DE1798454A1 - Analysenvorrichtung - Google Patents

Analysenvorrichtung

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DE1798454A1 DE19671798454 DE1798454A DE1798454A1 DE 1798454 A1 DE1798454 A1 DE 1798454A1 DE 19671798454 DE19671798454 DE 19671798454 DE 1798454 A DE1798454 A DE 1798454A DE 1798454 A1 DE1798454 A1 DE 1798454A1
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Description

  • Beschreibung Analysenvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Analysenvorrichtung zur Durchführung von Untersuchungen unter Anwendung einer Analysenpackung aus biegsamem Kunststoffmaterial, die eine Anzahl von die Reagentien aufnehmenden Kammern sowie eine Reaktionskammer besitzt und die Möglichkeit gegeben ist, durch Maßnahmen die Entleerung der Reagentien aus den Kammern in die Reaktionskammer herbeizuführen. Die erfindungsgemäße Analysenanlage umfaßt Mabnahmen zur Uberführung der Probe aus einem Probenbehälter zwischen den einzelnen Stationen sowie die Ablesung der Prüfwerte an Hand der Reaktionsmasse unddenm Auswertung, woraufhin die Analysenpackung wieder aus dem Meßbereich transportiert wird.
  • Zu den zahlreichen Problemen auf biomedizinischem Gebiet gehört die Ungewißheit, ob die Ergebnisse von Untersuchungen oder Bestimmungen fehlerfrei sind. Obwohl solche analytischen Untersuchungen außerordentlich wichtig sind und aussenlaggebende Entscheidungen über die Behandlung der Patienten auf Grund der Untersuchungsergebnisse getroffen werden, sind die Verfahren selbst keineswegs frei von subjektiven Fehlerquellen. Für gewöhnlich handelt es sich um zeitraubende und eintönige Reihenuntersuchungen und Routinebestimmungen, die im allgemei nen von technischen Assistenten oder Laboranten durchgeführt werden. Dabei können sich kleine Fehler beim Abwiegen der Reagentien, beim Vermischen der Reaktionspartner, bei der Zeitmessung des Reaktionsablaufes usw. summieren und zu katastrophalen Ergebnissen führen. Manchmal geschieht dies auch.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Vorrichtung, mit deren Hilfe analytische Untersuchungen und Bestimmungen einfacher, schneller und genauer als bisher, selbst vom technisch ungeschulten Kräften.unter gleichzeitiger Ausschaltung der subjektiven Fehlerquellen durchgeführt werden können. Weitere Ziele der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
  • Obwohl die Erfindung in erster Linie mit Bezug auf ihre Anwendung auf biomedizinischem Gebiet beschrieben wird, ist sie auch zur Durchführung zahlreicher anderer chemischer und biologischer Untersuchungen und Bestimmungen geeignet. So lässt sich der Gegenstand der Erfindung in pharmazeutischen Laboratorien, landwirtschaftlichen Laboratorien usw. ebenso wie in allgemein chemischen und biologischen Laboratorien anwenden.
  • Der erfindungsgemässe Testbeutel besteht aus einem Behälter in Form eines Beutels oder einer Tasche aus biegsamem Kunststoff, vorzugsweise aus durchsichtigem oder lichtdurch : Läss3igem thermoplastischem flaterial und ist unterteilt in oder enthält zahlreiche kleine Abteilungen oder Kammern; diese nehmen nicht das Gesamtvolumen des Behälters ein, so dass ein Reaktionsraum übrig bleibt. Die kleinen Kammern sind so ausgeführt, dass sie mit abgemessenen Ilengen Testreagenzien gefüllt werden können und dass jede K$mer unabhangig von den anderen ihren Inhalt in den Reaktionsraum abgeben kann, was im allgemeinen unter Einwirkung einer geeigneten Energie, d. h. Druck erfolgt. Der Testbeutel enthält weiterhin Vorrichtungen, die mit dem Reaktionsraum in Verbindung stehen und durch die das zu untersuchende Material, d. h. die Probe, in den Reaktionsraum eingefuhrt wird. Vorzugsweise sind die Vorrichtungen zup Einführen so ausgebildet-, dass ein Zurückfliessen des Untere suchungsmaterials nach seinem Einbringen in den Reaktionsraum verhindert wird.
