DE3908831A1 - Verfahren zum bestimmen einer kalibrierkurve und vorrichtung unter verwendung der kalibrierkurve - Google Patents
Verfahren zum bestimmen einer kalibrierkurve und vorrichtung unter verwendung der kalibrierkurveInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen
einer Kalibrierkurve und eine automatische Analysenvorrichtung,
die diese Kalibrierkurve verwendet. Insbesondere betrifft die
vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer Kali
brierkurve, die zur präzisen Messung des Grenzwertes (Aus
lösewertes) in der Lage ist, der als Entscheidungskriterium
in der Analyse von Bestandteilen des lebenden Organismus
verwendet wird, und betrifft eine automatische Analysenvorrich
tung, die diese Kalibrierkurve verwendet.
Ein herkömmliches Verfahren zum Bestimmen einer Kalibrierkurve
ist in der US-PS 39 98 591 und der offengelegten japanischen
Patentanmeldung JP-A-60-73 436 offenbart.
Im Unterschied zu einer geraden Kalibrierlinie, die von der
Enzym-Immunanalyse (EIA) gewöhnlich für chemische Untersuchun
gen in Krankenhäusern verwendet wird, wird beim Testen der
Immunoreaktion über EIA im allgemeinen eine Kalibrierkurve
und keine Linie verwendet. Zusätzlich ist die Form einer
Kalibrierkurve auf Änderungen des Typs von Meßsystemen und
der Reaktionsbedingungen empfindlich. EIA ist eine Analyse
auf Mikrosubstanzen, so daß sie oft nahe des Grenzwertes der
Erfassung durchgeführt wird, womit sich das Problem einer
relativ großen Veränderung der gemessenen Daten von Stan
dardsubstanzen für jeweilige Konzentrationen ergibt. Die
theoretische Formel einer Kalibrierkurve für EIA kann erhalten
werden, wenn die Antigen/Antikörper-Reaktion, auf dessen
Grundlage die Messung ausgeführt wird, quantitativ analysiert
werden kann. Die Formel ist im allgemeinen eine komplizierte
nicht-lineare Funktion, die statistisch sehr schwierig zu
handhaben ist, sodaß oft eine empirische Formel verwendet
wird. In jedem Fall ist es notwendig, ein Regressionsmodell
zu erstellen, um die Kalibrierkurve zu extrapolieren bzw.
zurückzuverfolgen und die Konzentration einer unbekannten
Probensubstanz zu ermitteln. Als Regressionsmodell sind
logistische Kurven, "logit-log"-gewandelte Kurven etc. bekannt.
Beispielsweise ist das folgende Modell bekannt:
wobei
K = R ∞ - R₀,
R₀: eine Reaktion für eine Standardsubstanz (Probe) mit Null-Konzentration
R ∞: eine Reaktion für eine Standardsubstanz (Probe) mit unendlicher Konzentration
a, b: Parameter
X(i): Standardsubstanz (Probe)
Y(i): Gemessene Daten (z. B. Daten der Absorptionsfähigkeit)
R₀: eine Reaktion für eine Standardsubstanz (Probe) mit Null-Konzentration
R ∞: eine Reaktion für eine Standardsubstanz (Probe) mit unendlicher Konzentration
a, b: Parameter
X(i): Standardsubstanz (Probe)
Y(i): Gemessene Daten (z. B. Daten der Absorptionsfähigkeit)
Ein herkömmliches Verfahren zum Bestimmen einer Kalibrierkurve
verwendet per se gemessene Daten von Standardsubstanzen
(Proben).
Mit anderen Worten bestimmt das herkömmliche Verfahren eine
Kalibrierkurve, ohne den gemessenen Daten in der Nähe des
Grenzwertes besondere Beachtung zu schenken, der beim Analy
sieren der Bestandteile des lebenden Organismus verwendet
wird, und zwar trotz des Umstands, daß der Grenzwert eine
wichtige Rolle bei der Diagnose der Krankheit oder der Patho
logie spielt. Im allgemeinen werden die Mittelwerte der
gemessenen Daten von Standardsubstanzen für jeweilige Kon
zentrationen (über Kleinstquadrate-Verfahren) verarbeitet, um
die Kalibrierkurve zu gewinnen.
