DE2853836C2

DE2853836C2 -

Info

Publication number: DE2853836C2
Application number: DE2853836A
Authority: DE
Inventors: Jesse L. Rockaway N.J. Us Acker; Peter M. Montville N.J. Us Meserol
Original assignee: Gamma Biologicals Inc
Current assignee: Gamma Biologicals Inc
Priority date: 1977-09-23
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1987-10-08
Also published as: FR2444939B1; US4197088A; AU546615B2; CA1119426A; SE7812469L; DE2857625A1; AU1297783A; FR2444939A1; AU1297883A; DE2853836A1; GB2040441A; NL7812584A; SE440404B; GB2040441B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine elektro-optische Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Die Analyse von Arzneimitteln, Drogen und anderen Bestandteilen biologischer Fluide hat in den letzten Jahren zunehmend an Interesse gewonnen und die therapeutische Überwachung von Arzneimitteln hat beträchtliche klinische Bedeutung erlangt und die Entwicklung neuer Analyseverfahren und -geräte angeregt. Es ist seit kurzem bekannt, zur Bestimmung von Substanzen in verschiedenen biologischen Fluiden Analysesysteme zu verwenden, die mit Antigenen, Haptenen oder Antikörpern, die mit einem Enzym markiert sind, arbeiten, siehe z. B. die Arbeit von G. Brian Wisdom, "Enzym-Immunoassay", Clinical Chemistry, Band 22, 8 (1976), S. 1243-55. Diese Analysesysteme werden abgekürzt als "EIA" und "ELISA" bezeichnet. Es gibt ferner die Radio-Immunoanalyse (RIA), bei der Hapten-Protein-Konjugate erzeugt und bestimmte Plätze des Arzneimittelmoleküls radioaktiv markiert werden, siehe die Arbeit von Alan Broughton und James E. Strong "Radioimmunoassay of Antibiotics and Chemotherapeutic Agents", Clinical Chemistry, Band 22, No. 6 (1976) und R. Cleeland u. a. "Detection of Drugs of Abuse by Radio Immunoassay: A. Summary of Published Data and Some New Information", Clinical Chemistry, Band 22, No. 6 (1976) S. 713-725.

Vor der Entwicklung der verschiedenen neueren Analyseverfahren wurde das Vorhandensein von Antigen/Antikörper-Komplexen im allgemeinen visuell festgestellt. Visuell kann man jedoch Grenzfälle von Reaktionen, die noch klinisch bedeutungsvoll sein können, nicht feststellen oder unterscheiden und die Ergebnisse hatten daher oft nur begrenzte klinische Bedeutung. Selbst mikroskopische Untersuchungen lieferten nur begrenzt klinische Information, da keine quantitativen Ergebnisse erhalten werden konnten.

Bei der EIA stehen zwar im allgemeinen spezifische und hochempfindliche Verfahren zur Identifizierung und Quantifizierung oder quantitativen Bestimmung einer Vielzahl von Substanzen zur Verfügung, aber auch diese Methode leidet an verschiedenen Nachteilen und Einschränkungen. Sie ist im allgemeinen weniger empfindlich als RIA und anfälliger gegen Störeinflüsse. Außerdem ist die Bestimmung des Endpunktes (der Anfangsgeschwindigkeit der enzymatischen Reaktion) schwieriger festzustellen als bei RIA-Verfahren, und außerdem erfordern alle EIA-Verfahren mit der Ausnahme des homogenen EIA-Verfahrens eine Trennung der gebundenen Moleküle von den freien markierten Molekülen. Im allgemeinen steht dabei jedoch nur eine begrenzte Anzahl von verwendbaren Trennverfahren zur Verfügung. Die RIA-Verfahren erfordern andererseits die Herstellung eines spezifischen Antikörpers und die Entwicklung einer geeigneten radioaktiv markierten Verbindung. Die Anwendung dieser Verfahren erfordert außerdem äußerste Sorgfalt und Fachkenntnisse wegen der Gefahr von Strahlungsschäden und die Strahlung kann sogar die immunchemische Reaktionsfähigkeit der markierten Substanz beeinträchtigen.

Zu den bekannten Analysesystemen gehört ferner die Spinn-Immunoanalyse, bei der bekannte Mengen von Antikörpern zu dem zu bestimmenden Arzneimittel mit einem Analogon des Arzneimittels, das mit einer Nitroxid-Markierung (Spinn-Markierung) markiert worden ist, gemischt wird und die Probe des biologischen Fluids dann dieser Mischung zugesetzt wird. Die Arzneimittelkonzentration in der Probe wird dann durch Elektronenspinnmessung bestimmt, siehe die Arbeit von Simon L. Sharpe "Quntitative Enzyme Immunoassay: Current Status", Clinical Chemistry, Bd. 22, No. 6 (1976) S. 733-738.

Bei wieder einem anderen bekannten Analyseverfahren werden die Antikörper an fluoreszierende Verbindungen angelagert, die bei Anregung durch Bestrahlung mit einer bestimmten Wellenlänge Licht emittieren. Es ist ferner bekannt, opake, kolloidale Teilchen, wie Latexkügelchen, Glas- und Keramikkügelchen, Kaolin-, Kohlenstoff- und Holz- oder Aktivkohleteilchen sowie Tierblut-Bestandteile, typischerweise Erytrocyten, zu verwenden und das Antigen/Antikörper hieran anzulagern.

Bei den oben erwähnten immunologischen Analyseverfahren verbindet sich die markierte Komponente einer Antigen/Antikörper-Reaktion mit der zugehörigen komplementären Stelle und der gebundene Betrag hängt von der Konzentration der anderen Komponente ab; wenn eine dieser Konzentrationen geändert wird, tritt eine entsprechende Änderung in der Verteilung der markierten Komponente zwischen der gebundenen und der ungebundenen Fraktion ein. Die Eigenschaften der Indikatoren bestimmen ihre Verteilung und man kann eine Eichkurve herstellen, aus der der Zusammenhang der Konzentration der veränderlichen (unmarkierten) Komponente zu der der markierten Komponente dargestellt wird. Derzeit geschieht dies dadurch, daß man entweder die gebundene oder die ungebundene Fraktion durch Fest-Phasen-Absorption im Reagenzglas oder Kunststoffbett, durch Zentrifugieren, wiederholtes Neususpendieren und Waschen entfernt. Mit diesen Verfahren läßt sich zwar eine Kurve herstellen, die den Zusammenhang zwischen der gebundenen und der ungebundenen Fraktion darstellt, sie sind jedoch zeitraubend, mühsam und erfordern komplizierte Geräte. Die EIA, RIA- und Spinn-Immunoanalyseverfahren erfordern außerdem gewöhnlich die Einführung von Indikatoren in das Reaktionssystem, die zwar nicht immunologisch reagieren, aber die Immunreaktivität des Systems durch die chemische Aktivität oder Radioaktivität, aufgrund derer sie als Indikatoren verwendet werden können, unter Umständen beeinträchtigen.

