DE102021005858B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Echtzeitbestimmung einer Konzentrationsänderung von Mikroorganismen, Zellen in Suspensionskultur, Antigen-Antikörper-Komplexen und/oder partikulär vorliegenden, chemischen Reaktionsprodukten in flüssigen Proben - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Echtzeitbestimmung einer Konzentrationsänderung von Mikroorganismen, Zellen in Suspensionskultur, Antigen-Antikörper-Komplexen und/oder partikulär vorliegenden, chemischen Reaktionsprodukten in flüssigen Proben Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung (1) zur Echtzeitbestimmung einer Konzentrationsänderung von Mikroorganismen, Zellen in Suspensionskultur, Antigen-Antikörper-Komplexen und/oder partikulär vorliegenden, chemischen Reaktionsprodukten durch Belichtung einer flüssigen Probe (P) mit einem kohärenten Lichtstrahl (Le) und Intensitätsdetektion der Streustrahlung (Lstr) gleichzeitig durch zwei oder mehr voneinander unabhängigen Lichtsensoren (3)in einer Kleinwinkelanordnung bezüglich des eingestrahlten Lichts (Le). Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Gesamtvolumen der flüssigen Probe (P) während der gesamten Messdauer konstant gehalten wird; die flüssige Probe (P) bezüglich des eingestrahlten kohärenten Lichts (Le) mit einer konstanten Fließgeschwindigkeit (v) bewegt wird; und die Intensitätsdifferenz der an den wenigstens zwei Lichtsensoren (3) gemessenen Intensitäten zur Bestimmung der Konzentrationsänderung herangezogen wird. Es ist schnell, nicht invasiv, erfordert keine Kalibrierung und ist in seinen Verwendungsmöglichkeiten nur durch die Größe der Streuzentren limitiert, weshalb es sich insbesondere zur Echtzeitbestimmung von Antibiotikaresistenzen und zum schnellen und unkomplizierten Nachweis von Immunreaktionen eignet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Echtzeitbestimmung einer Konzentrationsänderung von Mikroorganismen, Zellen in Suspensionskultur, Antigen-Antikörper-Komplexen und/oder partikulär vorliegenden, chemischen Reaktionsprodukten durch Belichtung einer flüssigen Probe mit einem kohärenten Lichtstrahl und Detektion der Intensität der Streustrahlung gleichzeitig durch zwei oder mehr voneinander unabhängigen Lichtsensoren, wobei die wenigstens zwei Lichtsensoren in einer Kleinwinkelanordnung bezüglich des eingestrahlten Lichts angeordnet sind, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
  • Mikroorganismen, wie Bakterien, verschiedene Pilze, Algen oder Protozoen, vermehren sich unter geeigneten äußeren Bedingungen nahezu ungehindert, können jedoch durch Einwirkung von chemischen und/oder mikrobiologischen Substanzen, durch Temperatur- und Druckänderungen, durch Änderung des pH-Werts oder durch Einwirkung verschiedener Strahlungsarten (ionisierende oder nichtionisierende Strahlung) in ihrer Vermehrung beeinflusst werden. Steigt demnach beispielsweise die Zahl der Mikroorganismen innerhalb eines vorgegebenen und abgeschlossenen Probenvolumens im Fall geeigneter äußerer Bedingungen an, nimmt somit also die Mikroorganismenkonzentration kontinuierlich zu, so kann sich die Einwirkung eines oder mehrerer der genannten äußeren Einflüsse, je nachdem, ob sie für das mikrobielle Wachstum förderlich oder eher hinderlich sind, in Abweichungen von einer unbeeinträchtigten Konzentrationsentwicklung manifestieren.
  • Im Bereich der medizinischen Diagnostik und Krankenhaushygiene wird dies beispielsweise zur Resistenzprüfung infektiöser Mikroorganismen, insbesondere infektiöser Bakterien, bezüglich antibiotischer Wirkstoffe ausgenutzt. Einer Zellkultur der zu untersuchenden infektiösen Bakterien wird dabei eine definierte Menge eines Antibiotikums zugegeben und dann die Veränderung des Bakterienwachstums beobachtet. Im einfachsten Fall kann dies rein optisch und qualitativ erfolgen, zur Objektivierung und Quantifizierung haben sich im Stand der Technik allerdings bereits eine Reihe verschiedener Analysemethoden etabliert, welche bestrebt sind, die Partikel- bzw. Mikroorganismenkonzentration in einer Probe quantitativ zu bestimmen. Exemplarisch sei in diesem Zusammenhang auf die Nephelometrie, die Turbidimetrie oder die Bestimmung der optischen Dichte einer Probe hingewiesen. Die Durchflusszytometrie, insbesondere die fluoreszenzbasierte Durchflusszytometrie, eine Präzisionsmethode basierend auf der Auswertung von Emissionssignalen von durch Laserlicht angeregten Zellen beim Durchtritt durch den Mikrokanal einer Messküvette, liefert quantitative Informationen über einzelne Zellen und ermöglicht nach Analyse eines vorgegebenen Probenvolumens auch Aussagen über die darin enthaltene Zellpopulation. Innerhalb lichtoptischer Streumethoden haben sich zudem beispielsweise die sog. Nanopartikel-Tracking-Analyse (NTA) sowie die dynamische Lichtstreuung (DLS) etabliert.
  • Die Messung von Konzentrationsänderungen bestimmter Bestandteile von flüssigen Proben spielt auch in anderen Bereichen der medizinischen Diagnostik, in der Mikrobiologie, der Biochemie sowie in der pharmazeutischen Forschung eine herausragende Rolle. So lassen sich beispielsweise die minimale Hemmkonzentration von Wirkstoffen durch Messung von Konzentrationsänderungen von Mikroorganismen in einer mit dem zu untersuchenden Wirkstoff versetzten Probe bestimmen. Zudem können Informationen zur Infektionsimmunologie über eine Bestimmung der Konzentrationszunahme von Immunkomplexen durch Antigen-Antikörper-Reaktionen in Vollblut-, Serum- oder Plasmaproben oder von Stoffwechselprodukten von abgetrennten Blutzellen (z.B. Lymphozyten) gewonnen werden. Darüber hinaus lassen sich chemische Reaktionen generell über die Messung der Konzentrationsänderung der Reaktanden bezüglich der Ausbildung von Aggregaten, Flocken und/oder Kristallen mit einem von der Wellenlänge des verwendeten Lichts abhängigen Mindestpartikeldurchmesser, insbesondere von einem Mindestpartikeldurchmesser von 500 nm bei Einsatz von Rotlichtlasern, also von partikulär vorliegenden chemischen Reaktionsprodukten, untersuchen.
  • Nachteilig bei den genannten Methoden des Stands der Technik ist zum einen, bspw. im Fall der Nephelometrie und Turbidimetrie, eine Unempfindlichkeit gegenüber kleinen Konzentrationsänderungen. Viele der genannten Analysemethoden sind zudem vergleichsweise langsam bzw. erfordern eine besondere Probenvorbereitung, so dass schnell ablaufende Reaktionen nicht verfolgt werden können. Eine spezielle, oft über mehrere Schritte laufende Probenvorbereitung verzögert nicht nur nachteilig den Messbeginn, sondern kann auch zur Kontamination der jeweiligen Probe führen, was eine spätere Wiederverwendung und/oder eine Anschlussanalytik verhindert. Zudem erfordern viele der etablierten Analysemethoden einen enormen apparativen Aufwand - hohe Anschaffungs- und Wartungskosten, sowie ggf. hohe Schulungskosten des Betriebspersonals sind die Folge.
