DE3026089A1 - Blitzphotometer fuer nephelometrische und fluorometrische anwendungen - Google Patents

Description

Dr. Hans Guer.fcer Noeller, Heidelberg, Fasanenweg 8

Blitzphotometer fuer nephelcmetrische und flUGaroraetriscl XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX}

Anwendungen.

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Praeambel.
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Im letzten Jahrzehnt ist eine grosse Zahl von sehr aufwendig Geraeten zur Ermittlung turbidimetrischer, nepheloraetrischer und fluorometrischer Daten, und zur automtischen Uebertragun der Werte auf Papier bekanntgeworclen.

Viele dieser Geraete erfuellen zwar die hochspeziellen Aufgaben, die an diese in Forschung und Klinik gestellt werden; doch ein grosser Teil der Routineaufgaben - etwa in der Medizin - ist nit ihnen nicht auf oekonomische Weise loesbar.

So konnte beisielsweise dem Arzt bis heute noch kein voll befriedigendes Hilfsmittel zur antibiotischen Suszeptibilitaetsbestimmung in die Hand gegeben werden.

Das Verfuegbarwerder. der verschiedensten neuen Antibiotika i: der allerletzten Seit und die Notwendigkeit, das zur Bekaempfung eines aus den Koerper eines Kranken isolierten Bakterien!=;tarcmes bestgeeignete Antibiotikum zu ermitteln, haben den Ruf nach einem hochempfindlichen, wenig aufwendigei .und entsprechend nicht teuren, dabei jedoch extrem zuverleessigen antibiotisehen Suszetibilitaetsbestimnungsverfahrer aufkommen lassen, das die Ergebnisse bereits binnen weniger Stunden nach Eingang der Untersuchungsprobe liefert.

Gegenstand der Erfindung. SXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Gegenstand der Erfindung ist ein einfaches,- also wenig •aufwendiges Verfahren zur Ermittlung nephelcmetrischer und fluorometrischer Daten, das infolge Nutzung des Elektronenblitzes als Lichtquelle hoechstempfindlich ist, das besonders zur Schnellbestimmung der Suszeptibilitaet von Keimen gegeri Antibiotika geeignet ist, und das das Untersuchungsergebnis binnen sehr kurzer Zeit ohne jegliche Kuehe auf einem phctographischen Dokument, etwa einem Papierbild, verfuegbar macht.

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Aufbau und Funktion des Geraetes. XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Eine einfache, erprobte und bewaehrte Ausfuehrungsform des Geraetes zur Durchfuehrung der Untersuchungen gemaess vorliegender Anmeldung sei hier beschrieben und in ihrer Funktion dargestellt. Fig. 1 zeigt diese Ausfuehrungsform :

Das von der Blitzlichtquelle 1., im vorliegenden Falle einer XENON-Blitzroehre, ausgehende Licht wird durch das Filter 2. monochromatisch gemacht. Bei Einsatz des Geraetes fuer fluorometrische Anwendungen soll die Durchlasswellenlaenge des Filters - etwa eines Interferenzfilters - der Exsitationswellenlaenge des zu untersuchenden Stoffes entsprechen. Das monochromatische Lic:ht wird durch eine grossflaechige Zylinderlinse 3. geleitet und auf eine Serie von senkrecht zur Lichteinfallsrichtung angeordneter Flachboden-Sample-Glaeser 4. projeziert und findet seine Brennlinie, seine Kollimaticn, ca 10 mm oberhalb des F-odens der Sample-Glaeser, etwa in der Achsenlinie, durch die Glasroehrchen»

Die Sample-Roehrchen stehen auf einer durchsichtigen Plastikplatte 5., die mit Ausnahme, der Auflageflaechen 6. der einzelnen Roehrchen geschwaerzt ist und die gleichzeitig als Vorderflaeche einer Polaroid-Kamera 9. fungiert. Unter der Vorderflaeche der Kamera befindet sich das Kameraobjektiv 7., nit Kameraverschluss und mit einer Einschubvorrichtung fuer ein Lichtfilter 8.. Bei Verwendung des Geraetes fuer die Fluorometric wird in diese Vorrichtung ein auf die Emissionswellenlaenge des zu untersuchenden Stoffes abgestimmtes Emissionsfilter eingebracht. Die Linse der Kamera ist auf die schon obengenannte Ebene ca 10 mm oberhalb des Eodens der Plastikplatte fixiert.