Die klassischen visuellen Indikatoren für die Immunraktivität sind frei von diesen Nachteilen des EIA-, RIA- und Spinn-Immunanalyseverfahrens, da keine Phasentrennung und Entfernung von Bestandteilen aus dem immunreaktiven System erforderlich sind und keine Indikatoren eingeführt zu werden brauchen, die die Immunreaktivität des betreffenden Systems stören oder ändern können. Sie basieren vielmehr auf einer Umverteilung von opaken Teilchen beim Übergang von einem gleichförmigen, nicht agglutinierten Zustand in einem agglutinierten Zustand. Da jedes Teilchen als Indikator für zahlreiche immunreaktionsfähige Proteinmoleküle dient, wird eine Anzahl von markierten Teilchen unter Bildung einer charakteristischen mikroskopischen Agglutinationstextur agglutiniert, welche durch visuelle Betrachtung qualitativ ausgewertet werden kann. Dieses Verfahren läßt sich jedoch nicht ohne weiteres für quantitative Messungen verwenden und ist daher ebenfalls von recht begrenzter klinischer Bedeutung.

In der Patentliteratur sind ebenfalls bereits zahlreiche verschiedene Verfahren und Einrichtungen zur Auswertung von Agglutinationsreaktionen beschrieben. So ist z. B. aus der US-PS 30 74 853 (Brewer) ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung von immunologischen Reaktionen bekannt, bei denen eine Mischung eines feinverteilten Feststoffes und zweier auf Antigen/Antikörper-Reaktionen zu prüfenden Flüssigkeiten in einem Probefleck auf einer opaken Oberfläche, deren Farbe einen hohen Kontrast bezüglich der Farbe des Feststoffs ergibt, gebildet und verteilt wird. Der Probefleck wird dann visuell untersucht.

Aus der US-PS 35 20 609 (Lion) ist ein Verfahren zur Auswertung von Agglutinationsreaktionen bekannt, bei dem die Proben mittels eines Energiestrahls, z. B. eines Licht- oder Elektronenstrahls, abgetastet werden. Bei einer erheblichen Agglutination treten ausgeprägte Grenzen zwischen den agglutinierten Zellen und den umgebenden Bereichen in der abgetasteten Zone auf und durch diese Unterschiede wird der Abtaststrahl moduliert, während er sie abtastet, so daß eine entsprechende Änderung in der Frequenz des dabei erzeugten Signales auftritt. Ein zweites Signal wird aus der Änderungsgeschwindigkeit des durch den Abtaststrahl erzeugten Signales erzeugt und über eine vorgegebene Zeitspanne integriert; der Integralwert wird dann mit einem bestimmten Standard verglichen, der einer wesentlichen Agglutination entspricht, um festzustellen, ob eine solche Agglutination im Reaktionsbereich stattgefunden hat.

Aus der US-PS 38 19 271 (Beug) sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Messung einer Zellenagglutination in einer Trägerflüssigkeit bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Trägerflüssigkeit, in der Zellen suspendiert sind, in einen Behälter eingeschlossen, der längs eines kreisförmigen Weges bewegt wird, und man läßt einen Lichtstrahl durch die Suspension fallen. Der Grad der Agglutination der Zellen wird aufgrund des Betrages des Lichtes bestimmt, das beim Durchlaufen der Suspension gestreut wird.

Aus der US-PS 39 90 851 (Gross u. a.) ist ein Verfahren und eine Einrichtung bekannt, bei dem Antigen/Antikörper-Reaktionen dadurch meßtechnisch erfaßt werden, daß man ein Laserlichtbündel durch die Reaktionsmischung fallen läßt und das vorwärtsgestreute Licht mißt.

Aus der US-PS 39 05 767 (Morris u. a.) ist ein Verfahren zur qualitativen oder quantitativen Messung von Antigen oder Antikörpern mit einer Antigen/Antikörper-Reaktion bekannt, bei der ein Niederschlag gebildet wird. Auch bei diesem bekannten Verfahren läßt man ein Lichtbündel durch den Niederschlag fallen und mißt den Betrag des durch diesen gestreuten Lichtes.

Aus der US-PS 38 19 271 ist ein Verfahren zum quantitativen Bestimmen einer Immunreaktionskomponente einer biologischen Fluidprobe bekannt, bei dem die Fluidprobe mit einem zugehörigen Reagens in eine Reaktionszone gebracht wird, die Fluidprobe und das Reagens in der Reaktionszone gleichmäßig gemischt und inkubiert werden und der Inhalt der Reaktionszone mit Strahlungsenergie, insbesondere Licht, durchstrahlt wird. Das durch die Reaktionszone gefallene Licht wird durch eine Photozelle in ein seiner Intensität entsprechendes elektrisches Signal umgesetzt. Daß ein solches Reagens opake kolloidale Teilchen enthalten kann ist z. B. aus der US-PS 38 53 468 bekannt.

Die in den oben erwähnten Patentschriften und anderen Patentschriften zum Stand der Technik beschriebenen Verfahren und Einrichtungen arbeiten alle mit einer photometrischen Bestimmung der Agglutinationsreaktion, wie mit einer Lichtstreuungsmessung, Trübemessung oder Extinktionsmessung. Bei allen diesen Messungen können daher in klinischer Hinsicht wesentliche Fehler durch die Farbe oder naturgegebene Wolkigkeit des untersuchten biologischen Fluids auftreten. Die in den oben erwähnten Patentschriften beschriebenen Verfahren haben, mit Ausnahme des von Beug angegebenen Verfahrens, außerdem den Nachteil, daß eine ungleichmäßige Verteilung der Reaktionsindikatoren bei einer automatischen Auswertung zu statischen Fehlern und bei einer manuellen Auswertung Schwierigkeiten hinsichtlich der Interpretation auftreten.