In letzter Zeit sind hochempfindliche Immunoanalysen entwickelt
worden und der Betrieb zum Messen der Daten ist sehr stark
automatisiert. Beispielsweise können jetzt Substanzen, die mit
infektiösen Krankheiten verbunden sind, automatisch gemessen
werden, im Gegensatz zu herkömmlichen manuellen Verfahren. Im
Unterschied zu gewöhnlicher quantitativer Messung zielen die
Immunoanalysen auf eine qualitative Messung, mittels derer
entschieden wird, ob eine vorliegende Substanz in einer Probe
vorhanden ist. Beispielsweise wird geprüft, ob ein Antikörper
von HIV (d.h. AIDS) vorliegt, um zu entscheiden, ob oder nicht
der Patient mit AIDS infiziert ist. Wenn man beispielsweise
einen Krebsmarker AFP (a-Fetoprotein) nimmt, der gewöhnlich
einer quantitativen Messung unterzogen wird, ist es für den
Schutztest wichtiger, nicht den gemessenen AFP-Wert selbst zu
prüfen, sondern zu prüfen, ob der gemessene AFP-Wert in den
Wertebereich einer normalen Person oder den eines Krebspatien
ten fällt. Ein Grenzwert für ein solches Entscheidungs
kriterium wird auch Auslösewert genannt. Um verläßlich zu
entscheiden, daß eine Person mit AIDS infiziert ist oder
Krebs hat, wenn der gemessene Wert einer Probe höher als der
Auslösewert ist, und daß die Person nicht infiziert ist, wenn
er unterhalb des Auslösewertes liegt, müssen die gemessenen
Daten in der Nähe des Auslösewertes genauer sein als die
Daten für andere Konzentrationen. Es ist also notwendig,
eine Kalibrierkurve zu verwenden, die die Konzentrationen im
Konzentrationsbereich nahe des Auslösewertes gut wiedergibt,
zumindest besser als in anderen Konzentrationsbereichen.
Das herkömmliche Verfahren zum Bestimmen einer Kalibrierkurve
verarbeitet jedoch eine Vielzahl von gemessenen Daten von
Standardsubstanzen ohne die Daten in einem bestimmten Konzen
trationsbereich zu gewichten, beispielsweise die Daten in der
Nähe des Auslösewertes, um die Kalibrierkurve die gemessenen
Daten gut wiedergeben zu lassen. Das herkömmliche Verfahren
unternimmt die notwendigen Maßnahmen zum Vermindern nach
teiliger Wirkungen der Datenänderung, indem die Anzahl der
Messungen einer Standardsubstanz in der Nähe des Auslösewertes
unter Verwendung seines Durchschnittswertes erhöht werden.
Jedoch werden beim Bestimmen der Kalibrierkurve die Mittelwerte
der gemessenen Daten in der Nähe des Auslösewertes in derselben
Weise verarbeitet, wie die der Durchschnittswerte bei anderen
Konzentrationen, ohne die Gewichtung der Daten in der Nähe des
Auslösewertes in Betracht zu ziehen.
Es ist daher ein erster Zweck der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren zum Bestimmen einer Kalibrierkurve zur Verfügung zu
stellen, die eine hohe Präzision in einem Bereich hat, wo Daten
innerhalb eines bestimmten Konzentrationsbereichs einer
Standardsubstanz verwendet werden.
Es ist ein zweiter Zweck der vorliegenden Erfindung, eine
automatische Analysenvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die
Einrichtungen zum partiellen Gewichten der Daten innerhalb
eines bestimmten Konzentrationsbereichs hat.
Der erste Zweck kann mit dem Verfahren zum Bilden einer Kali
brierkurve unter Verwendung von Daten einer Vielzahl von Reak
tionslösungen mit verschiedenen Konzentrationen einer Stan
dardsubstanz erreicht werden, wobei das Verfahren eine Kali
brierkurve durch Verarbeiten von Daten innerhalb eines bestim
mten Konzentrationsbereichs über partielle Gewichtung bestimmt.
