DD253483A5 - Verfahren und Analyseelement zum Analysieren von flüssigen Stoffen, insbesondere von Körperflüssigkeiten - Google Patents

Abstract

Die zu analysierende Fluessigkeit wird im Analysenelement durch Einsatz eines kuenstlichen Gravitationsfeldes unter Ausnutzung des Gesetzes der kommunizierenden Roehren bewegt. Das Analysenelement besteht speziell aus einem U-foermigen Rohr. Ein bestimmtes Probenvolumen wird in eine Traegerphase gesaugt, die ins Ende des fallenden Schenkels eingesetzt wird. Die Probe wandert infolge hydroxiatischen Druckunterschiedes durch die Ausbreitungszone zum aufsteigenden Schenkel und gelangt in die Reaktionszone. In der Messzone wird die reaktionsbedingte Veraenderung gemessen. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Analysenelement zum Analysieren von flüssigen Stoffen, insbesondere Körperflüssigkeiten, unter Verwendung eines integrierten Analysenelementes, bei welchem die Probendosierung und die sonstigen Maßnahmen zur Vorbereitung der Probe für die Messung der gewünschten Große im Innern des Elementes erfolgen.

Als zu analysierende Stoffe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kommen vor allem Körperflüssigkeiten₍wie Vollblut, Plasma, Serum und Harn oder auch Wasser bzw. Kolloidlösungen in Frage.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Man hat bereits versucht, für Blutanalysen ein integriertes Analysenelement zu schaffen, jedoch war es bisher nicht gelungen, ein Element zu schaffen, das bei bloßer Probenahme und Ergebnismessung den Befund liefert. Da natürlich die Forderung nach Genauigkeit besteht, gestaltete sich die Entwicklungsarbeit besonders schwierig und war denn auch erfolglos geblieben. Zu den bedeutendsten genauigkeitsstörenden Faktoren bei Blutanalysen gehört der Hämatokrit (HK), dessen große Schwankungsbreite beträchtliche Fehler bei den Analysenergebnissen bewirkt. Der hämatokritbedingte Hauptnachteil besteht in der Schwankung der Blutviskosität in Abhängigkeit vom Hämatokritwert. Herkömmlicherweise werden die klinischen Befunde denn auch als Plasma- oder Serumergebnisse angegeben, wobei der Hämatokrit bereits vor der Analyse durch Abscheiden der Blutkörperchen eliminiert wird. Bei Verwendung von Vollblut wiederum ist mit ungenauen Ergebnissen zu rechnen. Bei den integrierten Analysenelementen ist man bestrebt, alle an der Probe vorzunehmenden Maßnahmen im Inneren des Elementes durchzuführen. Angestrebt wird somit, die Probenvorbehandlung, die quantitative Dosierung der Probe und die quantitative Dosierung der Reagenzien im Element, das heißt, nicht als separate Maßnahmen außerhalb des Elementes vorzunehmen. Für quantitative Analysen existieren einige bekannte Vorrichtungen, denen das Ziel eines integrierten Analysenelements zugrunde liegt. Derartige Vorrichtungen sind unter anderen in der GB-Patentschrift 1440464, in den US-Patentschriften 3992158,4066403 und 4363874 wie auch in der CA-Patentschrift 1162075,derDEOffenlegungsschrift3133538 und der GB-Offenlegungsschrift 2095404 beschrieben.

