DE102011000891A1 - Method for determining variables of sample e.g. fluid in container, involves determining resulting state of movement of sample produced by movement of container - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen mindestens einer Veränderlichen einer Probe. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen mindestens einer Veränderlichen einer Probe, welche sich in einem bewegten Behältnis befindet.The invention relates to a method and an apparatus for determining at least one variable of a sample. In particular, the invention relates to a method and apparatus for determining at least one variable of a sample which is in a moving container.
In vielfältigen Untersuchungen in diversen Bereichen, beispielsweise der Chemie, Pharmazie oder den Lebenswissenschaften, werden Proben in Behältnissen analysiert, welche zur Unterstützung der in einer jeweiligen Untersuchung interessierenden Prozesse bewegt werden. Dies geschieht bevorzugt mechanisch; dem Fachmann sind entsprechende Geräte als beispielsweise Schüttler, Shaker oder Rocker hinlänglich bekannt. Solche Geräte sind kommerziell in Ausführungsformen erhältlich, welche ein Behältnis, aber auch eine Vielzahl von Behältnissen simultan in definierter Weise bewegen können. Zweck der Bewegung ist meist eine Durchmischung der Probe, welche als fluides Medium oder Flüssigkeit, beispielsweise Lösung, Emulsion oder Suspension vorliegt; die Probe kann auch ein fluides Medium sein, in welchem sich Mikroorganismen entwickeln.In a variety of studies in various fields, such as chemistry, pharmacy or the life sciences, samples are analyzed in containers, which are moved to support the processes of interest in a particular investigation. This is preferably done mechanically; The person skilled in the corresponding devices such as shakers, shakers or rockers are well known. Such devices are commercially available in embodiments which can move a container, but also a plurality of containers simultaneously in a defined manner. The purpose of the movement is usually a thorough mixing of the sample, which is present as a fluid medium or liquid, for example solution, emulsion or suspension; The sample may also be a fluid medium in which microorganisms develop.
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Bei Messungen an Proben in einem bewegten Behältnis gilt es sicherzustellen, dass eine jeweilige Messung unter definierten Bedingungen erfolgt, da andernfalls die Qualität der Messergebnisse gemindert wird. Aufgrund des sich durch die Bewegung des Behältnisses ausbildenden Profils der fluiden Probe innerhalb des Behältnisses sind derartige definierte Bedingungen keine Selbstverständlichkeit. Soll beispielsweise die Extinktion der Probe mittels eines in die Probe gerichteten Lichtstrahls ermittelt werden, so ist es wichtig zu wissen, ob sich an dem Bereich des Profils, auf welchen der Lichtstrahl zur Ermittlung der Extinktion gerichtet wird, relativ viel oder relativ wenig Probenmaterial befindet. Werden solche Untersuchungen wiederholt durchgeführt, beispielsweise um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern oder um den Zeitverlauf einer Veränderlichen der Probe zu ermitteln, so können bei Nichtbeachtung der Profilbildung in der fluiden Probe signifikante systematische Fehler auftreten.When measuring samples in a moving container, it is important to ensure that each measurement is performed under defined conditions, otherwise the quality of the measurement results will be reduced. Due to the forming of the movement of the container profile of the fluid sample within the container such defined conditions are not a matter of course. If, for example, the absorbance of the sample is to be determined by means of a light beam directed into the sample, it is important to know whether relatively much or relatively little sample material is located at the region of the profile onto which the light beam is directed to determine the extinction. If such examinations are carried out repeatedly, for example to improve the signal-to-noise ratio or to determine the time course of a change in the sample, significant systematic errors can occur if the profile formation in the fluid sample is ignored.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem mindestens eine Veränderliche einer sich in einem bewegten Behältnis befindlichen Probe zuverlässig und reproduzierbar ermittelt werden kann.It is therefore an object of the invention to provide a method with which at least one variable of a sample located in a moving container can be determined reliably and reproducibly.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a method according to
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, mit welcher mindestens eine Veränderliche einer sich in einem bewegten Behältnis befindlichen Probe zuverlässig und reproduzierbar ermittelt werden kann.It is a further object of the invention to provide a device with which at least one variable of a sample located in a moving container can be determined reliably and reproducibly.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 13.This object is achieved by a device according to claim 13.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Veränderlichen einer sich in einem bewegten Behältnis befindlichen Probe wird das Behältnis in definierter Weise bewegt. Die Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen wird erfindungsgemäß zeitlich mit einem durch die Bewegung des Behältnisses sich ergebenden Bewegungszustand der Probe abgestimmt.In the method according to the invention for determining at least one variable of a sample located in a moving container, the container is moved in a defined manner. According to the invention, the determination of the at least one variable is coordinated in time with a movement state of the sample resulting from the movement of the container.