Der zweite Zweck kann mit einer automatischen Analysenvorrich
tung erreicht werden, die eine Proben-Zuführeinheit zum
Einrichten einer Vielzahl von Standardsubstanzen mit ver
schiedenen Konzentrationen und eine Probennahme-Einheit zum
mehrmaligen Abtasten bzw. Probenehmen der Standardsubstan
zen aufweist, wobei die automatische Analysenvorrichtung erste
Einrichtungen zum partiellen Gewichten der Daten innerhalb
eines bestimmten Konzentrationsbereichs der Daten der Reak
tionslösungen der Standardsubstanzen aufweist, zweite Einrich
tungen zum Verarbeiten der von der ersten Einrichtung gewich
teten Daten, dritte Einrichtungen zum Bestimmen einer Kali
brierkurve auf der Basis von Daten, die von der zweiten
Einrichtung verarbeitet wurden, und vierte Einrichtungen zum
Anzeigen der bestimmten Kalibrierkurve.
Verschiedene Verfahren sind möglich zum Gewichten der gemes
senen Daten. Entsprechend einem ersten Verfahren wird die
Anzahl der Daten durch mehrmalige Messung einer Standard
substanz bei spezifischer Konzentration erhöht, und die Daten
werden getrennt voneinander unabhängig verarbeitet. Da die
Anzahl der Daten mit der spezifischen Konzentration größer
als im Vergleich mit den Daten in anderen Konzentrationen
ist, können die spezifischen Konzentrationen gewichtet werden.
Entsprechend einem zweiten Verfahren wird die Anzahl von Daten
einer Standardsubstanz bei spezifischer Konzentration um den
Factor n mittels Datenverarbeitung erhöht, um eine größere
Anzahl von Daten als die zu erhalten, die bei anderen Kon
zentrationen vorliegen.
Die Daten werden voneinander getrennt und voneinander unabhän
gig verarbeitet, um eine Kalibrierkurve zu bestimmen. Gemäß
einem dritten Verfahren, das das erste und zweite Verfahren
kombiniert, kann der Auslösewert, der beim Analysieren der
Bestandteile des lebenden Organismus verwendet wird, mit
hoher Präzision gemessen werden.
Gemäß der automatischen Analysenvorrichtung werden die Daten
der Reaktionslösungen der Standardsubstanzen in einem bestim
mten Konzentrationsbereich partiell gewichtet und verarbeitet,
um eine Kalibrierkurve zu bestimmen. Daher können die gleichen
vorteilhaften Wirkungen erzielt werden, wie oben.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der
vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der
Zeichnung.
Fig. 1 ist ein Flußdiagramm, welches die Kalibrierkurve er
läutert, welche das Verfahren gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung bestimmt.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Bestimmen
einer Kalibrierkurve auf der Basis von gemessenen Daten
erläutert (Beurteilung der Verwendungsfähigkeit der Kalibrier
kurve) und die Konzentration einer Probe berechnet.
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die die Struktur einer
Ausführungsform einer automatischen Analysenvorrichtung zum
automatischen Analysieren der Bestandteile des lebenden
Organismus unter Verwendung einer Kalibrierkurve zeigt, die
durch das Verfahren dieser Erfindung zum Bestimmen der Kali
brierkurve erhalten wurde.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel einer Kalibrierkurve, die auf einer
Anzeigevorrichtung angezeigt ist.
Fig. 5 zeigt gemessene Werte, berechnete Werte und Differenzen
zwischen ihnen.
Fig. 1 ist ein Flußdiagramm, das die Multiregression durch
nicht-lineare Kleinstquadrate-Verfahren erläutert, wobei das
Flußdiagramm verwendet wird zur Erläuterung einer Ausfüh
rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen der
Kalibrierkurve. Es wird angenommen, daß die gemessenen Daten
einer Standardsubstanz für einen bestimmten Testvorgang mit
Konzentrationen X (0), X (1), X (2), X(3), X (4) und X (5) jeweils
Y 0), Y 1), Y 2), Y 3), Y 4) und Y 5) sind. Bei Schritt S 1,
der in Fig. 1 gezeigt ist, werden die Konzentrationen X (0)
bis X (5) für den bestimmten Testvorgang in einem Speicher
einer Zentralverarbeitungseinheit 51 gespeichert, wie sie in
Fig. 3 gezeigt ist. Bei Schritt S 2, werden die gemessenen
Daten Y (0) bis Y (5) in einem vorbestimmten Speicher ge
speichert.
Unter Verwendung der gespeicherten Konzentrationen und der
gemessenen Daten werden bei Schritt S 3 die Anfangswerte der
vier Parameter R 0, K, a und b aus der Formel (1), in dem
Block von Schritt S 3 gesetzt, wie durch (1) bis (3) angezeigt.