  • Ein Verfahren zur Herstellung des erftndungsgemässen Testbeutels besteht darin, dass eine praktisch flache Eunststoffplatte oder -folie mit mindestens einer Vertiefung oder Einschnürung vorzugsweise it mehreren Vertiefungen oder Einschnürungen versehen wird, wobei die Vertiefungen nicht die Gesamtflache der Platte oder Folie einnehmen. Hierauf werden abgemessene Mengen Reagentien in die Vertiefungen eingefüllt und eine zweite, im allgemeinen gleich grosse, vorzugsweise heiss siegelbare Platte oder Folie wird über die erste Platte oder Folie gelegt. Die beiden Folien oder Platten werden zunächst entlang ihrem Aussenrand fest miteinander verbunden, so dass zwischen beiden ein Reaktionsraum entsteht; hierauf werden die beiden Platten oder Folien um die Vertiefung (en) herum miteinander so verbunden, dass die Reagentien festgehalten, dass die miteinander verbundenen Bereiche gelöst werden kennen, so dass sie sich unter Einwirkung einer geeigneten Kraft voneinander trennen und die Reagentien aus den Vertiefungen in den Reaktionsraum abgeben. Selbstverständlich erden die Vorrichtung zun Einbringen des zu untersuchenden Materials in den Reaktionsraum vorzugsweise in den Testbeutel eingebaut, wie in.der folgenden Beschreibung noch näher erläutert wird. Die Probe kann aber auch mit Hilfe einer sorgfältig in die Wand des Beutels eingeführten Injektionsnadel eingeführt und die Einstichstelle nach dem Zurückziehen der Nadel wieder versiegelt werden.
  • Das Verfahren zur Anwendung des ersindungsgemässen Testbeutels umfasst folgende Einzelmassnahmen: Einfüllen abgemessener Mengen der benötigten Reagentien in den verschiedenen Vertiefungen, Verbinden oder Verkleben der die Reagentien einschliessenden Bereiche der aufeinandergelegten riatten oder Folien, EinfUhren der Analysenprobe in den Reaktionsraum, Einwirkung von Druck auf mindestens eine Platte oder Folie in dem mindestens einem Reagens benachbarten Bereich, um die verklebten oder versiegelten Teile zu trennen, so dass das Reagens aus der Vertiefung in den Reaktionsraum gelangt; Vermischen des Reagens durch Pulsen der den Reaktioneraum einschliessenden Platten oder Folien und Ablesen der hrgebnisse der Reaktion zwischen Reagens und Analysenprobe.
  • Das "Ablesen" erfolgt durch Messen der Spektraleigenschaften mit einem geeigneten Photometer s. B. einem Spektrophotometer, Fluorimeter use., lder durch messen der thermisohen Eigenschaften, der chemischen Eigenschaften, der physikalischen Eigenschaften oder der elektrischen oder elektrochemischen Eigenschaften, z. B. der Dielektrizitätskonstante, der Leitfähigkeit, des Diffusionsstromes oder des elektrochemischen Potentials. Selbstverständlich Könn#n, Wenn dies zweckmässig ist, die Messwertgeber für bestimmte Mes@ungen während der Herstellung des Testbeutels in diesen eingebaut werden. So können z. B. Elektroden für Leitfähigkeitsmessungen oder elektrochemische Messungen, Thermoelemente oder Thermistoren für thermische Messungen Während der Herstellung in den Testbeutel eingebaut werden. zur "Ablesen" wird vor zugsweise der Reaktionsraum in eine geeignete optische Zelle umgewandelt und die Spektraleigenschaften gemessen.
  • Der Testbeutel kann vorteilhaft zur Bestimmung ton Differenzmesswerten verwendet werden. Rierzu kann der Reaktionsraum durch entsprechendes Verkleben oder Versiegeln in zwei Teile geteilt und die beiden Teile verschiedenen Bedingungen unterworfen werden. Das Ablesen" erfolgt dann durch Bestimmen einer der oben genannten Eigenschaften bei verschiedenen Be-Bindungen.
  • Die erfindungsgemässen Testbeutel, ihre Herstellung und ihre Verwendung werden anhand der beigefügten Zeichnung nachstehend im einzelnen beschrieben, Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Testbeutels.
  • Fig. 1A -1C erläutert die einzelnen Verfahrensschritte bei der Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Testbeutels.
  • Fig 2 - 4 zeigen andere Ausführungsformen des erfindungagemässen Testbeutels, und Fig. 5 ist ein Arbeitsschema einer automatischen Vorrichtung, in der der bevorzugte Testbeutel verwendet wird.
  • Herstellung des Testbeutels.