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden vorteilhaft zur zeitlichen Abstimmung der Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen auf den Bewegungszustand der Probe Kenngrößen der Bewegung des Behältnisses, Kenngrößen des Behältnisses selbst und Eigenschaften der Probe herangezogen. Kenngrößen der Bewegung des Behältnisses können beispielsweise, falls das Behältnis von einem Schüttler bewegt wird, Schüttelfrequenz und Amplitude der Schüttelbewegung sein. Kenngrößen des Behältnisses sind beispielsweise seine Form, Oberflächenbeschaffenheit, und der Füllstand. Ein Beispiel einer besonders wichtigen Eigenschaft der Probe ist ihre Viskosität. Die Bedeutung der genannten Größen liegt darin, dass sie einen wesentlichen Einfluss auf den sich durch die Bewegung des Behältnisses ergebenden Bewegungszustand der Probe haben. Kenngrößen der Bewegung des Behältnisses können bevorzugt sensorisch erfasst werden, dem Fachmann sind hierzu verschiedenen Möglichkeiten bekannt, beispielsweise Positionssensoren oder Beschleunigungsmesser.In the method according to the invention, parameters for determining the movement of the container, characteristics of the container itself and properties of the sample are advantageously used for timing the determination of the at least one variable. Characteristics of the movement of the container, for example, if the container is moved by a shaker, shaking frequency and amplitude of the shaking motion. Characteristics of the container are, for example, its shape, surface texture, and the level. One An example of a particularly important property of the sample is its viscosity. The significance of the variables mentioned is that they have a significant influence on the movement state of the sample resulting from the movement of the container. Characteristics of the movement of the container can preferably be detected by sensors, the skilled person are various ways known for this purpose, for example, position sensors or accelerometers.
In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich aus Kenngrößen der Bewegung des Behältnisses, Kenngrößen des Behältnisses selbst und Eigenschaften der Probe zeitliche Verschiebungen ermitteln, die einen Zusammenhang zwischen der Bewegung des Behältnisses und dem Bewegungszustand der Probe, welcher dabei für die zeitliche Abstimmung zwischen der Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen und dem Bewegungszustand der Probe herangezogen wird, in für eine gegebene Messaufgabe hinreichend präziser Weise repräsentieren. Die Ermittlung der zeitlichen Verschiebungen kann beispielsweise durch einen Computer erfolgen. Im Falle einer gegebenen zeitlich periodischen Bewegung des Behältnisses können diese zeitlichen Verschiebungen bei vorgegebenen Kenngrößen des Behältnisses selbst und vorgegebenen Eigenschaften der Probe feste Werte annehmen, und beispielsweise in Form einer konstanten Verzögerung zwischen einem Zeitpunkt, in welchem sich das bewegte Behältnis an einer bestimmten Position befindet, und der Auslösung eines Messvorgangs zur Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen implementiert werden.In embodiments of the method according to the invention can be determined from characteristics of the movement of the container, characteristics of the container itself and properties of the sample temporal shifts that a relationship between the movement of the container and the state of motion of the sample, which thereby for the timing between the determination of At least one variable and the state of motion of the sample is used to represent in a sufficiently precise manner for a given measurement task. The determination of the time shifts can be done for example by a computer. In the case of a given time-periodic movement of the container, these time shifts may assume fixed values for given parameters of the container itself and predetermined properties of the sample, and for example in the form of a constant delay between a time in which the moving container is at a certain position , and the triggering of a measurement process to determine the at least one variable to be implemented.
Vorteilhaft wird zur zeitlichen Abstimmung der Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen auf den Bewegungszustand der Probe Information über den Bewegungszustand der Probe einbezogen, die sich aus mindestens einer Messung an der Probe selbst während der Bewegung des Behältnisses ergibt. Beispielsweise kann auf optischem Wege Information über das Profil der Probe innerhalb des bewegten Behältnisses gewonnen werden. Dies kann etwa dadurch geschehen, dass die Abschwächung eines Lichtsignals beim Durchgang durch die Probe, oder die Rückstreuung von in die Probe emittiertem Licht ausgewertet wird; jedoch sind auch andere optische Methoden denkbar.Advantageously, for the timing of the determination of the at least one variable to the state of motion of the sample information about the state of motion of the sample is included, resulting from at least one measurement on the sample itself during the movement of the container. For example, information about the profile of the sample within the moving container can be obtained optically. This can be done, for example, by evaluating the attenuation of a light signal when passing through the sample, or the backscattering of light emitted into the sample; However, other optical methods are conceivable.