  • Aus der Druckschrift DE 27 47 698 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung von Öl in Wasser bekannt, bei dem eine Intensitätsdifferenz von zwei in einer Kleinwinkelanordnung angeordneten Lichtsensoren ausgewertet wird. Ferner offenbart die US 2020 / 0173901 A1 ein Verfahren zur Bestimmung von Konzentrationsänderungen von Partikeln in einem Gasstrom.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Echtzeitbestimmung einer Konzentrationsänderung von Mikroorganismen, Zellen in Suspensionskultur, Antigen-Antikörper-Komplexen und/oder partikulär vorliegenden chemischen Reaktionsprodukten bereitzustellen, welches schnell, apparativ einfach und ohne aufwendige Probenvorbereitung Aussagen über Konzentrationsänderungen innerhalb einer Probe ermöglicht. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens soll im Vergleich zu der bestehenden Messtechnik anderer entsprechender Verfahren kostengünstig, robust ausgestaltet und einfach bedienbar sein, sodass entsprechende Vorrichtungen insbesondere im Rahmen einer patientennahen Labordiagnostik („point-of-care-testing“) eingesetzt werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Echtzeitbestimmung einer Konzentrationsänderung von Mikroorganismen, Zellen in Suspensionskultur, Antigen-Antikörper-Komplexen und/oder partikulär vorliegenden chemischen Reaktionsprodukten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik dadurch aus, dass
    • - ein Gesamtvolumen der flüssigen Probe während der gesamten Messdauer konstant gehalten wird;
    • - die flüssige Probe bezüglich des eingestrahlten kohärenten Lichts mit einer konstanten Fließgeschwindigkeit bewegt wird;
    • - und die Intensitätsdifferenz der an den wenigstens zwei Lichtsensoren gemessenen Intensitäten zur Bestimmung der Konzentrationsänderung herangezogen wird.
  • Durch Belichtung einer flüssigen Probe, bei der Streuzentren wie insbesondere Mikroorganismen, Zellen in Suspension vorzugsweise in Nährlösung (sog. „Suspensionszellen“), Antigen-Antikörper-Komplexe in Serumproben und/oder Antigen-Antikörper-Komplexe in heparinisierten Vollblutproben in einem Lösungsmittel, vorzugsweise in einer physiologischen Kochsalzlösung oder in einer Phosphatpufferlösung, vorliegen, mit einem kohärenten Lichtstrahl wie bspw. einem Laser, entstehen bei der Streuung des kohärenten Lichts an den Streuzentren durch Interferenz der Streustrahlen, Intensitätsfluktuationen im Streulicht. Dasselbe gilt für beliebige chemische Reaktionen in Lösung, bei denen als Reaktionsprodukte Aggregate, Flocken und/oder Kristalle mit einem von der Wellenlänge des verwendeten Lichts abhängigen Mindestpartikeldurchmesser, insbesondere von einem Mindestpartikeldurchmesser von 500 nm beim Einsatz von Rotlichtlasern, also von partikulär vorliegenden chemischen Reaktionsprodukten, entstehen.
  • Mit Hilfe von CCD-Kameras lassen sich derartige Interferenzphänomene großflächiger bildlich darstellen und werden aufgrund ihres grobkörnigen Erscheinungsbildes als „Specklemuster“ bezeichnet. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, derartige Specklemuster, die durch Belichtung von Bakterien-Suspensionen in Küvetten erzeugt wurden, wobei die Specklemuster in diesem Fall durch Interferenz der Streustrahlen an den sich aufgrund der Brownschen Molekularbewegung regellos innerhalb der Küvette bewegenden Bakterien ergeben, mit Hilfe von umfangreichen statistischen Verfahren auszuwerten (H. Loufti, F. Pellen, B. Le Jeune, R. Lteif, M- Kallassy, G. Le Brun & M. Abboud, Real-time monitoring of bacterial growth kinetics in suspensions using laser speckle imaging, Nature - Scientific Reports (2020) 10:408).
  • Im Gegensatz zum vorgenannten „laser speckle imaging“, werden im erfindungsgemäßen Verfahren keine zweidimensionalen Bilder von Specklemustern mit Hilfe von aufwendigen statistischen Methoden ausgewertet. Stattdessen wird zunächst die Intensität der Streustrahlung gleichzeitig durch zwei oder mehr voneinander unabhängigen Lichtsensoren detektiert, wobei die wenigstens zwei Lichtsensoren in einer Kleinwinkelanordnung bezüglich des eingestrahlten Lichts angeordnet sind. Dabei wird ein Gesamtvolumen der flüssigen Probe während der gesamten Messdauer konstant gehalten. Die flüssige Probe wird zudem bezüglich des eingestrahlten kohärenten Lichts mit einer konstanten Fließgeschwindigkeit bewegt, was vorteilhaft eine Adhäsion der Streuzentren, insbesondere der Mikroorganismen, an den Gefäßwänden der Vorrichtung minimiert. Zur Bestimmung der Konzentrationsänderung wird schließlich die Intensitätsdifferenz der an den wenigstens zwei Lichtsensoren gemessenen Intensitäten herangezogen.
  • Bei der Differenzbildung werden probenunabhängige Einflussparameter, wie beispielsweise die Eigenfluktuation des eingestrahlten Lichts und gleichphasiges akustisches Rauschen, welche im Mittel von Messung zu Messung (sei es zeitlich nacheinander, aber auch bezüglich der Messungen an den wenigstens zwei Fotodioden) einen gleichen Beitrag leisten, vorteilhaft minimiert.
  • Probenabhängige Einflussparameter hingegen unterscheiden sich von Messung zu Messung, werden deshalb durch das Subtraktionsverfahren nicht entfernt und liefern einen signifikanten Beitrag zum Differenzsignal. Probenabhängige Einflussparameter auf die Streulichtintensität sind insbesondere die Form und Größe der Streuzentren, deren Bewegung (sowohl die Bewegungsgeschwindigkeit als auch das Bewegungsmuster) sowie die Anzahl der Streuzentren im Probenvolumen, also deren Konzentration.
  • Die bereits erwähnten Streulicht-Analyseverfahren wie das „laser speckle imaging“, die dynamische Lichtstreuung (DLS) aber auch die Nanopartikel-Tracking-Analyse (NTA) betrachten gewöhnlich „ruhende Proben“, bei denen sich das Lösungsmittel in einer Küvette befindet und sich die Streuzentren in der Probe temperaturabhängig aufgrund der Brownschen Molekularbewegung regellos darin bewegen. Diese regellose Bewegung der Streuzentren beeinflusst die Interferenzbedingungen für das kohärente Licht, was sich in den jeweiligen Specklemustern manifestiert und über die Bestimmung einer Korrelationsfunktion und/oder eine anderweitige statistische Auswertung physikalische Größen wie beispielsweise die Diffusionskonstante und damit die Geschwindigkeit der Partikel in der Probe oder den hydrodynamischen Partikeldurchmesser liefern kann. Da die Konzentration der Streuzentren ebenfalls Einfluss auf die Intensitätsfluktuation des Streulichts hat, wird bei derartigen Messungen des Stands der Technik die Partikelkonzentration in der jeweiligen Probe möglichst konstant und je nach Messmethode bevorzugt eher gering (z.B. bei NTA) oder auch eher hoch (z.B. bei DLS) gehalten. Weitere Nachteile von „ruhenden Proben“ sind eine nach einer gewissen Messzeit eintretende mögliche Sedimentation der Streuzentren und/oder eine Adhäsion der Streuzentren an der Gefäßwand.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren lehrt dagegen nicht mit „ruhenden Proben“ zu arbeiten, sondern die flüssige Probe und damit auch die darin befindlichen Streuzentren, bezüglich des eingestrahlten kohärenten Lichts mit einer konstanten Fließgeschwindigkeit zu bewegen. Die konstante Fließgeschwindigkeit der, sich mit dem Lösungsmittel bewegenden, Streuzentren verhindert nicht nur weitgehend, wie bereits erwähnt, eine Adhäsion an den Gefäßwänden und eine Sedimentation der Streuzentren, sondern führt auch vorteilhaft dazu, dass aus dem zuvor probenabhängigen Einflussparameter der Partikel- bzw. Streuzentrenbewegung ein probenunabhängiger Parameter wird, der über die oben beschriebene Differenzbildung herausgerechnet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren verbessert dadurch vorteilhaft, auf apparativ einfach umzusetzende Weise, das Signal-Rausch-Verhältnis der Messung, wobei eine Konzentrationsänderung der Streuzentren in einer untersuchten flüssigen Probe den größten Beitrag zu den gemessenen Intensitätsfluktuationen leistet, insbesondere dann, wenn, wie erfindungsgemäß gelehrt, das Gesamtvolumen der flüssigen Probe während der gesamten Messdauer konstant gehalten wird und wenn es sich bei den untersuchten Streuzentren vorzugsweise um Partikel (Mikroorganismen, Suspensionszellen, Antigen-Antikörper-Komplexe und/oder partikulär vorliegende chemische Reaktionsprodukte) einer einzigen Sorte handelt. Die Nachweisgrenze des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt bei Bakterienmessungen vorteilhaft bei unfiltrierten Proben für Partikelgrößen in einem Bereich von 0,5 - 2 µm in einem Bereich von einigen Hundert Streuzentren pro mL Lösung: z.B. 3 × 102 Bakterien (E.Coli) / mL (Standardnährlösung), bei zuvor filtrierten Lösungsmitteln (z.B. Reinigung mittels 0,2 µm-Filtern) und größeren zu untersuchenden Partikeln (z.B. Hefezellen oder Kristallen mit einem Durchmesser von ca. 8 µm) können auch Einzelpartikel detektiert werden.
  • Die Verwendungsmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Verfahren werden dabei generell nur durch die Größe der Streuzentren limitiert, die insbesondere bei Einsatz von Rotlichtlasern einen Mindestdurchmesser von ungefähr 500 nm haben sollten. Entstehen bei einem beliebigen Vorgang Streuzentren mit einer derartigen Mindestgröße in der Probenlösung oder werden Streuzentren einer derartigen Mindestgröße während eines beliebigen Vorgangs in Lösung in kleinere Fragmente zersetzt, kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Echtzeitbestimmung der Konzentrationsänderung besagter Streuzentren Verwendung finden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist zudem schnell (Messfrequenz abhängig von der verwendeten Messkarte (Auswerteeinheit), vorzugsweise 10000 Messwerten/sec bei Einsatz von Rotlichtlasern, keine Kalibrierung erforderlich), was eine Echtzeitmessung von Konzentrationsänderungen und damit beispielsweise auch eine schnelle „Echtzeit“-Resistenzprüfung von Bakterienproben auf verschiedene Antibiotika ermöglicht. Gegenüber Standard-Testverfahren (Mikrodilutionsmethode) und automatisierten Resistenzprüfungen (z.B. Vitek) oder der Massenspektrometrie hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, Echtzeitmessungen mit Resultaten im Minutenbereich bei schnell wachsenden Bakterien und einer unkomplizierten, schnellen Probenvorbereitung zu ermöglichen und lässt sich im Vergleich zum Stand der Technik vorteilhaft als Ein-Schritt-Verfahren ausführen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist darüber hinaus nicht invasiv und kann als Dauermessung, insbesondere in einem Kreislaufbetrieb eingesetzt werden, so dass die Messdauer völlig flexibel ist (Minuten, Stunden, Tage) und vorteilhaft auch dynamische Langzeitmessungen durchgeführt werden können.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Echtzeitbestimmung einer Konzentrationsänderung von Mikroorganismen, Zellen in Suspensionskultur, Antigen-Antikörper-Komplexen und/oder partikulär vorliegenden, chemischen Reaktionsprodukten in flüssigen Proben, umfasst entsprechend:
    • - wenigstens eine Lichtquelle zur Erzeugung von kohärentem Licht;
    • - wenigstens eine Messkapillare mit wenigstens einem Messbereich zum Durchtritt von kohärentem Licht auf eine sich innerhalb der Messkapillare bewegende flüssige Probe;
    • - wenigstens eine Pumpe, welche eingerichtet ist, die flüssige Probe wenigstens innerhalb des Messbereichs der Messkapillare mit einer konstanten Fließgeschwindigkeit zu bewegen;
    • - wenigstens zwei Lichtsensoren zur Detektion eines von der flüssigen Probe gestreuten Anteils des kohärenten Lichts,
      • - wobei die wenigstens zwei Lichtsensoren bezüglich der Position von Lichtquelle und Messkapillare in einer Kleinwinkelanordnung positioniert sind; und
    • - eine Auswerteeinheit, welche eingerichtet ist, die durch die wenigstens zwei Lichtsensoren aufgezeichneten Signale gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren zu verarbeiten.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft unter Verwendung marktgängiger, preiswerter Bauteile in Form von robusten Kleingeräten technisch umgesetzt werden und verursacht dadurch im Vergleich zu bestehender Messtechnik für die oben beschriebenen Analyseverfahren des Stands der Technik geringe Anschaffungs- und Wartungskosten. Die Vorrichtung kann sowohl als ein Ein-Kanal-System als auch als ein Mehr-Kanal-System ausgestaltet sein, wodurch vorteilhaft der Probendurchsatz erhöht und ggf. auch eine automatisierte Messung im Sinne einer Hochdurchsatzanalytik durchgeführt werden kann. Dabei ist die Bedienung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere aufgrund ihres vergleichsweise einfachen Aufbaus, unkompliziert, es ist keine Kalibrierung notwendig und es können vorteilhaft kleine Probenvolumina (bis hinab zu 20µl) gehandhabt werden. Dadurch eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise auch für die Ausstattung von Arztpraxen, Tierarztpraxen und kleineren Kliniken zur patientennahen Sofortdiagnostik beispielsweise zur in-vitro-Allergietestung oder als Infektionsnachweis (z.B. Antikörper-Tests). Bei Probenkulturen mit differenzierten Keimen, also nach Durchlauf eines mikrobiologischen Labors, oder auch sofort ohne Labordifferenzierung bei steril entnommen Proben, wie bspw. Katheterurin oder unter Umständen auch Mittelstrahlurin, Liquor oder Punktionen aus Körperhöhlen, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zudem vorteilhaft für eine schnelle Wachstumsdetektion mit Antibiotika-Resistenzprüfung im Rahmen einer möglichst zielgerichteten Initialtherapie.
  • Zusätzliche Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele, auf welche die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, und in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Darin zeigen schematisch:
    • 1 eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form einer Messung im Pendelhub;
    • 2 eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form einer Messung im Kreislauf;
    • 3a - c Messwerte und Auswerteparameter für eine Echtzeitmessung der Konzentrationsänderung einer ersten Beispielreaktion (Bildung von Kristallen verschiedener schwerlöslicher Calcium-Phosphat-Verbindungen aus 2 mL einer 0,1 wt-% igen Calciumgluconat - Lösung bei Umsetzung mit PBS-Puffer (Phosphat-gepufferte Salzlösung; zweimalige Zugabe von jeweils 60 µL PBS)) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; und
    • 4a - e Messwerte und Auswerteparameter für eine Echtzeitmessung der Konzentrationsänderung einer zweiten Beispielreaktion (Lyse von Escherichia coli (E. coli) Bakterien durch Zugabe eines bakterizid wirkenden Antibiotikums) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
  • In 1 ist eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form einer Messung im Pendelhub gezeigt.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Echtzeitbestimmung einer Konzentrationsänderung von Mikroorganismen, Zellen in Suspensionskultur, Antigen-Antikörper-Komplexen und/oder partikulär vorliegender chemischer Reaktionsprodukte in flüssigen Proben P, umfasst wenigstens eine Lichtquelle 2 zur Erzeugung von kohärentem Licht Le. Als Lichtquelle 2 können insbesondere Laser dienen, wobei die Laserleistung vorzugsweise in einem Bereich von 1 mW bis 5 mW und die Laserwellenlänge in einem Bereich von 100 nm (UV-C Bereich) bis 780 nm (sichtbares Licht) liegen kann. Die Vorrichtung 1 umfasst zudem wenigstens eine Messkapillare 5, vorzugsweise eine transparente Messkapillare aus Glas oder Kunststoff, mit wenigstens einem Messbereich 51 zum Durchtritt von kohärentem Licht Le auf eine sich innerhalb der Messkapillare 5 bewegende flüssige Probe P. Der bevorzugte Abstand zwischen der Lichtquelle 2, insbesondere einem Laser, und der Messkapillare 5 kann dabei in einem Bereich zwischen 0,5 cm und 1,0 cm liegen. Wie in 1 zu sehen, kann die Vorrichtung 1 wenigstens ein Probengefäß 7 zur Aufnahme der flüssigen Probe P umfassen und die Messkapillare 5 kann vorzugsweise ein erstes, offenes Ende 52 aufweisen, welches so in das Probengefäß 7 einführbar ausgestaltet ist, dass es mit der flüssigen Probe P in Kontakt kommt, vorzugsweise in die flüssige Probe P eintaucht. Als Probengefäß 7 kann bevorzugt auch eine Mikrotiterplatte verwendet werden, so dass vorteilhaft verschiedene Proben P automatisch nacheinander untersucht werden können. Darüber hinaus kann die Vorrichtung 1 einen Thermostat (nicht gezeigt) umfassen, mittels dessen die flüssige Probe P auf eine vorgegebene Temperatur gebracht und dort gehalten werden kann, so dass auch temperaturabhängige Messungen durchgeführt werden können. Wenigstens eine Pumpe 4, welche eingerichtet ist, die flüssige Probe P wenigstens innerhalb des Messbereichs 51 der Messkapillare 5 mit einer konstanten Fließgeschwindigkeit v zu bewegen, kann mit einem zweiten Ende 53 der Messkapillare 5 in Wirkverbindung stehen. Dadurch kann in dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 die flüssige Probe P im Sinne eines Pendelhubs zur Messung wechselweise aus dem Probengefäß 7 in die Messkapillare 5 hineingezogen und wieder in das Probengefäß 7 ausgestoßen werden. In 1 ist diese wechselnde Hubbewegung durch einen Doppelpfeil angedeutet.
  • Zur Detektion eines von der flüssigen Probe P gestreuten Anteils Lstr des kohärenten Lichts Le, umfasst die Vorrichtung 1 darüber hinaus wenigstens zwei Lichtsensoren 3, welche bezüglich der Position von Lichtquelle 2 und Messkapillare 5 in einer Kleinwinkelanordnung positioniert sind. In 1 sind exemplarisch zwei Lichtsensoren 3 angedeutet, welche in Bezug auf die Lichtquelle 2 jenseits der Messkapillare 5 angeordnet und in 1 leicht unterhalb des Primärstrahls (= eingestrahltes kohärentes Licht Le) eingezeichnet sind. Die Positionierung der Lichtsensoren 3 zur Richtung des Primärstrahls kann bevorzugt so gewählt werden, dass der sich ergebende Streuwinkel zwischen Primärstrahl und Streustrahl (= gestreuter Anteils Lstr des kohärenten Lichts Le) in einem Bereich von 5 - 10° liegt. Der Abstand zwischen Messkapillare 5 und den wenigstens zwei Lichtsensoren 3 kann vorzugsweise zwischen 3 - 4 cm betragen. Als Lichtsensoren 3 können insbesondere Fotodioden mit einer fotoempfindlichen Fläche von jeweils 1,54 mm2 (Kantenlängen bei einer rechteckigen Grundfläche bspw. 2,2 mm und 0,7 mm) Verwendung finden, welche durch eine 90 gm-breiten Bereich voneinander getrennt, nebeneinander angeordnet sein können, so dass sich die längeren Kanten gegenüber liegen. In 1 sind exemplarisch zwei Lichtsensoren 3 nebeneinander dargestellt, es kann jedoch auch eine Vielzahl von Lichtsensoren 3, beispielsweise in Form eines ein- oder mehrzeiligen Fotodiodenarrays, als Lichtsensoren 3 verwendet werden (hier nicht gezeigt). Alternativ dazu können als Lichtsensoren 3 auch zwei oder mehr Fotomultiplier Verwendung finden.
  • Eine Auswerteeinheit 9, welche eingerichtet ist, die durch die wenigstens zwei Lichtsensoren 3 aufgezeichneten Signale gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu verarbeiten, kann bevorzugt aus einem Differenzverstärker 91, einem Analog-Digital-Wandler 92 und einem Rechner 93 gebildet sein. Als Differenzverstärker 91 kann vorzugsweise ein Instrumentenverstärker verwendet werden, welcher vorteilhaft eine gleichartige hochohmige Eingangsimpedanz aufweist, und zur Subtraktion der an den Lichtsensoren 3 aufgezeichneten elektrischen Signale verwendet werden kann. Nach der Differenzverstärkung kann ein Hochpassfilter zur Entfernung überlagerter Gleichspannungen folgen. Danach wird vorzugsweise ein Impedanzwandler mit Verstärkung für den niederohmigen Signalausgang zur störungsarmen Signalübertragung eingesetzt. Insgesamt kann dabei der für die Detektion geringer Konzentrationsdifferenzen notwendige hohe Signal-Rausch-Abstand vorteilhaft durch hochohmige Eingänge und niederohmige Ausgänge erreicht werden.
  • Bei Verwendung einer Vorrichtung 1 in der Ausgestaltung, wie sie in 1 schematisch dargestellt ist, können zur Probennahme nun insbesondere folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
    • Zunächst kann die Messkapillare 5 in das Probengefäß 7, welches die zu messende flüssige Probe P enthält, abgesenkt werden, wobei die Messkapillare 5 mit ihrem ersten, offenen Ende 52 in Kontakt mit der flüssigen Probe P kommt, vorzugsweise in die flüssige Probe P eingetaucht wird. Dann kann die flüssige Probe P mittels wenigstens einer Pumpe 4 wechselweise in die Messkapillare 5 hineingezogen und wieder aus der Messkapillare 5 ausgestoßen werden. Dazu können beispielsweise eine Schlauchpumpe, einen Kolbenhubpumpe und/oder zwei Membranpumpen eingesetzt werden. Der Pumpvorgang muss dabei so gesteuert werden, dass die flüssige Probe P im Inneren der Messkapillare 5 wenigstens innerhalb eines Messbereichs 51 eine konstante Fließgeschwindigkeit v, insbesondere eine konstante Hinflussgeschwindigkeit vh und/oder eine konstante Rückflussgeschwindigkeit vr, aufweist. Die sich gerade durch den Messbereich 51 mit konstanter Fließgeschwindigkeit v bewegende flüssige Probe P kann dann mit dem kohärenten Lichtstrahl Le aus der Lichtquelle 2 bestrahlt werden. Zur Steuerung des Pumpvorgangs und insbesondere zu dessen Abgleich mit der Belichtung kann die Vorrichtung 1 eine zusätzliche Steuereinheit 8 umfassen (wie hier gezeigt), besagte Steuerung kann jedoch auch durch die Auswerteeinheit 9, insbesondere deren Rechner 93, erfolgen.
  • Eine Vorrichtung 1 in der in 1 dargestellten Ausgestaltung kann vorteilhaft in einem Labor und/oder in einer Arztpraxis insbesondere für Messungen im µL-Bereich (Bestimmung von Antigen-Antikörper-Komplexen, Allergietests mit Serum- und verdünnten Vollblutproben) eingesetzt werden.
  • 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form einer Messung im Kreislauf.
  • Alternativ zu einer Messung im Pendelhub wie zuvor beschrieben, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch im Rahmen einer Messung im Kreislaufbetrieb durchgeführt werden. Ein Beispiel für eine dafür geeignete Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 kann wenigstens ein Probengefäß 7 zur Aufnahme der flüssigen Probe P und ein Schlauchsystem 6 aus wenigstens einem ersten Schlauch 61 und einem zweiten Schlauch 62 umfassen, wobei die Messkapillare 5 mit dem Schlauchsystem 6 wirkverbunden ist. Je ein Ende des ersten Schlauchs 61 und ein Ende des zweiten Schlauchs 62 können dann derart in das Probengefäß 7 eingeführt sein, dass mittels der Pumpe 4 kontinuierlich flüssige Probe P aus dem Probengefäß 7 durch den ersten Schlauch 61 entnommen und über den zweiten Schlauch 62 wieder in das Probengefäß 7 zurückgeführt wird, wodurch ein Kreislauf entsteht. Auf ihrem Weg von der Aufnahme durch das Ende des ersten Schlauchs 61 zum Ende des zweiten Schlauchs 62 passiert die flüssige Probe P dabei, wie in 2 zu sehen, die Messkapillare 5 mit konstanter Fließgeschwindigkeit v, insbesondere in deren Messbereich 51. Alternativ oder kumulativ dazu kann auch ein Teil des Schlauchsystems 6, insbesondere ein Abschnitt des ersten Schlauchs 61 und/oder des zweiten Schlauchs 62 als Messkapillare 5 fungieren. Innerhalb des Messbereichs 51 der Messkapillare 5 kann die flüssige Probe P dann wiederum durch kohärentes Licht Le aus der Lichtquelle 2 bestrahlt werden. Insbesondere die Lichtquelle 2, die wenigstens zwei Lichtsensoren 3, die wenigstens eine Pumpe 4 und auch die Auswerteeinheit 9 können dabei wie zu 1 ausgeführt, ausgestaltet sein.
  • Eine Vorrichtung 1 in der in 2 dargestellten Ausgestaltung kann ebenfalls vorteilhaft in einem Labor und/oder in einer Arztpraxis sowie zur Beprobung größerer Bioreaktoren eingesetzt werden. Zur Beprobung von Biorektoren kann das Schlauchsystem 6 dabei insbesondere als Bypass zu der im jeweiligen Bioreaktor vorgesehenen Führung des Reaktionsflusses angeordnet sein und das erfindungsgemäße Verfahren dadurch vorteilhaft zur Echtzeit-Reaktionskontrolle eingesetzt werden.
  • In 3a - c sind nun Messwerte und Auswerteparameter für eine Echtzeitmessung der Konzentrationsänderung einer ersten Beispielreaktion, nämlich der Bildung von Kristallen verschiedener schwerlöslicher Calcium (Ca)-Phosphat-Verbindungen aus einer Calciumgluconat-Lösung durch Umsetzung mit einer PBS (Phosphat-gepufferte Salzlösung) -Pufferlösung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren exemplarisch gezeigt.
  • Bei dieser ersten Beispielreaktion wurden zu 2 mL einer 0,1 wt-% igen Calciumgluconat-Lösung an zwei zeitlich beabstandeten Messzeitpunkten t1 und t2 jeweils 60 µL einer PBS (Phosphat-gepufferte Salzlösung) -Pufferlösung zugegeben und dann die Bildung von in Wasser schwerlöslichen Ca-Phosphat-Verbindungen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verfolgt.
  • Zur Auswertung der Intensitätsdifferenzwerte können die elektrischen Signale, welche von den einzelnen Lichtsensoren 3 zu einer Messzeit t erzeugt werden, mittels eines Differenzverstärkers 91 voneinander subtrahiert und die dadurch erhaltenen Differenzspannungssignale Sig gegen die Messzeit t aufgetragen werden. 3a zeigt eine derartige Auftragung, wobei es sich hier um das letzte aufgenommene Oszillogramm der gesamten durchgeführten Messreihe handelt, das exemplarisch zum Zwecke weiterer Erläuterungen dargestellt ist. Neben dem Grundrauschen können immer wieder Signale mit signifikant größeren Amplituden erkannt werden (vgl. dazu auch 4a), welche unter den erfindungsgemäßen Verfahrensbedingungen nur noch von der Konzentration der Streuzentren, also in vorliegender Beispielreaktion von entstandenen Kristallen verschiedener Ca-Phosphat-Verbindungen, in der flüssigen Probe abhängen. Eine Verfolgung dieser Signalspitzen über eine gewisse Messdauer kann demnach vorteilhaft Aussagen über etwaige Konzentrationsänderung in der untersuchten flüssigen Probe P ermöglichen. Dies kann einerseits über eine Auswertung der Standardabweichung SD der Differenzspannungssignale Sig erfolgen, wie in 3b angedeutet, andererseits kann auch wenigstens ein Schwellenwert SWx - oder wie in 3a zu sehen - vorzugsweise mehrere (hier zwei) Schwellenwerte SW1 und SW2 für Signalamplituden der Differenzspannungssignale Sig vorgegeben werden. Die willkürlich ausgewählten Schwellenwerte SW1 und SW2 sind in 3a als gestrichelte weiße Linie (SW1) und als ununterbrochene weiße Linie (SW2) eingezeichnet. Über eine Zählung der Schwellenwertüberschreitungen und/oder eine Ermittlung der Beträge der Signalamplituden oberhalb des jeweils vorgegebenen Schwellenwerts SWx können dann vorteilhaft Aussagen über kleinste Konzentrationsänderungen (im Bereich von Δc gleich ungefähr 102 Streuzentren pro mL Lösung) in der flüssigen Probe P getroffen werden. Bei größeren Streuzentren, insbesondere bei Zellen (ab ca. 8 - 10 µm Durchmesser) in steril gefilterter Nährlösung, können auch einzelne Zellen und deren Vermehrung in Echtzeit (entsprechend der Generationszeit der Zelle) dargestellt werden. In 3c sind die so erhaltenen Kurven für die zeitliche Entwicklung der Anzahl der Schwellenwertüberschreitungen A(SWx) für die Schwellenwerte SW1, obere Kurve A(SW1), und SW2, untere Kurve A(SW2), dargestellt.
  • Sowohl in 3b als auch in 3c ist nach Zugabe der PBS-Lösung, also nach den Messzeitpunkten t1 und t2, jeweils eine Steigungsänderung der Kurven zu erkennen, die proportional zur Konzentration der entstandenen Ca-Phosphat-Kristalle ist. Da die Standardabweichung SD (3b) allerdings aus der Summe der Signale einschließlich des Grundrauschens im Oszillogramm berechnet wird (die statistische Auswertung erfolgte hier mit der Software LabView®, kann jedoch auch mit einem beliebigen anderen Softwareprogramm unter Verwendung gängiger statistischer Formeln durchgeführt werden), besteht die Gefahr, dass kleinere und kleinste Signalveränderungen durch das Grundrauschen maskiert werden, was die Sensitivität dieser Auswertemethode verringern kann. Die Festlegung von Schwellenwerten SW1, SW2, ..., SWx und die Auswertung der Anzahl A(SW1), A(SW2), ..., A(SWx) der, den jeweiligen Schwellenwert SW1, SW2, ..., SWx überschreitenden, Differenzsignalen Sig, wie in 3c gezeigt, kann in diesem Fall vorteilhaft eine wesentlich höhere Sensitivität für die Feststellung von Konzentrationsänderungen zeigen. 3c zeigt zwei derartige Kurven A(SW1) und A(SW2) über die Messzeit t. Sowohl nach der ersten Zugabe von PBS-Pufferlösung zum Messzeitpunkt t1 als auch nach der zweiten Zugabe von PBS-Pufferlösung zum Messzeitpunkt t2 wird ein deutlicher Anstieg der Kurven und somit also eine Konzentrationszunahme der Ca-Phosphat-Kristalle in Lösung beobachtet. Die Steigung der jeweiligen Kurven nimmt dabei direkt nach PBS-Zugabe zunächst zu, flacht dann ab und bleibt ab einem gewissen Zeitpunkt nach der jeweiligen Zugabe konstant. Dieser Kurvenverlauf spiegelt eindeutig den Verlauf der betrachteten chemischen Reaktion wider: zu einem Überschuss an Ca2+-Ionen in Lösung wird in zwei Portionen jeweils eine geringe Menge an HPO4 2-bzw. PO4 3- - Ionen zugeführt. Die HPO4 2- bzw. PO4 3- - Ionen bilden mit den im Überschuss vorhandenen Ca2+-Ionen solange schwerlösliche Ca-Phosphat-Verbindungen, bis sie vollständig verbraucht sind, was sich dann in den A(SWx)-Kurven durch einen nahezu horizontalen Kurvenverlauf zeigt. Die erneute Zugabe von HPO4 2- bzw. PO4 3- - Ionen (Messzeitpunkt t2) führt zu einer weiteren Fällung eines Teils der noch verbliebenen Ca2+ -Ionen bis zum erneuten Verbrauch der zugesetzten Phosphat-Ionen.
  • Die 4a - e zeigen Messwerte und Auswerteparameter für eine Echtzeitmessung der Konzentrationsänderung einer zweiten Beispielreaktion, nämlich der Lyse von Escherichia coli (E. coli) -Bakterien durch Zugabe eines bakterizid wirkenden Antibiotikums nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Bei dieser zweiten Beispielreaktion wurden zu einer Probe (3 mL) von E. coli-Bakterien mit einer Konzentration von ca. 3 × 102 Bakterien (E. Coli) / mL Standardnährlösung zum Messzeitpunkt t1 0,5 mL des Antibiotikums Cefaclor (Cephalosporin mit bakterizider Wirkung; Konzentration: 0,6 µg / mL) zugegeben und dann die Konzentrationsänderung der E. coli-Bakterien in der Probe mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verfolgt. Die Messung erfolgte bei Raumtemperatur (20 °C).
  • 4a zeigt wiederum das letzte aufgenommene Oszillogramm der gesamten durchgeführten Messreihe der zweiten Beispielreaktion mit eingezeichnetem willkürlich festgelegten Schwellenwert SW1 (weiße ununterbrochene Linie). 4b zeigt dann den Verlauf der A(SW1) -Kurve über den gesamten Messzeitraum hinweg (hier ca. 3,5 Stunden) und 4c eine Vergrößerung der Kurve aus 4b im Bereich der Antibiotikum-Zugabe (Messzeitpunkt t1). In der zweiten Beispielreaktion wurden lebende E. coli-Bakterien untersucht, die sich in der Standardnährlösung bei Raumtemperatur ständig vermehren, wenn sie nicht durch äußere Einflüsse daran gehindert werden. Entsprechend wird, bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, ein Anstieg der A(SW1) -Kurve ab Messbeginn bis zum Messzeitpunkt t1 beobachtet. Am Messzeitpunkt t1 wurde das Antibiotikum Cefaclor zugegeben. Die damit verbundene Volumenzunahme des sonst konstant gehaltenen Probenvolumens führt zu der erkennbaren Stufe in der A(SW1) -Kurve. Nach Zugabe steigt die A(SW1) -Kurve noch für einen geringen Zeitraum (ca. 15 min) an, bis die Wirkung des Antibiotikums und damit die Lyse der E. coli-Bakterien einsetzt. Die Konzentration der lebenden E. coli-Bakterien nimmt dann ab, was sich bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Abfallen der A(SW1) -Kurve gut beobachten lässt.
  • In den 4d und 4e ist eine erneute Untersuchung derselben Probe (aus den 4a bis 4c) am folgenden Tag dargestellt. Obwohl durch Zugabe des Antibiotikums am Vortag eine große Menge an E. coli-Bakterien zerstört wurde, befindet sich immer noch eine gewisse Anzahl an lebenden Bakterien in der Probe, wie die ansteigende A(SW1) - Kurve (4d) zeigt. Beim Messzeitpunkt t2 wurde nun erneut Cefaclor zugegeben. Nach der erwartbaren Stufe in der A(SW1) -Kurve bei Messzeitpunkt t2 wird über einen Messzeitraum von ca. 1 Stunde kein Abfallen der A(SW1) -Kurve beobachtet, stattdessen steigt die Kurve sogar leicht an. Somit nimmt in diesem Fall die Konzentration der nach dem Versuch am Tag zuvor verbliebenen E. coli -Bakterien in der Probe auch nach Zugabe des Antibiotikums zu, was auf eine Resistenz besagter E. coli -Bakterien gegen das verwendete Antibiotikum hindeutet.
  • Zum Vergleich zeigt 4e die Auftragung der Standardabweichung SD gegen die Messzeit t der Messreihe aus 4d. Im Gegensatz zur ersten Beispielreaktion (3a bis c) bei der auch aus der Standardabweichung SD Erkenntnisse über eine Konzentrationsänderung der Reaktanden gewonnen werden konnten, zeigt 4e nun deutlich die Vorteile der Auswertung über Schwellenwerte SW1, SW2, ..., SWx auf. Eine Auswertung über die Standardabweichung SD des Differenzsignals Sig wäre bei der geringen Ausgangskonzentration an überlebenden E.coli-Bakterien zu unempfindlich. Die Steigung der Kurve der Standardabweichung SD über die Messzeit t ist vor und nach Messzeitpunkt t2 null, was von Beginn der erneuten Messung an gegen das Vorhandensein von überlebenden E. coli-Bakterien in besagter Probe gesprochen hätte. Die Gegenwart von bereits resistenten Bakterien wäre so - im Gegensatz zur Auswertung über die Methode mit Schwellenwerten SW1, SW2, ..., SWx - nachteilig übersehen worden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren, vorzugsweise unter Verwendung der Auswertungsmethode über Schwellenwerte SW1, SW2, ..., SWx, bietet somit vorteilhaft die Möglichkeit, insbesondere bei Probenkulturen mit differenzierten Keimen, also nach Durchlauf eines mikrobiologischen Labors, oder auch sofort ohne Labordifferenzierung bei steril entnommen Proben, wie bspw. Katheterurin oder unter Umständen auch Mittelstrahlurin, Liquor oder Punktionen aus Körperhöhlen, einer Echtzeit-Resistenzbestimmung von einer Vielzahl an Bakterien gegenüber verschiedenen Antibiotika, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zudem einfach und kostengünstig vor Ort, insbesondere in jeder Arztpraxis, durchgeführt werden kann.
  • Allgemein können sich bei Messungen über mehrere Stunden, die Konzentrationen insbesondere von lebenden Mikroorganismen derart erhöhen, dass sich oberhalb eines zuvor gesetzten Schwellenwertes SW1 Maskierungen von signifikanten Signalamplituden durch Grundrauschen ergeben, weshalb es bei Langzeitmessungen hilfreich sein kann, mehrere Schwellenwerte SW1, SW2, ..., SWx vorzugeben, wie es auch in 3a dargestellt ist. Das Vorgeben mehrerer Schwellenwerte SW1, SW2, ..., SWx kann alternativ auch zur Bestimmung von Trends in der Partikelgrößenverteilung verwendet werden, da unterschiedlich große Streuzentren das kohärente Licht Le unterschiedlich stark streuen.
  • Mit Hilfe einer Auswertungssoftware der Auswerteeinheit 9 können zudem sowohl positive (Konzentrationszunahme) als auch negative (Konzentrationsabnahme) Wachstumskurven der Streuzentrenkonzentration, insbesondere der Mikroorganismenkonzentration, grafisch dargestellt werden, wie in den Kurven in 3c und 4b gezeigt. Da die Auswerteeinheit 9 beim Einsatz von Rotlichtlasern ungefähr 10000 elektrische Signale pro Sekunde erfassen kann, ist das erfindungsgemäße Verfahren vergleichsweise schnell und ermöglicht vorteilhaft die Echtzeitbestimmung einer Konzentrationsänderung der Streuzentren in der flüssigen Probe P.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich insbesondere für eine Verwendung zur Wirksamkeitsprüfung chemischer Substanzen, insbesondere zur Wirksamkeitsprüfung von antibiotischen, antiviralen und/oder fungiziden Wirkstoffen, gegenüber lebenden Mikroorganismen und/oder Zellen in Suspensionskultur; zur Wirksamkeitsprüfung mikrobiologischer Substanzen, insbesondere zur Wirksamkeitsprüfung von lysierenden Bakteriophagen, gegenüber lebenden Mikroorganismen und/oder Zellen in Suspensionskultur; zur Wirksamkeitsprüfung von ionisierender und/oder nicht-ionisierender Strahlung auf lebende Mikroorganismen und/oder auf Zellen in Suspensionskultur; sowie zur Wirksamkeitsprüfung chemischer und/oder mikrobiologischer Substanzen gegenüber suspendierten Tumorzellen.
  • Darüber hinaus eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Untersuchung von verdünnten, heparinisierten Vollblutproben. Im Vergleich zu Serummessungen ist im Vollblut eine Vielzahl von Zellen (rote und weiße Blutkörper), die eine optische Messung beeinträchtigen können, vorhanden. Bei entsprechender Verdünnung und Auswahl eines geeigneten Kapillarendurchmessers der Messkapillare 51 kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens dennoch beispielweise die Bildung von Antigen-Antikörper-Komplexen hochsensitiv untersucht werden, wobei zur Auswertung wiederum die bereits oben beschriebene Auswertung über Schwellenwerte SW1, SW2, ..., SWx vorteilhaft angewendet werden kann.
  • Weitere Untersuchungen an heparinisiertem Vollblut unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch vorteilhaft zur Messung der neutralisierenden Antikörper nach einer Covid-19-Erkrankung/Impfung oder für Allergietestungen durchgeführt werden. Der Aufwand der Probengewinnung kann hierbei vorteilhaft auf einen Stich in eine Fingerkuppe reduziert werden, da bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Entnahme von 10-30µl Blut genügt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung 1 zur Echtzeitbestimmung einer Konzentrationsänderung von Mikroorganismen, Zellen in Suspensionskultur, Antigen-Antikörper-Komplexen und/oder partikulär vorliegenden, chemischen Reaktionsprodukten durch Belichtung einer flüssigen Probe P mit einem kohärenten Lichtstrahl Le und Intensitätsdetektion der Streustrahlung Lstr gleichzeitig durch zwei oder mehr voneinander unabhängigen Lichtsensoren 3in einer Kleinwinkelanordnung bezüglich des eingestrahlten Lichts Le. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Gesamtvolumen der flüssigen Probe P während der gesamten Messdauer konstant gehalten wird; die flüssige Probe P bezüglich des eingestrahlten kohärenten Lichts Le mit einer konstanten Fließgeschwindigkeit v bewegt wird; und die Intensitätsdifferenz der an den wenigstens zwei Lichtsensoren 3 gemessenen Intensitäten zur Bestimmung der Konzentrationsänderung herangezogen wird. Es ist schnell, nicht invasiv, erfordert keine Kalibrierung und ist in seinen Verwendungsmöglichkeiten nur durch die Größe der Streuzentren limitiert, weshalb es sich insbesondere zur Echtzeitbestimmung von Antibiotikaresistenzen und zum schnellen und unkomplizierten Nachweis von Immunreaktionen eignet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Lichtquelle
    3
    Lichtsensor
    4
    Pumpe
    5
    Messkapillare
    51
    Messbereich
    52
    erstes, offenes Ende der Messkapillare (5)
    53
    zweites Ende der Messkapillare (5)
    6
    Schlauchsystem
    61
    erster Schlauch
    62
    zweiter Schlauch
    7
    Probengefäß
    8
    Steuereinheit
    9
    Auswerteeinheit
    91
    Differenzverstärker
    92
    Analog-Digital-Wandler
    93
    Rechner
    Le
    eingestrahltes Licht
    Lstr
    gestreutes Licht
    P
    flüssige Probe
    Sig
    Differenzspannungssignal
    SWx
    Schwellenwert (SW1, SW2, ...)