  • Die bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 1 gezeigt. Ihre Herstellung wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig, 1A beschrieben. In einem ersten Verfahrens schritt werden mehrere kreisförmige Vertiefungen 10 praktisch nebeneinanderliegend in einer Grundplatte oder Folie 11 aus undurchlässigem, biegsamem Kunststoff angebracht. Die Platte oder Folie ist vorzugsweise transparent, thermoplastisch und besteht aus einem der folgenden Materialien: Polymerisate von Olefinen, z, B.
  • Polyäthylen, Polypropylen und Mischpolymerisaten mit Vinylacetat usw., halogenierte Polymerisate, z. B. Polymerisate des Vinylchlorids, Vinylidenchlorids und dessen Copolymerisate mit Vinylacetat, Kautschukhydrochlorid, Vinylfluoridpolymerisate use., Polyester, z. B. Polyäthylenterephthalat, ionomere Harze usw. sowie aus diesen hergestellte Schichtstoffe oder Schichtstoffe mit Metallfolieneinlagen. Bevorzugte Materialien werden in der U-Patentschrift Nr. 3 264 272 beschrieben.
  • Diese sind die ionischen Copolymerisate von a-Olefinen (ethylen) und α, 13-äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 - 8 Kohlenstoffatomen, wobei 10 - 90 % der Carbonsäuregruppen ionisiert sind durch Neutralisation mit Metallionen.
  • Die Platte oder Folie kann beliebig gross sein, so s. B.
  • 2,54 cm x 2,54 cm (1 inch x 1 inch), 7,62 cm x 10,16-cm (3 inch x 4 inch) usw. bis zu beliebig zu handhabenden Grössen.
  • Die Vertiefungen 10 werden auf sehr einfache Weise ausgebildet, indem eine geeignete, gegebenenfalls erwärmte Form mit der Grundplatte in Berührung gebracht und dann Druck angewandt wird. Selbstverständlich können auch Vakuumformverfahren zur Ausbildung der Vertiefungen angewandt werden.
  • In der zweiten Verfahrensstufe werden feste oder flüssige Reagentien in die Vertiefungen 10 gefüllt, Die einfachste Verfahrensweise ist das Einfüllen von Tabletten in die Vertiefungen. Die Reagentien können aber auch als Flüssigkeiten eingefüllt und anschliessend gegebenenfalls in situ gefriergetrocknet werden. Beispiele für geeignete Reagentien für spezifische analytische Untersuchungen werden in den folgenden Beispielen angegeben.
  • Nach dem Einfüllen der Reagentien in die Yertiefungen wird eine zweite Platte oder Folie 12, die mit der ersten oder Grundplatte 11 in Grösse und im allgemeinen auch in der Zusammensetzung übereinstimmt, über die erste Platte gelegt.
  • Darauf werden auf die mit a bezeichneten Teile zwischen den mit Reagentien gefüllten Vertiefungen Druck und Hitze ausgerbt unter Verwendung einer gebräuchlichen Heissiegelform oder unter Verwendung einer Impulsheissiegelvorrichtung. Die miteinander verklebten oder versiegelten Bereiche sind jedoch verhältnismässig schmal und die zugeführte Wärme muss sorg, fältig gesteuert werden, um ein dauerhaftes Versiegeln dieser Bereiche zu vermeiden. Insbesondere werden die Temperatur, der Druck und die Ruhe zeit vor dem endgültigen Verschliessen gesteuert, um Bindungen zu erhalten, die zu einem späteren Zeitpunkt durch die Einwirkung von Druck auf eine PlUssigkeit in dem Raum zwischen den beiden Platten ausserhalb der Vertiefungen getrennt werden können, wobei die Flüssigkeit dazu dient, die Bindungen hydraulisch zu trennen. Die Platten können aber auch verklebt oder auf andere Weise miteinander verbunden werden, vorausgesetzt, dass sich wie zuvor beschrieben, die verbundenen Bereiche wieder trennen lassen.
  • Darauf werden Wärme und Druck auf den mit b bezeichneten Bereich ausgeübt, damit sich die Platten 11 und 12 dauerhaft an ihrem Aussenrand miteinander verbinden und einen Reaktionsraum 28 bilden, Es sei darauf hingewiesen, dass ein kleiner Bereich c an der einen Aussenseite nicht versiegelt wird.