Es besteht also schon seit langem ein Bedarf nach einem Analyseverfahren zur Feststellung und quantitativen Erfassung von immunologischen Reaktionen, das einfacher ist als die bekannten Verfahren und schneller durchgeführt werden kann als diese, und das klinisch signifikantere Information liefert, ohne daß es den Schwierigkeiten und Beschränkungen unterworfen ist, die den derzeit zur Verfügung stehenden Immunanalyseverfahren von Natur aus anhaften oder praktisch nicht zu vermeiden sind.

Durch die vorliegende Erfindung sollen also ein Immunanalyseverfahren und eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens angegeben werden, das sich für die Wahrnehmung und Quantifizierung von immunologischen Reaktionen eignet, das klinisch signifikantere Information liefert als die derzeit verfügbaren Immunanalysetechniken und -systeme und bei dem die Wahrnehmung und Quantifizierung von immunologischen Reaktionen schneller und genauer ausgeführt werden kann als bei den bekannten Systemen und Verfahren.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im Kennzeichen dieses Anspruchs aufgeführten Maßnahmen gelöst.

Die Ansprüche 2 bis 6 betreffen Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Ansprüche 7 bis 17 betreffen vorteilhafte Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1.

Durch das vorliegende Verfahren und die vorliegenden Einrichtungen wird eine wesentliche Vereinfachung der Messung, eine Erhöhung der Meßgenauigkeit sowie eine Verkürzung der Analysedauer erreicht. Das vorliegende Verfahren ist ferner ungefährlich und erfordert keine Trennung einer gebundenen Fraktion von einer ungebundenen Fraktion. Das Verfahren gemäß der Erfindung liefert ferner einen größeren Teil der von den markierten Komponenten verfügbaren Information.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in der gleich bzw. gleichartige Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Reaktionszelle, die bei einer Einrichtung zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens Verwendung finden kann;

Fig. 2 eine Schnittansicht in einer Ebene 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magazins für Probenzellen gemäß Fig. 1 und 2;

Fig. 4 ein Schnitt in einer Ebene 4-4 der Fig. 3;

Fig. 5 ein Schnitt in einer Ebene 5-5- der Fig. 4;

Fig. 6a bis 6d schematische Frontansichten, die die jeweiligen Stellungen einer Reaktionszelle in jeder Abbildungs- oder Probenzelle während einer eine wirkungsvolle Mischung und gleichmäßige Verteilung der Reaktionspartner gewährleistenden Rotation um eine Mittelachse darstellen;

Fig. 7 eine Schnittansicht in einer Ebene 7-7 der Fig. 6a, in der ein toroidförmiger Meniskus dargestellt ist, der sich in der Einfüllöffnung der Reaktionszelle bildet, während diese rotiert;

Fig. 8 eine vereinfachte Seitenansicht der wesentlichen Teile einer Einrichtung gemäß der Erfindung, die für die vertikale Verschiebung der einzelnen Probenzellen und die seitliche Verschiebung der Magazinanordnung bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung erforderlich sind;

Fig. 9 eine Schnittansicht in einer Ebene 9-9 der Fig. 8;

Fig. 10 und 11 schematische Darstellungen eines Abbildungsvorganges, bei dem Bilder von agglutinierten Indikatorteilchen in einer in einer Probenzelle enthaltenen Fluidsuspension auf einem Bildsensor erzeugt werden;

Fig. 12 eine Vorderansicht eines Bildsensors, auf dem Bilder von agglutinierten Teilchen erzeugt werden;

Fig. 13 eine graphische Darstellung von elektronischen Signalen, die Agglutinationsbereichen auf dem Bildsensor entsprechen und

Fig. 14 ein Blockschaltbild einer elektro-optischen Einrichtung, wie sie zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung mit Vorteil verwendet werden kann.

Durch die Erfindung werden ein neuartiges Verfahren und neuartige Einrichtungen für die Wahrnehmung und quantitative Erfassung von einer Immunreaktion fähigen Komponenten von Immunreaktionssystemen angegeben. Bei einer Ausführungsform der Einrichtung wird eine Magazinanordnung verwendet, die durch Seitenplatten oder -Wände sowie eine Vorder- und Rückwand begrenzt ist und mehrere axial beabstandete Fächer zwischen den Seitenwänden aufweist. In die Fächer kann jeweils eine Abbildungs- oder Probenzelle neuartiger Konstruktion eingesetzt und gehalten werden. Jede Probenzelle wird aus zwei gegenüberliegenden parallelen ebenen Flächen gebildet, die jeweils eine im wesentlichen kreisförmige Vertiefung oder Nut aufweisen, so daß, wenn die Oberflächen unter Bildung einer einheitlichen Struktur miteinander verbunden sind, die kreisförmigen Vertiefungen eine Reaktionskammer bilden. Eine der kreisförmigen Vertiefungen ist mit einer Einfüllöffnung versehen, durch die eine Fluidprobe, z. B. eine biologische Flüssigkeit, und ein Reagens in die Reaktionskammer eingeführt werden können.

Die Einrichtung kann ferner mit einer Vorrichtung versehen sein, wie eine Zange oder einem Finger, die in die Fächer einführbar ist, um die Probenzellen anzuheben und in einen optischen Strahlengang eines von einer monochromatischen Strahlungsquelle ausgehenden Strahlungsbündels, insbesondere Lichtbündels, zu bringen und die durch die Reaktionskammer gefallene Strahlung wird durch eine Abbildungsoptik auf die Oberfläche eines Bildsensors fokussiert, der z. B. eine ladungsgekoppelte Einrichtung enthalten kann.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird z. B. mittels Pipetten eine biologische Fluidtestprobe und ein Reagens (insbesondere im wesentlichen opake, vorzugsweise kolloidale Teilchen, wie Latexkügelchen) durch die Einfüllöffnung in die Reaktionskammer gebracht, die Mischung gleichmäßig gemischt und zur Bildung agglutinierter Teilchen inkubiert und der Inhalt der Reaktionskammer mit der Strahlung durchleuchtet. Die durchfallende Strahlung wird auf eine Bildempfangsfläche des Bildsensors abgebildet, auf der dunkle Flächenbereiche entstehen, die den agglutinierten Teilchen in der Reaktionskammer entsprechen. Die Gesamtfläche der dunklen Bereiche wird dann, vorzugsweise auf elektronischem Wege, gemessen.