Bei Einsatz fuer fluorometrische Untersuchungen werden die erforderlichen Exzitations- und Emissioncfiltcr ir. die Apparatur eingebracht und die Proben in die nebeneinander befindlichen probenaufnahmeroehrchen gefuellt. Gleichzeitig mit der einmaligen oder mehrmaligen Blitzausloesung wird der Kameraverschluss geoeffnet. Eernach kann das mit ueblicher photographischer Technik oder mit Polaroid-Schnellbildentwicklungstechnik gewonnene Bild entnommen werden. Durch Blendeneinstellung laesst sich der . Schwaerzungsgrad optimieren.

Auf dem photographischen Bild stellen sich scheibenfoermige, kreisrunde Bezirke unterschiedlicher Schwaerzung dar. Der Schwaerzungsgrad ist direkt von der Konzentration der im 'Sample' enthaltenden fluoreszierenden Substanz abhaengiij. Er kann mup.helos subjectiv ausgewertet oder schwaerzungsphotcmetrisch quantitativ erfasst werden.

Bei nephelorietriüchor Verwendung ist .lediglich die r.inf^: .;"Jm- ι; eines einziger IÜÖs^Ktfliters zwecks Konochromatisierurq .

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damit zwecks Erfuellungen der Forderungen des BEEK¹sehen Gesetzes erforderlich.

Anwendungsbeispiel Susseptibilitaetsbestimmung. XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXJCXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Fuer die antibiotische Suszeptibilitaetsbestimmung hat sich uns folgendes Vorgehen in zahlreichen Untersuchungen bewaehrt :

Sterilisierte zylindrische Flachboden=-Glasroehrchen eines Innendurchmessers von etwas ueber 1/4 inch werden jeweils beschickt mit

1000 ul Standard-Trypticase-Naehrfluessigkeit + 10 ul einer gesaettigten Rein= oder Misch= Fluessigkultur des zu untersuchenden, aus dem Koerper gewonnenen keimhaltigen Materials.

In jedes der bisher gleich beschickten Roehrchen - mit Ausnahme eines als Kontrolle fungierenden Roehrchens - wird hernach je nach Fragestellung ein anderes Antibiotikum eingebracht, und zwar - einfacherweise - durch Zufuegung eines 'antibiotic disk', eines Loeschpapierblaettchens eines Durchmessers von 1/4 inch, das mit einer Standardmenge des Antibiotikun's beladen ist.

Ein breites Spektrum verschiedener 'Antibiotic-Sensitivity-Disks¹ ist heute fuer die Suszeptibilitaetsbestimmungen verfuegbar.

(Fuer unsere Untersuchungen zcger vrir v?egen der extrem hohen Empfindlichkeit unseres Verfahrens Disks mit sehr niedrigem Wirkstoffgehalt, beispielsweise mit 0.5 meg Tetrarcyzin fcelacene Plaettchen·, heran.)

Die Roehrchen werden fuer 120 Minuten Coder fuer 90 Minuten) bei einer Temperatur von 37 Gr.ad Celsius inkubiert, hernach nach Entfernung jeweils der Plaettchen vom Roehrchenboden, auf die Auflageflaechen 6. der Plastikplatte 5. gestellt. Nach Ausloesung des Blitzes und entsprechender Belichtung der photographischen Schicht wird dann das entwickelte Papierbild entnommen.