Es wird ferner angenommen, daß die zu gewichtende Konzentration
X (1) ist. Dann werden die Daten Y (1) für Verwendung in der
Datenverarbeitung zu Y (11), Y (12), Y (13), Y (14) und Y (15)
erhöht, wobei Y (11)=Y (12)=Y (13)=Y (14)=Y (15)=Y (1).
Diese Werte Y (1), Y (11), Y (12), Y (13), Y (14) und Y (15) werden
unabhängig verwendet und einer Multiregression über eine nicht
lineare Kleinstquadrate-Methode unterworfen, die das Gauss/New
tonsche Umwandlungsverfahren verwendet, um dadurch vier
Parameter Δ R 0, Δ K, Δ a und Δ b (Schritte S 4 bis S 6) zu
bestimmen.
Das Multiregressionsverfahren wird näher beschrieben. Die
Differenzen y(ÿ) zwischen gemessenen Daten Y(ÿ) für einen
bestimmten Testvorgang und berechneten Werten F(ÿ), die durch
Substituieren der bestimmten Parameter in der Formel (1)
erhalten werden, werden approximativ gegeben durch:
Die Beziehung zwischen gemessenen Daten Y(ÿ), berechneten
Werten F(ÿ) und Differenzen y(ÿ) ist in Fig. 5 gezeigt.
Die zu erhaltenden Parameter nehmen die Werte an, wenn die
Summe S der Quadrate der Differenzen minimal wird. Die Summe
S wird geschrieben als:
Da die folgende Gleichung gilt
und
werden die vier Formeln (3) bis (6) erhalten:
Δ R₀Σ x₁² + Δ K₀Σ x₁x₂ + Δ a Σ x₁x₃ + Δ a Σ x₁x₄ = Σ x₁y (3)
Δ R₀Σ x₁x₂ + Δ K₀Σ x₂² + Δ a Σ x₂x₃ + Δ b Σ x₂x₄ = Σ x₂y (4)
Δ R₀Σ x₁x₃ + Δ K₀Σ x₂x₃ + Δ a Σ x₃² + Δ b Σ x₃x₄ = Σ x₃y (5)
Δ R₀Σ x₁x₄ + Δ K₀Σ x₂x₄ + Δ a Σ x₃x₄ + Δ b Σ x₄² = Σ x₄y (6)
Die Inkremente Δ R₀, Δ K₀, Δ a und Δ b der Parameter,
die die Formeln (3) bis (6) erfüllen, können unter Lösen der
folgenden Matrix (7) erhalten werden:
Unter Verwendung der erhaltenen Werte Δ a, Δ b, D & K 0,
und Δ R o , und Ersetzen der Parameter mit a =a +a,
b = b + Δ b, K₀=K₀+Δ K₀ und R₀=R₀+Δ R₀, werden
die Parameter mit der minimalen Summe S der Quadrate durch
Multigression erhalten. In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel
wird die Regression 20mal wiederholt. Die erhaltenen Para
meter werden in die Formeln (1) substituiert, um eine Kali
brierkurve mit einer linearen Beziehung zu der Konzentration
zu bestimmen (Schritte S 7 bis S 10).
Die erhaltene Kalibrierkurve ist für die Daten bei einer spezi
fischen Konzentration X (1) gewichtet, sodaß die bestimmte
Kalibrierkurve mit einem Teil in der Nähe der spezifischen
Konzentration X (1) die gemessenen Daten Y (1) gut trifft bzw.
wiedergibt bzw. annähert, um dadurch eine hohe Präzision der
Daten in der Nähe der spezifischen Konzentration X (1) zu er
möglichen.
Wie aus der vorhergegangenen Beschreibung klar wird, wird die
Anzahl der gemessenen, zu gewichtenden Daten bei einer Kon
zentration X(i) - um die gemessenen Daten während der Gewich
tung der Daten an einer Konzentration X(i) zu verarbeiten -
um einen Faktor n vor der Datenverarbeitung erhöht, um die
Anzahl größer als die der anderen Konzentrationen X(i′) zu
machen. Die Daten werden nämlich in Y(i 1), Y(i 2), ..., Y(in)
transformiert. Die erhöhte Anzahl der Daten, ebenso wie die
anderen Daten, werden nicht als Mittelwerte verarbeitet,
sondern als unabhängige Daten. Zu diesem Zweck gewährleisten
die erhaltenen Parameter, daß die Summe der Quadrate der
Differenzen zwischen unabhängigen Daten und berechneten Werten
F(ÿ) minimal wird.