Diese Prozedur wird dann mit mindestens einer Testprobe bekannter Antikörperkonzentration wiederholt und die Fläche der resultierenden dunklen Flächenbereiche wird als Funktion der jeweiligen Konzentrationen aufgetragen. Die Konzentration der immunreaktiven Komponente der unbekannten Probe kann dann anhand des mit den Testproben erhaltenen Diagramms ermittelt werden.

Bei dem Verfahren finden elektro-optische Bildtechniken auf einen restfreien Anteil des Immunreaktionssystems Anwendung und optische Bilder, die auf einem Bildsensor erzeugt werden, können kartographisch analysiert oder ausgewertet werden. Dadurch läßt sich also der Grad der Agglutination in dem immunologischen Reaktionsmedium quantitativ bestimmen und mit den Konzentrationen von immunreaktionsfähigen Komponenten (wie Antigenen und Antikörpern), die die Agglutination verursachen, in Beziehung setzen.

In Fig. 1 ist eine Abbildungs- oder Probenzelle 1 zur Durchführung der immunologischen Reaktionen dargestellt, die speziell für die Verwendung in dem elektro-optischen System konstruiert ist. Die Probenzelle 1 weist zwei entgegengesetzte parallele Platten oder Flächen 3 und 5 auf, die aus klarem Kunststoff bestehen können und auf geeignete Weise, z. B. durch Ultraschallschweißung, zu einer einheitlichen Struktur verbunden sind, die Seitenränder 7 und 9 sowie einen oberen Rand 11 und einen unteren Rand 13 aufweist. Die Seitenränder 7 und 9 können geringfügig zulaufen und der Seitenrand 9 ist am unteren Ende bei 15 abgeschrägt, so daß die Probenzelle leicht in ein entsprechendes Fach 17 eines in Fig. 3 genauer dargestellten Magazins 19 eingesetzt werden kann.

Die Seitenränder 7 und 9 der Probenzelle enthalten jeweils zwei Kerben oder Nuten 21, 23, 25 bzw. 27, in die federnde Vorsprünge 29, die in den Wänden oder Kanälen 31 der verschiedenen Fächer 17 gebildet sind, einrasten können, wenn die Probenzellen in die Fächer 17 eingesetzt sind.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, hat das Magazin 19 eine Vorderwand 33, eine Rückwand 35 sowie Seitenwände 37 und 39. Längs einer Hauptachse des Magazins 19 ist eine Reihe von im wesentlichen U-förmigen Trennwänden 41 in Abständen voneinander angeordnet. Die Trennwände sind mit den Seitenwänden 37 und 39 verbunden oder an diese angeformt und bilden die Fächer 17 des Magazins.

Die Seitenwand 39 ist nicht vollständig und überstreckt sich nur über etwas mehr als die Höhe jedes Faches. Die Seitenwand 37 hat am unteren Ende innen eine Schulter 43, auf der ein Ausschnitt 45, der im unteren Rand 13 der Probenzelle 1 gebildet ist, ruht, wenn die Probenzelle ganz in das zugehörige Fach eingesetzt ist. Durch diese Konstruktionsmaßnahme wird zusammen mit dem Einrasten der Vorsprünge 29 in die zugehörigen Nuten 21, 23, 25 und 27 verhindert, daß die Probenzellen durch die Fächer hindurchfallen.

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, hat das Magazin 19 außerdem seitliche Flanschteile 47 und 49, an denen das Magazin beim Einsetzen in die Einrichtung oder beim Entnehmen aus dieser Einrichtung mit den Fingern bequem erfaßt werden kann.

Die einander gegenüberliegenden Flächen der beiden ebenen Oberflächen oder Platten 3 und 5 sind jeweils mit einer im wesentlichen kreisförmigen Nut oder Vertiefung versehen, die, wenn die beiden Platten in der beschriebenen Weise miteinander verbunden sind, eine Reaktionskammer 51 bilden, in der die immunologische Reaktion durchgeführt wird. Die kreisförmige Vertiefung in der ebenen Platte 3 ist mit einer Einfüllöffnung 53 versehen, durch die ein Reagens und ein biologisches Fluid in die Reaktionskammer eingeführt werden können, und an die zylindrische Vertiefung der Innenseite der ebenen Platte 5 ist in der Reaktionskammer 45 ein zum Scharfstellen dienendes Ziel 55 angeordnet, z. B. ein angeformtes, im wesentlichen rundes zylindrisches Element. Dieses Ziel dient dazu, das optische System auf eine Ebene scharf einzustellen, die durch die Mitte der Reaktionskammer geht.

Die beiden ebenen Platten 3 und 5 können aus Glas oder einem geeigneten Kunststoff, wie Polystyrol, bestehen. Beide Platten können aus transparentem Material bestehen, es genügt jedoch im Prinzip, wenn eine Platte transparent und die andere nur durchscheinend ist, in diesem Fall wird dann die ebene Fläche oder Platte 3 aus dem durchscheinenden Material und die Platte 5 aus dem transparenten Material hergestellt.

Um die Reagenzien und die biologischen Fluidproben in die Reaktionskammer einzufüllen, nimmt man die Probenzelle mit den Seitenrändern 7 und 9 (Fig. 3 und 4) zwischen die Finger und zieht sie aus dem Fach heraus, bis die Vorsprünge 29 im Kanal 31 des betreffenden Faches in die Nuten 23 und 27 eingreifen. Das jeweilige Reagens und das biologische Fluid werden mittels einer Pipette oder irgend einer anderen geeigneten Vorrichtung nacheinander durch die Einfüllöffnung 53 in die Reaktionskammer 51 eingeführt. Die Probenzelle wird dann nach unten in ihr Fach gedrückt und anschließend wird dann die nächste Probenzelle in der beschriebenen Weise mit Reagens und dem zu untersuchenden biologischen Fluid gefüllt.