In allen vorgenannten Publikationen werden Vorrichtungen dargelegt, bei denen die für die Analyse erforderlichen Zonen schichtartig übereinander angeordnet sind. Die Probe wird in die eine Schicht eingegeben, und in einer anderen Schicht erfolgen die passenden Reaktionen, auf Grund deren dann auf die eine oder andere Weise die gewünschte Größe gemessen wird. In den Schriften sind auch diverse Verbesserungen bezüglich der Schichtmaterialien, der Dosierungssysteme usw. beschrieben. Wie bereits erwähnt, bildet bei Vollblut der Hämatokrit in bezug auf die Genauigkeit die schwerwiegendste Hürde. Soll vom Blut entweder nur das Plasma oder nur das Serum verwendet werden, so entfällt der Hämatokrit, jedoch erfordert die Trennung einen separaten Arbeitsgang und eigene Apparaturen. Neben erhöhtem Arbeitsaufwand und allgemeiner Komplizierung der Meßergebnisgewinnung ist für diese Arbeitsgänge auch speziell ausgebildetes Personal erforderlich. Ein Genauigkeitshindernis besteht weiter darin, daß die einzusetzenden Materialien nicht unbedingt ein gleichmäßiges Diffundieren der Probe von einer Schicht in die andere gewährleisten. Auch die Ungleichheit der Probenviskosität, die u.a. aus Hämatokritschwankungen resultiert, führt zu Genauigkeitsproblemen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Minimierung der fehlerverursachenden Faktoren bei gleichzeitiger Erhöhung der Genauigkeit und Vereinfachung der Analyse sowie in der Einsparung der zur externen Probenvorbehandlung erforderlichen Apparaturen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Analysenelement von flüssigen Stoffen zu entwickeln, das es gestattet, auf eine externe Probenvorbehandlung zu verzichten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zu analysierende Flüssigkeit im Analysenelement durch Einsatz eines künstlichen Gravitationsfeldes unter Ausnutzung des Gesetzes der kommunizierenden Röhren als die Strömung der zu analysierenden Flüssigkeit begrenzenden Haupt- oder Teilfaktor bewegt wird.

Zu einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das künstliche Gravitationsfeld mit Hilfe von Zentrifugalkraft geschaffen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß als der eine die Strömung der zu analysierenden Flüssigkeit begrenzende Teilfaktor das Gesetz der kommunizierenden Röhren und als zweiter Teilfaktor die Oberflächenspannung der Probe wirkt.

Zweckmäßigerweise wird die Strömung der zu analysierenden Flüssigkeit nach dem Prinzip des Gesetzes der kommunizierenden Röhren, vorzugsweise durch Verwendung eines U-Rohres als Analysenelement begrenzt.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zu analysierende Flüssigkeit durch Eintauchen der Trägerphase in die zu analysierende Flüssigkeit halbquantitativ oder quantitativ dosiert.

Es ist auch vorteilhaft, daß die in der zu analysierenden Flüssigkeit enthaltenen Partikel, etwa die Blutkörperchen bei Vollblut, durch ein in den Weg der mittels künstlichen Gravitationsfeldes zu bewegenden Flüssigkeit eingeschaltetes Filter und/oder durch Zentrifugalkraft abgetrennt werden.

Zweckmäßig ist es ferner, die Partikel so abzutrennen, daß sie dennoch in dem durch die Flüssigkeitsspiegel bestimmten Raum als Teil des Flüssigkeitsvolumens verbleiben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe weiter dadurch gelöst, daß das Analysenelement aus wenigstens zwei separaten Schenkeln besteht, die nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren miteinander verbunden sind.

In einer Ausführungsform besteht das Analysenelement aus einem U-Rohr mit einem fallenden Schenkel und einem aufsteigenden Schenkel, wobei der fallende Schenkel an seinem Ende eine Trägerphase aufweist, die als Vordosierer fungiert und beim Eintauchen in die zu untersuchende Flüssigkeit diese halbquantitativ oder quantitativ dosiert. Die Trägerphase besteht aus fasrigem oder porösem Material und ist in einer separaten Hülse angeordnet. Die Trägerphase kann auch zweckmäßigerweise von einer Kapillare oder einem Kapillarensystem gebildet werden, die/das ein Bestandteil der Rumpfkonstruktion des Elementes ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Analysenelementes weist es einen Filterzum Abtrennen von Partikeln von der zu analysierenden Flüssigkeit auf. Anstelle des Filters oder zusätzlich zum Filter kann ein Strömungsverlangsamer verwendet werden.

Es ist auch zweckmäßig, daß das erfindungsgemäße Analysenelement eine Ausbreitungszone, eine Reagenszone und eine Meßzone aufweist, wobei die Ausbreitungs- und Reaktionszone vereinigbar sind. Das erfindungsgemäße Analysenelement umfaßt eventuell zusätzlich noch eine separate Vorrichtung zur Durchführung der Messung, wobei diese eine Küvette für fotometrische Bestimmung ist.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Analysenelement einen fallenden Schenkel und mehrere aufsteigende Schenkel auf. Jeder der aufsteigenden Schenkel liefert zwecks Messung mehrerer verschiedener Eigenschaften der Probe eine eigene Reaktion.