Bei der zeitlich abgestimmten Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen kann erforderlichenfalls die Dauer von Schaltvorgängen in einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens berücksichtigt werden.In the timed determination of the at least one variable, if necessary, the duration of switching operations in a device for carrying out the method can be taken into account.
In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Probe ein fluides Medium oder eine Flüssigkeit; es kann sich dabei beispielweise um Lösungen von Stoffen, Suspensionen oder Emulsionen handeln. Auch die Untersuchung von fluiden Medien, in welchen sich Mikroorganismen entwickeln, ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich. In derartigen Proben kann sich durch den Bewegungszustand der Probe eine zeit- und ortsabhängige Akkumulation des fluiden Mediums oder der Flüssigkeit im Behältnis ausbilden. Die zeitliche Abstimmung der Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen auf den Bewegungszustand der Probe berücksichtigt dabei eine Lage der Akkumulation im Behältnis. Die Ausbildung der Akkumulation entspricht in zahlreichen Ausführungsbeispielen der Ausbildung einer Flüssigkeitssichel, und die genannte zeitliche Abstimmung stellt sicher, dass die Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen reproduzierbar innerhalb eines vorgegebenen Bereiches dieser Akkumulation oder Flüssigkeitssichel erfolgt, um letztendlich die mindestens eine Veränderliche der Probe zuverlässig und reproduzierbar zu bestimmen. In Ausführungsformen des Verfahrens handelt es sich bei der mindestens einen Veränderlichen um eine Konzentration eines Stoffes, beispielsweise von Alkali- oder Erdalkalimetallen bzw. ihrer Ionen, einen Partialdruck eines Gases wie etwa Sauerstoff oder Kohlendioxid, einen pH-Wert oder eine Extinktion oder optische Dichte der Probe.In embodiments of the method according to the invention, the sample is a fluid medium or a liquid; it may be, for example, solutions of substances, suspensions or emulsions. The investigation of fluid media in which microorganisms develop is possible with the method according to the invention. In such samples, a time- and location-dependent accumulation of the fluid medium or the liquid can form in the container by the state of motion of the sample. The timing of the determination of the at least one variable on the state of motion of the sample takes into account a position of accumulation in the container. The formation of the accumulation corresponds in many embodiments to the formation of a fluid sickle, and said timing ensures that the determination of the at least one variable is reproducible within a predetermined range of this accumulation or fluid sickle to ultimately render the at least one variable of the sample reliable and reproducible to determine. In embodiments of the method, the at least one variable is a concentration of a substance, for example of alkali or alkaline earth metals or their ions, a partial pressure of a gas such as oxygen or carbon dioxide, a pH or an extinction or optical density of the Sample.
Eine mögliche Ausführungsform für die Bestimmung wenigstens einer Veränderlichen der Probe beruht auf einer optischen Methode. Dazu wird ein elektromagnetisches Signal in das Behältnis ausgesendet, und eine optischen Antwort aus dem Behältnis erfasst. Zumindest das Aussenden des elektromagnetischen Signals wird zeitlich in der Weise auf den Bewegungszustand der Probe, welcher sich durch die Bewegung des Behältnisses ergibt, abgestimmt, dass das elektromagnetische Signal die Probe in zuverlässiger und reproduzierbarer Weise trifft. Aus der optischen Antwort wird dann die mindestens eine Veränderliche bestimmt.One possible embodiment for determining at least one variable of the sample is based on an optical method. For this purpose, an electromagnetic signal is emitted into the container, and detects an optical response from the container. At least the emission of the electromagnetic signal is timed to the state of movement of the sample resulting from the movement of the container such that the electromagnetic signal hits the sample in a reliable and reproducible manner. The at least one variable is then determined from the optical response.