Nachdem die Reaktionskammern der Probenzellen in der beschriebenen Weise mit Reagens und biologischem Fluid gefüllt worden sind, werden die Füllungen durch langsames Drehen der Magazinanordnung um eine longitudinale Drehachse gemischt und gleichmäßig verteilt. In den Fig. 6a bis 6d sind verschiedenen Stellungen einer Probenzelle während der Drehung des Magazins dargestellt. Die Ausfließen von Fluid aus der Reaktionskammer wird durch die Bildung eines toroidförmigen Meniskus verhindert, der sich während der Drehung um die Einfüllöffnung 53 bildet (Fig. 7).

Das Magazin 19 kann von Hand gedreht werden, vorteilhafterweise ist die Einrichtung jedoch so konstruiert, daß das Magazin automatisch gedreht wird, bis der gewünschte Grad von Mischung und Gleichförmigkeit erreicht ist. Die Geschwindigkeit der Drehung des Magazins kann verschieden sein, die Oberflächenspannung des Flüssigkeitsmeniskus darf jedoch zu keiner Zeit durch die Zentrifugalkraft des Fluids in den verschiedenen Probenzellen überschritten werden. In der Praxis genügt eine langsame Rotation des Magazins für wenige Minuten, um eine ausreichende Mischung und gleichmäßige Verteilung der Reaktionspartner in den Probenzellen zu erreichen.

Vor dem anschließend beschriebenen Abbildungsprozeß wird eine Inkubation der Inhalte der Probenzellen unter geeigneten Inkubationsbedingungen durchgeführt, die von den verwendeten Reagenzien und biologischen Fluiden abhängen. Im allgemeinen wird es jedoch zweckmäßig sein, die Temperatur des Fluids in den verschiedenen Probenzellen bei der Inkubation für etwa 5 bis 15 Minuten auf einem Wert zwischen etwa 25°C und etwa 50°C zu halten. Bei der Inkubation können sich die in das Magazin eingesetzten Probenzellen in einer entsprechenden Kammer der Einrichtung oder gewünschtenfalls auch in einer eigenen, getrennten Inkubationskammer befinden.

Als Reagens eignen sich für das Verfahren besonders Substanzen, die im wesentlichen opak sind oder so wirken und zweckmäßigerweise kolloidale Abmessungen haben, beispielsweise feinteilige Holzkohle, Latexkügelchen, Glas- oder Keramikkügelchen, Kaolin, Ton, Polystyrolgranulat, Säugetier-Erythrozyten usw. Die Teilchengröße liegt vorteilhafterweise zwischen etwa 1 und etwa 5 Mikrometern, sie kann auch etwas größer sein. Da Latex und Holzkohle-Pulver oder -Granulat hochgradig opak und leicht verfügbar sind, werden diese Stoffe bei der Durchführung der Erfindung als Reagenzien bevorzugt und von diesen beiden Stoffen wird derzeit Latex als das vorteilhaftere Reagens angesehen.

Das Magazin 19 wird, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, auf einem Förderband 57 angeordnet, das über Rollen 59 läuft, von denen mindestens eine durch einen Motor 61 angetrieben wird. Das Förderband 57 hat eine Nase 63, die mit Vorsprüngen 65 oder Aussparungen am Magazin zum Eingriff kommt, während dieses nach jedem Abbildungs- und Netzvorgang um einen Schritt weitertransportiert wird. Um die einzelnen Probenzellen auf ihrem Fach herauszuheben und in den Strahlengang zu bringen, ist die Einrichtung mit einer zangenartigen Vorrichtung 67 versehen, die ein oberes Zangen- oder Greifglied 69 sowie ein unteres Zangen- oder Greifglied 71 enthält. Das untere Greifglied 71 hat einen integralen, vertikal hochstehenden Arm 73, der in die Fächer des Magazins eintreten und die jeweilige Probenzelle nach oben heraus in den Strahlengang zu drücken vermag. Das untere Zangenteil hat einen lateralen Abschnitt 75, der an einem Riemen 77 befestigt ist, der über Rollen 79 läuft, die mit einem Motor 83 verbunden und durch diesen antreibbar sind.

Das obere und das untere Greifglied sind an einem Führungsstab 81 gelagert und normalerweise mit einem federbelasteten Bauteil 83 verbunden und durch dieses zusammengedrückt. Das Bauteil 83 enthält Federelemente 85 und 87. Das obere Zangenteil 69 wird durch einen Anschlag 89, der sich auf dem Führungsstab 81 befindet, oberhalb der Probenzellen gehalten.

Die einzelnen Probenzellen werden dadurch in den Strahlengang gebracht, daß der Motor 81 durch einen nichtdargestellten Schalter eingeschaltet wird, so daß das die Zange betätigende Riementrum senkrecht nach oben läuft. Hierdurch wird der vertikal vorspringende Arm 73 des unteren Greifgliedes gegen den unteren Rand der sich in der Auswerteposition befindlichen Probenzelle gedrückt und die Probenzelle wird beim Weiterlaufen des Riemens nach oben gegen das obere Zangenglied 69 und teilweise aus dem Magazin heraus in den Strahlengang gedrückt, wie es in Fig. 9 strichpunktiert dargestellt ist.

Nach dem Abbilden des Inhalts der Reaktionskammer wird die Probenzelle durch Umsteuerung der Laufrichtung des Riemens 77 wieder in ihre ursprüngliche Lage im Magazinfach zurückgedrückt. Anschließend wird dann der Motor 61 eingeschaltet, um das Transportband 57 in Richtung des Pfeiles in Fig. 9 zu bewegen. Wenn die Nase 63 den nächsten Vorsprung in der Magazinanordnung, der dem nächsten Fach entspricht, erreicht, wird der Motor 61 automatisch abgestellt und der Motor 81 in Betrieb gesetzt, um die nächste Probenzelle zur Auswertung in den Strahlengang zu bringen. Diese Vorgänge wiederholen sich für jede auszuwertende Probenzelle.

Wie in den Fig. 10 und 11 dargestellt ist, kann das elektro-optische System der Einrichtung eine Strahlunsquelle, wie eine monochromatische Lichtquelle 93 enthalten, von der ein Bündel monochromatischen Lichts auf die Probenzelle 51 und durch den Inhalt der Reaktionskammer 55 fällt. Die Fläche, die vom Lichtbündel durchsetzt wird, enthält eine polydispergierte, im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der markierten Indikatorteilchen, z. B. Latexteilchen, die repräsentativ für das gesamte Reaktionsmedium in der Reaktionskammer ist.