Vorteilhafterweise enthält/enthalten der fallende oder die fallenden Schenkel mehrere Vordosierer.

Die Erfindung basiert auf der überraschenden Beobachtung, daß sich unter Einsatz eines künstlichen (externen) Gravitationsfeldes, besonders von Zentrifugalkraft, in einem für diesen Zweck konstruierten Analysenelement in der Praxis alle genauigkeitsabträglichen Faktoren vermeiden lassen und sich selbst beim Analysieren von Vollblut ein stets gleichgutes, genaues Ergebnis erzielen läßt. Die zweite Grunderkenntnis bei der Erfindung ist die, daß gemäß der Erfindung beim Abtrennen der Partikeln und bei der Primärdosierung der Probe als Haupt-oder Teilfaktor zur Begrenzung der Strömung der zu analysierenden Flüssigkeit das Gesetz der kommunizierenden Röhren zur Anwendung gebracht wird. Unter Primärdosierung ist hier die quantitative Dosierung der Probe in jenen Teil des Elements zu verstehen, in welchem die Messung der gewünschten Größe und die der Messung vorangehenden oder während der Messung voranschreitenden Reaktionen erfolgen.

Die technisch-ökonomischen Auswirkungen der Erfindung, insbesondere ihre Effektivität, besteht in der Minimierung der fehlerverursachenden Faktoren bei gleichzeitiger Erhöhung der Genauigkeit und Vereinfachung der Analyse. Die Erfindung zeichnet sich ferner dadurch aus, daß die zur externen Probenvorbehandlung erforderlichen Apparaturen eingespart werden.

Ausführungsbeispiel '

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: das allgemeine Prinzip des erfindungsgemäßen Analysenelements;

Fig.2: ein erfindungsgemäßes Analysenelement, angewendet auf luminometrische Messung;

Fig. 3: das gleiche Analysenelement, angewendet auf fotometrische Messung;

Fig.4: eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Analysenelementes; und

Fig. 5: eine weitere Ausführungsform des Analysenelementes '

In Fig. 1 ist das Grundprinzip der für am besten gehaltenen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Analysenelement 1 besteht aus einem U-förmigen Rohr, das speziell aus Glas gefertigt ist, wenngleich sich auch ein Kunststoffrohr für diesen Zweck eignet. Der eine Schenkel des Rohres wird hier als fallender Schenkel 2 und der andere (in der Figur kürzere) Schenkel als aufsteigender Schenkel 3 bezeichnet. Am Ende des fallenden Schenkels befindet sich die Trägerphase 4, die zwecks Aufsaugens eines bestimmten Probenvolumens in die zu untersuchende Probe getaucht wird. Die Trägerphase 4 ist in einer Kunststoffhülse 5 oder einer anderen entsprechenden Einrichtung angeordnet und kann somit leicht ins Ende des fallenden Schenkels 2 eingesteckt werden. Nach dem Aufsaugen der Probe wird vorzugsweise das gesamte Analysenelement 1 in eine Zentrifuge eingesetzt, deren Drehzahl man auf den gewünschten Wert einstellt. Die Zentrifugalkraft bewirkt, daß sich die Probe aus der Trägerphase 4 in Bewegung setzt und bis zum Filter 6 vordringt, wo die Blutkörperchen 7 von der Blutprobe abgetrennt werden. Die Blutkörperchen passieren das Filter 6 nicht, während das Serum weiter zum aufsteigenden Schenkel 3 wandert und dabei zuerst mit der Ausbreitungszone 8 und danach mit der Reaktionszone 9 in Berührung kommt, wonach es, dem Gesetz der kommunizierenden Röhren folgend, in die Meßzone 10 gelangt, wo die in der Reaktionszone 9 bewirkte reaktionsbedingte Veränderung jeweils in geeigneter Weise gemessen wird.

Die Stelle des Filters 6 wird jeweils zweckentsprechend gewählt. Eine zweckmäßigere Filteranordnung als die dargestellte Anordnung des Filters 6 im fallenden Schenkel ist die Anordnung des Filters 6 im aufsteigenden Schenkel 3, und zwar deshalb, weil bei der dargestellten Anordnung ganz offensichtlich die Gefahr einer Verstopfung des Filters gegeben ist und bei Anordnung im aufsteigenden Schenkel das Filter von jenem Flüssigkeitsdruck verschont bleibt, dem es im fallenden Schenkel ausgesetzt ist.