In bestimmten Ausführungsformen ist zur Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen im Behältnis zumindest ein Sensor angebracht, welcher ein von der mindestens einen Veränderlichen abhängiges optisches Verhalten aufweist, das vorteilhaft in einer Lumineszenzerscheinung besteht. Die Lumineszenz des zumindest einen Sensors kann dabei durch ein in das Behältnis ausgesendetes elektromagnetisches Signal angeregt werden.In certain embodiments, to determine the at least one variable in the container, at least one sensor is mounted which has an optical behavior which depends on the at least one variable and which advantageously results in a luminescence appearance. The luminescence of the at least one sensor can be excited by an electromagnetic signal emitted into the container.
Ein in das Behältnis ausgesendetes elektromagnetische Signal kann einen oder mehrere Frequenzbereiche umfassen; es kann aus einem Puls bestehen, aber auch aus mehreren Pulsen, die zeitgleich oder nacheinander auf verschiedene Bereiche der Probe oder auf den gleichen Bereich der Probe gerichtet werden. Die genaue Ausgestaltung richtet sich hierbei nach den jeweiligen Messaufgaben, d. h. nach der einen oder den mehreren Veränderlichen, die bestimmt werden sollen, sowie nach der Anordnung dazu gegebenenfalls verwendeter Sensoren im Behältnis. Beispielsweise können zur Ermittlung zweier Veränderlicher, etwa pH-Wert und Sauerstoffgehalt, zwei Sensoren verwendet werden, welche ein von je einer der Veränderlichen abhängiges Lumineszenzverhalten aufweisen. Diese Sensoren können an zwei unterschiedlichen Orten innerhalb des Behältnisses fixiert sein. Bei solch einer Konstellation ist es nun wichtig, die Anregung eines jeweiligen Sensors zeitlich auf die Relativposition des Sensors bezüglich des Profils der Probe abzustimmen. Es kommt dabei also nicht nur darauf an, dass das elektromagnetische Signal den Sensor trifft, um dessen Lumineszenz anzuregen, sondern insbesondere auch darauf, dass dies dann geschieht, wenn eine bestimmte Relativposition zwischen Sensor und Profil der Probe gegeben ist.An electromagnetic signal transmitted into the container may comprise one or more frequency ranges; it can consist of one pulse, but also of several pulses which are directed simultaneously or successively to different regions of the sample or to the same region of the sample. The exact configuration depends on the respective measurement tasks, ie after the one or more variables that are to be determined, as well as after the arrangement thereof optionally used sensors in the container. For example, to determine two variables, such as pH value and oxygen content, two sensors can be used which have a luminescence behavior dependent on one of the variables. These sensors can be fixed at two different locations within the container. In such a constellation, it is now important to match the excitation of a respective sensor in time to the relative position of the sensor with respect to the profile of the sample. It is therefore not only important that the electromagnetic signal hits the sensor in order to stimulate its luminescence, but in particular also that this happens when a certain relative position between the sensor and profile of the sample is given.
Generell ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die mindestens eine Veränderliche wiederholt zu bestimmen. Dadurch kann beispielsweise ein Signal-Rausch-Verhältnis verbessert oder eine zeitliche Veränderung der mindestens einen Veränderlichen erfasst werden. Durch die erfindungsgemäße zeitliche Abstimmung zwischen dem Bestimmen der mindestens einen Veränderlichen der Probe und dem Bewegungszustand der Probe werden die eingangs erwähnten systematischen Fehler vermieden.In general, it is possible with the method according to the invention to repeatedly determine the at least one variable. As a result, for example, a signal-to-noise ratio can be improved or a temporal change of the at least one variable can be detected. By the inventive timing between determining the at least one variable of the sample and the state of motion of the sample, the systematic errors mentioned above are avoided.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Veränderlichen einer sich in einem bewegten Behältnis befindlichen Probe umfasst ein Trageelement, welches zur Aufnahme des Behältnisses geeignet ist. Mit dem Trageelement ist eine definierte Bewegung ausführbar, so dass auf diese Weise eine definierte Bewegung des Behältnisses erzielbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner ein Messsystem, durch welches mindestens eine Veränderliche der Probe bestimmbar ist. Erfindungsgemäß ist ein Synchronisiermittel vorgesehen, durch welches die Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen zeitlich mit einem durch die Bewegung des Behältnisses erzeugbaren Bewegungszustand der Probe abstimmbar ist.The device according to the invention for determining at least one variable of a sample located in a moving container comprises a carrying element which is suitable for receiving the container. With the support member a defined movement can be executed, so that in this way a defined movement of the container can be achieved. The device according to the invention further comprises a measuring system, by which at least one variable of the sample can be determined. According to the invention, a synchronization means is provided by which the determination of the at least one variable can be tuned in time with a movement state of the sample that can be generated by the movement of the container.
In Ausführungsbeispielen umfasst das Synchronisiermittel eine Positionsmessanordnung, beispielsweise Encoder, zur Messung der Position des Trageelements. Stattdessen, oder in Kombination damit, kann auch ein Beschleunigungssensor zur Ermittlung der Beschleunigung des Trageelements vorgesehen sein. Bei Kenntnis der Anfangsposition und der Anfangsgeschwindigkeit, welche in der Regel Null ist, lässt sich aus der gemessenen Beschleunigung durch zweifache Integration über die Zeit die Position des Trageelements ermitteln. In vielen Ausgestaltungen der Vorrichtung ist die definierte Bewegung des Trageelements jedoch derart, dass aus der zu einem Zeitpunkt ermittelten Beschleunigung auch ohne Integration auf die Position des Trageelements geschlossen werden kann. Ein besonders einfaches Beispiel hierfür liegt vor, wenn die definierte Bewegung des Trageelements in einer Kreisbewegung mit vorgegebenem Radius besteht. Eine Richtung der Beschleunigung ist dabei eindeutig mit der Position des Trageelements auf dem Kreis verknüpft. Die Richtung der Beschleunigung kann durch Ermittlung der Beschleunigungen in zwei linear unabhängigen Richtungen in einer Ebene des Kreises bestimmt werden. Dem Fachmann sind geeignete Beschleunigungssensoren bekannt; derartige Beschleunigungssensoren werden vorteilhaft am Trageelement angebracht oder in das Trageelement integriert.In embodiments, the synchronizing means comprises a position measuring arrangement, for example an encoder, for measuring the position of the carrying element. Instead, or in combination with it, an acceleration sensor for determining the acceleration of the support element can also be provided. With knowledge of the initial position and the initial speed, which is usually zero, can be determined from the measured acceleration by two times integration over time, the position of the support member. In many embodiments of the device, however, the defined movement of the support member is such that it can be concluded from the acceleration determined at a time without integration on the position of the support member. A particularly simple example of this is when the defined movement of the support element is in a circular motion with a given radius. A direction of the acceleration is clearly linked to the position of the support element on the circle. The direction of the acceleration can be determined by determining the accelerations in two linearly independent directions in one plane of the circle. The skilled person is familiar with suitable acceleration sensors; Such acceleration sensors are advantageously mounted on the support member or integrated into the support member.
Vorteilhaft umfasst das Synchronisiermittel eine Einrichtung zur Gewinnung von Information über den Bewegungszustand der Probe. Bevorzugt arbeitet die Einrichtung dabei optisch, und umfasst daher ein geeignetes optisches System.Advantageously, the synchronizing means comprises means for obtaining information about the state of movement of the sample. In this case, the device preferably works optically, and therefore comprises a suitable optical system.
In Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeitet das Messsystem, durch welches mindestens eine Veränderliche der Probe bestimmbar ist, auf optischem Wege. Um ein elektromagnetisches Signal in das Behältnis auszusenden, umfasst das Messsystem eine steuerbare Lichtquelle. Hierbei ist unter Lichtquelle jegliche Vorrichtung zur Aussendung von Strahlung aus mindestens einem Teilbereich des elektromagnetischen Spektrums zu verstehen. Auch ist es vorstellbar, dass durch die Lichtquelle Licht aus einer Vielzahl von Wellenlängenbereichen aussendbar ist. In einer Ausgestaltung wird zumindest eine Leuchtdiode (LED) als Lichtquelle verwendet. Auch die Verwendung mehrerer LEDs, die sich darüberhinaus in einer bestimmten geometrischen Anordnung befinden können, als Lichtquelle ist möglich. Einzelne LEDs der Anordnung können sich dabei voneinander durch den Frequenzbereich des emittierten Lichtes unterscheiden. Die Steuerbarkeit der Lichtquelle ist relevant, um das Aussenden eines elektromagnetischen Signals zeitlich abgestimmt auf den Bewegungszustand der Probe vornehmen zu können und also die Bestimmung der mindestens einen Veränderlichen der Probe zeitlich auf den Bewegungszustand der Probe abzustimmen. Die zeitliche Abstimmung obliegt dabei dem Synchronisiermittel. Das Messsystem umfasst in derartigen