Die Tiefe oder Dicke der Reaktionskammer 55 soll möglichst klein sein, damit ein wesentlicher Teil der Indikatorteilchen in der Brenn- oder Objektebene des optischen Systems konzentriert werden, die der Bildebene entspricht, in der die ganze Information gewonnen wird.

Das Lichtbündel von der Lichtquelle 93 kann durch einen nichtdargestellten Kondensor kollimiert sein und das Lichtbündel, das die Reaktionskammer 51 durchsetzt hat, fällt auf ein Abbildungsobjektiv 95 geeigneter Brennweite. Das Abbildungsobjekt 95 ist an einer Scharfstellvorrichtung 97 befestigt, die durch ein Getriebe aus einer Zahnstange 99 und einem Ritzel 101 verstellbar ist. Das aus dem Abbildungsobjekt 95 austretende Lichtbündel fällt auf die Oberfläche eines Bildsensors 103 und bildet auf dieser Bilder der agglutinierten Indikatorteilchen.

Der Bildsensor kann eine bekannte ladungsgekoppelte Einrichtung sein, siehe z. B. die Veröffentlichung "Charge-Coupled Devices" von Gilbert F. Amalio in der Zeitschrift "Scientific American", Februar 1974, Seiten 23-33. Die ladungsgekoppelte Einrichtung enthält einen Siliziumkörper mit einem Raster aus zehntausend Photosensorelementen in einer Matrix von 100×100 rechteckigen Abschnitten oder Mulden, und an den Rändern des Rasters sind metallische Anschlußflecke angebracht. Wenn Licht auf die Oberfläche des Photosensor-Rasters fällt, wird die Strahlung absorbiert und Elektronenladungen werden in einer Menge, die proportional der Beleuchtungsstärke ist, entfernt.

Bei dem Verfahren werden die opaken Indikatorteilchen in dem biologischen Fluid in der Reaktionskammer 53 also in Durchsicht beleuchtet und auf die photoempfindliche Oberfläche einer ladungsgekoppelten Bildaufnahmeeinrichtung abgebildet. Die Vergrößerung des optischen Systems wird so gewählt, daß die Bilder der nicht agglutinierten Teilchen kleiner sind als die Fläche eines Photosensor- oder Bildelements ("Pixel"). Da die elektrischen Ausgangssignale von den Photosensorelementen proportional dem auf ihre Oberfläche auftreffenden Lichtstrom ist, wird das Ausgangssignal eines Photosensorelements auf das das Bild eines nicht agglutinierten Teilchens, das kleiner als ein Pixel ist, fällt, ein elektrisches Ausgangssignal liefern, das kleiner ist als das elektrische Ausgangssignal, das einem vollständig abschattierten Pixel oder Bildelement entspricht. Man kann also durch ein Schwellwertkriterium alle diejenigen Bildbereiche ausscheiden, deren elektrische Ausgangssignale unter einem vorgegebenen Schwellwert liegen und damit die nicht agglutinierten Teilchen, d. h. Teilchen, die zwar nahe beieinander sind, aber sich nicht ganz berühren und damit zwischen sich etwas Licht hindurchlassen.

Wenn sich mehrere Indikatorteilchen zu einem großen Aggregat oder Klumpen zusammenballen (agglutinieren), wird das resultierende Bild mehrere Bildelemente abschattieren, wie es in Fig. 12 dargestellt ist und wegen der dichten Zusammenballung der agglutinierten Teilchen in allen drei Dimensionen werden sie dunkler aussehen als ein einzelnes Teilchen.

Nachdem die agglutinierten Teilchen in der beschriebenen Weise auf die ladungsgekoppelte Einrichtung abgebildet worden sind, wird letztere elektronisch Zeile für Zeile abgefragt. Jedes Bildelement, das einem Bildabschnitt entspricht, der dunkler ist als der Schwellenwert, wird ein elektrisches Ladungs- oder Spannungausgangssignal erzeugen, das eine Funktion der Dichte oder Helligkeit des Bildes des agglutinierten Teilchens ist. Dies ist in Fig. 13 graphisch dargestellt, die die elektrischen Ausgangssignale zeigt, welche den in Fig. 12 dargestellten Bildern der agglutinierten Teilchen auf der photoempfindlichen Oberfläche der ladungsgekoppelten Einrichtung entsprechen.

Das Verfahren eignet sich in unvergleichlicher Weise zur Bestimmung von Krankheitszuständen, wie Syphilis, Hepatitis usw. Im allgemeinen werden bei den Verfahren die Indikatorteilchen (Latex) mit dem der Krankheit zugeordneten Antigen überzogen. Das Antigen kann an der Oberfläche der Indikatorteilchen, insbesondere Latexteilchen, durch Absorption, Adsorption, Chelatbildung oder irgendein anderes bekanntes Verfahren angebracht werden und die komplementäre immunreaktive Komponente ist in der Analysensubstanz vorhanden, d. h. der biologischen Probe, z. B. Blutserum. Wenn die Probensubstanz den latexbeschichteten Teilchen zugesetzt wird, bildet die Reaktion zwischen dem Antigen und dem Antikörper vermutlich einen Komplex, der in einer Agglutination der Latexteilchen resultiert. Der Grad der Agglutination hängt von der Anzahl der verfügbaren komplementären Plätze ab und die Reaktion schreitet fort, bis alle Antigenplätze mit den Antikörpern aus der zu untersuchenden Probe vereinigt oder besetzt sind.

In dem Reaktionsmedium bilden sich also Klumpen, d. h. agglutinierte Teilchen unterschiedlicher Größen, wobei die Anzahl und Größe der Teilchen proportional den relativen Konzentrationen von Antigen/Antikörpern in der Probe bzw. den Indikatorteilchen ist. Nach der Durchlichtbeleuchtung der Reaktionskammer und Abbildung der agglutinierten Teilchen werden die abgebildeten Flächen (elektronisch) quantitativ erfaßt und wird die Gesamtfläche ermittelt, welche eine Funktion der Konzentration des Antikörpers in der zu untersuchenden Probe ist.

Das obige Verfahren kann zur qualitativen Bestimmung einer unbekannten Probe verwendet werden. Das beschriebene Verfahren kann also für eine Referenzprobe wiederholt werden und die Gesamtflächen der dunklen Bildbereiche werden zur Bestimmung der Art der unbekannten Probe verglichen.