Das oben beschriebene Gewichten folgt dem ersten Verfahren.
Insbesondere werden n Typen von Daten Y(i 1) bis Y(in) tat
sächlich gemessen und diese Daten in der Datenverarbeitung
verwendet.
Beim Verwenden der zweiten Gewichtungsmethode wird nur eine
einzelne Gruppe von Daten Y(i) tatsächlich zum Gewichten der
Konzentration X(i) gemessen. Die Daten Y(i) werden um den
Faktor n erhöht durch Datenverarbeitung und danach werden die
Parameter berechnet, die vorausgehend beschrieben, die gewähr
leisten, daß die Summe der Quadrate der Differenzen zwischen
den jeweiligen Daten und berechneten Werten F(ÿ) minimal wird.
Beim Anwenden der dritten Gewichtungsmethode, die das erste und
zweite Verfahren kombiniert, sind Daten, die zum Verarbeiten
beim Gewichten der Konzentration X(i) verwendet werden, die
Daten Y(i) × n 1, Y(i+1) × 1, Y(i+2) × n 2, ..., Y(i+n) × n 3,
wobei n 1, n 2 und n 3 die Werte des oben beschriebenen Vielfachen
sind.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Bestimmen
einer Kalibrierkurve auf der Basis von gemessenen Daten
erläutert (Beurteilung der Verwendungsfähigkeit der Kalibrier
kurve) und die Konzentration einer Probe berechnet, wobei das
Flußdiagramm zum Erläutern der Ausführungsform des Verfahrens
dieser Erfindung zum Bestimmen der Kalibrierkurve verwendet
wird. Bei Schritt S 21, werden die gemessenen Daten Y(o) bis
Y (11) aufgenommen. Bei Schritt S 22 wird geprüft, ob ein
Gegenstand eine Standardsubstanz oder eine Probe ist. Im
Falle einer Standardsubstanz wird die Kalibrierkurve bei
Schritt S 23 bestimmt. Bei Schritt S 24 wird die bestimmte
Kalibrierkurve geprüft, ob sie verwendbar ist oder nicht.
Wenn sie verwendbar ist, wird die Kalibrierkurve bei Schritt
S 15 angezeigt. Im Falle einer Probe bei Schritt S 22 wird die
Konzentration bei Schritt S 26 berechnet, und die Probenkon
zentration wird bei Schritt S 27 ausgegeben.
Eine Kalibrierkurve für eine Standardsubstanz, die gemäß dem
in Fig. 1 gezeigten Flußdiagramm bestimmt wird, wird zum
Berechnen der Bestandteile des tatsächlich lebenden Organismus
in Übereinstimmung mit dem in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramm
berechnet. Die berechneten Daten können manchmal stark von
der Kalibrierkurve abweichen, die mit dem in dem Flußdiagramm
von Fig. 1 gezeigten Verfahren gewonnen wurde (einer der
Gründe dafür kann einem verdorbenen Reagenz zugeschrieben
werden). In einem solchen Fall wird die Kalibrierkurve so
beurteilt, daß sie beim entsprechenden Flußschritt ohne
Verwendung solcher Kalibrierkurve nicht verwendbar ist, und
eine neue Kalibrierkurve erneut bestimmt wird.
Danach wird die automatische Analysenvorrichtung unter Verwen
dung des Verfahrens dieser Erfindung zum Bestimmen der Kali
brierkurve beschrieben. Fig. 3 zeigt die Struktur einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform der automatischen Analysen
vorrichtung. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist eine Proben
scheibe 10 vorgesehen, auf der eine Vielzahl von Standardsub
stanzen mit verschiedenen Konzentrationen für jeweilige
Testvorgänge angebracht werden können, wobei eine Vielzahl
von Standardsubstanzen für jeden Testvorgang nachfolgend
einer nach dem anderen angeordnet sind. Eine Reaktionsscheibe
21, die drehbar gelagert ist, hat an ihrem äußeren Umfangsteil
eine Vielzahl von Reaktionsbehältern 22, die auch als Meßzellen
dienen. Eine Standardsubstanz (Probe) wird von einem Proben
behälter 44 in einer Probensonde 41 einer Pipette 40 heraus
gezogen. Ein Reagenz wird mit einer Sonde 38, 39 abgegeben,
die an dem Ende einer Abgabevorrichtung 36, 37 befestigt ist,
wobei die Abgabevorrichtung in der durch einen zweiseitig
gerichteten Pfeil gezeigten Richtung beweglich ist. Ein
Spektroskop 27 ist aus einer Vielzahl von Detektoren zum
Messen einer Vielzahl von Wellenlängen zur selben Zeit auf
gebaut. Das Spektroskop 27 ist gegenüber einer Lichtquellen
lampe 25 angebracht, sodaß eine Reihe von Reaktionsbehältern
22 durch einen Lichtstrahl 26 von der Lichtquellenlampe 25
läuft, während sich die Reaktionsscheibe 21 im gegenläufigen
Uhrzeigersinn dreht. Der Lichtstrahl 26 ist so angeordnet, daß
er durch das Zentrum eines Reaktionsbehälters, z.B. einem 31.
Behälter 46 in gegenläufigem Uhrzeigersinn von einem Aus
trittsort 45 hindurchtritt, wenn die Reaktionsscheibe 21
anhält. Eine Lösungs-Ablaßeinrichtung und eine Reinigungsein
richtung 24 sind zwischen dem Ort der Lichtquelle 26 und dem
Austrittsort 45 angeordnet.
Die gesamte Anordnung einer Steuereinheit ist aus einem Multi
plexer, einem logarithmischen Umwandlungsverstärker 53, einem
A/D-Wandler 54, einem ROM-Speicher, einem RAM-Speicher, einem
Drucker 55, einer Konsolentafel 52, und einem mechanischen
Bauteilantrieb 35 aufgebaut. Der A/D-Wandler 54 ist ferner
mit einer Zentralverarbeitungseinheit CPU 51 über eine Schnitt
stelle 50 verbunden. Die CPU 51, die aus einem Mikrorechner
besteht, steuert die gesamte Vorrichtung einschließlich ihres
mechanischen Systems, und führt alle Datenverarbeitung ein
schließlich z.B. dem Bestimmen einer Kalibrierkurve über die
oben beschriebene Multiregression, die Konzentrationsberechnung
und dergleichen durch.
Eine Anzeigeeinrichtung 56 ist gezeigt, auf der eine Kalibrier
kurve gezeigt ist, wie z.B. die in Fig. 4 gezeigte zum Messen
eines Krebsmarkers a-Fetoprotein. Es ist eine Abgabeeinrich
tung 57 für ein Reagenz gezeigt, und ein Konstant-Temperatur-
Ofen 58.
Als nächstes wird der der Betrieb der in Fig. 3 beschriebenen
Ausführungsform erläutert.
Wenn ein Probenbehälter 44, der eine gegenständliche Standard
substanz (Probe) enthält, z.B. einen Krebsmarker, mit infek
tiösen Krankheiten verbundene Substanzen und dergleichen, zu
dem Abtastort bewegt wird, wird die Spitze der Sonde 41 der
Pipette 40 in den Probenbehälter 44 eingetaucht, um eine
vorbestimmte Menge von Blutserum anzusaugen und sie in der
Sonde 41 zu halten. Danach wird die Sonde 41 zu dem Austrit
tsort 45 der Reaktionsscheibe 21 gebracht, um das in der
Sonde 41 gehaltene Blutserum in den Reaktionsbehälter 22 an
dem Ausgangsort 45 auszulassen. Nach der obigen Probenahme
beginnt die Reaktionsscheibe 21 eine spontane entgegengesetzt
zum Uhrzeigersinn verlaufende Drehung und diese setzt sich
fort, bis der Reaktionsbehälter 22, der in der Nummer um eins
größer ist als alle anderen Reaktionsbehälter 22, durch den
Austrittsort gelangt ist.
Bei der dem Uhrzeigersinn gegenläufigen Drehung der Reak
tionsscheibe 21 hält nun der Reaktionsbehälter 22, der die
Probe enthält, die in der oben genannten Probenahme abgenommen
wurde, an der Position an, die einen Schritt des Reaktions
behälters vor dem Austrittsort 45 in zum Uhrzeigersinn ent
gegengesetzter Richtung liegt. Während der Drehung der Reak
tionsscheibe 21 traten alle Reaktionsbehälter 22 auf der
Scheibe 21 durch den Lichtstrahl 26 hindurch. Das Spektroskop
27 mißt somit die Absorptivität und gibt Datensignale an
einen Multiplexer aus, woraus ein Datensignal, das eine
gegenständliche Wellenlänge hat, ausgewählt und über den A/D-
Wandler zur CPU 51 geliefert und in dem RAM gespeichert wird.
Wenn man voraussetzt, daß die Zeit, während derer die Reak
tionsscheibe 21 sich dreht und anhält, 20 Sekunden beispiels
weise beträgt, wird die obige Operation zyklisch für 20
Sekunden für jeden Zyklus wiederholt. Wenn die Zyklen
ansteigen, geht die Position des Reaktionsbehälters 21, der
diese Probe enthält, Schritt für Schritt entgegegen dem
Uhrzeigersinn weiter, wenn die Scheibe 21 anhält. Ein Reagenz
wird von der Abgabeeinrichtiung 36, 37 in den Reaktionsbehälter
22 ausgelassen, der die Probe enthält, wenn sie an dem Aus
laßort 46, 47 angehalten wird, nachdem sie im entgegen
gesetzten Uhrzeigersinn einen Schritt nach dem anderen auf
der Reaktionsscheibe 21 gedreht wurde. Somit beginnt für
eine bestimmte gegenständliche Probe eine Erststufenreaktion
bei Anwendung eines ersten Reagenz an dem Auslaßort 47 und
eine Zweitstufenreaktion beginnt bei Anwendung eines zweiten
Reagenz an dem Auslaßort 46. Wenn man annimmt, daß die
Anhaltzeit und Drehzeit der Reaktionsscheibe 21 während eines
Zyklus 4,5 Sekunden bzw. 15,5 Sekunden betragen, werden die
Reaktionsprozesse der gegenständlichen Probe 31 mal alle 20
Sekunden gemessen, und die gemessenen Daten für 10 Minuten in
dem RAM gespeichert. CPU 51 arbeitet unter Steuerung des
Programms (siehe Fig. 1 und 2), das im ROM gespeichert ist,
um 31 gemessene Daten von dem RAM abzutasten und die Daten zu
verarbeiten.
Fünf oder sechs Standardsubstanzen beispielsweise, die für
jeden Testvorgang zur Bestimmung einer Kalibrierkurve erforder
lich sind, werden aufeinanderfolgend auf der Probenscheibe 10
angeordnet, sodaß die Vielzahl von Standardsubstanzen mit
verschiedenen Konzentrationen für den Testvorgang zu dem Reak
tionsbehälter 22 mehrere Male automatisch und aufeinanderfol
gend gebracht werden (z.B. mehrere Male entsprechend der
Gewichtung). Beim Bestimmen einer Kalibrierkurve für eine
Substanz mit nicht-linearer Beziehung zu den Konzentrationen
ist es wichtig, Standardsubstanzen mit verschiedenen Kon
zentrationen mehrere Male zu entnehmen und zu messen, was die
vorliegende Vorrichtung verwirklichen kann. Reaktionsprozesse
der Vielzahl von Standardsubstanzen werden 10 Minuten lang,
wie oben beschrieben, gemessen und die gemessenen Daten für
jeweilige Testvorgänge gespeichert, die zum Bestimmen einer
Kalibrierkurve mit einer linearen Beziehung zu Konzentrationen
verwendet werden sollen.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung, wie sie beschrieben
wurde, ist es möglich, eine Kalibrierkurve mit einem gewich
teten Teil in einem bestimmten Konzentrationsbereich zu
bestimmen. Daher kann der Auslösewert, der in der Analyse
der Bestandteile des lebenden Organismus verwendet wird, mit
hoher Präzision gemessen werden.