Ausführungsformen ferner Mittel zur Erfassung einer optischen Antwort aus dem Behältnis, sowie Mittel zur Bestimmung der wenigstens einen Veränderlichen aus der optischen Antwort. Die Mittel zur Erfassung der optischen Antwort können hinsichtlich ihrer Operation ebenfalls zeitlich auf den Bewegungszustand der Probe abgestimmt sein, was wiederum durch das Synchronisiermittel geschehen kann. So können beispielsweise sowohl die Lichtquelle des Messsystems als auch die Mittel zur Erfassung der optischen Antwort durch das Synchronisiermittel getriggert sein.In embodiments of the device according to the invention, the measuring system, by means of which at least one variable of the sample can be determined, operates optically. In order to emit an electromagnetic signal into the container, the measuring system comprises a controllable light source. Here, light source means any device for emitting radiation from at least a portion of the electromagnetic spectrum. It is also conceivable that light from a plurality of wavelength ranges can be emitted by the light source. In one embodiment, at least one light-emitting diode (LED) is used as the light source. Also, the use of multiple LEDs, which can also be located in a specific geometric arrangement, as a light source is possible. Individual LEDs of the arrangement may differ from one another by the frequency range of the emitted light. The controllability of the light source is relevant to be able to carry out the emission of an electromagnetic signal in time to the state of motion of the sample and thus to adjust the determination of the at least one variable of the sample in time to the state of motion of the sample. The timing is the responsibility of the synchronizer. The measuring system in such embodiments further comprises means for detecting an optical response from the container, and means for determining the at least one variable from the optical response. The means for detecting the optical response may also be timed with respect to their operation to the state of motion of the sample, which in turn may be done by the synchronizing means. For example, both the light source of the measuring system and the means for detecting the optical response by the synchronizing means.
In vielfältigen Ausführungsformen ist die Lichtquelle zur Zusammenwirkung mit mindestens einem in dem Behältnis angebrachten Sensor ausgebildet. Der Sensor weist dabei ein von mindestens einer Veränderlichen der Probe abhängiges optisches Verhalten auf; dieses Verhalten besteht bevorzugt in einer Lumineszenzerscheinung.In various embodiments, the light source is designed to cooperate with at least one sensor mounted in the container. The sensor has an optical behavior dependent on at least one variable of the sample; this behavior is preferably in a luminescence phenomenon.
In bestimmten Ausgestaltungen der Vorrichtung ist das Trageelement zur Aufnahme eines einzigen Behältnisses ausgebildet. In anderen Ausgestaltungen ist das Trageelement zur Aufnahme einer Vielzahl von Behältnissen ausgebildet. Im letzteren Fall kann jedem Behältnis eine steuerbare Lichtquelle zugeordnet sein.In certain embodiments of the device, the carrying element is designed to receive a single container. In other embodiments, the support member is adapted to receive a plurality of containers. In the latter case, each container can be assigned a controllable light source.
In bestimmten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Trageelement eine Platte, auf welcher das mindestens eine Behältnis fixierbar ist.In certain embodiments of the device according to the invention, the carrying element is a plate on which the at least one container can be fixed.
Nachfolgend sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutern. Es zeigen:Hereinafter, embodiments of the invention and its advantages with reference to the accompanying drawings will be explained in more detail. Show it:
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden nur diejenigen Bezugszeichen in einer Zeichnung verwendet, die für die Beschreibung der jeweiligen Zeichnung oder ihre Einordnung in den Kontext der übrigen Zeichnungen erforderlich sind.For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. Furthermore, only those reference numerals are used in a drawing, which are required for the description of the respective drawing or their inclusion in the context of the remaining drawings.
