DE2827313A1 - Einrichtung und verfahren zur ermittlung metabolischer aktivitaet - Google Patents

Description

!iavibu :^rj > r;sn Zu. ..iai IJlZ 21 ΟΓ.7Β /I -\ . :„■ "·. i.iü Γ

Pricri t-liL: 2·^. Juni 1D77, LJ. .j.. !•■at. .. Γι :p.. i Jr ο 3Ί^Γ· 7Ö3

Anmeid3_·:

BaccDHiatic, Inc.

1d49 EIl'jg 11 Court, Palo

CaI. 943Q3, U.S.A.

Einrichtung und Verfahren zur Ermittlung rnetabolis--her

Akbiv/ität

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Abtastung der Änderungen eines in einem Medium auftretetenden Spannungspotentials.

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1:^.-3 Lr f.inc u ng 'jz'rsi PPt iniuosan^orG α in /srfruiran und

in GXwC". .": n3 bu^ri3-.Tedluv, aufgrund ν cn ,.ndsrungsn eiaktrioüh-r Kniifigrc^cR, τ.-■·" spiciuucI .-c dar iMpsdan;., diesem

JJi¹ ..Utof J.'iru::--- Echriöiiür und ner.auer ...ssGungon unbarschiediic.i^r '·ΐή\2η, um r£-trustsllsn, oa ein? 'TietaDoiischs .,!<- „IjL'.s'.t. hzvi. ^Cvif Γι.-j.-''iSG iak tivi ~_i auftritt, und jcionnntii:;ri .2Ui- iujn ^i. f isiarunq unü '/.'.'.'-; l\m·-] ooer bp e r: if i zierung baS'.niJa-tii. -.Ιίίτ*;·-· ryaiii^Tieii icb es berei'-;: bo-<-^:-nnt, ΐ,πϋα-runren ainsr ülBktrio.-run i'fnpadani ..üb ainer derartigen fiKtiyitat in üsziehun-j zu setzen. Durch Hersceilun^ einer .,e;_ ishun-'; ζυϊϊ,..·ΐ2π "'^habol idchsr "ktiwitat und . nderung ein^jr elektrischen KanngroJe, beispiolsueiso der Impedanz, des JcchstuMismsdiuTis wurden bsacli tliühs Zaiteinsparungsn bei der F-sots bsllung der Anwesenheit von Bakterien oder sinas anderen i.likro-ürnanismus und/oder zellularer Aktivität erreicht, und zwar mit größerer Genauigkeit und zuv/erlässigeren 'Versuciisergebnissen als bei bekannten Trübungsanalysen oder rad.iomebrischen Untersuchungsuerfahren. Eine beispielsweise in der US-h!j 5 9S4 765 (Thurnton) beschriebene Einrichtung ermöglicht nun eine automatische Messung der Impedanzverhältnisse einas Paares von Zellen, die ein ausgewähltes ,"iledium enthalten, wobei eines der Medien einen vermuteten mikrfjorgani:: chen Kontaminationsstoff enthält. Die Änderungen der Iiiipedanzverhältnisse der Medien stehen in einer unmittelbaren ßeziehung zum Wachstum eines darin enthaltenen iilikroürganismus.

β 0 9 8 8 3 / 0 7 U _BÄD original

Durch Verwendung eines Imnerianzverhüitnii-üe;- is L es niüqlich, den Einfluß aller Variablen, dia zu r.ipedsnz'inderungen führen, zu eliminieren, nit ,'iusr.smn dec 'Jcchstums des l-rganib-nuc. Zu den variablen EinfluGcrüEen gsnören TempcraturGchwankungen, allmähliche Korrosion der Elektroden, Alterung des Mediums, Veränderungen des .Mediums infolge einer Absorption von Lasen etc. Ferner gestcttot diecG bekannte Einrichtung eins schnelle, qsnaue und automatische Durchführung der Untersuchung vieler Proben.

Andere bekannte Einrichtungen sind beispielsweise in der G3-P3 1 299 263 und der US-PS 3 699 437 (Ur) beschrieben, jedoch besitzen diese Einrichtungen weder die Leistungsfähigkeit noch die Automation und Geschwindigkeit der Messung der zuvor beschriebenen Einrichtung.

Da die iiethode, die Reaktionen einer elektrischen Kenngröße eines Mediums zu messen, um eine damit auftretende metabolische Aktivität anzuzeigen, vcn Senutzern und möglichen Benutzern immer mehr anerkannt wird, werden zusätzliche Verbesserungen derartiger Einrichtungen angestrebt. Diese Verbesserungsversuche richten sich beispielsweise auf die Fähigkeit, unter Beachtung räumlicher Beschränkungen hunderte oder sogar tausende von Proben in einem Systeu zu untersuchen, auf eine größere Genauigkeit bei der Kenntlichmachung nicht nur des Vorhandenseins in einem Medium wachsender [,likro-ürganismen sondern auch deren Identifizierung, Konzentrationsgrade und Empfindlichkeit gegen Antibiotika, auf die Fähigkeit, die Schwelle

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herabzusetzen, bsi welcher das Vorhandensein von Mikroorganismen feststellbar Ist, souiie auf ein Rechnersystem zur Überwachung einer sehr großen Anzahl von Untersuchun-'jsproben, urn verschiedene Dateneingänge jeder Probe zu analysieren und den Benutzer mit einer vielf"iltlgen Auswahl von Ergebnissen zu versorgen einschließlich der spezifischen Identifizierung von i^;iikro-ürganisEnen im einem möglichst kurzen Zeitraum.

Einer der ilännel des durch die US-PS 3 984 756 bekannten Systems und weiterer Impsdanz-üeßsysteme für das -wachstum von r.likro-Organismen besteht darin, daß es nicht möglich ist, eine sehr große Anzahl von Proben in einem l/ersuch zu behandeln. Zwar ist in der US-PS 3 984 766 angegeben, daß grofie Zahlen von Zellenpaaren in der beschriebenen Einrichtung gemessen werden können, wobei jedoch eine Reihe von Faktoren zusammenwirken und in der Praxis die tatsächliche Anzahl der Zellenproben begrenzen, die in einem Versuch gemessen werden können. Zu diesen Faktoren gehört der Strumkreis der Einrichtung, dessen Energiequelle, ein Oszillator, eine Konstantspannungsquelle ist, mit welcher jedes Zellenpaar in Reihe angeschlossen ist. Ein weiterer Faktor ist die Tatsache, daß zu jeder Probenzelle eine dieser unmittelbar zugeordnete und im elektrischen Schaltkreis liegende Referenzzelle gehört. Bei Erhöhung der Anzahl der Zellenpaare wird also deren Entfernung von der Quelle der elektrischen Energie zwangsläufig größer. Praktisch versorgt der Oszillator alle parallel zueinander angeordneten Zellenpaare mit einer vorgegebenen Spannung.

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Es ist jedoch zu erkennen, daß hier mit einer festen Spannungsquelle Unterschiede in der an den einzelnen Zellenpaaren betrachteten Spannung aufbreton, und zwar insbesondere an denjenigen Zellen, die a<ii weitesten won der Spannungsquelle entfernt sind bzw. an zusätzlich angeschlossenen Zellen, die in dem KonstantspdnnunDLoysts^ zu untersuchen sind. Demzufolge erhält aan boi der Ablösung der Spannung an den Zellenpaaren bei vergrüOer tern Abstand von der Energiequelle keine zutreffenden üerte, da die Längen der elektrischen Leitungen eine ^bertragung^- belastung bzm. Übertragungsdämpfung bewirken. Die Anforderungen an eine richtige Spannung sind in einem derartigen System kritisch, lueil außerordentlich kleine Spannungsänderungen in den Zellen die Kennwerte für eine genaue Feststellung des !Dachstums eines ,^r,iikro-ürganismuo sind, filit einem derartigen System gehen also Genauigkeit und Zuverlässigkeit der lilessungen verloren, wenn die Anzahl der Proben in dem System groß genug ist, um Spannungsänderungen oder unterschiedliche UJerte der an diese Proben angelegten Spannungen zu bewirken. Zwar kann der Einfluß der Übertragungsbelastung durch gedrängte Anordnung dicht stehender Proben verringert werden, jedoch wird dabei irgendwann der für eine große Anzahl von Proben benötigte Platz aufgrund der erforderlichen Leitungslängen zwangsläufig zu einem Belastungsproblem führen.

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Im übrigen rau S hier nochmals betont werden, daC bei diesem System Für jeds Probenzelle sine ilefererizzelle vorgesehen ist. Für J3Ü3 zusätzlich zu untersuchende Probe wird also der üau.ibedarf und der aufwand für rJJ.e elektrische 1/erdraivtunr verdoppelt. Dieses bekannte dystem führt also nur hei einer begrenzten /Anzahl von Proben zu befriediganden Ergebnissen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber de:; bisherigen Stand der Technik verbessertes System zu schaff on, u niches insbesondere er ^riö glicht, eine sehr gi'Q:"Jc '".nnahl, üeispielsueise hunderte, von Proben zu erfar.SGn und in eine'n einzigen Uersuch zu überiuachon.

Grundsätzlich ujirr! dies arfindungsgemäfJ mit einer neuartigen Einrichtung erreicht, die .-.nderungen der on einem iileiüum abfallenden Spannung erfasst. Die erfindunnsge.näße Einrichtung weist eine elektrische Energiequelle und filibtel zur üurchloitung der elektrischen Energie durch ein Probemedium zur Erzeugung einer Spannung an dem IVIedium. Dieses Medium ist empfindlich für änderungen der daran abfallenden Spannung bei einem gegebenen Stromfluö. Ferner besitzt die erfindungsge^:näßB Einrichtung iilittel zur Erzeugung eines elektrischen Bezugssignales in Form einer Spannung.

iilittel zur Messung der an der Probe abfallenden Spannung und zum Wergleich dieser Spannung mit der Referenzspannung sind ebenfalls vorgesehen.

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809883/onB

Ueηπ der Spannungsabfall an der Probe sich auf einen von der Bezugsspannung unterschiedlichen Cotrag ändert, verändern Einstellmittel die an den Probernedien abfallende Spannung, um diese der Bezugsspannung anzunähern oder
auf tlio Bezugsspannung abzugleichen. Ferner sind iilittel vorgesehen, die den zum Ausgleich der Spannung auf die
Spannung des Referenzsignales notwendigen Betrag der
Verstellung der arc Probemediutn abfallenden Spannung erfassen und anzeigen.

Diese erfindungsgemäße Einrichtung kann mit besonderem
Vorteil zum Nachweis des UJachstums eines oder mehrerer
filikro-Organismen in einem UJachstumsmedium eingesetzt
werden. Das Probemedium enthält sin vermutlich netabolisches Agens, wie z.B. einen mikroorganischen L'erseuchungsstoff. Die Einstellmittel verändern die an dem Probemedium abfallende Spannung, die sich in Abhängigkeit vom Wachstum des oder der iilikro-Qrganismen in dem Medium ändert, so daß der Spannungsabfall an der Probe der im
wesentlichen konstant bleibenden Bezugsspannung angenähert oder mit dieser abgeglichen wird. Steuermittel
setzen den Betrag der Nachstellung des Spannungsabfalls an dei· Probe in Beziehung mit der metabolischen Aktivität bzw. Stoffwechselaktivität in dieser Probe.

3ei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, bei welcher die erfindungsgemäße Einrichtung das Wachstum von lilikro-Grganismen in einem Medium fest-

-B-

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cieii:,, umfassen die LlittGl ;.ur Einstellung dss Spannungsahfair.o rn dc: Pro^e einon elektrischen otromkreis mit G.Liio:.· UBrUnrierliciion icrcr.iquelle, deren ,\ndsrunnen aus-Γ9" i.hc;i, um [¹On L-pannungoabf all em Probamedium eng an dis ,iofcron::cpannung anzunähern. Dia 'Jornendung einer binüron c:.n-_.-ar;jG.i!ir er., -nation yon cinsn itcratiansregiG-cer sorgt in Verbindung mit der uerilnderlichon Stromquelle für den zur r-n^cn ,"innlliierunn der lieferanzspannung notiuendigen Spannungsabfall απ der Probe, 'joi disser r.usfülirungsform ist vorrr'jgEi'JcioG auch uergosehan, eine !',iahrzahl uon Proben in .ioihanfolgo orJar in Zufallsfolge zu untersuchen, um zu besti'nuGn, ob in einer der Probsn eine metabolischo Aktivität auftritt. In a.laktriGciisn Stromkreic dieser bevorzugten i\uof üh_ ungcf orn ist aucii ein progranmierter Rechner vorgesehen, um f.nzuzcifjon, nenn zwischen anderen wichtigen Tsilangaben bzn. üaton in irgenrieiner der Proben ein mikroorganisches baci;r bum aufgetreten ist.

L'icj voriinnende Erfindung umfasst auch ein l/erfahren zur Fgs ':.3 teilung von ..nderungen des Spannungsabfalls an einem [ileriium und insbsscndere zur Feststellung metabolischer Aktivitüt in einem uiachstumsmadium. Ein erfindungsgemäß beuürnuntss l/orfahren umfasst die Schritte, von einer Energiequelle gelieferte elektrische Energie an eine Probe eines uz:jhstumsmedium anzulegen, melchos ein vermutetes metabolisches Agens enthält, wodurch diesem ffledium eine Spannung entsteht.

BAD

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Ferner wire! sin elektrisches Lozugcsignc .\ erzeugt, I'l der bszillabcrspannung proportional ist. Liie ..iesciing der an dsm -ledium abfallonrion ^pennung und der üeryxe.!.·;/ d'.üK^r Spannung mit der Referenzspannung werden dann nar.hn/.nr?. nrier ausgeführt, in tlioson Zusci-_:imenhann u-ifas^b :',·.:} Erfindung auch den obgleich der an dor Probe ab Fallenden bpannunc;, die sieb in Abhängigkeit yon der nietabolÄrjc-.cn ΛI: I;.. ν 1 ζ V t Ln d.'.GCOf.i iilediuni ändert, mit der i^rn Picce.ibliüiiün konstant bleibenden fiaf Grenzspannung. Die überwachuna de? Lin- oder u'achstellung dar an der Probe auftretenden Spannung zur Ks.cstellung einer Ceziehung dieosr Ein-vtollunn. nib einar Feocstellunn mstabolischor Aktivität ist Gchlie-jlich r'or intzfco Schritt des erfindungsgemMOen Uerfahrens.

Zusammenfassend ist also Festzustellsn, daG mit der Erfindung eine Einrichtung und ein Verfahren zur Feststellung metabolischer Aktivitäten in einon i."_lediui'.) goochafron iiierdan, ujobei ein elektrischer Kreis vorgesehen ist, um elektrischen Strom durch ein "ledium zu schicken, luelches ein vermuLebos metabolisches Agens enthält. Der Stromkreis enthält außerdem IiIi tt el zur Erzeugung einer tiezugsspannung. De im Auftreten einer metabolischen Aktivität in dem ifiedium ändert sich die an dem filedium auftretende Spannung. Um die an dem Medium auftretende Spannungsänderung auf dia üezugsspannung abzugleichen, ujird eine Stromregulierung vorgenommen. Durch eine auf elektrischem uJege automatisch ausgeführte Überwachung des Abgleiches wird eine Beziehung zwischen den vorgenommenen Regulierungen oder Nachstellungen und der metabolischen Aktivität in dem .'.Ibdium hergestellt.

§09803/0746 - i° -

. . . . BAD ORIGINAL

Dor ELruJC-. I.: Liur DrFinc]unt]Ggc::;^33u Einrichtung und des errindunr_t3gn-i>;GGn Verfuhrans gentatteb dia Untersuchung grOidGi' iannen van i-'robe'iGclien zur schnallen, genauen und zuucrl j:3si(.:9fi fes-stslluno ointsr m-s ': ibali sehen aktivität.

bnhcL Uü^d'ao -iio a!.>an arlllukorten -Jacii tqilo bokanntor jVü;u -ü :iir;;h uio Er ?'int!-'jnn im ösbüo ...i.L-ii3n yaraiBuen.

'.'•oüüntliciio ':oi^vb3iin d^r cjji'indun^ hosfcsrien dairin, rjio ri.^rniu uiziolten i/srbusso-rungari einen autu'ictis .-·.j.*Lj-_ i '..GOblau Γ er.,ii.ηiiüiicn , so Ha .. ouunoj-ia, ganaue unii gut -'üpmriuzisrbare [Z:orjüL}nisse erzialc worden, fioban uül· fJatn*. h errei _;ii coi'i [i^r.-auiijlcoi L und Zei teraparnia ^Giuhrai; siu'i die Zr rindung incsuefaiuiLGrc :^uch ^r.iadu_c!i aus, i!aO sio eine kontinuiorli;hs überwachung aincj·.· sshr großen .inzalii van Unber'suchungsprübon guscatbet. Dieser Uorceil, oinc derartige i:ienga won Proben zu behandeln, wird srrei :h t, ohne dai3 dio Genauigkeit der den einzelnen Testproben zugeführten elektrischen Energie beeinträchtigt iuird, wie das bei bek'annten Einricfitungen der Fall ist. In anderen Uorten bedeutet dies, daß die einer einzelnen Probe der Probenanordnung zugeführte elektrische Energie gleichmäßig ist und mit der den anderen Proben zugeführtan Energie übereinstimmt, ujobei ein nachteiliger Einfluß der elektrischen Leitungslänge und der Übertragungsbelastung ausgeschaltet wird. Ferner sind die Einrichtungen und die Schaltung, <iiit ujelcher ein Einfluß der Übertragungsbelastung ausgeschlossen wird, verhältnismäßig preisgünstig aufgebaut.

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BAD

Ein wesentlicher Vorteil eines oystor.c, in welches sine sehr große anzahl won Proben yici...hzcitJ.rj untersucht werden kann, ist deren durch Verringerung wirkungslose?: Zeiten und 'periodischer Änderungen zu untersuchender rauster erreichte wirtschaftliche Arbr'itsweisc. V3-\-.ej wird "ηit der Erfindung eine verbesserte- Steuerung erreicht, de beispielsweise änderungen üuSerer EinfluG-grü.Zsn sie Feuchtigkeit, Temperatur etc., welche eina erhebliche Rolle spielen können, wenn Proben einer gegebenen Gruppe in getrennten 'Jersuchan untersucht u-errien, in eine.; System außer Gebracht blai'.:en können, in welchem die gesamte Gruppe in einsni umfassenden Versuch erfasst ujonJen können. Da die Belastungseinflüsse der elektrischen Leitungen bei der Erfindung eliminiert sind, ist es auch nicht mehr erforderlich, sämtliche Versuchsproben zusammenzudrängen, sofern genügend Raum für eine v/erteilte Anordnung vorhanden ist.

fJeben diesen Vorteilen ermöglicht die vorliegende Erfindung auch den Anschluß eines Rechners, so da3 verschiedene Ergebnisse während und nach der Untersuchung überwacht und viele Teilinformationen über die Proben gesammelt werden können.aufgrund dessen, was der Programmierer in Abstimmung auf die Art des auszuführenden Versuches vorsieht.

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Dia r-erieutunr der srf indunqsgenäfjen Vorteile zeigt sich aut:!i daran, daß ein erheblicher Bedarf für ein zuverlHstiyriü „y π c 3 .ti nur dnLccuchung nie tabolisjhar Aktivität, l;cir>; ielcuiar.co deo d'achstums von ilikro-crganismen bedroht, ivsinhss zu gesundheitlichen und medizinischen Prohlamcn führen kann, jysteie, die es gestatten, eine gro.Je Anzaiil iilutpr^bon, Urinproben und entsprechende

in lilinicc'HG Kulturen zu unto., su-hsn, müssen sslir kurzen Zeitspannen Ergehnirs3 '.inforn. Eine schnallrj Untersuchung unterstützt die medizinische Diagnose eines Problems und kann zu einer sogar lebensrettsnrien Behandlung führen, die Tiüglichot schnell eingeleitet u/erden ;:;u!J. AuCer einer Annemiung in Kliniken oder· Krankenhäusern können erfindunnsgenuOe Geräte mit Vorteil beispielsweise auch in der Mahrungsmittelindustrie zur Durchführung von Untersuchungen zur Gewährleistung der :j.jalität unri Gasundheits-Unschüdliciikeit von Produkten elnnc-cstzt aavuar, dio ^r.Tit einen Auf druck bzw. Prüf- sie'-el für den UerbraucherMarkt versehen werden, Ruch übsr die genannten Einsatzviüglichkeifcen hinaus ist ein weites [\nwendunnsgebiet für die Erfindung vorgesehen, deren Vorteile sich für jenen Denutzer günstig auswirken.

'Jci'cere Vorzüge und Merk mn Ig der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind.

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■ ORIGINAL INSPECTED

En zzi. ^r!2n:

Fig. 1 : Ein ^iocksohalhb 11 ?j :;ur Gchafiiati^-.iiG;, Vc:ufischaulichung einor ort" inaun-cnr, .,lILl-d einrich tung ,

Fin. 2: eins Darstellung sinsr F-ic..ii_ ^u:: Uritorsuahung eines i "■ r c b c π Ti rr;.! !·.!·;£:,

Fig. 3: ein FiufJuiagranim des .'iLi^ufc c;.

mit U3r Dr"in:!un;;SQr;^i"nc;P Zin::.¹. h

Fig. 4: ein SLhGmatiüchco Schal'.;:. Lr.; ::u:: bo.l.-riiole-UJGXSGn VGronuwhauli^huHQ cinor in :Ig^ L1 ;.<c■<Gchaltung nach Fig. 1 und den Flu'jdinrjr-M ,ι nach Firj. 5 uerucruietGri opczicilcjn Lchaltun-j,

Fig. 5: ein Blockschaltbild Für airiG ,.ucfüiiruiije Par , eines spsziüllcn 3chalt!crG.".33o für verschiedene Schaltunnsteile i.n Fi'j. 1 und 4.

Das Blockschaltbild in Fig. 1 zeigt dia GruntlelGMsnta ϋΐ·,ι-_Γ bev/orzugten Ausführungsform einer erfindun.jsu.en'.uiGn Einrichtung zur Erfassung eines SpannungaabfullG an ώηο^Γ,ι i!ediur,i. Diese Grundschaltung meist im wesentlichen einen Stromkreis 1o auf, in welchem eine elektrische üechsels tro'nquelle 11, beispielsweise ein Oszillator, einen Strom an eine ausgewählte Uuelle 12 abgibt und dadurch eine Spannung an der Zelle erzeugt.

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iI-K->^:--^:'I - '■ ^: ■■-■■'■ "■■ - .. "BAD-ORfGINAL

Lin·.¹ ,ieilc 12 uird durch einen AnalC)n-..;ulti;,l3ⁱ.<3r 13 aus-QSi¹J...nit, i'jl;hnr tiinau otü^:.:o-S bruTi-^u it ϊμ laxer Kj η und einsn 'Jpannung3rückUjppluni_?s-..iuiLi_%JijiX'::r l/1.: ίϊ'." ■ s.iGiioi.-tTriJ ur. "iclle 12 LaL σ Ln^-O Uaz wi ""■' ^ v: .. i. - -! LcL den m ι l j. - ¹^ ία q ^ s j. c i ι η 31. α ρ ielisn u^ri ;ταυθ[ι^ύ ll'Ti hü η π α.ίι,,

;. ί.: aueijeu ..i;ιLe ProbcnzeiiG ~·^ - 'j !<ann ein .'sir'Hter ri'ir ein i-reüiui/. rein, in uje1c:-ib..i -dkro-ürtjaniciasn riaciisen k'cnnun. L-'."igl?i. ih lüg clrir Lc;;tunr] vor-iu^Qiusiss dan Jach_^::u"; UwTi , :iIiro-L.rganit.^cri in eine.τι . u^h? t'JTiS'.^dium üharuacht, ist a.lige-.'uir. ν-, r-jj vaiicn, i;us."it:r lt"-h zui ^Jn■:h3i:uπ ijgg ..iiiCjrrj-Ljrcidniii.iiua oine iTiBtciuuiii.-chc .il;i;iuit".b zu übornacnon und na.vii^uüoirjen. Zu iiiasen Aktivierten gehüron untar andcre^:.i iisritjwiiQs oder pflancliciioa Zellan'.'jaclir.tu :₃ dia übar-■iecliunn να·;ι Prnc.-con (Ein^oller) , ;.sta:;oen (-Jisl^alier) und riornlaiwlisrn, go π .Ic tiio ubsrmachung uun ÜusuensionGn zeiluiaror En^ysie. 1 -ti intorGsae der Klarnoic ist tiio üe-GG .re.'L'iP'; der uewurr:ur;ton ;,usr-i!i-vui sForii dsr Erfindung beispie isuJDise auf don iiachmeiü dos iachsbums u'jq . ^!ikro-Lr'"aniöi:iQti in cintrn .•iachGtu^i'u.iadiu-ii geriahtet. Dar atrj.n wird QGiTi Prabenmedium 12 aber sin Liekbrodenpaar zugeführt, fjelc;ii30 für ein^;jn (ja.lyanisr.hen Kontakt in dem ^ediuTi ange-□ i-L'üet ist. in daa Probentnediuiii 12 uird gewöhnlich uor Liü'iinn dea 'JersuchsG sin vermutlich metabolischos Agens, beispielaueisD ein mikroorgani;chsr Kontaminatiansstoff gegeben, dar zu untersuchen ist, um feGtzustcllen, ob tatsächlich ;.likro-Urganismen vorhanden sind, und um möglicher ujeise u.a. deren Identitäten, Konzentrationsgrade und anbibiotische Empfindlichkeit zu bestimmen.

BAD

Cin praktische..- Träger zur Durchführung derartiger Versuch ist beispielsweise eine bekannte ülutflascne zur
überwachung niedriger Konzeniralicnsr von Organismen,
wie sie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist. Ein
i.iuuu" kern, eingeführt werden, um grüße Ranzen oi-ationen
v;>n ürgrnIsmen zu überwachen, wo ein kleines ^edicnvo
ausreiche. Das Probenmediu·"^ 12, eine ausgewählte Flüscirjkeit, befindet sich in einer Flasche 14, so daß die
Elektroden 1:"J in die Flüssigkeit eintauchen. Urn den elektrischen Strom im Medium auf zunehmen, liegen die elektroden 15 zum Anschluß an die Quelle 11 in dem elektrischen
Kreis 1o. Eine derartige Flasche ist gewöhnlich zugestüpselt, hat jedoch eine kleine öffnung oder kann durchstachen werden, so daß vermutlicher UerseuchungsstofΓ in
das in der Flasche befindliche uedium eingeführt werden kann. In den elektrischen Kreis 1o können viele Flaschen mit Probenzellen S. - 5,, oder andere TilediGntrüger über can multiplexer 13 verbundeii werden, so daß eine große Anzahl von Proben
untersucht uierden kann. Ferner kann eine Flasche, die Flüssigkeit ohne irgendwelche eingeführten Stoffe enthält, als das mit H bezeichnete Referenzmodium verwendet werden. Das iieferenzmedium R kann in den Stremkreis eingefügt und mit jedem gegebenen Probentnedium S. - S_n verglichen werden, um mit Ausnahme des Wachstums eines Tilikra-Organismus sämtliche zu Spannungsänderungen der Medien führenden variablen Einflußgrößen zu eliminieren. Ferner kann für Versuchszwecke eine Probe aus mehr als einer Flasche oder beispielsweise einer richtig verdrahteten Reihe bestehen, um die Aktivität in einer Zellenmehrzahl eines Prüfmusters anzuzeigen.

809883/0745 - is ■

ÜG3." arfindungsgemäß mögliche Vergleich oines Bezugsmediums ■mit einnr Vielzahl von Proben kann besonders einfach mit einen iiGchriGi ausgeführt meiden.

die _echseistro^rflquelle 11 in Fiq. 1 ein Spannungspotential an den Zellen 12 aufbaut, ist ein zu/ischengeschuiteter programmierbarer Steuarstromsender 24 in dem Schaltkreis 1o uargssshen. Der Stromtreiber 24 empfängt Strain vom Oszillator 11, während sein Stromausgang an eine auonewühlte Zolle durch eine van einem digitalen 3teuortaii Ί.Ζ empfangene Info::me.tion gesteuert wird. Der Strcr;itreiber 24 ist also eine programmierbare oder veränderbare Stromquelle, die so gesteuert uird, daß sie zu einer beliebig ausgewählten Probe einen Strom liefert, dessen unterschiedliche Höhe von den jeweils vom digitalen Steuerten 25 aufgenommenen Eingangsdaten abhängt.

Der digitale Stauerteil 25 steuert also den programmierbaron Strontreiber 24, der ein Vervielfacher für den von der 'Jechselstromquelle 11 kommenden Strom ist und daher die Höhe des über den Multiplexer 13 zu einer ausgewählten Zelle gesendeten Stromes festlegt. Der Steuerstromsender schließt ein R-ZRi-Kettennetziuerk', iuelches eine Vielzahl von iüiderstünden aufweist, die wahlweise an die Quelle 11 angekoppelt sind, und zwar in einer durch digitale 16-Bit-Steuerworte des Schaltungsteiles 25 bestimmten üieise. Die Festlegung der richtigen vom Steuerteil 25 erzeugten Binärinfor mation zur Steuerung des Stromtreibers 24 für die Strom-

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abgebe an die Probe iuird nur, Mit Dor.ug auf Fig. 3 in 'Jccbint'unrj mit Fin. 1 erll:uce';t.

Nacli rien uereinFacntan FlußdiaoragM für tic;; iVioiJ- uut! Üteuerungs-ablau i' ist der Anf angosciiri cc die l-iarot jll ίπ-ι einor eiekLriöcliSp 'JErbindung der aucgeuünltor Pcobe 12 über den :"lultiple:co? 13 nit de ; prcnrr.'miiorbaren jtrüüitreibor 24. An dieser ütello uJ.rr! in ΐΊε-ϋΐ digitaler, ..tauarteil 2Π ein auf einander Folgenrle?: Ί ü-i)it-wü[inrunjr;.ir-.-ra/i oinncleitot, uelchor schliaClich festlegt, uiiowiol 3tro;i der Probe 12 zugeführt werden mu:3, u.,i rL^-r?.n oincn Pur einen AuGgloich auf den f es Lon Bezunnc.u3gann der jr.j.cI-stromquelle 11 ouGreiwhonrjcn ΰηαηηυηπίί^οΓιΙΙ ::u c^^ciinnii. ijcirn nisten schritt dieses aui'einander F ulgeruJon ii^iierunrcprüzosseo sendet der digitale JtoucrtEÜ 2EJ ein oi.cin:.".l zu dein p:-:ugra!.Tnierbnran Stromtreibo:·: 2ή , i'icljh:;^ dioc:an υ;:.,-.;η lasüt, einen ütrom an die Probe 12 zu Hörern, uiol"j!i;ii '.':3m Viorb des höshstujQ^tigsr. !Jib (i.'.C ') der aufoiric.n:!crfolynn:!on 1^ i.it dos [''-!uhcrungsnortos eubspriuii t.

i.iit diesem zur Prube 12 gelieferter-: Strom ergibt siUi ein beatidimter Spannungsabfall an dieser Pujd. Uurcii den vorteilhaften Schaltunnsauf bau, wie or unten in Verbinilunfj :.ii Fig. 4 nach näher erlüutert uird, nertisn die Widers bataickomponente (E.,) und die [Jlindkomponente (E,,) des Coanr.unga abfalls an der Prcbe gernessen. Die cihmscho Γ,ο^ροηοηte der Spannung ist mit dem elektrischen -Jidcrstanil Praben-netiiins

B09883/0745

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v,"..\i~ 3\v ·\ο:: ^r j"iiiurr.*f Ilisggg »./Grknuprt. 'jLlhrsnd r!io LJ-incikanrjcn^ritc- '.lev JpannutiQ lib -'an kaoa:;! biucn und tion iriuiik civ^n ./erton dos ; rrjbannnc'iu'Vic; in Jc::iühung atcs.t. Ua JcJl, j': :'i3 Tnilu.cb/Lv' ': ^J: boi 'JG-. ;.'.e::.un] bialogicuhc ..e-^!: b^icrii or i»or.ny::;' "^n knirr.: ;;i-nr:cr;::.vf3r to .!jIIc cpialt, ■.:ίτ'! τ; η ι; 3 ·.: ι· ·:.ι π c: , :!-"'"- ·ί!υ _tJ^in;'i!c~T. '"-cnonba allolri 2uT i<a;ja-

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Bevor die Beschreibung des Flußdiagramuis in Fig. 3 fortgesetzt uiird, ist in Verbindung mit der Blockschaltung in Fig. 1 zu beachten, daß das von der Probe kommende Signal nach Verstärkung und Filterung in die üliderstanriskomponente E' und die Blindkomponente E_v zerlegt wird. Ein gleichphasiges Filter 15 und ein l_;uadraturfilter 1B enthalten Suhaltuorrichtungen zur Trennung der Widers lands bzw. Blindkomponenten, welche dann einem Netzwerk 13 zur ülittelwertbildung zugeführt werden. Das Filter 15 trennt also die Spannungskomponente, die mit dem Strom in Phase ist und durch E_R dargestellt wird, mährend das wuadraturfilter 18 die gegenüber dem Strom um 90 phasenverschobene und durch E_v dargestellte Komponente abtrennt, mit dem Netzwerk 19 werden zu jedem gegebenen Zeitpunkt während des Versuches die Werte der Widerstands- und der Blindkomponenten der Probenspannung gemittelt. Ein Spannungsverstärker 20 ist in dem Schaltkreis 10 vorgesehen, um das Signal zu verstärken, bevor es die Filter 15 und 18 erreicht, die einen höheren Spannungsbetrag benötigen, um eine optimale Genauigkeit in dem unten in Verbindung mit Fig. 4 ausführlich beschriebenen Schaltkreis zu erreichen.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, erzeugt die Wechselstromquelle 11, der Oszillator, auch ein Bezugs-Ausgangssignal. Dieses Bezugssignal besitzt einen im wesentlichen konstanten Spannungspegel und ist der Oszillatorspannung propor* tional. Die Referenzspannung und die mittlere Spannung der

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Spannungskomponenten werden einer Abgleichdetektorschaltung 21 zugeführt, die einen Vergleicher und ein Tiefpassfilter enthält. Die Funktion des Ausgleichdetektors 21 wird am besten durch das Flußdiagramm in Fig. 3 veranschaulicht. Nachdem die iilittelu/ertspannung (E_R + Ej / 2 errechnet ist, wird sie mit der vom Oszillator erzeugten festen Bezugsspannung (E_Rp.) verglichen. Durch eine digitale Schaltung wird die Ιϊΐίttelwertspannung mit der Bezugsspannung verglichen, um festzustellen, ob die fflittelwertspannung größer ist als die Bezugsspannung. Wenn die filittelu/ertspannung die Bezugsspannung übersteigt,wird das höchstwertige Bit (iflSB) der sukzessiven Mäherungsschaltung 25A zurückgesetzt, wodurch das üilSB-Inkrement des Stromes vom Stromtreiber 24 u/eggenommen iuird, da das KISB-Inkreinent zu groß ist und nur Zifferninkremente geringerer Wertigkeit benötigt werden, um einen Abgleich zu erreichen. UJenn andererseits die Fflittelwertspannung die Bezugsspannung nicht übersteigt, wird das höchstwertige Bit ((KlSB) festgehalten, da diese Stromstufe bzw. dieser Stromwert benötigt wird, um einen Abgleich zu erreichen.

An dieser Stelle sendet der digitale Steuerteil 25 ein Signal an die programmierbare Stromquelle 24, welches bewirkt, daß der Bit-Wert mit der zweithöchsten Wertigkeit (eine Hälfte der Wertigkeit des filSB) des Stromes zum Strom addiert wird, sofern ein Strom in der Probe 12 fließt. Die sich ergebenden neuen Werte von E_n und E_v werden dann gemessen und (E_D + E_v)/2

π Λ π Λ

wird in der gleichen Weise, wie vorstehend beschrieben, mit verglichen, um festzustellen, ob das Inkrement bzw. die

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Zunahme des Stromes zu groß oder zu klein ist, um einen Abgleich zu erreichen. Dieser Zyklus geht weiter bis sämtliche 16 Bits in der durch den digitalen Steuerteil 25 festgelegten Weise geprüft sind.

UJenn sämtliche Bits geprüft sind, liefert der Stromtreiber 24 einen Strom ausreichender Größe zu der ausgewählten Probe, so daß die vorstehend definierte mittlere Spannung an der Probe entweder auf die won der üJechselstromquelle erzeugte Spannung abgeglichen oder dieser eng angenähert wird. Dieser gesamt Näherungsprozess wird in der elektrischen Schaltung automatisch ausgeführt und kann in etwa 2 Sekunden oder weniger abgeschlossen werden. Nachdem ein Näherungsprozeß für eine Probe durchgeführt ist, wählt der multiplexer 13 eins andere Probenzelle 12 für einen weiteren, dem schon beschriebenen ähnlichen Annäherungsprozeß aus.

Es ist seit einiger Zeit bekannt, daß die elektrischen Kenngrößen, wie z.B. Widerstand und Blindwiderstand bzw. Reaktanz eines mediums sich durch das Wachstum darin enthaltener mikrobiologischer Organismen merklich ändert. Bsipielsweise neigen ionisierte Ausscheidungs- oder Abfallprodukte won filikro-ürganismen dazu,die elektrische Impedanz des mediums zu ändern, in welches sie abgeladen werden. Diese Änderung der elektrischen Impedanz erzeugt eine Spannungsänderung wenn der Strom bei Tests konstant ist, bei welchen das filedium in einem Stromkreis mit einer Leistungsquelle angeordnet ist. Im allgemeinen verursacht das Uiachstum von Fflikro-Ürganismen in einem Medium ein Absinken des Spannungsabfalls an dem lilediunu

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DiGGB .',nderungen werden deutlicher ausgeprägt, wenn die tnetabolische Aktivität und die Konzentrationsgrade von iilikro-Urganismen in dem iiledium ansteigen.

\Jenn bei der vorliegenden Erfindung ein P.edium einen niikroorganischsn Kontaminationsstoff enthält, ändern sich die elektrischen Kennwerte des iilediums, uienn sich die Zahl der i.likro-ürganismen erhöht, ujenn der elektrische Strom auf einem konstanten ü/ert gehalten wird, würde sich die Spannung an der Probe ändern und zwar höchstwahrscheinlich abnehmen. Sei der erfindungsgemäßen Einrichtung soll jedoch der Spannungsabfall an der Probe der festen Bezugsspannung so eng wie- möglich --ngeglichen warden . Wenn also filikro-Organismen in der Probe zu wachsen beginnen, wird der Spannungsabfall an der Probe regelmäßig nachgestellt, um ihn ständig eng an die Bezugsspannung anzunähern. Diese Nachstellung wird in der UJeise ausgeführt, daß der Probe mahr oder weniger elektrischer Strom zugeführt wird, uiie oben erläutert wurde. Die Größe des erforderlichen Stromes, um diese Nachstellung des Spannung auszuführen und auf einen Bezugsuert abzugleichen, bildet das Ausgangssignal des in Fig. 1 und 3 gezeigten Schaltkreises 1o.

Der digitale Steuerteil weist eine Logikschaltung 25A zur sukzessiven Annäherung und Zeitsteuerung auf, deren digitales Ausgangssignal das 16-Bit-Uiort zur Steuerung des Stromtreibers 24 ist. Der digitale Steuertsil enthält ferner einen digitalen Multiplexer 25B, eine Serien-Kopplungselektronik 25C, eine Adressenlogik 25D und einen

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Befehlsdekoder 25E. Immer uienn für eine ausgewählte Probe ein vollständiger Durchlauf durch 16 Bits stattfindet, ujird der Ausgang der Logik 25A überwacht. Dieser Ausgang ist über den digitalen Multiplexer 25B und das Serien-Interface 25C an einen Rechner 26 angeschlossen, der wahlweise einen Anzeigeanschluß 27 für eine Kathodenstrahlröhre (CRT) oder ■ Drucker-Anschluß 28 steuert. Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann der Ausgang des Interface 25C auch unmittelbar an einen hier nicht dargestellten Blattschreiber gelegt werden, der eine Quelle der gesammelten, sich auf das Wachstum von Cilikro-Organismen in einem medium beziehenden Daten wird und ein Bezugspunkt ist, der verwendet wird, um schnell zu bestimmen, daß eine metabolische Aktivität auftritt.

IYlit der erwünschten Verringerung in der Zeit zur Durchführung der auf die Anwesenheit von Filikro-Organismen bezogenen Bestimmungen ist bevorzugt, den Rechner 26 mit dem Ausgang des Schaltkreises 25 zu koppeln, um eine mehrfache Anzahl von Arbeiten auszuführen. Einige der möglichen Funktionen, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung in den Rechner programmiert werden können, sind beispielsweise eine Korrelation von Daten mit verschiedenen Probenzahlen bei der Untersuchung vieler Proben, eine konstante Überwachung der Bausteine und Bauelemente sowie eine Überprüfung kritischer Bauelemente und Veränderlicher, bei welchen die Untersuchungen vorgenommen werden, eine auswählende oder zufällige Überwachung auf Abruf zusätzlich zu der normalen aufeinanderfolgenden Überwachung, eine Fehlererfassung oder

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Anzeige von Fehlablesungen, eins Nichtberücksichtigung uon Proben, die van ein-snr Richtmaß oder den erwarteten Ergebnissen uiabweichsn, ferner mögliche Detektionsalgoriihtnsn, d.h. i-iechsnverfahren zur Feststellung ob es ein Wachstum, eine Zeit zur Erreichung einer Schwelle des Konzentrationsgrades und möglicherweise eine Spezifizierung oder Aufzählung pro Einheitsvolumen des filikro-Organismus gibt, eine mögliche Identifizierung der Art oder Arten vorhandener ulikro-Organismen oder die prozentuale UJahrs^hsinlichksit verschiedener Arten oder Sorten vorhandener lilikro-Qrganismen, die eine Empfindlichkeit gegen Antimetabolite bziu. Antistof f tuechselprodukte und dergl. zeigen. Der Rechner 26 kann auch arv einen in das System eingebauten Schaltkreis angeschlossen sein, utn die Zuverlässigkeit und richtige Funktion wahlweise während jedes Zyklus oder in bestimmten Abständen zu überprüfen. Die Interface- oder Kopplungselektronik kann je nach der gewünschten Leistungsfähigkeit des Rechners in an sich bekannter üieise aufgebaut werden.

Die Adressenlogik 25D dient zur Lieferung einer Adressenfunktion zum multiplexer 13, um eine der Proben einzuschalten, Diese Adresseninforniation wird auch dem Multiplexer 25B zugeführt, wo sie mit der von der Logik 25A kommenden digitalen Information zu einer multiplex-Information kombiniert wird, um den Rechner zu informieren,

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für welche Probe die Digitalinformation bestimmt ist. Der Befehlsdakoder 25E der Zentraleinheit (CPU) dient zur Dekodierung der über die Kopplungselektronik 25C vom Rechner 25 kommenden Befehle, um beispielsweise das Folge-Näherungsverfahren über die Logik 25A einzuleiten und über die Logik 25D eine Adresseninformation zu erzeugen.

Ein wesentliches filerkrnal der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, eine große Anzahl von Proben während einer Untersuchung zu behandeln, ülie bereits kurz erläutert ujurde, siehe Fig. 3«, wird nach der Prüfung sämtlicher Bits des 16-Bit-Steuerujortes der Ausgang des digitalen obeuerteiles 25 Übermacht, und die nächste Probe wird automatisch an den Stromtreiber 24 angeschlossen. Diese automatische Anschließung wird mithilfe der Adressenlogik 25D und der [ilultiplex-Schalter ausgeführt, die es gestatten, jede Probe nacheinander zu untersuchen, bis die gesamte Gruppe behandelt ist, worauf sich der Prozeß der Untersuchung jeder Probe selbst wiederholt. Somit wird also mit der Erfindung durch die besondere Art des Vergleiches und Abgleiches in Verbindung mit der Leistungsfähigkeit der niultiplexerschaltung eine richtige und genaue Erfassung der Spannung an einer großen Anzahl uon Proben gewährleistet^ sowie eine empfindliche und genaue Überwachung dieser Spannungswerte, um das Wachstum von Rlikro-Organismen in einem Probenmedium anzuzeigen.

Ein Gebiet, auf welchem große Mengen von (iledienproben zu untersuchen sind, ist die labormäßige Untersuchung von Blut bzw. Blutproben. Ein System, in welchem über 100 Proben in

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Flaschen ähnlich der in Fig. 2 gezeigten Ausführung oder bekannten hlodulen während eines Tests überwacht u/erden können, Iäi3t sich unter Verwendung der oben beschriebenen erfindungsgeraäi3en Einrichtung und Verfahren leicht aufbauen. Ein solches System kann durch entsprechende Uahl des Aufbaus für verschiedenartige filedienträger angepasst werden, beispielsweise für Flaschen, für abgedichtete irießzellen dar beispielsweise in den US-PS'n 3 743 581 und 3 Ü90 301 beschriebenen Art, für iilodule, die eine vereinheitlichte Anordnung von Kammern für Medien aufweisen, und dergleichen. Ferner kann die erfindungsgemäße Einrichtung zur Steuerung der Temperatur und anderer Umgebungsbedingungen und zur Erzielung einer schnelleren Bestimmung der Anwesenheit eines Llikro-Grgariistnus in dem medium einen oder mehrere Brutkästen enthalten. Eine dadurch mögliche gleichmäßige Erwärmung des Mediums beschleunigt die metabolische Aktivität der iJikro-Ürganismen und bietet somit den l/orteil einer sehr viel früheren Feststellung.

Der Aufbau der Schaltungsteile zur Ausführung der in Verbindung mit Fig. 1 in Fig. 3 veranschaulichten Funktionen sind an sich unkritisch. Fig. 4 und 5 zeigen ochematische Blockdarstellungen bevorzugter Schaltungsbeispiele der erfingungsgomäßen Einrichtung, welche dan Anforderungen dar Erfindung voll genügen.

Nach Fig. 4 ist die lUechselstromquelle 11 ein Quadratur-Oszillator mit 30° Phasenverschiebung, der zwei Operationsverstärker 30 und 32 aufweist, wobei der Ausgang des erst-

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genannten mit dem Eingang des letztgenannten gekoppelt ist. Verschiedene Widerstände R¹ und Kondensatoren C sind als frequenzbestimmende Elemente vorgesehen, die den Oszillator befähigen, bei einer vorbestimmten festen Frequenz zu schwingen. Der Oszillator 11 erzeugt ein sinusförmiges Ausgangssignal welches auf Leitungen 34 und 35 dem programmierbaren Stromtreiber 24 und den Filtern 15, 18 zugeführt wird. Ein weiteres, gegenüber den Signalen auf den Leitungen 34 und 36 um 90° phasenverschobenes Ausgangssignal des Oszillators 11 gelangt auf einer Leitung 38 zu den Filtern 16, 18.

Der programmierbare Stromtreiber 24 enthält ein Widerstands-Ketfennetzwerk 40 mit Widerständen R₁ - R-zo» die gemäß Zeichnung verbunden sind. Das sinusförmige Ausgangssignal auf der Leitung 34 kann durch Erregung von acht Relaisspulen K₁ - Kn > weiche Schalter SUJ₁ - SUIp steuern, an die ungeradzahligen Widerstände R₁ - R_1t- gelegt werden.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, sind die Schalter Schalter SUJ₁ SUJg in ihrem unteren Schaltzustand über eine Leitung 42 mit Erde verbunden. In dieser Stellung der Schalter SIlJ₁ - SIi/-, ist der Ausgang auf der Leitung 34 an keinen der ungeradzahligen Widerstände R₁ - R₁,- angeschlossen. Wenn jedoch eines der Relais, beispielsweise K₃ erregt wird, ändert der Schalter SW₃ seine Stellung, um das Signal auf der Leitung 34 über diesen Schalter zum Widerstand R₅ und die Widerstände R. und R₂ zu einer Ausgangsleitung 44 des

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Kettennctzwerkes 4o durchzuschalten. Es ist zu erkennen, daß bei Erregung irgendeiner der Relaisspulen K„ - K_n

I b

der joweila zugehörige Schalter SIiJ. - SU/g seine Stellung wechselt, um das Signal auf der Leitung 34 über einen der entsprechenden ungeradzahligen Widerstände R₁ - R₁,- und schließlich auf die Ausgangsleitung 44 durchzuschalten.

Der Stromtreiber 24 besitzt auch vier integrierte Schaltkreise 46, 48, 5D und 52 zur Ankopplung des Signales auf der Leitung 34 an die ungeradzahligen Widerstände R._? - R₃₁ des Kettennetzuierkes 40. Diese integrierten Kreise enthalten jeweils Festkörperschaltvorrichtungen, beispielsweise lilGSFET's, So enthalten die Schaltung 46 Feld-Effekt-Transistorschalter (FET's) 45a, 46b und 4Gc, die Schaltung 43 FET's, 48a, 48b und 48c, die Schaltung 5o FET's, 5oa, 5ob, und 5oc und die Schaltung 52 FET's 52a, 52b und 52c. Acht Leitungen 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66 und 63 sind wie dargestellt an die Steuereingänge für diese FET's angeschlossen, so daß der entsprechende FET seinen Zustand ändert, wenn ein Signal auf einer dieser Leitungen an den entsprechenden Steuereingang ge..egt wird.

In Fig. 4 sind die FET's der Schaltungen 46, 48, 50 und 52 in ihren "loiu"-Zustand dargestellt und über die Leitung 42 mit Erde verbunden, üenn beispielsuieis ein Steuersignal auf auf die Leitung 54 gegeben wird, werden die FET's 46a, 46b, 46c und 48a in ihren"high"-Zu3tand umgeschaltet, d.h., daß die dargestellten Kontakte dieser Transistoren über die Leitung 34 eine Verbindung zur Ulechselstromquelle 11 herstellen. In diesem Zustand wird das Signal auf der Leitung

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über die entsprechenden FET's 45a - 46c, dieeine Leitung 70 mit einer Leitung 72 verbinden, zum Widerstand R₁₇ und über die geradzahligen Widerstände Γι. _r - R₂ zur Leitung 44 durchgeschaltet. In ahnlicher lieise schaltet der FET 48a das
Signal von der Leitung 34 über die Leitungen 70 und 72 zum Widerstand fi-₇ durch. ^!Jenn bei einem weiteren Beispiel ein Steuersignal auf die Leitung 64 gegeben tuird, uird der FET
52a geschaltet, um das Signal υοη der Leitung 34 auf die
Leitung 7o und über eine Leitung 74 zum Widerstand R„₇ durchzuschalten. Nach den vorstehenden Erläuterungen ist leicht zu erkennen, daß bei Zuführung eines Steuersignales zu einen der Steuereingänge die entsprechenden FET¹S das Signal von der Leitung 34 über die Leitung 70 jeweils zu den verschiedenen ungeradzahligen Widerständen R₁₇ - R₃. des Netzwerkes 40 durchschalten. Die Größe des Stroms in der Leitung 44
hängt also davon ab, ujelche der Schalter SIiL - 3'JJ_n und der FET's jeweils in ihrem "high"-oder "louj"-Zustand sind. Die Art und UJeise, in der ein Steuersignal an eine der Leitungen 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66 oder 68 gegeben wird, oder in
welcher eine der Relaisspulen K, - K_R erregt uiird, wird durch den digitalen Steuerteil 25 gesteuert, der in Verbindung mit Fig. 5 noch beschrieben uiird.

Das Stromsignal auf der Leitung 44 wird einem Operationsverstärker 76 zugeführt, dessen indertierender Eingang
faktisch an Erde gehalten ist, während der Strom auf der
Leitung 44 über die Leitung 78, den Multiplexer 13 und die Leitung 80 durch eine Probe 12 fließt. Die beiden zwischen

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den Leitungen 7fi und IJü an den Verstärker 75 gekoppelten Widerstände i-{_r/- bilden zusammen Riit dem Kondensator C

«j J)

einen Glo.'.c;-istr'j-i-!!ückkopplungspfad mit einer sehr hohen Impedanz gegenüber dsm "'echselstroTianteil des Signals auf dar Leitung 7C, gi daü nur das 'Jechselstrcmsignal dem !,ailbiplaxer und den Probezallen 12, 15 zugeführt wird.

Jie cn einer der in multiplexschaltung angesteuerten Zellen aufgrund der Stromsignale auf der Leitung 73 erzeugte Spannung ist dann über die Leitungen 32 zum Spannungsuerüt;>!or 2G rückgekoppelt, dessen Bauart an sich bekannt ist. Die verstärkte Spannung aird dann vom Verstärker 2G über eine Leitung Ü4 an die Filter 1ü, 10 gelegt. Das Signal auf dsr L?itung C4 wird über eine Leitung 85 einem Eingang eines Phasoninvertors OQ zugeführt, von dessen Ausgang eine Leitung DO abgeht. Die Signale auf den Leitungen 84 und 90 u/erden einem Schalt-iMetzu/erk 92 zugeführt, welches die Signale E_r) E_v und die uan der Lju :lle 11 kommende Bezugsspannung erzeugt.

UJsitarQ dom Schalt-fJetziuark 92 zugeführte Signale sind das nUcgangsGignal oines Phaseninuarters 94, an dessen einen Eingang die Leitung 36 angeschlossen ist, ein über eine Leitung 96 von der Leitung 36 kommendes, nicht invertiertes Signal und das auf einer Leitung 100 erscheinende Ausgangssignal eines Vergleichers 98. Der Vergleicher empfängt das sinusförmige Signal auf der Leitung 36 und

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formt dieses Signal in ein Rechteck-Ausgangssignal auf der Leitung 100 um. Der l'ergleicher 98 arbeitet in üblicherweise, um bei jedem Nulldurchgang des sinusförmigen Eingangssignal einen Piechteckuellen-LJbergang zu erzeugen, wobei dieser Puls der Polarität des sinusförmigen Eingangssignals entapricht.

Das Schaltnetzwerk 92 empfängt auf einer Leitung 104 außerdem das Ausgangssignal eines weiteren Vergleichers 102, dessen Eingangssignal ein um 90 phasenuerschobenes sinusförmiges Signal auf der Leitung 38 ist. Wie der Vergleichar 98 erzeugt auch der Vergleicher 102 ein Rechteck-Ausgangssignal, welches jedoch bezüglich der Rechteckiuelle auf der Leitung 100 um 90 phasenverschoben ist.

Das Schaltnetzwerk 92 enthält drei Schalter 92a, 92b und 92c, welche wiederum aus TilOSFET's bestehen können, Das Schaltnetzwerk 92 weist auch eine mit dem Schalter 92a verbundene Ausgangsleitung 106 für die Bezugsspannung, eine mit dem Schalter 92b verbundene Ausgangsleitung 108 für das Signal E_R und eine an den Schalter 92c angeschlossene Ausgangsleitung 110 für das Signal Ew, Gemäß Fig. 4 wird eine Umschaltung des Schalters 92a durch das Signal auf der Leitung 100 hervorgerufen, während die Schalter 92B und 92C ihren Schaltzustand in Abhängigkeit von den auf den Leitungen 100 bzw. 104 liegenden Signalen ändern.

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Das jr:halcnütr;;crk 92 arbeitet wie folgt: Um dafür zu Gci-gcr., ri-j3 üis '.Ie?'orcn^apannung auf der Ausgangsleitung 1 αCi erscheint, nenn das Ausgangssignal auf der Leitung 100 entsprechend Diner negativen Halbwelle des sinusförmigen Eingangssignal;; auf der Leitung 36 negativ/ ist, befinden sich die Kontakte des Schalters 92a in der gezeigten Stellung. De^igernwß gelangt ein negatives sinusförmiges Ausgangssignsl von der Leitung 95 über den Schalter 92a zur Leitung 10u. Bei der nächsten Halbujelle erscheint auf der Leitung 10Ü ein positives Signal welches den Schalter in eine solche Stallung umschaltet, daß der Ausgang des Phaseninverters mit der Leitung 106 verbunden ist. Zu diesem Zeitpunkt des nächsten Halbzyklus wird die positive Periode der sinusförmigen uelle auf der Leitung 36 durch den Inverter 94 in dev Phase umgekehrt, wodurch ein negativer Halbzyklus auf der Leitung 106 erzeugt wi.?d. Beim nächsten negativen Halbzyklus den Eingangssignales des Vergleichers 98 wird der Schalter 92a wieder in die in Fig4 gezeigte Stellung umgeschaltoc, co daß ein weiterer negativer Halbzyklus als Ausgangcsignal auf der Leitung 106 erscheint. Diese Umschaltung des Schalters 92a wird mit jedem Halbzyklus des Eingangssignales auf der Leitung 36 kontinuierlich fortgesetzt, so daG das Ausgangssignal auf der Leitung 106 ein gleichgerichtetes negatives Signal ist, welches die 3ezugsspannung einschÜGGt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Bezugsspannung in Fig. 1 als ein von der Quelle 11 kommendes Signal dargestellt ist, während sie in Fig. 4 auf der Leitung 10G als ein von den Filtern 16, 18 kommendes Ausgangssignal dargestellt ist.

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Hierzu ist festzustellen, daß dia erste Darstellung lediglich zur einfachen Erläuterung der Erfindung gewählt wurde, während Fig. 4 die tatsächliche >;ug11g des Referenzsignales zeigt.

Um das Signal auf der Leitung 1G8 zu schalten, ändert der Schalter 92b regelmäßig seinen Schaltzustand bei jedem Nulldurchgang des Signals auf der Leitung 3G in Abhängigkeit worn Steuersignal auf der Leitung 100. Be:. der in Fig. 4 gezeigten Schaltstellung des Schalters 92b gelangt das invertierte Signal auf der Leibung 90 über den Schalter £2 b zur Leitung 1OG. Beim nächsten Halbzyklus des Signales auf der Leitung 3u ändert der Schalter 92b seine Schaltstellung, urn das niciitinwer b;.orte Signal auf der Leibung C4 an die Ausgangcleitung 10.". zu legen. Die Umschaltung des Schaltern 32b erfolge in Phase mit dem Signal auf der Leitung 3G und fclglich auch mit dem Signal auf der Leitung 34, so daß die Teilspannung des Verstärkers 20, die in Phase mit dem Strom auf der Leitung 34 ist, abgetrennt wird. Diese Teilspannung ist die ohmsche oder uidecstands-Komponente E_n der zu unter-

Ii

suchenden Zelle.

Um das Signal auf der Leitung 110 zu erhalten, ändert der Schalter 92c seinen Schaltzustand um 90 phasenuers ;hoben regelmäßig bei jedem Nulldurchgang des Signals auf der Leitung 34 in Abhängigkeit von dem Signal auf der Leibung 104. Bei der in Fig .4 gezeigten Schaltstellung des Schalters

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92c gelangt das nicli ^invertierte -i'jnal auf der Leitung -34 übor den .'-cMinltoi ü-2c zur Leitung 113. Beim nächsten Ilalb- ;:yklu3 el σο dignalj juf der Leitung 53 ändert oich dia Jc/ialLstGilun.j des Schalters 92c, und das in der Phase umgekehrte Signal nui' der Leitung 90 wird zur Ausgangs-Ic:. tun·., 110 durcrinec^naltG Ό. Din Ur.icoiialtung des Schalters üZc/.iLc gegenüber den Signal auf der Leitung 34 u'n 90° ;;n:-convarcühiibsii i.jt, trenn!: rüa negenübo-: dem Signal auf ÜB- Leitunr 34 un 9ü^ü phasenwerschobans Teilspannung des 'i/ni'stLIrkors 20 ab. Demnach ist diese opannungskomponente E₁, cuT 'jcr Leitung 110 dei- 5pannungsabfall an der kapazitivon Komponente der untersuch bon Zelle 12.

Die positiven /iusgangssignals auf den Leitungen 10G und 11G nor dan .»iüc: : atrinden ü-, . und ii„~ zuneführt, laelc-he als mit-

Q iJetzu/ork 19 arbeiten, während das glsichgeri..htetG negatiue nusgangssignal auf de.· Leitung 1QS einem Widerstand 30 zugeführt uird. Diese drei Widerstände ri^.,, ?*_r.r-, ilr,^ sind an eine SuQtnierleitung 112 angeschlossen, die den nbgleichdetektor 21 bildet. Das Jiynal auf der Leitung 114 wird zu [Juli, u/enn der i.litteluert uon E-_n und E,, auf die Referenzspannung abgeglichen ist. Das Signal auf de_· Leitung 114 oird durch ein Tiefpassfilter 116 gefiltert, dessen Ausgang eine^rn l/ergleicher 118 zugeführt ist. üenn die Signale nicht im Gleichgewicht sind, erscheint ein Sicjnal auf der Musgangsleitung 120 des Vergleichers 118, welches dann dem digitalen Gteuerteil 25 zugeführt mird,

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der dann eine Urnschaltunn eines der Schalter o-'j

. - CJ-I ü

ü oder eines der FET's in den Schaltkreisen 4G, 4Γ, 2C

oder 52 auslöst.

Für den Qetrieb der Schaltungsanordnung nach Fig. 4 wird beispielsweise angenommen, daß das Ausgangssignal auf der Leitung 120 einen obon angegebenen Abglsichzustanr.'., d.h. (E.., + E ,)/2 > E,._)rr anzeigt, und daß bei^n vor-

A Il :lur

hergehenden Schritt der Schalter S¹JJ₁ geschlossen war, um das Ausgangssignal auf der Leitung 34 zur Laitung 44 durchzuschalten. Der digitale Steuerteil 25 erzeugt dann ein Signal, um das Relais K~ über die +5 Volt-Speisespannung zu erregen und das Relais K₁ stromlos zu machen. Entsprechend kehrt der Schalter SUL in seine in Fig. 4 gezeigte Stellung zurück, und der Schalter SUi„ nimmt eine Stellung ein, in welcher das Signal auf der Leitung 34 über diesen Schalter, und dann über die liliderstände R„ und R„ zur Ausgangsleitung 44 durchgeschaltet wird. Der Strom in der Leitung 44, wia er durch das Kettennetzwerk 40 festgelegt ist, wird dann über die Leitung 78 einer ausgewählten Probenzelle zugeführt, um an dieser Zelle eine Spannung zu erzeugen. Diese Spannung wird dann über die Leitungen 82 rückgekoppelt, durch den Verstärker 20 verstärkt und dem Schaltnetzwerk zugeführt, um die Signale E₁, und E_x, in der bereits erläuterten lieise zu erzeugen. Diese beiden Signale werden dann über die UJiderstände R^_n- und R~,- gemittelt und mit der Bezugsspannung an der Leitung 35 verglichen. tUenn ein Abgleich noch nicht erreicht ist, d.h., wenn (E + E_n)/2 -£ E_prr,

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be ι; irk-': viz ο 5itjn.;I auf der Leitung 12ü, daß das Relais K₉ erregt bleibt, und daG in joden Fall der gleiche l'ornario für jeden der werbleibenden aufeinanderfolgenden nühoruriijscchrltte der zu einer Entscheidung führenden Folgs uiederiiüi··. uird.

Eine Zeitsteusrlogik 25A uiaist gem. Fig. 5 ein sukzessives Annäherungo-Fclgorsgister 122 auf, melches zmei 3-3it-3chiebo:. gistar 122A und 122Ξ enthalt. Dis Register 122 i'ji:;r] ti τι Anfang durch ein übsr eins Leitung 124 von einem riuTwh ein Signal des Dekoders 2ΞΕ einschaltbaren Startsi^nsigcneratü^ 125 eintreffendes Signal angeschaltet. Die Tlegistsr 122A und 122G empfangen über eine Leitung 120 das von Detektor 21 kommende Signal. Der Ausgang des sukzessiven Hl'.herungsregisters 122 ist über vier Leitungen 12G an einen Stcuersender b^uj. Treiber 130 angeschlossen, ujobei jede der Leitungen 12G vier Sits darstellt. Ferner erzeugt das Schieberegister 1223 nach 15 Bits für eine ausgewählte getestete Zelle ein Ausgannssignal auf einer Leitung 132. Dieses signal auf der Leitung 132 tuird ztuei Haltestufen 134 unci 136 zugeführt, welche die Information nach de,: Prüfung dieser 16 Bit in dem sukzessiven Näherungsregister 122 verriegeln. Der Treiber 130 enthält eine Transistor-Logik (TTL) mit mehreren Transistoren, die bei Erregung JGi'Jsils einen Stromkreis über entsprechende Relais K* - K_R und die i.iCüFET's in den Schaltkreisen 46, 48, 50 und 52 schließen.

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Dar digitals 'multiplexer 2ZD enthalt einen ia 133, welche r die Daten in tisn llalteschaltungen 1G-': und 13CJ über Leitungen /auswählt., tin Zähler 1 Λ2 zur I-hlunq der Ausgangssignale eines Uszillatars 144 schaltet den Multiplexer 13ü übar Leitungen 145 an, um dio yDL-;je.-c.,ar can Daten zu vorein'_,estelltc;. ic^tsi. üUc-zuui";.hlen.

Die Adressenlagik 25D enthalt einer: .'iLroscGr;^uiilD.ⁿ 14..:, der den Analag-ilultiplexer 15 über eine Leitung 150 Mit einer 7-3it-Adresse zur Identifizierung irgendeinar won 120 Probenzellen versorgt. Dia Adresse im Zähler 140 ist in einer Haltestufe 152 gaspaichc-rt und nird dann nach der Erzeugung dec Signals auf der Leitung 132 um eine ei-liühb. Die Daten in der Haltestufe 152 tuenden über eine Leitung 154 ebenfalls dem Multiplexer 13G zugeführt.

Bein Getrieb luird nach der Untersuchung der ersten Zolle der Startgenerator 125 angesteuert und ein Signal über ^r'.io Leitung 124 in die ersta Stufe des Kisgistars 122A ges :hoben_t Dieses Signal wird dann deni Treiber 130 zugeführt, so daC die Transistoren in dem Treiber 13Ü erregt werden, u-ui einen Stromkreis über das Relais K. zu schliei'ien. [Jachden dia .">bgleichprüfung für das höchstiaertige Bit (ΓΓι3Ll) in der oben beschriebenen uieise ausgefüinrt wurde, üird ein Sinnai auf der Leitung 120 in die erste Stufe des Registers 122.Λ geschoben, wobei das vorher in der ersten Stufe befindliche Signal in die zweite Stufe geschoben wird. Die Daten in dem sukzessiven iJäherungsregister 122 ujerden dann an den Treiber

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BAD ORIGINAL

130 gegeben, der die entsprechenden Transistoren erregt, um einen Stromkreis durch das Relais K« zu schließen. Nachdem wiederum die Abgleichprüfung \/orgenommen ujurde, uiird das Register 122 mieder eine Stufe lueitergeschoben, um eine auf der Leitung 120 auftretende Informationen zu empfangen. Die jetzt im Register 122 gespeicherten Daten werden mieder dem Treiber 130 zugeführt, um andere Transistoren zur Erregung des Relais K~ einzuschalten.

Dieser Prozeß wird für die 16 in dem Register 122 gespeicherten Bits kontinuierlich fortgesetzt, und das Register 122B liefert am Ende dieser Prüfung der 16 Bit ein Signal über die Leitung 132. Folglich u/erden die im Register für eine einzelne untersuchte Zelle gespeicherten 16-Bit-Daten in den Haltestufen 134 und 136 gespeichert und dann über den multiplexer 138 der Serien-Anpassungsschaltung 25C und dann dem Rechner 26 zugeführt, der diese Daten für die untersuchte Zelle auswertet. Gleichzeitig werden die Daten des Adressenzählers 148 in der Haltestufe 152 verriegelt und über die Leitung 154 durch den Multiplexer 138 der Serienanpassungsschaltung 25C und schließlich dem Rechner zugeführt, uiobei diese Adresseninformation die einzelne untersuchte Zelle bestimmt.

Um eine neue Zelle 12 anzusteuern, wird auch der Adressenzähler um Eins erhöht, und diese Adressendaten werden dem

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Analog-IKlultiplexer 13 zugeführt, um die Schalter im Steuerstrom-Multiplexer 13A und im Spannungs-Rückkopplungs-Nlultiplexer 13B für einen weiteren 1 6-Bit-\/ersuchszyklus für eine neue Zelle zu schließen. Als besonders vorteilhaft ist anzusehen, daß dadurch, daß der Zähler 148 durch 128 Adressen ergänzt wird bzw. jeweils auf den neuesten Stand gebracht wird und nacheinander die 16 Bits im Register 122 geprüft werden, die Spannungsrückkopplungsinformation für jede Zelle erhalten werden kann, um mikroorganisches Wachstum in jeder Probe festzustellen-»

- PATENTANSPRÜCHE -

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Claims (29)

ANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur Feststellung von Spannungsänderungen, insbesondere zur Feststellung einer metabolischen Aktivität in einem UJachstumsmedium, gekennzeichnet durch eine elektrische Energiequelle (11), an welche eine Probe (12) eines einen metabolischen Wirkstoff enthaltenden UJachstumsmediums zur Erzeugung eines Spannungsabfalls an der Probe anschließbar ist, durch eine Einrichtung zur Erzeugung einer Bezugsspannung (E_Rr-r) ^und eine Einrichtung (21) zur Abtastung des Spannungsabfalls an der Probe und dessen Vergleich mit der Bezugsspannung, durch Einstelleinrichtung (24,25) für die sich in Abhängigkeit von der metabolischen Aktivität ändernde Spannung an der Probe zur engen Annäherung dieser Spannung an oder deren Abgleich auf den liiert der im wesentlichen konstanten Bezugsspannung sowie durch eine Einrichtung (26, 27, 28) zur Überwachung der Abgleichungs-Einstellung des Spannungsabfalls an der Probe, um diese Einstellung einer in der Probe festgestellten metabolischen Aktivität zuzuordnen,

2_e Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine l/ielzahl von Proben (12) an die elektrische Energiequelle (11) anschließbar ist.

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3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anschaltung einer Vielzahl won Proben Schaltmittel (13, 25D) für eine aufeinanderfolgende Abtastung der an jeder Probe (12) abfallenden Spannung und deren Vergleich mit der für alle Proben gemeinsamen Bezugsspannung, souiie für eine nach Beendigung der !Messungen der vorgesehenen Anzahl von Proben vorgesehene Wiederholung der Messung zur Speicherung von Sammeldaten über die metabolische Aktivität in jeder Probe vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ausführung aufeinanderfolgender Messungen von Proben eine rflultiplexschaltung (13) ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abtastung der Probenspannung und deren Vergleich (21) mit der Referenzspannung einen elektrischen Schaltkreis (112 - 128) zur Abtastung der Probenspannung und zur Feststellung, ob diese größer ist als die Bezugsspannung, aufuieist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine die Widerstands- und Blindkomponenten (E_v, E_R) der Probenspannung erfassende Abtasteinrichtung (16, 18, 20).

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7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung einen Schaltungsteil (19) zur Bildung eines Mittelwerts aus Widerstands- und Blindkomponente (E_R> Ε_χ) der Probenspannung aufweist, und dieser Mittelwert mit der Bezugsspannung (E „) verglichen wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine auf die Impedanz der Probe (12) ansprechende Abtasteinrichtung (16 - 20) wobei die Impedanz eine Funktion der Widerstands- und Blindkomponenten der Probenspannung ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Energiequelle (11) über eine Einstelleinrichtung (24) zur Abgabe ausgewählter Strombeträge an die Probe angeschlossen ist, und daß der Einstelleinrichtung zur engen Annäherung der Probenspannung an die Referenzspannung ein Steuerteil (25) zugeordnet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählte Größe des über die Einstelleinrichtung (24) durch die Probe fließenden Stromes direkt proportional der mit einer von einem Iterationsregister (25A, 122) im Steuerteil (25) kommenden binären Eingangsgröße multiplizierten Bezugsspannung ist, wobei das Register (122) Eingangsdaten von der Vergleichseinrichtung (21) empfängt»

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11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Einstellung eines ausgewählten, durch die Probe fließenden Stromes steuerbare Einrichtung (24, 25) ein R-2R-Kettennetzwerk
(4Ü) mit einer Relaisschaltung (K₁-Kq) enthält,
weiche selbsttätig eine Anzahl zugeordneter Schaltern
(SUII —SU/8) schließt, um ein binäres Eingangssignal

für die Einrichtung zu erzeugen, um den Strom in der
Probe (12) so zu regulieren, daß die an der Probe abfallende Spannung der Bezugsspannung eng angenähert ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung (26, 27, 28) zur Überwachung des für den Abgleich erforderlichen Einstellu/ertes eine Einrichtung
(25A) zur regelmäßig wiederholten Ausführung der Abgleichschritte zugeordnet ist, so die Überwachungseinrichtung
eine Quelle won Sammeldaten über die metabolische Aktivität bildet.

13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Überwachung der Einstellspannung ein über eine Anpassungsschaltung (25C) angeschlossener
Rechner (26) ist, der zur Anzeige einer in einem Probenmedium auftretenden metabolischen Aktivität programmiert ist.

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14. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Überwachung der Einstellspannung ein Blattschreiber zur Aufzeichnung der Größen der Einstellujerte ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Auslösung der Steigerung einer metabolischen Aktivität in einem untersuchten üiachstumsmedium.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Auslösung oder Steigerung einer metabolischen Aktivität ein Brutkasten zur Erwärmung des Ulachstumsmediums ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu ermittelnde metabolieche Aktivität das Wachstum eines mikroorganismus in dem Probenmedium ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3 gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Haltemitteln (14, 15) für UJachstumsmedien, melche jeweils nacheinander in den elektrischen Kreis der Energiequelle (11) eingeschaltet sind, so daß das an jedem UJachstumsmedium erzeugte Spannungspotential der Reihfe nach mit der Bezugsspannung verglichen wird.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch wenigstens ein von metabolischen Wirkstoffen freies Bezugsmedium.

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20. Einrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch mittel zum Vergleich der Spannungsänderungen des jeweiligen Probenmediums mit Spannungsänderungen des Referenzmediums.

21. Verfahren zur Erzeugung einer Information über eine Kerngröße eines Probenmediums, insbesondere zur Feststellung einer metabolischen Aktivität in einem UJachstumsmedium, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Energie durch eine Probe des UJachstumsmediums mit einem darin enthaltenen metabolischen Wirkstoff geleitet und dadurch eine Spannung an dem UJachstumsmedium erzeugt wird, daß ein elektrisches Bezugssignal in Form einer Spannung erzeugt wird, daß die am medium erzeugte Spannung abgetastet und mit der Referenzspannung verglichen wird, daß die am medium erzeugte Spannung, die sich in Abhängigkeit von einer darin auftretenden metabolischen Aktivität ändert, eingestellt wird, um sie bei einer Abweichung eng an die im wesentlichen konstant bleibende Bezugsspannung anzunähern oder auf diese abzugleichen, und daß die vorgenommene Verstellung der Spannung überwacht wird, um die Größe der Verstellung einer metabolischen Aktivität zuzuordnen.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß beim messen der Spannung die UJiderstandspomponente und

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die Blindkomponente der an dem Medium abfallenden Spannung erfaßt luird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstands- und Blindkomponenten der Spannung gemittelt und mit der Bezugsspannung verglichen werden.

24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergleich festgestellt wird, ob die am Medium abfallende Spannung größer ist als die Bezugsspannung.

25. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verstellung der Spannung der durch das Medium fließende Strom um einen solchen Betrag geändert wird, daß die Spannung am Medium eng an die Bezugsspannung angenähert wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des elektrischen Stroms eine variable Stromquelle mit einer Binärinformation von einem Iterationsregister derart versorgt mird, daß der durch das Medium fließende Ausgangsstrom der Stromquelle die Spannung am Medium eng an die Bezugsspannung annähert.

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27. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Energie v/on der Energiequelle durch eine iflehrzahl von Proben von UJachstumsmedien geschickt ufird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an den Proben der Medien nacheinander abgetastet wird, und daß jede Messung einzeln mit der gemeinsamen Bezugsspannung verglichen wird, um festzustellen, ob eine Nachstellung auszuführen ist.

29. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Überwachung der Betrag der vorgenommenen Spannungseinstellungen an dem Medium mit einer Aufzeichnungsvorrichtung aufgenommen luird.

3Oo Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Überwachung eine die Spannungseinstellungen an den Medien betreffende Information in einen Rechner gegeben wird zur Auswertung und zur Anzeige einer ggf. in den lYledien aufgetretenen metabolischen Aktivität.

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