Um die Konzentration einer immunreaktiven Komponente in einer unbekannten biologischen Probe zu bestimmen, wird die obige Prozedur für mindestens zwei Kontrollproben mit bekannten, jedoch verschiedenen Antikörperkonzentationen wiederholt, von denen eine negative Kontrolle sein kann, also ein Serum, das keine Antikörper enthält. Die Gesamtfläche der dunklen Bereiche der Kontrollproben werden dann mit den jeweiligen Konzentrationen in Beziehung gesetzt. Die Antikörperkonzentration in der unbekannten Probe kann dann aufgrund der Gesamtfläche der dunklen Bereiche ermittelt werden, die sich für die unbekannte Probe ergibt, und die Abhängigkeit der Gesamtflächen der dunklen Bereiche der Kontrollproben von den jeweiligen Konzentrationen.

Ein Ausführungsbeispiel eines elektro-optischen Systems für eine Einrichtung gemäß der Erfindung ist in Fig. 14 in einem Blockdiagramm dargestellt. Ein Bündel monochromatischen Lichts von der Lichtquelle 93 fällt durch eine Probenquelle 51. Das durch die Probenquelle gefallene Licht wird durch das Abbildungsobjekt 95 auf die Bildaufnahmefläche der ladungsgekoppelten Einrichtung 103 fokussiert. Das Ausgangssignal der ladungsgekoppelten Einrichtung wird auf zwei Leitungen 105 und 107 verzweigt. Aus dem Signal auf der ersten Leitung 105 werden gemittelte Werte für eine Intensitätsrückführungssteuerung 106 gewonnen, während das Signal auf der zweiten Leitung 107 zur Gewinnung der Daten für die Bestimmung der Teilchengröße und ihrer Häufigkeit (Frequenz des Auftretens) dient.

Die zweite Leitung 107 führt zu einer Schwellwertvergleich- und Teilchenzählerschaltung 109, in der die nicht agglutinierten Teilchen sowohl aufgrund der Intensität als auch aufgrund der Teilchengröße aussortiert werden. Die Schaltungsanordnung 109 läßt Signale durch, die dicht zusammengeklumpten Teilchen (also agglutinierten Teilchen) entsprechen, die sehr dunkle Bilder auf der ladungsgekoppelten Einrichtung 103 erzeugen, im Gegensatz zu den grauen Bildern, die von nicht agglutinierten Teilchen resultieren, ferner werden Werte eliminert, die auf nicht scharf abgebildeten Teilchen beruhen.

Das serielle Ausgangssignal von der ladungsgekoppelten Einrichtung 103 wird durch eine Kathodenstrahlbildröhre 117 zu einem Bild der Reaktionszone zusammengesetzt; auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 117 wird also ein Bild der Probe erzeugt, aufgrund dessen die Funktion der Einrichtung überwacht werden kann.

Die Temperatur der Inhalte der Probenzellen wird durch einen Temperaturregler 113 überwacht und auf einem vorgegebenen optimalen Wert gehalten.

Die in Fig. 14 dargestellte Einrichtung enthält ferner einen Digitalrechner 115 und einen Steuerteil 117 zur Überwachung und Steuerung der hauptsächlichen Funktionen der Einrichtung und verschiedenen Vorrichtungen. Ferner dient der Digitalrechner 115 auch gewünschtenfalls zu einer Aufbereitung der Daten. Die Ausgangsdaten des Digitalrechners können in einem Speicher 119 gespeichert und/oder durch ein Druckwerk 121 ausgedruckt werden.

Im folgenden werden nun einige Ausführungsbeispiele des vorliegenden Verfahrens näher erläutert.

Beispiel I

Anhand dieses Beispieles wird die Anwendbarkeit des Verfahrens und der Einrichtung gemäß der Erfindung auf Syphilis beschrieben.

60 Mikroliter RPR (Rapid Plasma Reagent) Holzkohle-Antigen-Suspension (HWD), ein von der Regierung erhältliches Reagens, das vom Venereal Disease Reagent Laboratory hergestellt wird, wurden in jeweils 30 Probenzellen pipettiert, die in drei Magazinen der oben beschriebenen Art untergebracht waren. In die Probenzellen 1 bis 4 wurden ferner zusätzlich 40 Mikroliter der folgenden Kontrollsera eingeführt (die von an Syphilis erkrankten Patienten gewonnen worden waren):

Die verbleibenden 26 Probenzellen wurden jeweils mit zusätzlichen 40 Mikrolitern Serum von zu untersuchenden Patienten beschickt, bei denen ein Verdacht auf Syphilis bestand, und die Probenzellen wurden einer Inkubation unterworfen, in dem sie 8 Minuten bei 30°C in den sie enthaltenden Magazinen langsam rotiert wurden. Der Grad der Agglutination der Substanzen in den verschiedenen Zellen wurde dann mittels der oben beschriebenen Einrichtung und des oben beschriebenen Verfahrens bestimmt; die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt:

Tabelle I

Wie die Tabelle I zeigt, können die verschiedenen Zählwerte mit den Kontrollproben verglichen werden, um die Stärke der Erkrankung in den Proben zu bestimmen. Die Werte der Probe Nr. 5 zeigen beispielsweise eine schwache Reaktion und damit nur einen schwachen Krankheitszustand; die Proben Nr 6 bis 10 sind hinsichtlich Syphilis ohne Befund; die Probe Nr. 11 zeigt eine mäßige Reaktion und die Proben Nr. 20 und 28 eine starke Reaktion, also eine starke Erkrankung. Aus den erhaltenen Resultaten können ferner auch quantitative Angaben in Form von Prozenten bezogen auf die positive Kontrollprobe 1 aufgrund der folgenden Beziehung gewonnen werden:

Der für Probe Nr. 1 maschinell ermittelte Wert 998 bedeutet beispielsweise daß die Konzentration in der verdächtigen Probe 66,53% der positiven Kontrolle der Probe 1 beträgt. Nachdem also einmal die Konzentration der positiven Kontrollprobe bekannt ist, kann der Grad des Krankheitszustandes in der Testprobe durch das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung leicht ermittelt werden.

Beispiel II

Dieses Beispiel betrifft die Prüfung auf Human-Choriongonadotropin (HCG) zur Schwangerschaftsfeststellung.