    A(SWx)
    Anzahl der Überschreitungen des Schwellenwerts (SWx)
    SD
    Standardabweichung
    t
    Messzeit
    t1
    Messzeitpunkt 1
    t2
    Messzeitpunkt 2
    v
    Fließgeschwindigkeit
    vh
    Hinflussgeschwindigkeit
    vr
    Rückflussgeschwindigkeit

Claims (15)

  1. Verfahren zur Echtzeitbestimmung einer Konzentrationsänderung von Mikroorganismen, Zellen in Suspensionskultur, Antigen-Antikörper-Komplexen und/oder partikulär vorliegenden, chemischen Reaktionsprodukten durch Belichtung einer flüssigen Probe (P) mit einem kohärenten Lichtstrahl (Le) und Detektion der Intensität der Streustrahlung (Lstr) gleichzeitig durch zwei oder mehr voneinander unabhängigen Lichtsensoren (3), wobei die wenigstens zwei Lichtsensoren (3) in einer Kleinwinkelanordnung bezüglich des eingestrahlten Lichts (Le) angeordnet sind, bei dem - ein Gesamtvolumen der flüssigen Probe (P) während der gesamten Messdauer konstant gehalten wird; - die flüssige Probe (P) bezüglich des eingestrahlten kohärenten Lichts (Le) mit einer konstanten Fließgeschwindigkeit (v) bewegt wird; - und die Intensitätsdifferenz der an den wenigstens zwei Lichtsensoren (3) gemessenen Intensitäten zur Bestimmung der Konzentrationsänderung herangezogen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Auswertung der Intensitätsdifferenzwerte elektrische Signale, welche von den einzelnen Lichtsensoren (3) zu einer Messzeit (t) erzeugt werden, mittels eines Differenzverstärkers (91) voneinander subtrahiert und die dadurch erhaltenen Differenzspannungssignale (Sig) gegen die Messzeit (t) aufgetragen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem zur Auswertung der Intensitätsdifferenzwerte wenigstens ein Schwellenwert (SWx) für Signalamplituden der Differenzspannungssignale (Sig) vorgegeben wird und die Anzahl (A) der Schwellenwertüberschreitungen gezählt und/oder die Beträge der Signalamplituden oberhalb des Schwellenwerts (SWx) ermittelt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem zur Auswertung der Intensitätsdifferenzwerte die Standardabweichung (SD) der Differenzspannungssignale (Sig) bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem, zur Probennahme - eine Messkapillare (5) in ein Probengefäß (7), welches die zu messende flüssige Probe (P) enthält, abgesenkt wird; - die flüssige Probe (P) mittels wenigstens einer Pumpe (4) wechselweise in die Messkapillare (5) hineingezogen und wieder aus der Messkapillare (5) ausgestoßen wird; - wobei die flüssige Probe (P) im Inneren der Messkapillare (5) wenigstens innerhalb eines Messbereichs (51) eine konstante Fließgeschwindigkeit (v), insbesondere eine konstante Hinflussgeschwindigkeit (vh) und/oder eine konstante Rückflussgeschwindigkeit (vr), aufweist; und - die flüssige Probe (P) im Messbereich (51) mit dem kohärenten Lichtstrahl (Le) bestrahlt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem zur Probennahme - eine zu messende flüssige Probe (P) kontinuierlich aus einem Probengefäß (7) über einen ersten Schlauch (61) eines Schlauchsystems (6) entnommen wird; - mit Hilfe wenigstens einer Pumpe (4) durch eine Messkapillare (5) bewegt wird; - und über einen zweiten Schlauch (62) des Schlauchsystems (6) wieder in das Probengefäß (7) zurückgeführt wird, - so dass die flüssige Probe (P) im Inneren der Messkapillare (5) wenigstens innerhalb eines Messbereichs (51) eine konstante Fließgeschwindigkeit (v) aufweist; und - die flüssige Probe (P) im Messbereich (51) mit dem kohärenten Lichtstrahl (Le) bestrahlt wird.
  7. Vorrichtung (1) zur Echtzeitbestimmung einer Konzentrationsänderung von Mikroorganismen, Zellen in Suspensionskultur, Antigen-Antikörper-Komplexen und/oder partikulär vorliegenden, chemischen Reaktionsprodukten in flüssigen Proben (P), umfassend: - wenigstens eine Lichtquelle (2) eingerichtet zur Erzeugung von kohärentem Licht (Le); - wenigstens eine Messkapillare (5) mit wenigstens einem Messbereich (51) zum Durchtritt von kohärentem Licht (Le) auf eine sich innerhalb der Messkapillare (5) bewegende flüssige Probe (P); - wenigstens eine Pumpe (4), welche eingerichtet ist, die flüssige Probe (P) wenigstens innerhalb des Messbereichs (51) der Messkapillare (5) mit einer konstanten Fließgeschwindigkeit (v) zu bewegen; - wenigstens zwei Lichtsensoren (3) eingerichtet zur Detektion eines von der flüssigen Probe (P) gestreuten Anteils (Lstr) des kohärenten Lichts (Le), - wobei die wenigstens zwei Lichtsensoren (3) bezüglich der Position von Lichtquelle (2) und Messkapillare (5) in einer Kleinwinkelanordnung positioniert sind; und - eine Auswerteeinheit (9), welche eingerichtet ist, die durch die wenigstens zwei Lichtsensoren (3) aufgezeichneten Signale gemäß einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 zu verarbeiten.
  8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) - wenigstens ein Probengefäß (7) zur Aufnahme der flüssigen Probe (P) umfasst; und - dass die Messkapillare (5) - ein erstes, offenes Ende (52) aufweist, welches so in das Probengefäß (7) einführbar ausgestaltet ist, dass es mit der flüssigen Probe (P) in Kontakt kommt; - und ein zweites Ende (53) aufweist, welches mit der wenigstens einen Pumpe (4) in Wirkverbindung steht, - so dass die flüssige Probe (P) im Sinne eines Pendelhubs zur Messung wechselweise aus dem Probengefäß (7) in die Messkapillare (5) hineingezogen und wieder in das Probengefäß (7) ausgestoßen werden kann.
  9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) - wenigstens ein Probengefäß (7) zur Aufnahme der flüssigen Probe (P); - und ein Schlauchsystem (6) aus wenigstens einem ersten Schlauch (61) und einem zweiten Schlauch (62) umfasst, - wobei die Messkapillare (5) mit dem Schlauchsystem (6) wirkverbunden ist; und - wobei je ein Ende des ersten Schlauchs (61) und ein Ende des zweiten Schlauchs (62) derart in das Probengefäß (7) eingeführt werden, dass mittels der Pumpe (4) kontinuierlich flüssige Probe (P) aus dem Probengefäß (7) durch den ersten Schlauch (61) entnommen und über den zweiten Schlauch (62) wieder in das Probengefäß (7) zurückgeführt wird.
  10. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 zur Wirksamkeitsprüfung chemischer Substanzen, insbesondere zur Wirksamkeitsprüfung von antibiotischen, antiviralen und/oder fungiziden Wirkstoffen, gegenüber lebenden Mikroorganismen und/oder Zellen in Suspensionskultur.
  11. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 zur Wirksamkeitsprüfung mikrobiologischer Substanzen, insbesondere zur Wirksamkeitsprüfung von Bakteriophagen, gegenüber lebenden Mikroorganismen und/oder Zellen in Suspensionskultur.
  12. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 zur Wirksamkeitsprüfung von ionisierender und/oder nicht-ionisierender Strahlung auf lebende Mikroorganismen und/oder auf Zellen in Suspensionskultur.
  13. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 zur Wirksamkeitsprüfung chemischer und/oder mikrobiologischer Substanzen gegenüber suspendierten Tumorzellen.
  14. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 zur Untersuchung von verdünnten, heparinisierten Vollblutproben.
  15. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 zur Durchführung von Allergietests.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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