Wie bereits erwähnt, gründet sich die Erfindung auf die Erkenntnis, mit einem externen Gravitationsfeld zu arbeiten, mit dem die Strömung der flüssigen Probe stets und jedesmal auf die gleiche Weise auf bestimmte Werte gebracht wird. Arbeitet man mit einem U-Rohr als Analysenelement, so bekommt man den Flüssigkeitsspiegel im fallenden Schenkel 2 und im aufsteigenden Schenkel 3 stets auf gleiches Niveau, das in den Figuren durch die gebrochene Linie 13 veranschaulicht ist! Durch passende Positionierung der verwendeten Zonen läßt sich die gewünschte Größe stets am Ende des aufsteigenden Schenkels 3 genau messen. Falls jedoch gewünscht, kann das Niveau der Flüssigkeitsspiegel so gewählt werden, daß der Transport der letzten Phase der Probe in ihre Endposition durch Diffusion erfolgt.

In Fig.2 und 3 sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Analysenelements für luminometrische und fotometrische Messung der gewünschten Größe dargestellt. Die Bezugszeichen haben die gleichen Bedeutungen wie in Fig. 1. Bei der Ausführungsform in Fig. 3 ist am Ende des aufsteigenden Schenkels 3 des Analysenelements eine Einwegküvette 11 angeordnet, die eine unmittelbare fotometrische Bestimmung ohne jegliche zusätzliche Messungsvorbereitungen erlaubt. Die Einwegküvette 11 hat ein Fenster 12, das aus zwei Glas- ο. dgl. Scheiben besteht, zwischen denen Kapillarkräfte wirken. Die zu analysierende Flüssigkeit wird somit durch Kapillarkraftwirkung über das Meßfenster 8 verteilt. Die Ausbreitungszone 8 reicht bis ans untere Teil der Einwegküvette 11, und die Reaktionszone 9 und die Meßzone 10 sind bei dieser Ausführungsform vereint. Ingewissen Fällen kann auf das zu den oben beschriebenen Ausführungsformen gehörende Filter auch völlig verzichtet werden. Eine solche Alternative ist in Fig.4 dargestellt, die gegenüber den obigen Ausführungsformen zwei Änderungen aufweist. Wird auf das Filter verzichtet, so muß die Strömung der in dem Rohr wandernden Flüssigkeit so begrenzt werden, daß das verwendete externe Gravitationsfeld z.B. die Blutkörperchen einer Blutprobe am Boden 15 des Rohres zu stoppen vermag. Hierzu schaltet man eine in der Figur beispielmäßig dargestellte Verengung (Kapillare) 16 ein. Das Bodenteil des Rohres kann, wie in Fig.4 gezeigt, erweitert sein, damit, nachdem sich die Blutkörperchen der Blutprobe infolge der Zentrifugalkraftwirkung am Boden 15 des Rohres abgelagert haben, zur oberen Begrenzungsfläche des verbreiterten Bodenteils noch freier Raum bleibt, den die Blutkörperchen nicht ausfüllen. Damit soll gesichert werden, daß von der erzwungenen Strömung keine Blutkörperchen an Stellen transportiert werden, wo sie nicht erforderlich oder zulässig sind.

Anstelle der Kapillare 16 kann eine beliebige Strömungsdämpfende Lösung verwendet werde, wie zum Beispiel passend poröses Material, das die Blutkörperchen zumindest teilweise passieren läßt, aber dennoch die Fließgeschwindigkeit drosselt. Fig. 5 zeigt eine alternative Anwendungsform der Erfindungsidee. Der fallende Schenkel 2 ist hier ein an seinem unteren Ende zumindest teilweise offenes Rohr, und der aufsteigende Schenkel besteht aus einem ersteres Rohr umgebenden, unten geschlossenen Rohr 3, das natürlich um einen gewünschten Betrag größer als das innere Rohr ist. Alle Funktionen sind jedoch exakt die gleichen wie die in Fig. 2 und 3 beschriebenen. Der Strömungswiderstand läßt sich bei dieser Konstruktion leicht durch Anbringen einer kapillaren Öffnung im Boden des Innenrohres herbeiführen. Hierbei erübrigt sich dann das Filter 6, wenngleich dieses ebensogut auch zusammen mit Strömungswiderständen eingesetzt werden kann, da dann der Filtriervorgang eine passende zeitliche Verzögerung erfährt, die unter gewissen Umständen von großem Vorteil sein kann. Bei sämtlichen Ausführungsformen wird also nach dem gleichen Grundprinzip und mit gleichartigen Analysenelementen gearbeitet.