75 Milliliter Anti-HCG/Latexkügelchen-Regenssuspension (HWD) wurden mit einer Pipette in zehn Probenzellen eingeführt, die sich in einem Magazin der oben beschriebenen Art befanden. In zwei Zellen wurden zur Kontrolle 25 Mikroliter Urin zugesetzt, die einen mit bekannter Reaktivität und die anderen mit unbekannter Reaktivität. In die restlichen Zellen wurden jeweils 25 Mikroliter Probe eingeführt. Das Magazin mit den Probenzellen wurde dann zur Inkubation unter langsamer Rotation 8 Minuten auf 28°C gehalten und die Inhalte der Probenzellen wurden dann durch eine Einrichtung der oben beschriebenen Art unter Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung ausgewertet. Die Resultate sind in der folgenden Tabelle II aufgeführt:

Tabelle II

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen einer Immunreaktionskomponente einer biologischen Fluidprobe, bei welchem

a) die Fluidprobe mit einem zugehörigen Reagens, das im wesentlichen opake kolloidale Teilchen enthält, in eine Reaktionszone gebracht wird,
b) die Fluidprobe und das Reagens in der Reaktionszone gleichmäßig gemischt und inkubiert werden, und
c) der Inhalt der Reaktionszone mit Strahlungsenergie, insbesondere Licht, durchstrahlt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) das durchgelassene Strahlungsbündel auf die Oberfläche eines Bildsensors fokussiert wird, wobei dunkle Flächenbereiche entstehen, die agglutinierten Teilchen in der Reaktionszone entsprechen,
e) die Gesamtfläche der dunklen Flächenbereiche auf der Oberfläche des Bildsensors gemessen wird,
f) die Verfahrensschritte a) bis e) für eine Referenzprobe wiederholt werden, und
g) die Gesamtfläche der dunklen Flächenbereiche der biologischen Fluidprobe mit der Gesamtfläche der dunklen Flächenbereiche der Referenzprobe verglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reagens mindestens zum Teil aus Holz- oder Aktivkohleteilchen besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reagens mindestens zum Teil aus kugelförmigen Latexteilchen besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Inkubation bei einer Temperatur zwischen etwa 25°C und 50°C für eine Zeitdauer von etwa 5 Minuten bis etwa 15 Minuten durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den agglutinierten Teilchen entsprechende Fläche elektronisch gemessen wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederholung der Verfahrensschritte (a) bis (e) gemäß Verfahrenschritt (f) mit mindestens zwei Kontrollproben durchgeführt wird, die bekannte, jedoch unterschiedliche Antikörperkonzentrationen enthalten, und daß anstelle des Verfahrensschritts (g)

h) der Zusammenhang zwischen der Gesamtfläche der dunklen Flächenbereiche der Kontrollproben und den jeweiligen Antikörperkonzentrationen ermittelt wird und
i) die Antikörperkonzentration der biologischen Fluidprobe aufgrund des im Verfahrensschritt (g) ermittelten Zusammenhangs bestimmt wird.

7. Elektro-optische Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit

a) einer Probenzelle (1, 51) zur Aufnahme einer biologischen Flüssigkeitsprobe und eines Reagens hierfür und
b) einer Lichtquelle (93), die ein auf die Probenzelle (1, 51,) fallendes Strahlungsbündel liefert,

gekennzeichnet durch

c) einen Bildsensor (103) mit einer photoempfindlichen Fläche aus photoempfindlichen Elementen,
d) eine Abbildungsoptik (95) zur Fokussierung des durch die Probenzelle (1, 51) gefallenen Lichtes auf die Oberfläche des Bildsensors derart, daß dort dunkle Flächenbereiche erscheinen, die agglutinierten Teilchen in der Probenzelle entsprechen, und
e) einen Schwellenwert-Vergleicher zur Ausscheidung von dunklen Bildflächenbereichen, die kleiner sind als ein vorgegebener Schwellenwert, und zum Zählen bzw. flächenmäßigen Erfassen von dunklen Bildflächenbereichen, die größer sind als der Schwellenwert.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Magazin

a) ein Magazin (19) mit Vorder- und Rückwand (33 bzw. 35) und Seitenwänden (37, 39), das zwischen den Seitenwänden mehrere, axial beabstandete Fächer (17) zur Aufnahme von Probenzellen (1) aufweist, welche zwei einander gegenüberliegende, parallele, ebene Flächen mit jeweils einer im wesentlichen kreisförmigen Vertiefung aufweisen, die, wenn die Flächen miteinander verbunden sind, eine Reaktionskammer (51) bilden, die durch eine Öffnung (53) zugänglich ist, die in einer der Vertiefungen vorgesehen ist und das Einfüllen von biologischem Fluid und Reagens in die Probenkammer gestattet,
b) eine an jeweils einer Probenzelle angreifende Vorrichtung, die die Probenzellen jeweils teilweise aus ihrem Fach heraus in einen optischen Strahlengang zwischen der Lichtquelle (93) und dem Bildsensor (103) zu drücken gestattet.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (19) mindestens zwei Fächer (17) enthält.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Flächen einer Probenzelle (1) aus einem transparenten Material bestehen.

11. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Fläche einer Probenzelle aus einem transparenten Material und die andere Fläche aus einem durchscheinenden Material bestehen.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Probenzelle angreifende Vorrichtung eine Art Zange oder Schieber ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenfläche einer der kreisförmigen Vertiefungen ein vorzugsweise im wesentlichen zylindrischer Vorsprung angeordnet ist, der eine Fläche aufweist, die in einer Mittelebene der Reaktionszone liegt und als Ziel für die Scharfeinstellung der Abbildungsoptik (95) dienen kann.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Bestimmen der Gesamtfläche der dunklen Bildbereiche auf der Oberfläche des Bildsensors (13) eine elektronische Vorrichtung ist.

15. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Temperaturregler (113) zum Regeln der Temperatur des Inhaltes einer Probenzelle (51).

16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen mit dem Bildsensor (103) gekoppelten Bildschirm (111) zur visuellen Darstellung des Inhaltes einer Probenzelle (51, Fig. 14).

17. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwertvergleicher (109) mit einem Digitalrechner (115) gekoppelt ist und daß eine Vorrichtung (119) zum Speichern von Ausgangssignalen des Rechners (115) und/oder eine Vorrichtung (121) zum Ausdrucken der Ausgangssignale des Rechners vorgesehen sind.