1970
- 1970-01-14 US US2750A patent/US3705771A/en not_active Expired - Lifetime
-
1971
- 1971-01-12 GB GB0339/71A patent/GB1284199A/en not_active Expired
- 1971-01-12 IE IE31/71A patent/IE34870B1/xx unknown
- 1971-01-13 DE DE2101358A patent/DE2101358C2/de not_active Expired
- 1971-01-14 JP JP71704A patent/JPS544636B1/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT251918B (de) * | 1963-07-10 | 1967-01-25 | British Petroleum Co | Vorrichtung zur gleichzeitigen, voneinander unabhängigen Wahrnehmung von in einer Flüssigkeit suspendiertem flüssigem und bzw. oder festem Material |
DE1958101A1 (de) * | 1968-11-21 | 1970-06-11 | Wyatt Philip Joseph | Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren von Mikro-Teilchen |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3603905A1 (de) * | 1985-02-08 | 1986-08-14 | Omron Tateisi Electronics Co., Kyoto | Durchfluss-teilchenanalysator und durchflusszelle fuer diesen |
EP0210343A1 (de) * | 1985-07-29 | 1987-02-04 | Becton, Dickinson and Company | Durchfluss-Zytometriegerät mit verbesserter Lichtstrahljustierung |
DE19628250B4 (de) * | 1995-07-13 | 2005-06-09 | Byk Gardner Gmbh | Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen einer zumindest teilweise lichtdurchlässigen Probe |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1284199A (en) | 1972-08-02 |
IE34870L (en) | 1971-07-14 |
IE34870B1 (en) | 1975-09-03 |
JPS544636B1 (de) | 1979-03-08 |
US3705771A (en) | 1972-12-12 |
DE2101358C2 (de) | 1983-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2101358C2 (de) | Fotoanalysevorrichtung | |
DE60218074T2 (de) | Durchflusszytometer | |
DE69412646T2 (de) | Durchflusszytometer für flüssigkeiten | |
DE69017420T2 (de) | Optisches Teilchenanalysegerät mit zwei Arten von Lichtquellen. | |
DE2929170C2 (de) | Meßeinrichtung zur Ermittlung des Fluoreszenz-Emissionsspektrums von Partikeln | |
DE69422908T2 (de) | Optische vorrichtung fuer durchflusszytometer | |
DE69118429T2 (de) | Verfahren zur Messung einer Spezies unter Verwendung von Fluoreszenzlicht | |
DE69331188T2 (de) | Vorrichtung und verfahren zur molekularen charakterisierung | |
DE10008517C2 (de) | Optisches Meßsystem | |
DE69421472T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Unterscheidung zwischen Flüssigkeit und Gas | |
DE68908094T2 (de) | Teilchenmessvorrichtung. | |
DE2447328A1 (de) | Verfahren zur bestimmung einer speziellen eigenschaft von in einem fluid suspendierten teilchen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE2340843A1 (de) | System zur teilchenunterscheidung | |
DE3724852C2 (de) | Absorptionsphotometer | |
DE2349271A1 (de) | Vorrichtung zum ermitteln von parametern von blutzellen | |
DE2551026C3 (de) | Verfahren zur Analysieren von Teilchen | |
DE69319184T2 (de) | Flüssigkeitsverschmutzungfühler | |
WO1999016033A1 (de) | Rauchmelder | |
DE69118468T2 (de) | Mikrodurchflusszelle | |
DE2606481B2 (de) | Fluorometer | |
DE69427067T2 (de) | Streulichtintensitätsdetektor für von Filmen in kolloidalen Medien gestreutes Licht | |
DE2103318A1 (de) | Photometer | |
DE2710030B2 (de) | Vorrichtung zur Photometrierung eines in einer zylindrischen Küvette befindlichen Stoffes | |
DE3712153C1 (de) | Verfahren zur Messung von Stroemungsvektoren in Gasstroemungen | |
DE2922643C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: G01N 21/05 |
|
8126 | Change of the secondary classification |
Ipc: G01D 5/18 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |