DD245727A5 - A METHOD FOR DETECTING AND / OR MEASURING CLINICAL PARAMETERS IN THE IMMUNIZATION PROCESS OF ENZYMES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung klinischer Parameter in biologischen Fluessigkeiten fuer die Anwendung in der medizinischen Diagnostik. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens auf der Grundlage einer Enzymimmunoreaktion, das eine leichte und schnelle Ausfuehrung mit hoher Ansprechempfindlichkeit und Spezifitaet verbindet. Erfindungsgemaess wird die biologische Fluessigkeit nacheinander in Kontakt gebracht mit(a) enzymmarkiertem Antikoerpern oder Antigenen, die auf einer festen Unterlage reversibel adsorbiert sind;(b) Antikoerpern, Antigenen, Anti-Antikoerpern oder Antigen-Antikoerper-Komplexen, die auf einer festen Unterlage in einer Menge immobilisiert sind, die der der enzymmarkierten Antikoerper oder Antigene stoechiometrisch gleich ist;(c) einem oder mehreren Chromogensubstraten, die eine Nachweisreaktion mit den antikoerper- oder antigenassoziierten Enzymen hervorbringen koennen. Fig. 1The invention relates to a method for determining clinical parameters in biological fluids for use in medical diagnostics. The object of the invention is to provide an improved method based on an enzyme immuno-reaction which combines rapid and rapid performance with high sensitivity and specificity. In accordance with the present invention, the biological fluid is sequentially contacted with (a) enzyme-labeled antibodies or antigens reversibly adsorbed on a solid support; (b) antibodies, antigens, anti-antibodies, or antigen-antibody complexes that are supported on a solid support in (c) one or more chromogen substrates capable of proving a detection reaction with said antibody or antigen associated enzymes Fig. 1
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung klinischer Parameter in biologischen Flüssigkeiten durch Enzymprozesse. Insbesondere betrifft die Erfindung ein diagnostisches Verfahren und eine Vorrichtung zur qualitativen und/oder quantitativen Bestimmung klinischer Parameter durch einen Enzymimmunoprozeß unter Anwendung derAffinitätschromatografie. Die Erfindung ist besonders nützlich für die Analyse biologischer Substanzen in biologischen Flüssigkeiten wie Harnstoffen, Plasma, Blut, Exsudaten, Gewebeextrakten usw.The invention relates to a method for determining clinical parameters in biological fluids by enzyme processes. More particularly, the invention relates to a diagnostic method and apparatus for the qualitative and / or quantitative determination of clinical parameters by an enzyme immunoprocess using affinity chromatography. The invention is particularly useful for the analysis of biological substances in biological fluids such as ureas, plasma, blood, exudates, tissue extracts, etc.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Die immunoenzym-diagnostischen Verfahren sind seit langem bekannt. Sie basieren auf der Reaktion zwischen einem Antikörper und seinem Antigen, von denen eines einem Enzym assoziiert wird, das die Nachweisreaktion hervorbringen kann (von Chromogen oder anderer Art), wenn es mit einem geeigneten Substrat in Kontakt gebracht wird. Danach führt der enzymgekennzeichnete Antigen-Antikörper-Komplex durch Kontakt mit dem Nachweissubstrat zu einer Reaktion, die für die qualitative oder quantitative Bestimmung des interessierenden Antigens oder Antikörpers genutzt werden kann.The immunoenzyme diagnostic methods have been known for a long time. They are based on the reaction between an antibody and its antigen, one of which is associated with an enzyme capable of producing the detection reaction (of chromogen or otherwise) when contacted with a suitable substrate. Thereafter, the enzyme-labeled antigen-antibody complex, by contact with the detection substrate, results in a reaction that can be used for the qualitative or quantitative determination of the antigen or antibody of interest.
Alle am häufigsten in der Diagnostik eingesetzten Enzymimmunotechniken haben eine Reihe von Mangeln, die im wesentlichen den komplizierten und delikaten sowie den langen Inkubationszeiten, welche ein wiederholtes Waschen des reaktiven Systems bedingen, zuzuschreiben sind.All of the most commonly used enzyme immunoengines in diagnostics have a number of deficiencies attributable essentially to the complicated and delicate as well as the long incubation times which require repeated washing of the reactive system.
Die Ausführung dieser Techniken ist daher auf qualifizierte Labors beschränkt, während eine allgemeinere Anwendung, beispielsweise in der ambulanten oder sogar häuslichen Praxis, bisher nicht möglich war. Tatsächlich bringen, auch wenn die herkömmlichen Verfahren keine besonderen Schwierigkeiten für Fachkräfte beinhalten, die Handhabung und das Ablesen der Testergebnisse Probleme mit sich, die von unerfahrenen Kräften nur schwer, wenn überhaupt, zu bewältigen sind.The execution of these techniques is therefore limited to qualified laboratories, whereas a more general application, for example in ambulatory or even domestic practice, has not been possible up to now. In fact, while conventional methods do not pose any particular difficulty for professionals, handling and reading the test results involve problems that are difficult, if not impossible, to overcome by inexperienced forces.
Beispielsweise gibt es ein Verfahren, das unter der Abkürzung „ELISA" (enzymvernetzte Immunosorbensarialyse, Immunochem., 8,871-874 [1971] bekannt ist, das neben langen Inkubations- und Reaktionszeiten sowie wiederholten Waschvorgängen auch geschickten Umgang und Manipulation verlangt.For example, there is a method known by the abbreviation "ELISA" (enzyme-linked immunosorbent sarialysis, Immunochem., 8, 871-874 [1971]) which requires, in addition to long incubation and reaction times as well as repeated washes, also skilled handling and manipulation.
Die „ΕΜΓΓ'-Methode dagegen hat die Einschränkung, daß sie die Bestimmung von Molekülen mit hohem Molekulargewicht nicht ermöglicht.The "ΕΜΓΓ" method, on the other hand, has the limitation that it does not allow the determination of high molecular weight molecules.
Schließlich verlangt ein Verfahren, das in Fachkreisen als „FIA"-Methode bekannt ist, den Einsatz spezieller Anzeigeinstrumente.Finally, a method known in the art as the "FIA" method requires the use of specialized gauges.
Zu einer detaillierten Beschreibung der oben genannten Diagnoseverfahren wird auch „Enzyme Immunoassay" (Enzymimmunoprobe), E. Ishikawa, T. Kawai, K. Miyai, Igaku-Shoin-Tokio-New York (1981), verwiesen.For a detailed description of the above diagnostic methods, reference is also made to "Enzyme Immunoassay", E. Ishikawa, T. Kawai, K. Miyai, Igaku-Shoin-Tokyo-New York (1981).
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten diagnostischen Verfahrens auf der Grundlage einer Enzymimmunoreaktion, das leichte und schnelle Ausführung mit Ansprechempfindlichkeit und der Spezifität verbindet, die diesen immunoenzymatischen Verfahren eigen sind.The object of the invention is to provide an improved diagnostic method based on an enzyme immuno-reaction which combines easy and rapid execution with responsiveness and specificity peculiar to these immunoenzymatic methods.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der gewünschten Weise gestattet.The invention has for its object to provide a device that allows the execution of the method according to the invention in the desired manner.
Die Erfindung überwindet die bei den bisherigen Techniken auftretenden Probleme durch die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit denen es, selbst auf quantitativer Basis, möglich ist, klinische Parameter jeder Art ohne Rückgriff auf besondere Manipulationen zu bestimmen.The invention overcomes the problems encountered in the prior art techniques by providing a method and apparatus for determining, even on a quantitative basis, clinical parameters of any kind without recourse to particular manipulations.
Nach der Erfindung läßt man eine biologische Flüssigkeit, welche den (die) zu bestimmenden Parameter enthält, aufwärts oder abwärts durch eine auf herkömmliche Weise gebildete Auflage fließen, welche besteht aüstAccording to the invention, a biological fluid containing the parameter (s) to be determined is flowed upwards or downwards through a conventionally formed support which consists of
(a) einer ersten oder Zwischenzone, auf der Substanzen adsorbiert werden können, die Interferenzen mit der Probe verhindern können;(a) a first or intermediate zone on which substances can be adsorbed which can prevent interference with the sample;
(b) einer Zone, aufweiche vorher eines oder mehrere Antigene oder enzymmarkierte Antikörper, die im Vergleich zu einem oder mehreren Epitopen gezogen wurden (N.R.Jerne, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 24,1985,810-816), die für die zu bestimmenden klinischen Parameter spezifisch sind, auf reversible Weise adsorbiert wurden;(b) a zone previously precoated with one or more antigens or enzyme-labeled antibodies raised relative to one or more epitopes (NR Jerne, Angew Chem Chem Int Ed Engl., 24, 1985, 810-816), which are specific for the clinical parameters to be determined were adsorbed in a reversible manner;
(c) einer weiteren Zone, die an die vorhergehende Zone angrenzt, auf welcher die Antikörper oder Antigene, die die zu bestimmenden klinischen Parameter bilden, durch bekannte Verfahren in einer Menge immobilisiert werden, die gleich der oder größer als die der enzymmarkierten Antikörper oder Antigene ist. In dieser Zone können auch Antikörper eingesetzt werden, die im Vergleich zu einem oder mehreren Epitopen gezogen wurden, die sich von dem (den) Epitopen unterscheiden, die durch die Antikörper der Zone (b) erkannt wurden (Sandwich-Analyse). In diesem Fall sollten diechromogenen Substrate (das Substrat) für die enzymmarkierten Antikörper der Zone (b) an die Zone (c) gebunden sein. Als Alternative dazu könnte(n) die chromogenen Substrate (das chromogene Substrat) auf reversible Weise auf einer darunter liegenden Zone adsorbiert werden. Als eine Alternative kann diese Zone (c) einen Anti-Antikörper haben, der darauf immobilisiert ist und der für einen Antigen-Antikörper-Komplex spezifisch ist, in diesem Fall wird die Zone (b) wiederum in zwei Abschnitte unterteilt, wobei beispielsweise auf dem ersten Abschnitt das enzymmarkierte Antigen adsorbiert ist, und ein zweiter Abschnitt den entsprechenden Antikörperträgt oder umgekehrt.(c) another zone adjacent to the previous zone on which the antibodies or antigens forming the clinical parameters to be determined are immobilized by known methods in an amount equal to or greater than that of the enzyme-labeled antibodies or antigens is. Antibodies may also be used in this zone as compared to one or more epitopes other than the epitope (s) recognized by zone (b) antibodies (sandwich analysis). In this case, the chromogenic substrates (the substrate) for the enzyme-labeled antibodies of zone (b) should be bound to zone (c). Alternatively, the chromogenic substrate (s) could be reversibly adsorbed on a subjacent zone. As an alternative, this zone (c) may have an anti-antibody immobilized thereon and which is specific for an antigen-antibody complex, in which case the zone (b) is again subdivided into two sections, e.g. first portion, the enzyme-labeled antigen is adsorbed, and a second portion carries the corresponding antibody, or vice versa.
(d) einer Zone, auf der ein chromogenes Substrat adsorbiert wird für das in der Zone (b) vorhandene Antigenenzym oder antikörperassoziierte Enzym oder eine oder mehrere Träger, die in der Lage sind, biologische Flüssigkeiten fließen zu lassen (Sandwich-Analyse).(d) a zone on which a chromogenic substrate is adsorbed for the antigenic enzyme or antibody-associated enzyme present in the zone (b) or one or more carriers capable of flowing biological fluids (sandwich analysis).
Die biologische Flüssigkeit, die durch die Schwerkraft, Kapillarwirkung, Chromatografie oder Diffusion durch die Auflage nach oben oder unten fließt, wird veranlaßt, zuerst die Zone (b) zu kontaktieren, das Antigen oder der Antikörper, die vorhanden sein können, reagieren mit den komplementären enzymmarkierten Antikörpern oder Antigenen.The biological fluid flowing up or down through the overlay by gravity, capillary action, chromatography, or diffusion is caused to first contact zone (b), the antigen or antibody that may be present react with the complementary ones enzyme-labeled antibodies or antigens.
Der so gebildete Komplex oder das kombinierte System steigen (oder fallen) chromatografisch durch die Auflage, um durch die Zone (c) zu gelangen, wo der überschüssige enzymmarkierte Antikörper oder das Antigen, soweit vorhanden, an das komplementäre, immobilisierte Antigen oder den Antikörper gebunden werden. Bei der Sandwich-Analyse wird der spezifische Komplex gebunden, wodurch eine „Sandwich"-Anordnung entsteht.The complex or system thus formed chromatographically (or precipitates) through the overlay to pass through zone (c) where the excess enzyme-labeled antibody or antigen, if present, binds to the complementary immobilized antigen or antibody become. In the sandwich analysis, the specific complex is bound, resulting in a "sandwich" arrangement.
Nach dem Passieren der Zwischenzone, wo alle störenden Substanzen entfernt werden können (beispielsweise durch Adsorption, chemische Bindung, Zersetzung usw.), erreicht der enzymmarkierte Antigen-Antikörper-Komplex das chromogene Substrat, um eine Färbung (positiverTest) hervorzurufen, die sowohl für die quantitative als auch für die qualitative Bestimmung verwendet werden kann, beispielsweise durch den Vergleich mit einer Farbskala. Ist andererseits in der biologischen Flüssigkeit kein klinischer Parameter vorhanden (negativer Test), wird das enzymmarkierte Antigen oder der Antikörper in einem Fall vollständig auf die Zone (c) durch i mm unochemische Reaktion fixiert, wodurch verhindert wird, daß sie das Chromogensubstrat erreichen; oder im anderen Fall (Sandwich-Analyse) wird der enzymmarkierte Antikörper nicht auf die Zone (c) fixiert und die während des Durchgangs des antikörperassoziierten Enzyms gebildete Farbe durch den Fluß der biologischen Flüssigkeit aus der Zone ausgewaschen (negativer Test).After passing through the intermediate zone, where all interfering substances can be removed (for example, by adsorption, chemical bonding, decomposition, etc.), the enzyme-labeled antigen-antibody complex reaches the chromogenic substrate to produce a color (positive test) that is appropriate for both quantitative as well as for the qualitative determination, for example by comparison with a color scale. On the other hand, if no clinical parameter is present in the biological fluid (negative test), the enzyme-labeled antigen or antibody in one case is completely fixed on the zone (c) by 1 mm unochemical reaction, preventing it from reaching the chromogen substrate; or in the other case (sandwich analysis) the enzyme-labeled antibody is not fixed to the zone (c) and the color formed during passage of the antibody-associated enzyme is washed out of the zone by the flow of biological fluid (negative test).
Mit anderen Worten, das System basiert auf einem Existenzkampf zwischen dem Antigen oder Antikörper, die in der biologischen Flüssigkeit vorhanden sind, und dem immobilisierten Antigen oder Antikörper, das im Falle einer negativen Reaktion im ersten Fall als Barriere für den enzymmarkierten Antikörper oder das Antigen funktioniert, um dessen Wanderung zur chromogensubstrathaltigen Zone zu verhindern, oder im zweiten Fall als nichtreaktives Material, das nicht in der Lage ist, enzymmarkierte Antikörper zu binden.In other words, the system is based on a struggle for existence between the antigen or antibody present in the biological fluid and the immobilized antigen or antibody which, in the event of a negative reaction in the first case, functions as a barrier to the enzyme-labeled antibody or antigen to prevent its migration to the chromogen substrate-containing zone, or in the second case as a non-reactive material which is unable to bind enzyme-labeled antibodies.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann die Form eines Streifens, Bandes, Films, Röhrchens, Spezimens, Kolbens, Unterlage usw. haben. Die verschiedenen Bestandteile können entweder direkt auf dem die Vorrichtung bildenden Material adsorbiert oder immobilisiert werden, oder es kann dafür eine geeignete feste Trägersubstanz verwendet werden, die sich in der Vorrichtung befindet oder auf deren Oberfläche in Form eines Gels, Pulvers, von Körnchen, kleinen Kügelchen, Kugeln usw. aufgebrachtThe device according to the invention may be in the form of a strip, tape, film, tube, specimen, piston, pad, etc. The various constituents may either be adsorbed or immobilized directly on the material forming the device, or a suitable solid support substance may be used which is present in the device or on the surface thereof in the form of a gel, powder, granules, small globules , Balls etc. applied
Die Materialien der Vorrichtung und die festen Auflagen oder Trägersubstanzen in den verschiedenen Reaktionszonen können gleich oder verschieden sein. Beispiele für geeignete Materialien und Trägersubstanzen sind Glas, Siliziumdioxidderivate, Papier-oder Zellulosederivate, Metalle, Polymere wie Polyvinylchlorid, Polystyren, Polybutadien, Nylon, Polyakrylamide, Methakrylate usw., Polysaccharide oder Polyole, Stärke, stabilisierte menschliche oder tierische rote Blutzellen, organische Substanzen wie BaSO4, TiO2, Kaolin, Diatomeenerde usw. Die Vorrichtung besteht vorzugsweise aus einem undurchsichtigen Material, angenommen den Anzeigebereich, der durchsichtig ist.The materials of the device and the solid supports or carriers in the various reaction zones may be the same or different. Examples of suitable materials and carriers are glass, silica derivatives, paper or cellulose derivatives, metals, polymers such as polyvinyl chloride, polystyrene, polybutadiene, nylon, polyacrylamides, methacrylates, etc., polysaccharides or polyols, starch, stabilized human or animal red blood cells, organic substances such as BaSO 4 , TiO 2 , kaolin, diatomaceous earth, etc. The device is preferably made of an opaque material, assuming the display area is transparent.
Die immobilisierende Bindung des Antigens oder Antikörpers an die genannten Materialien kann durch physikalische oder chemische Prozesse (Ester-oder Amidbindung usw.) nachThe immobilizing binding of the antigen or antibody to said materials can be by physical or chemical processes (ester or amide bond, etc.) after
US-PS 4003988 und folgenden Literaturangaben erreicht werden: B.K.VanWeemenundA. H.W.Schuurs, Febs Letters—Bd. 15, Nr.3, Juni 1971,S.232-235; P.Leinikki undSuvi Passila, J. din. Path., 1976,29, S. 1116-1120; B.R.Brodeur, F.E.Ashton undU.S. Patent No. 4,003,988 and following references: B.K. VanWeemen and A. H.W.Schuurs, Febs Letters-Bd. 15, No.3, June 1971, p.232-235; P. Leinikki and Suvi Passila, J. din. Path., 1976, 29, pp. 1116-1120; B.R.Brodeur, F.E. Ashton and
B. B. Diena, The Journal of Medical Microbiology, Bd. 15, Nr. 1,1981, S. 1-9; A. Voller 1, D. E. Bidwell 2, A. Barlett 2, D. G. Fleck 3,B. Diena, The Journal of Medical Microbiology, Vol. 15, No. 1,1981, pp. 1-9; A. Full 1, D.E. Bidwell 2, A. Barlett 2, D.G. Fleck 3,
M. Perkins 3 und B.OIadehin 3, J. Clin. Path., 1976,29, S. 150-153; Howard, H.Weetall, Immobilized Enzymes, Antigens, Antibodies, and Peptides (Immobilisierte Enzyme, Antigene, Antikörper und Peptide), Bd. 1.M. Perkins 3 and B. OIadehin 3, J. Clin. Path., 1976, 29, 150-153; Howard, H.Wetall, Immobilized Enzymes, Antigens, Antibodies, and Peptides (Immobilized Enzymes, Antigens, Antibodies and Peptides), Vol. 1.
Die Adsorptionsbindung der nicht immobilisierten Bestandteile andererseits kann nach bekannten Techniken erreicht werden, eine Sache, die aus der Affinitätschrpmatografie allgemein bekannt ist.The adsorption binding of the non-immobilized components, on the other hand, can be achieved by known techniques, a matter well known from affinity chromatography.
Sowohl die immobilisierten als auch die enzymmarkierten Antikörper, die in der Erfindung von Nutzen sind, können in toto oder in Fragmenten polyklonisch oder monoklonisch sein, wie beispielsweise Fab' und F)ab')2, möglicherweise in Mischung miteinander, und sie können spezifisch für eine oder mehrere aktive Stellen des Antigens sein.Both immobilized and enzyme-labeled antibodies useful in the invention may be polyclonal or monoclonal in toto or in fragments, such as Fab 'and F) ab') 2, possibly in admixture with each other, and may be specific to be one or more active sites of the antigen.
Die Enzymmarkierung der Antigene oder Antikörper kann nach bekannten Verfahren erfolgen, beispielsweise den in dem oben genannten Text „Enzyme Immunoassay" genannten, wobei jedes Enzym verwendet werden kann, das/nit Beziehung zu einem Substrat eine Chromogenreaktion hervorrufen kann, wie beispielsweise Peroxidase, alkalische Phosphatase, /3-Galaktosidase oder ähnliche. Diese Enzyme können beispielsweise durch Glutaraldehyd, Dimaleimid und deren Ester nach den Verfahren assoziiert werden, die auf den Seiten 54 bis 113 des oben genannten Textes „Enzyme Immunoassay" beschrieben werden.Enzyme labeling of the antigens or antibodies may be by known methods, such as those mentioned in the above text "Enzyme Immunoassay", any enzyme which can induce a chromogen reaction to a substrate, such as peroxidase, alkaline phosphatase , / 3-galactosidase or the like These enzymes can be associated, for example, with glutaraldehyde, dimaleimide and their esters by the methods described on pages 54 to 113 of the above-mentioned text "Enzyme Immunoassay".
Beide, Antikörper und Antigene, können hinsichtlich der Menge ohne Einschränkung auf die Unterlage aufgebracht werden, wobei die Menge, in Abhängigkeit vom jeweitigen Analysetyp, wenigstens zwischen 1 und 10 mg/cm2 schwanken kann und nur zu berücksichtigen ist, daß die enzymmarkierte Komponente wenigstens in stöchiometrisch gleichen Mengen vorhanden ist.Both antibodies and antigens can be applied to the substrate without restriction on the amount, the amount depending on the type of analysis in question may vary at least between 1 and 10 mg / cm 2 and it is only to be considered that the enzyme-labeled component is at least is present in stoichiometrically equal amounts.
Wie bereits ausgeführt, ist eine quantitative Bestimmung durch eine Ermittlung des Pegels der entwickelten Farbe entweder auf willkürliche Weise oder anhand eines geeigneten Anzeigegerätes möglich.As already stated, a quantitative determination is possible by determining the level of the developed color either in an arbitrary manner or by means of a suitable display device.
Die erste oder Trennzwischenzone schließlich kann einfach aus einem Material bestehen, das als chromatografische Unterlage dienen kann, auf denen solche Substanzen adsorbiert werden können, die in der Lage sind. Verbindungen zu entfernen, welche die Identifikationsreaktion stören können. Sie kann beispielsweise bestehen aus lonenaustauschharzen zum Maskieren von Schwermetallen; immobilisierten Enzymen zum Abbau von Harnstoff oder anderen Stoffwechselprodukten; Antiproteinantikörpernzum Entfernen von Albumin; Antikörpern, die spezifisch für Moleküle mit einer Ähnlichkeit zu dem zu bestimmenden Antigen sind, usw.Finally, the first or intermediate separation zone may simply consist of a material which can serve as a chromatographic support on which such substances capable of being adsorbed can be adsorbed. Remove compounds that may interfere with the identification reaction. It may for example consist of ion exchange resins for masking heavy metals; immobilized enzymes for degradation of urea or other metabolites; Antiprotein antibodies to remove albumin; Antibodies that are specific for molecules with a similarity to the antigen to be determined, etc.
Mit dem oben beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung schafft die Erfindung ein Mittel, mit dem es möglich ist, auf einfache, schnelle und genaue Weise eine große Zahl unterschiedlicher klinischer Parameter zu bestimmen, beispielsweise Peptidhormone wie HCG, LH, Steroidhormone wie Progesteron, Estronglukoronid, Prägnanediolglukoronid oder andere Parameter von allgemeinen klinischen Interesse wie Streptolysin, Immunglobuline, Viren wie Herpesviren, HTLV-3-Viren usw.With the method and apparatus described above, the invention provides a means by which it is possible to determine in a simple, rapid and accurate manner a large number of different clinical parameters, for example peptide hormones such as HCG, LH, steroid hormones such as progesterone, estrone glucuronide, pregnane diol glucuronide or other parameters of general clinical interest such as streptolysin, immunoglobulins, viruses such as herpesviruses, HTLV-3 viruses, etc.
Außerdem können auf derselben Unterlage mehrere enzymmarkierte Antigen und/oder Antikörper zusammen mit den entsprechenden immobilisierten Antikörper/Antigenen untergebracht werden, wodurch es möglich ist, durch das Vorhandensein einer entsprechenden Zahl von Chromogensubstraten, die vorzugsweise so ausgewählt werden, daß sie durch die Reaktion mit unterschiedlichen enzymmarkierten Komplexen unterschiedliche Farben entwickeln, in verschiedenen Zonen gleichzeitig eine Reihe klinischer Parameter zu bestimmen.In addition, several enzyme-labeled antigens and / or antibodies can be accommodated on the same support together with the corresponding immobilized antibody / antigens, whereby it is possible to obtain, by the presence of a corresponding number of chromogen substrates, which are preferably selected to be different by reaction with each other enzyme-labeled complexes develop different colors, in different zones at the same time to determine a number of clinical parameters.
AusführungsbeispieiAusführungsbeispiei
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to some examples.
In den beiliegenden Zeichnungsfiguren bezeichnet das Symbol -vp> d.as Antigen; bezeichnet das SymbolIn the accompanying drawing figures, the symbol -vp> denotes the antigen; denotes the symbol
\ 0 das immobilisierte Antigen; bezeichnet das Symbol -^J> C. das enzymassoziierte Antigen, \ 0 the immobilized antigen; , the symbol - ^ J> C., the enzyme-associated antigen,
während die Symbole > - , > 0, } T" auf gleiche Weiseden Antikörper,while the symbols > -,> 0,} T "in the same way the antibody,
den immobilisierten Antikörper bzw. den enzymassoziierten Antikörper bezeichnen. Schließlich bezeichnet das Symboldenote the immobilized antibody or the enzyme-associated antibody. Finally, the symbol denotes
OdasChromogensubstrat, Q 0 bezeichnet den immobilisierten Anti-Antikörper, undOdas chromosome substrate, Q 0 denotes the immobilized anti-antibody, and
der Pfeil bezeichnet die Richtung der ankommenden Flüssigkeit.the arrow indicates the direction of the incoming liquid.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Fig. 1: schematisch eine Anordnung, die es nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ermöglicht, ein Antigen zu bestimmen und die besteht aus einer Auflage (Streifen, Rohr oder einem anderen Element) mit einer ersten Zone, welche den enzymmarkierten Antikörper enthält, der spezifisch für das zu bestimmende Antigen ist, einer zweiten, an die erste angrenzenden Zone, welche das immobilisierte Antigen enthält und an die sich eine Trennzone anschließt, und schließlich einer Zone mit dem Chromogensubstrat. Wenn ein Rohr als Auflage verwendet wird, können die Rohrenden durch poröse Membranen geschlossen werden.Fig. 1 shows schematically an arrangement which, according to an embodiment of the invention, allows to determine an antigen and which consists of a support (strip, tube or other element) with a first zone containing the enzyme-labeled antibody specific for the antigen to be determined is a second zone adjacent to the first containing the immobilized antigen and followed by a separation zone and finally a zone containing the chromogen substrate. If a pipe is used as a support, the pipe ends can be closed by porous membranes.
Fig. 2: den Fall, daß ein Antikörper zu bestimmen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die biologische Flüssigkeit im Gegensatz zum vorangegangenen Fall veranlaßt, in der durch den Pfeil bezeichneten Abwärtsrichtung durchzulaufen, um nacheinander zuerst mit dem enzymmarkierten Antigen, dann mit dem immobilisierten Antikörper und zum Schluß mit dem Chromogensubstrat in Kontakt zu kommen, das, statt auf die feste Unterlage adsorbiert zu werden, der aus dem unteren Ende der Vorrichtung austretenden Flüssigkeit zugesetzt werden kann.Fig. 2: the case that an antibody is to be determined. In this embodiment, unlike the previous case, the biological fluid is caused to pass in the downward direction indicated by the arrow to successively first contact the enzyme-labeled antigen, then the immobilized antibody, and finally the chromogen substrate, which instead be adsorbed on the solid support, which can be added to the emerging from the lower end of the device liquid.
Fig. 3: für den in der Fig. 1 gezeigten Fall die verschiedenen Migrationsschritte unter den Bedingungen eines positiven (+)und eines negativen (-) Verlaufs des Tests (Vorhandensein oder Fehlen des betreffenden Antigens).FIG. 3: for the case shown in FIG. 1, the different migration steps under the conditions of a positive (+) and a negative (-) course of the test (presence or absence of the relevant antigen).
Fig.4: ein anderes Ausführungsbeispiel, das dem in der Fig. 1 gezeigten ähnlich ist und sich nur darin unterscheidet, daß das immobilisierte Antigen mit dem enzymmarkierten Antikörper voragglutiniert ist; jedes in der biologischen Flüssigkeit vorhandene Antigen tritt damit mit dem immobilisierten Antigen in einen Wettstreit, um den markierten Antikörper freizusetzen, wodurch dieser in das Chromogensubstrat wandern kann.Fig. 4 shows another embodiment similar to that shown in Fig. 1, differing only in that the immobilized antigen is pre-glutinated with the enzyme-labeled antibody; any antigen present in the biological fluid is thus in competition with the immobilized antigen to release the labeled antibody, allowing it to migrate into the chromogen substrate.
Fig. 5: eine weitere Variante des Verfahrens zur Bestimmung von Antigenen. In diesem Fall besteht die Unterlage aus einer ersten Zone, welche ein enzymmarkiertes Antigen enthält, einer zweiten Zone, auf die ein entsprechender Antikörper adsorbiert wurde, schließlich einer Zone, welche einen immobilisierten Anti-Antikörper enthält (beispielsweise . Sepharoseprotein A oder Anti-lgC, gebunden an PVC), an die sich wiederum das Chromogensubstrat anschließt; auch in diesem Fall ist es nur der Kampf mit dem in der biologischen Flüssigkeit vorhandenen freien Antigen, der bewirkt, daß das enzymmarkierte Antigen das Substrat erreicht, während der Antikörper-Antigen-Komplex durch den Anti-Antikörper gefangen bleibt. IFig. 5: another variant of the method for the determination of antigens. In this case, the pad consists of a first zone containing an enzyme-labeled antigen, a second zone to which a corresponding antibody has been adsorbed, and finally a zone containing an immobilized anti-antibody (for example, Sepharose protein A or anti-IgC, bonded to PVC), which in turn is followed by the chromogen substrate; also in this case, it is only the fight with the free antigen present in the biological fluid which causes the enzyme-labeled antigen to reach the substrate while the antibody-antigen complex remains trapped by the anti-antibody. I
Fig. 6a und 6 b: einen anderen Typ der Vorrichtung, gesehen im Querschnitt bzw. in der Draufsicht. Die Vorrichtung besteht aus einem Auflagestreifen 2, der mit Löchern 1 für das Hindurchfließen einer Flüssigkeit versehen ist, und der einen undurchlässigen transparenten Überzug 3 hat, der es ermöglicht, die chromogenhaltige Schicht 4 visuell zu überprüfen. In diesem Fall kann das Ablesen zur qualitativen Bestimmung visuell oder mit Hilfe eines Auslenkmeßgerätes zur quantitativen Bestimmung erfolgen.Fig. 6a and 6b: another type of device, seen in cross section and in plan view, respectively. The device consists of a support strip 2 which is provided with holes 1 for the passage of a liquid, and which has an impermeable transparent coating 3, which makes it possible to visually check the chromogen-containing layer 4. In this case, the reading for qualitative determination can be made visually or by means of a deflection meter for quantitative determination.
Die gezeigten Ausführungsbeispiele sollen nur das Prinzip der Erfindung veranschaulichen?ohne diese einzuschränken. So kann beispielsweise die Größe der einzelnen Zonen in jedem einzelnen Fall unterschiedlich sein, sie liegt normalerweise im Bereich zwischen einigen Millimetern und einigen Zentimetern. Außerdem wurden bestimmte Details nicht gezeigt, die eine einfachere Anwendung der Auflage der Erfindung ermöglichen könnten, beispielsweise Tragegriffe, Vorrichtung zum Absaugen der biologischen Flüssigkeit, Kennzeichnungen zur Angabe der Seite, auf welcher die biologische Flüssigkeit einzuführen ist," Farbskalen, die auf einer Seite der das'Chromogensubstrat enthaltenden Zone angebracht sind, usw. Die Vorrichtungen nach der Erfindung können auch symmetrische Vorrichtung mit einer an beiden Enden angeordneten enzymmarkierten Komponente sein, an diese schließen sich dann die oben genannten Folgezonen an. Diese Maßnahme dient dazu, ein falsches Einführen der Flüssigkeit zu vermeiden. Außerdem können für den häuslichen Gebrauch entsprechend verpackte Kompakteinheiten geschaffen werden, die im erforderlichen Maße über sterile, stabile, abgestimmte Eigenschaften usw. verfügen.The embodiments shown are only intended to illustrate the principle of the invention without limiting it. For example, the size of the individual zones may vary in each case, usually ranging between a few millimeters and a few centimeters. In addition, certain details have not been shown that could allow for easier application of the invention, such as carrying handles, biological fluid aspirator, markers indicating the side on which the biological fluid is to be introduced, "color gamuts displayed on one side of the biological fluid The devices according to the invention may also be a symmetrical device with an enzyme-labeled component arranged at both ends, to which the above-mentioned follow-on zones then adjoin, this measure serving to introduce a wrong introduction of the liquid In addition, for domestic use packaged compact units can be created which have the requisite degree of sterile, stable, coordinated properties, etc.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die Methode und Vorrichtung nach der Erfindung vielseitig und praktisch in der Anwendung sind und in einem breiten Bereich der klinischen Analyse angewendet werden können, ohne daß spezielle Ausrüstungen oder Fähigkeiten erforderlich sind. Sie ermöglichen es außerdem und vor allem, Analyseergebnisse in kurzer Zeit, in der Regel in der Spanne von Minuten, zu ermitteln.From the foregoing it will be seen that the method and apparatus of the invention are versatile and practical in application and can be applied in a wide range of clinical analysis without the need for specialized equipment or skills. In addition, they make it possible to determine analysis results in a short time, usually in the span of minutes.
Die Erfindung wird nun anhand des folgenden Beispiels ausführlicher erklärt, welches aber in keiner Weise den Geist und den Rahmen der Erfindung einschränken soll.The invention will now be explained in more detail by the following example, which is not intended to limit the spirit and scope of the invention in any way.
a. Herstellung von auf PVC immobilisiertem HCGa. Preparation of PVC immobilized on PVC
100g PVC, Teilchengröße 200μ, werden in einer Lösung von HCG zu 50 Einheiten/ml in Phosphatpuffer bei einem pH-Wert von 7,2 bei 370C über Nacht behandelt. Das beschichtete Polymer wird fünfmal mit demselben Puffer gewaschen und bei 370C 10 Stunden lang getrocknet.100 g PVC, particle size 200μ, are treated in a solution of HCG at 50 units / ml in phosphate buffer at pH 7.2 at 37 ° C. overnight. The coated polymer is washed five times with the same buffer and dried at 37 ° C. for 10 hours.
b. Herstellung von peroxidasemarkiertem Anti-HCGb. Preparation of peroxidase-labeled anti-HCG
Anti-HCG (10ml) von Kaninchen wird dreimal mit 18%igem anhydrischen Natriumsulfat ausgefällt und das Produkt nach jeder Ausfällung aus 10 ml destilliertem Wasser gewonnen. Dann wird das Produkt über Nacht bei +40C anhand eines Phosphatpuffers bei einem pH-Wert von 7,2,1OmMoI, diaiysiert.Rabbit anti-HCG (10 ml) is precipitated three times with 18% anhydrous sodium sulfate and the product is recovered from each 10 ml of distilled water after each precipitation. Then, the product overnight at +4 0 C, using a phosphate buffer at a pH of 7,2,1OmMoI is diaiysiert.