Die Trägerphase 4 des Analysenelements ist in ihrer typischen Form stark hydrophil, wobei das Dosieren der Probe, insbesondere der Blutprobe, zeitsparend unter Ausnutzung von Kapillarkräften so erfolgt, daß ein kurzes Eintauchen der Trägerphase in die Probe für die halbquantitative oder quantitative Vordosierung genügt. Als Beispiele für Trägerphasen-Materialien seien Cellulose, Baumwolle, Filz, Filterpapier, Gelatine, Agarose und verschiedenartige Polymermaterialien genannt.

Das Hohlraumvolumen der Trägerphase beträgt vorzugsweise 15 bis 95%. Die Phase kann als Bestandteil der Rumpfkonstruktion des Analysenelements oder, wie vorangehend beschrieben, als separates Teil ausgebildet sein. Die Phase kann aus fasrigem oder porösem Werkstoff oder aus einem einzelnen Kapillarrohr oder aus einem Kapillarsystem bestehen. Das Filter 6 trennt Blutkörperchen vom Serum, so daß diese die anschließend vorzunehmenden Messungen nicht mehr so stören vermögen. Die Filterporen sind natürlich kleiner als die Blutkörperchen, damit letztere das Filter nicht passieren können. Die Blutkörperchen haben typisch eine Größe von 7 bis 30/xm, so daß die passende Filter-Porengröße zum Beispiel 0,1 bis δμ,Γη beträgt. Das Abtrennen der Blutkörperchen kann auch auf der Basis von Adsorption erfolgen, wobei das Filter aus dem gleichen Material wie die Ausbreitungszone 8 bestehen kann. Soll statt Vollblut ein anderer Stoff analysiert werden, so muß natürlich die Porengröße des Filters 6 so gewählt werden, daß damit ein Abtrennen der gewünschten Partikeln von der Flüssigkeit möglich ist.

Über die Materialwahl für die Ausbreitungszone 8 kann Einfluß auf verschiedene auf die Analyse wirkende Größen genommen werden. Speziell für die Ausbreitungszone wird kristallines Material von sehr kleiner Kristallgröße eingesetzt. Passende Stoffe für diesen Zweck sind zum Beispiel Kieselgur und polymeres körniges Material mit einer Korngröße von beispielsweise 80 bis 120μηι. Diese Stoffe können zum Beispiel in Celluloseestern, Polyvinylalkohol oder Gelatine dispergiert eingesetzt werden. Durch Regulierung des Hohlraumvolumens der Ausbreitungszone 8 lassen sich das Flüssigkeitsniveau und das erforderliche Probenvolumen beeinflussen. Weiter besteht die Möglichkeit, durch Regulieren anderer Eigenschaften des Ausbreitungszonen-Materials diese Phase zur selektiven Filtration, Interferenz-Elimination, für diverse chromatographische Anwendungsformen, für kompetitive immunologische Reaktionen usw. zu benutzen.

Die Reaktionszone 9 kann aus einer oder mehreren Zonen bestehen, in denen die für die Messung erforderlichen Reaktionen stattfinden. Die Zonen enthalten die für die Reaktionen notwendigen Reagenzien.