Ein Messsystem
Durch die definierte Bewegung des Behältnisses
Es ist selbstverständlich möglich, dass die Recheneinheit
Ein Behältnis
Die
Als Alternative lässt sich die Abhängigkeit des Ausmaßes der Rückstreuung des Lichts der LED
In der gezeigten Ausführungsform ist die Leuchtdiode so ausgerichtet, dass von ihr emittiertes Licht stets den Sensor
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann selbstverständlich, dass Änderungen und Modifikationen der Ausführungsbeispiele vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. Es sei insbesondere betont, dass, obwohl sich die
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- „Combination of On-line pH and Oxygen Transfer Rate Measurement in Shake Flasks by Fiber Optical Technique and Respiration Activity MOnitoring System (RAMOS)”, in Sensors, 2007, 7, 3472–3480 [0003] "Combination of On-line pH and Oxygen Transfer Rate Measurement in Shake Flasks by Fiber Optic Technique and Respiratory Activity Monitoring System (RAMOS)", in Sensors, 2007, 7, 3472-3480 [0003]
- A. Azizan, R. Voravichan und J. Büchs „Optimizations and Interpretations of Signal from Liquid Distribution Setup in Shake Flask” in Proceedings of the World Congress on Engineering 2009 Vol II WCE 2009, July 1–3, 2009, London, U. K. [0004] A. Azizan, R. and J. Voravichan Büchs "Optimizations and Interpretations of Signal from Liquid distribution setup in Shake Flask" in Proceedings of the World Congress on Engineering 2009 Vol II WCE 2009, July 1-3, 2009, London, UK [ 0004]
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017012186A1 (en) | 2017-02-17 | 2018-08-23 | aquila biolabs GmbH | Method and apparatus for tuning optical measurements on continuously mixed reactors |
DE102017001588A1 (en) | 2017-02-17 | 2018-08-23 | aquila biolabs GmbH | Method and apparatus for tuning optical measurements on continuously mixed reactors |
DE102017107033A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-11-22 | Presens Precision Sensing Gmbh | DEVICE, METHOD AND SYSTEM FOR PARALLELIZED DETECTION OF AT LEAST ONE DIFFICULT DURING A BIOLOGICAL / CHEMICAL PROCESS |
DE102018112895A1 (en) | 2018-05-30 | 2019-12-05 | Presens Precision Sensing Gmbh | A container, apparatus and method for detecting at least one variable during a biological / chemical process |
WO2020160971A1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | aquila biolabs GmbH | Method and device for optimizing the operating state of shaking machines |
-
2011
- 2011-02-23 DE DE102011000891A patent/DE102011000891A1/en not_active Ceased
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
"Combination of On-line pH and Oxygen Transfer Rate Measurement in Shake Flasks by Fiber Optical Technique and Respiration Activity MOnitoring System (RAMOS)", in Sensors, 2007, 7, 3472-3480 |
A. Azizan, R. Voravichan und J. Büchs "Optimizations and Interpretations of Signal from Liquid Distribution Setup in Shake Flask" in Proceedings of the World Congress on Engineering 2009 Vol II WCE 2009, July 1-3, 2009, London, U. K. |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017012186A1 (en) | 2017-02-17 | 2018-08-23 | aquila biolabs GmbH | Method and apparatus for tuning optical measurements on continuously mixed reactors |
DE102017001588A1 (en) | 2017-02-17 | 2018-08-23 | aquila biolabs GmbH | Method and apparatus for tuning optical measurements on continuously mixed reactors |
WO2018149739A1 (en) | 2017-02-17 | 2018-08-23 | aquila biolabs GmbH | Method and apparatus for calibrating optical measurements on continuously stirred tank reactors |
DE102017001588B4 (en) | 2017-02-17 | 2018-09-06 | aquila biolabs GmbH | Method and apparatus for tuning optical measurements on continuously mixed reactors |
DE102017012186B4 (en) | 2017-02-17 | 2018-10-18 | aquila biolabs GmbH | Method and apparatus for tuning optical measurements on continuously mixed reactors |
US10386294B2 (en) | 2017-02-17 | 2019-08-20 | aquila biolabs GmbH | Method and device for tuning optical measurements on continuously mixed reactors |
DE102017107033A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-11-22 | Presens Precision Sensing Gmbh | DEVICE, METHOD AND SYSTEM FOR PARALLELIZED DETECTION OF AT LEAST ONE DIFFICULT DURING A BIOLOGICAL / CHEMICAL PROCESS |
US10281394B2 (en) | 2017-03-31 | 2019-05-07 | Presens Precision Sensing Gmbh | Apparatus, method and system for recording at least one variable during a biological/chemical process |
DE102018112895A1 (en) | 2018-05-30 | 2019-12-05 | Presens Precision Sensing Gmbh | A container, apparatus and method for detecting at least one variable during a biological / chemical process |
DE102018112895B4 (en) | 2018-05-30 | 2024-05-08 | Presens Precision Sensing Gmbh | System, device and method for detecting at least one variable during a biological / chemical process |
WO2020160971A1 (en) * | 2019-02-08 | 2020-08-13 | aquila biolabs GmbH | Method and device for optimizing the operating state of shaking machines |
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