Diedialysierte Lösung wird mit 100mg Peroxydase RZ 3.00 und 25ml 25%igem Glutaraldehyd bei +40C 48 Stunden behandelt. Die Lösung wird auf Sephadex G 150, das mit Natriumchlorid, 5OmMoI, ausgewogen ist, eluiert. Der eluierte Anti-HCG-Peroxidase-Komplex kann bei -2O0C gelagert werden.The dialyzed solution is treated with 100 mg of peroxydase RZ 3.00 and 25 ml of 25% glutaraldehyde at +4 0 C for 48 hours. The solution is eluted on Sephadex G 150, which is balanced with sodium chloride, 50mMoI. The eluted anti-HCG peroxidase complex can be stored at -2O 0 C.
c. Herstellung von markiertem, auf der Unterlage adsorbierten Antikörperc. Preparation of labeled antibodies adsorbed on the support
Glas, 50g, wird mit Anti-HCG-Peroxidase, 5ml, 1:500 in Posphatpuffer verdünnt, 1OmMoI, pH-Wert 7,2, behandelt, und das Produkt wird über Nacht bei 37°C getrocknet.Glass, 50g, is treated with anti-HCG peroxidase, 5ml, diluted 1: 500 in phosphate buffer, 10mMoI, pH 7.2, and the product is dried overnight at 37 ° C.
d. Herstellung des auf der Unterlage adsorbierten Chromogensd. Preparation of the chromogen adsorbed on the support
50g Glas werden mit 50mg Tetramethylbenzidin, das in 5ml DMSO-Wasser aufgelöst ist, behandelt.50g of glass are treated with 50mg of tetramethylbenzidine dissolved in 5ml of DMSO water.
e. Säulenfüllunge. column packing
Eine Glassäule (3,5 mm Innendurchmesser, 15 cm Höhe) wird von unten nach oben mit folgenden Materialien gefüllt: adsorbierte Anti-HCG-Peroxidase, immobilisierte HCG, adsorbiertes Chromogen, die nach obenstehenden Ausführungen hergestellt wurden.A glass column (3.5 mm inner diameter, 15 cm height) is filled from bottom to top with the following materials: adsorbed anti-HCG peroxidase, immobilized HCG, adsorbed chromogen prepared in the above manner.
Die Glassäule wird an beiden Enden mit Baumwolle oder einem anderen geeigneten porösen Stopfen verschlossen.The glass column is closed at both ends with cotton or another suitable porous plug.
f. Durchführung der Analysef. Carrying out the analysis
Die oben beschriebene Säule wird mit dem zu analysierenden Harnstoff in Kontakt gebracht, der durch die Kapillarwirkung in der Säule nach oben steigt. Wenn HCG im Harnstoff vorhanden ist, wird er an die Anti-HCG-Peroxidase gebunden, die im ersten Säulenabschnitt enthalten ist; beim weiteren Aufsteigen ruft er keine weitere Agglutinierungsreaktion mit dem immobilisierten HCG hervor, das im zweiten Säulenabschnitt enthalten ist, so daß er seinen Weg bis zum letzten Säulenabschnitt fortsetzt, in welchem sich das Chromogensubstrat befindet, das durch die Reaktion mit dem Enzym eine blaue Farbe entwickelt; bei einer Sandwich-Analyse wird der Komplex spezifisch an die Zone (c) durch immunochemische Reaktion gebunden, und die blaue Farbe wird durch die Reaktion mit dem Enzym und dem Chromogensubstrat hervorgerufen, wobei die blaue Farbe in der Zone (c) sichtbar wird. Ist dagegen kein HCG im Harnstoff enthalten, erreicht der Anti-HCG-Peroxidasekomplex im ersten Säulenabschnitt nach freiem Aufsteigen die Säulenzone, in der sich das immobilisierte HCG befindet, und wird durch immunochemische Reaktion an dieses gebunden, so daß er das Chromogensubstrat nicht erreichen kann. Es bildet sich also keine Farbe heraus; bei der Sandwich-Analyse wird die Anti-HCG-Peroxidase in der Zone (c) nicht gebunden und aus dieser Zone ausgewaschen, auch auf diese Weise wird keine Farbe entwickeltThe column described above is contacted with the urea to be analyzed, which rises by capillary action in the column. When HCG is present in urea, it is bound to the anti-HCG peroxidase contained in the first column section; on further increase, it does not cause any further agglutination reaction with the immobilized HCG contained in the second column section so that it continues its way to the last column section in which is the chromogen substrate which develops a blue color upon reaction with the enzyme ; in a sandwich analysis, the complex is specifically bound to zone (c) by immunochemical reaction, and the blue color is evoked by the reaction with the enzyme and chromogen substrate, the blue color becoming visible in zone (c). On the other hand, if no HCG is contained in the urea, the free HCG peroxidase complex in the first column section reaches the column zone in which the immobilized HCG is located, and is bound thereto by immunochemical reaction, so that it can not reach the chromogen substrate. So no color is formed; in the sandwich analysis, the anti-HCG peroxidase in the zone (c) is not bound and washed out of this zone, also in this way no color is developed
Der oben beschriebene Prozeß kann auch beim Systemen mit absteigender Flüssigkeit angewendet werden. The process described above can also be used in descending liquid systems.
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