Die Meßzone 10 kann mit der Reaktionszone 9 zusammenfallen oder als separate Zone ausgebildet sein. Prinzipiell gilt, daß jene Größe, die in der Meßzone gemessen werden soll, in der Zone meßbar ist. Das Meßprinzip kann natürlich variieren, und es wird jeweils eine für das betreffende Verfahren passende Indikationsreaktion gewählt. Vorangehend wurden als Meßprinzipien Fotometrie und Luminometrie genannt, jedoch lassen sich das erfindungsgemäße Verfahren und Analysenelement zumindest auch auf reflektometrische und fluorometrische Messungen anwenden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch bei der gleichzeitigen Durchführung mehrerer verschiedener Bestimmungen zur Anwendung gebracht werden. Man modifiziert das Analysenelement dann so, daß der aufsteigende Schenkel 3 in mehrere separate, parallele Schenkel aufgeteilt ist, von denen jeder spezifisch die auf die betreffende Reaktion zugeschnittenen Reagenzien enthält. Natürlich liefern die einzelnen Schenkel dann voneinander verschiedene Färb- u.dgl. Reaktionen, und die von diesen angezeigten Eigenschaften können dann unabhängig voneinander gemessen werden. In gewissen Sonderanweisungen kann das Analysenelement auch mehrere fallende Schenkel aufweisen.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, bieten das erfindungsgemäße Verfahren und Analysenelement gegenüber den bekannten Verfahren und den herkömmlichen Analysen-Durchführungstechniken erhebliche Vorteile. Der gesamte Analysenvorgang ist in seiner Verwirklichung extrem einfach und erfordert somit kein Personal mit Laborantenausbildung. Das erfindungsgemäße Verfahren und Analysenelement bedeuten eine entscheidende Verbesserung der Verfügbarkeit von Analysendienstleistungen.

Das erfindungsgemäße Analysenelement bietet die Möglichkeit, auf jegliche Probenvorbehandlung zu verzichten und dennoch eine quantitative Probendosierung zu erzielen. Da sämtliche Reagenzien schon bei der Herstellung des Elements in passender Weise im voraus an bestimmte Stellen des Elements fixiert werden, ist auch die Dosierung der Reagenzien eine quantitative.

Desgleichen besteht die Möglichkeit, in der Probe eine gewünschte Anzahl verschiedener Reaktionen zu bewirken, wobei die Genauigkeit der Messung immer gewährleistet bleibt.

Von besonderer Bedeutung für die Meßgenauigkeit ist die erfindungsgemäß bewirkte Zwangsströmung. Da die Strömung durch hydrostatischen Druck bewirkt wird, bleibt die Temperatur in der Praxis völlig ohne Einfluß auf die Probendosierung. Auch die Diffusion läßt sich gemäß der Erfindung besser als bei den bekannten Vorrichtungen unter Kontrolle halten, denn die erzwungene Flüssigkeitsströmung verringert den diffusionsbedingten Rückfluß. Andrerseits kann aber, wie oben bereits erwähnt, erfindungsgemäß auch der Diffusion eine eigene Rolle belassen werden. Aufgabe der Diffusion ist es zum Teil auch, die Flüssigkeit in seitlicher Richtung gleichmäßig über den gesamten Bereich des Analysenelements zu verteilen. Falls erforderlich, kann die Diffusion in speziellen Anwendungen auch zur Sicherung einer gewünschten internen Strömung im Analysenelement genutzt werden.

Das erfindungsgemäß angewandte Prinzip der Ausnutzung des Gesetzes der kommunizierenden Röhren bei der Analyse bedeutet, daß die Flüssigkeitsströme im Analysenelement immer an der gleichen Stelle verlaufen, so daß die Genauigkeit auch in diesem Sinne gewährleistet ist/Durch Einsatz einer Kraft gewünschter Größe zum Bewegen der Flüssigkeit, zum Beispiel durch Anwendung einer bestimmten Drehzahl in der Zentrifuge, läßt sich die Wanderungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit so einstellen, daß stets Messungen von gleichmäßiger Genauigkeit gewährleistet sind. Im aufsteigenden Schenkel kann die Genauigkeit der Primärdosierung erforderlichenfalls zusätzlich durch Ausnutzung der Proben-Oberflächenspannung, durch passende Größe der Gas-Ausströmungsöffnung 14 u.dgl. Maßnahmen, gesichert werden.

Für den Fachmann ist selbstverständlich, daß die Erfindung bezüglich Meßprinzip, Formgebung o.dgl. nicht auf das oben beispielartig Angeführte beschränkt ist und die Modifizierung von Details zurfachlichen Routine zählt.

Das erfindungsgemäße Verfahren und Analysenelement lassen sich in einfacher Weise auch in Analysenautomaten einsetzen.