  • Darauf wird das starre Kopf,stUck 15 mit einem längslaufenden, praktisch zylindrischen Kanal 14 und einer einzigen, mit diesem Kanal in Verbindung stehenden kleinen Öffnung 15 auf einer Seite des Kopfstückes in der in Fig. 1B gezeigten Weise so unter die Grundplatte 11 gelegt, dass die Öffnung 15 unmittelbar unter die Öffnung 17 in der Grundplatte zu liegen kommt. Zwei weitere Öffnungen 16a und 16b sind auf der der Öffnung 15 gegenüberliegenden Seite des KopfstUckes 13 enthalten. Diese Seite des KopfstUckeß kann auch mit der Bezeichnung des Testbeutels und der Gebrauchsanweisung beschriftet sein.
  • Darauf wird auf die Grundplatte 11 und das Kopfstück 13 im Bereich d Wärme und Druck ausgeübt, um die Grundplatte 11 mit dem Kopfstück 15 um die Öffnung 17 herum fest zu verbinden. Darauf werden durch Wärme und Druck entlang dem Bereich e die Oberkanten der beiden Platten und das Kopfstück fest miteinander verbunden und somit der in Fig. 1 gezeigte fertige Testbeutel gebildet. Es sei darauf hingewiesen, dass in Fig 1 der Testbeutel umgekehrt gezeigt wird, so dass hier das topfstück 13 und die Grundplatte 11 über der Platte 12 zu sehen sind.
  • Zur Vervollständigung des Testbeutels wird die in Fig. 1C gezeigte Patrone in den Kanal 14 eingeführt, Diese Patrone ist zusammengesetzt aus einem abgemessenen, relativ steifen Kunststoffschlauch 18 (vorzugsweise aus Polypropylen), einem im allgemeinen aus Kautschuk bestehenden Stopfen 19, der einen freien Bereich 27 enthält und schliesslich aus dem mit einem Ventil kombinierten Stopfen 20, Der Ventilstopfen 20 enthält einen Durchlauf 21, der die Verbindung zwischen dem Schlauch 18 über die Öffnung 15 im Kopf 13 und die Öffnung 17 in der Grundplatte 11 mit dem Reaktionsraum zwischen den Platten 11 und 12 herstellt. Eine Scheidewand 23 trennt den Durchlauf 21 von der Bohrung des Schlauches 18. Wenn die Scheidewand 23 aus undurchlässigem Material besteht, kann eine Flüssigkeit in den Reaktionsraum abgegeben werden, indem sie durch Einführen einer geeigneten Injektionsvorrichtung, z, B. einer Injektionsnadel durch die öffnung 16a im Kopfteil 13 in den Durchlauf 21 injiziert wird. Wenn die Scheidewand aus porösem Material, z. B. einer I, einwand oder einem Filter besteht, kann die Flüssigkeit durch die Bohrung des Schlauches 18 und den Durchlauf 21 in den Reaktionsraum eingeführt werden, indem eine geeignete Injektionsvorrichtung, z. 3. eine Injektionsnadel durch die Öffnung 16b im Kopfteil 13 in den freien Bereich 27 des Stopfens 19 eingeführt wird. In beiden Fällen wird nach beendeter Abgabe der Flüssigkeit in den Reaktionsraum die mit Stopfen versehene Patrone so weit nach rechts gedreht, dass die Öffnung 15 verschlossen und ein ZurUckfliessen der Testprobe verhindert wird.
  • Die Vorzüge dieser Patrone sind einleuchtend. Sie ermöglicht nicht nur eine wirksame und genaue Dosierung der Flüssigkeit, @ z. B, der Analysenprobe, in den Testbeutel, sondern enthält auch noch einen Bereich, in dem gegebenenfalls Analysenhilfs mittel angeordnet sein können. So kann in dem Schlauch 18 ein Ionenaustauscherharz enthalten sei#,so dass die Ionen entfernt werden können oder der pH-Wert einer Testprobe verändert wird, während diese durch den Schlauch in den Reaktionsraum fliesst. Der Schlauch 18 kann auch ein Filterbett, ein Filtersieb oder ein Gelfiltriermaterial, z. B. das unter dem Handelsnamen Sephadex" bekannte Dextran-Gel, das unter dem Handelsnamen"Biogel"bekannte Polyacrylamid-Gel enthalten.
  • Es können auch Kombinationen der oben genannten Analysenhilfsmittel gegebenenfalls mit anderen Analysenhilfsmitteln, vermischt oder aufeinanderfolgend in dem Schlauch 18 enthalten sein.