Es stellt sich mit den verschiedensten Antibiotika eine Serie von Schwaerzungsscheiben dar; das Antibiotikum, das die staerkste Schwaerzung im Positivbild verursacht hat, ist das optimal geeignete Antibiotikum. Die geringste Schwaernung ist den Kontrollroehrchen zugeordnet. Hier ist das Keimwachstum waehrend der Seit der Inkubation unbeeinflusst - ungehemmt geblieben; entsprechend haben sich die Keime sehr stark vermehrt und somit auf Grund der entsprechend ebenfalls vermehrten Lichtstreuung den hoechsten nepheloirietrisch άεχεteilbaren Effekt ergeben.

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Statt der subjektiven Beurteilung kann auch hier die Schwaersung der einzelnen Bereiche photometrisch objektiv ermittelt werden.

Fig. 2 zeigt ein gemaess obiger Schilderung gewonnenes Schwaerzungsbild 10..

Es finden sich darauf sehn scheibenfoermige Felder unterschiedlicher Schwaerzung, von denen neun (12. bis 20.) je durch üntersuchungsmuster mit darin enthaltenen Antibiotika verursacht wurden. Bezirk 11. ist der am wenigsten geschwaerzte Bezirk, der Kontrollbezirk. Die groesste Schwaerzung ist im Feld 18. zu finden, das dem Tetramyzinenthaltenden Untersuchungsmuster entspricht. Das Tetranyzin hat von allen mit vergleichbarer Antibiotikum-Dosis beschickten Probenroehrchen die groesste Wirkung ausgeloest, es ist also das Mittel der Wahl beim Patienten, von ceir die Keimprobe stammt.

Vorteile.

Das Kephelometer/Fluororaeter-Verfahren gemaess vorliegender Anmeldung, bei dem eine Blitzroehre als Lichtquelle herangesogen wird, erlaubt es wegen der extrem hohen Helligkeit dieses Lichtes, sowohl beim fluorometrischen als auch beim nephelometrischen Einsatz hohe Empfindlichkeiten zu erreichen, trotz Einsatzes nur ganz weniger und dabei nicht aufwendiger Untersuchungshilfsmittel.

Das Verfahren liefert objektive Dokumente in Form von photograpischen Aufnahmen, die einfach und ir.uehelos subjektiv beurteilt werden koennen, die jedoch auch ohne Schwierigkeiten schwaerzur.gsphotometrisch objektiv jederzeit auswertbar sind.

Das Verfahren gemaess Anmeldung ist - auf Grund der extrem hohen Intensitaet des Lichtpulses - ganz hervorragend fuer die Ermittlung der Suszeptibilitaet von Keimen gegen Antibiotika, und -damit fuer die Auswahl des zur Eekaempfung eines bestimmten Bakterienstammes (oder einer bestimmten Bakterienmischinfektion) bei einem Patienten bestgeeigneten Antibiotikum¹ s geeignet.

Die r.ephelcrr.etrische Erfassung selbst minimalen bakteriellen Wachstums mittels dieses Verfahrens gestattet es, die Auswahl des bestgeeigneten Antibiotikum.' s viel frueher zu treffen, als dies mit den heute ueblichen Verfahren mceglich ist.

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Claims (4)

: :ι : ^ -. : : '- ■' J O 2 6 U ό 3 P atentanspruecho. ΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧΧ

1.) Entwicklung zur nepheloreetrischen und zur fluorcmetrischen Bestiininung, dadurch ge!<ennzeichnet_r dass als Lichtquelle ein Elektronenblits herangezogen wird, und dass das Ergebnis seinen Niederschlag auf einer photographischen Schicht findet.

2.) Entwicklung nach Anspruch 1., bei der gleichzeitig eine Vielzahl von Untersuchungsniustern nephelometricch oder fluorometrisch ausgewertet werden kann.

3.) Entwicklung nach Anspruch 1.-2., bei der die Schwaerzung der photcgraphischen Schicht photoraetrisch ernittelt und ausgewertet wird.

4.) Entwicklung nach Anspruch 1.-3., bei der die Suszeptibilitaet von Keimen gegenueber Antibiotika und gegenueber anderen '^rdas Keimwachstuiti behindernden Stoffen ermittelt vird.