Claims (18)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zum Analysieren von flüssigen Stoffen, insbesondere Körperflüssigkeiten, unter Verwendung eines integrierten Analysenelements, bei welchem die Probendosierung und die sonstigen Proben-Vorbereitungsmaßnahmen für die Messung der gewünschten Größe im Inneren des Elements erfolgen können, dadurch gekennzeichnet, daß die zu analysierende Flüssigkeit im Analysenelement durch Einsatz eines künstlichen Gravitationsfeldes unter Ausnutzung des Gesetzes der kommunizierenden Röhren als die Strömung der zu analysierenden Flüssigkeit begrenzenden Haupt- oder Teilfaktor bewegt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das künstliche Gravitationsfeld mit Hilfe von Zentrifugalkraft geschaffen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch· 1, dadurch gekennzeichnet, daß als der eine die Strömung der zu analysierenden Flüssigkeit begrenzende Teilfaktor das Gesetz der kommunizierenden Röhren und als zweiter Teilfaktor die Oberflächenspannung der Probe wirkt.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung der zu analysierenden Flüssigkeit nach dem Prinzip des Gesetzes der kommunizierenden Röhren begrenzt wird.
4. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung der zu analysierenden Flüssigkeit durch Verwendung eines U-Rohres als Analysenelement begrenzt wird.
5. 6... Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu analysierende Flüssigkeit durch Eintauchen derTrägerphase (4) in die zu analysierende Flüssigkeit halbquantitativ oder quantitativ dosiert wird.
6. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in derzu analysierenden Flüssigkeit enthaltenen Partikeln, etwa die Blutkörperchen bei Vollblut, durch ein in den Weg der mittels künstlichen Gravitationsfeldes zu bewegenden Flüssigkeit eingeschaltetes Filter (6) und/oder durch Zentrifugalkraft abgetrennt werden.
7. 8.. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikeln so abgetrennt werden, daß sie dennoch in dem durch die Flüssigkeitsspiegel bestimmten Raum als Teil des Flüssigkeitsvolumens verbleiben.

   & Analysenelement zum Analysieren von flüssigen Stoffen, insbesondere von Körperflüssigkeiten, in einem integrierten Element, bei welchem die Probendosierung und die sonstigen Maßnahmen zur Vorbereitung der Probe für die Messung der gewünschten Größe im Inneren des Elements erfolgen können, dadurch gekennzeichnet, daß es aus wenigstens zwei separaten Schenkeln besteht, die nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren miteinander verbunden sind.
8. 10. Analysenelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem U-Rohr mit einem fallenden Schenkel (2) und einem aufsteigenden Schenkel (3) besteht.
9. 11. Analysenelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der fallende Schenkel (2) an seinem Ende eine Trägerphase (4) aufweist, die als Vordosierer fungiert und beim . Eintauchen in die zu untersuchende Flüssigkeit diese halbquantitativ oder quantitativ dosiert.
10. 12. Analysenelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerphase aus fasrigem oder porösem Material besteht und in einer separaten Hülse (5) angeordnet ist.
11. 13. Analysenelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerphase (4) von einer Kapillare oder einem Kapillarensystem gebildet wird, die/das eventuell einen Bestandteil der Rumpfkonstruktion des Elements (1) bildet.
12. 14. Analysenelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Filter (6) zum Abtrennen von Partikeln von der zu analysierenden Flüssigkeit aufweist.
13. 15. Analysenelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es anstelle des Filters (6) oder zusätzlich zum Filter (6) einen Strömungsverlangsamer (16) aufweist.
14. 16. Analysenelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Ausbreitungszone (8), eine Reaktionszone (9) und eine Meßzone (10) aufweist, wobei die Zonen (8) und (9) möglicherweise vereinigt sind.
15. 17. Analysenelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Analysenelement (1) eventuell zusätzlich noch eine separate Einrichtung zur Durchführung der Messung umfaßt.

    T8. Analysenelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß diese separate Einrichtung eine Küvette (11) für fotometrische Bestimmung ist.
16. 19. Analysenelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es einen fallenden Schenkel (2) und mehrere aufsteigende Schenkel (3) aufweist.
17. 20. Analysenelement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Messens mehrerer verschiedener Eigenschaften der Probe jeder der aufsteigenden Schenkel (3) eine eigene Reaktion liefert.
18. 21. Analysenelement nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der fallende Schenkel (2) oder die fallenden Schenkel (2) mehrere Vordosierer enthält/enthalten.