Claims (7)
1. Verfahren zum Bestimmen einer Kalibrierkurve unter
Verwendung einer Vielzahl von gemessenen Daten bei ver
schiedenen Konzentrationen, die durch Messen von Reak
tionslösungen einer Vielzahl von Standardsubstanzen mit
verschiedenen Konzentrationen erhalten werden, mit
folgenden Schritten:
- (a) Gewichten wenigstens einer einzelnen Gruppe von gemessenen Daten Y(i), die aus der Standard substanz-Reaktionslösung mit einer spezifischen Konzentration X(i) erhalten werden; und
- (b) Verarbeiten der gemessenen Daten y(i) und der Vielzahl von gemessenen Daten für verschiedene Konzentrationen vermittels des Kleinstquadrate- Verfahrens.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die spezifische Kon
zentration X(i) eine Konzentration in der Nähe eines
Grenzwertes ist, der als Kriterium zum Bestimmen der
Komponenten des lebenden Organismus verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gewichten für das
Kleinstquadrate-Verfahren eine Vielzahl von gemessenen
Daten Y(i), Y(i+1), ..., Y(n) bei der spezifischen Kon
zentration X(i) verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gewichten für das
Kleinstquadrate-Verfahren die Werte verwendet, die durch
Multiplizieren eines einzelnen gemessenen Datums bei der
spezifischen Konzentration X(i) mit einem vorbestimmten
Faktor n erhalten werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gewichten für das
Kleinstquadrate-Verfahren die Werte verwendet, die durch
Multiplizieren eines oder beider von wenigstens zwei
Gruppen von gemessenen Daten Y(i) und Y(i+1) mit vorbe
stimmten Vielfachen n 1 und n 2 erhalten werden.
6. Verfahren zum Bestimmen einer Kalibrierkurve unter
Verwendung einer Vielzahl von gemessenen Daten bei ver
schiedenen Konzentrationen, die durch Messen der Reak
tionslösungen einer Vielzahl von Standardsubstanzen mit
verschiedenen Konzentrationen erhalten werden, welches
die folgenden Schritte aufweist:
- (a) Gewinnen einer Vielzahl von gemessenen Daten Y(i), Y(i+1), ..., Y(n), die aus der Standard substanz-Reaktionslösung bei der spezifischen Konzentration X(i) nahe eines Grenzwertes erhalten werden, der als Kriterium beim Bestimmen der Bestandteile des lebenden Organismus verwendet wird; und
- (b) Verarbeiten der gemessenen Daten Y(i), Y(i+1), ..., Y(n) über das Kleinstquadrate-Verfahren, die an dem Schritt (a) erhalten werden und der Vielzahl von gemessenen Daten mit verschiedenen Konzentrationen.
7. Automatische Analysenvorrichtung mit:
einer Proben-Beschickungseinheit (10) zum Einrichten einer Vielzahl von Standardsubstanzen mit verschiedenen Konzentrationen;
einer Probennahmeeinheit (26, 27, 40, 38, 39) zum mehr maligen Entnehmen der Standardsubstanzen;
ersten Einrichtungen (53, 54) zum teilweisen Gewichten der Daten in einem bestimmten Konzentrationsbereich der Daten der Reaktionslösungen der Standardsubstanzen;
zweiten Einrichtungen (51, 54) zum Verarbeiten der von der ersten Einrichtung gewichteten Daten;
dritten Einrichtungen zum Bestimmen einer Kalibrierkurve auf der Basis der von der zweiten Einrichtung verar beiteten Daten; und
vierten Einrichtungen (56) zum Anzeigen der bestimmten Kalibrierkurve.
einer Proben-Beschickungseinheit (10) zum Einrichten einer Vielzahl von Standardsubstanzen mit verschiedenen Konzentrationen;
einer Probennahmeeinheit (26, 27, 40, 38, 39) zum mehr maligen Entnehmen der Standardsubstanzen;
ersten Einrichtungen (53, 54) zum teilweisen Gewichten der Daten in einem bestimmten Konzentrationsbereich der Daten der Reaktionslösungen der Standardsubstanzen;
zweiten Einrichtungen (51, 54) zum Verarbeiten der von der ersten Einrichtung gewichteten Daten;
dritten Einrichtungen zum Bestimmen einer Kalibrierkurve auf der Basis der von der zweiten Einrichtung verar beiteten Daten; und
vierten Einrichtungen (56) zum Anzeigen der bestimmten Kalibrierkurve.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE3908831C2 DE3908831C2 (de) | 1993-08-05 |
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Family Applications (1)
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