  • Fig. 2, 3 und 4 stellen wcniger bevorsugte Ausführungsformen des orfindungsgemässen Testbeut@ls dar. Anstelle eincs Kopfstückes als Vorrichtung für das Einbringen in den Reaktionsraum wird bei diesen Ausführungsformen ein biegsamer Schlauch 22 verwendet, der mit den leiden den Behälter bildenden Platten verbunden ist v.nd einen wieder verschliessbaren Einlass bildet. In Fig. 2 werden mehrere Vertiefungen 10 in mindestens einer der P:lnLten ii gebildet. Die Reagentien werden in diese Vertiefungen eingefüllt. Des bi@g@ame Schlauch 22, der im allgemeinen aus demselben Material besteht wie die Platten, wird so angeordnet, dass er die eine Kante der Platte durchschneidet. Darauf wird die Platte 12 über die Grundplatte 11 gelegt und beide Platten entlang ihren Kanten durch Heissiegeln oder Verkleben miteinander verbunden, ohne dabei die Öffnung in dem Schlauch 22 zu verschliessen. Dazu wird zweckmässig während des Heissiegelns ein steifer Draht oder Stab in die Schlauchbohrung gesteckt und nach dem Versiegeln herausgezogen. Die die Vertiefungen 10 in der Platte 11 umgebendenBereiche werden ebenfalls mit der Platte 12 verbunden, um jedes Reagens zu isolieren. Vorzugsweise wird hierbei heissgesiegelt, es kann aber auch eine beliebig andere Arbeitsweise angewandt werden, durch die die Abgabe des Reagens bis zur späteren Trennung der Bindung verhindert wird.
  • In Fig. 3 werden zwei Platten 11 und 12 entlang den Kantenbereichen a, b und c durch Heissiegeln oder Verkleben miteinander verbunden. Darauf werden die Platten in Längsrichtung entlang den Bereichen d miteinander verbunden. Die Reagentien werden in die gebildeten Kammern 26 eingefüllt und diese entlang e trennbar verschlossen. Darauf wird der biegsalze Schlauch 22 zwischen die beiden Platten 11 und 12 so angeordnet, dass er die nicht gesiegelte Kante f einschneidet.
  • Schliesslich werden die Platten entlang dieser zuletzt genannten Kante, wie in Fig. 2 beschrieben, so miteinander verbunden, dass gleiohzeitig die Bohrung des Schlauches 22 erhalten bleibt.
  • Der in Fig. 4 gezeigte Testteutel enthält voneinander getrentlte Kammern 24, in die die Reagentien eingefüllt werden.
  • Bei dieser Ausführungsform wird die Abgabe der Reagentien bis zum gewünschten Zeitpunkt durch trennbare Bindungen oder durch Klammvorrichtungen verhindert. Im übrigen wird dieser Testbeutel praktisch in derselben Weise wie der Testbeutel gemäss Fig. 3 zusammengesetzt.
  • Anwendung des Testbeutels.
  • Die Anwendung der bevorzugten Ausführungsform des Testbeutels wird in Pig. 5 schematisch gezeigt. Eine Reihe von Probenbehälter wird beim Eingang an Diagrammblätter geheftet; fuffir jede mit der Probe durchzuführende Bestimmung wird ein Testbeutel in den Behälter gegeben und der Satz (Probenbehälter und Testbeutel) wird entsprechend gesteuert.
  • Bei Station 1 wird eine abgemessene Menge der Probe in den Reaktionsraum des Testbeutels eingeführt. Wahlweise kann zu diesem Zeitpunkt auch ein Verdünnungsmittel zugesetzt werden. Dies kann auf sehr einfache Weise geschehen, indem eine Injektionsnadel verwendet wird, um die Probe zu entnehmen und gemäss Fig. 1 in die Patrone des Testbeutels zu injizieren Dies kann von Hand oder mechanisch geschehen.
  • Wenn die erhaltene Probe ohne Vorbehandlung analysiert werden kann, wird sie durch die Öffnung 16a in dem Kopfteil 13 in den Durchlauf 21 injiziert und gelangt von dort, wie zuvor beschrieben, in die Reaktionskammer. Wenn die Probe jedoch vorbehandelt werden muss, z. B. filtriert oder von störenden Substanzen befreit werden muss, wird sie durch die Öffnung 15b in den freien Bereich 27 im Stopfen 19 injiziert.
  • Die Testprobe passiert darauf ein geeignet gewähltes Füllnaterial des Schlauches 18, die Scheidewand 23 und den Durchlauf 21, bevor sie in den Reaktionsraum gelangt.
  • Bei Station 2 werden eine einzelne, Reagens enthaltende Kammer oder mehrere Kammern geöffnet, die Reagentien in den Reaktionsraum abgegeben und dort mit dessen Irllialt vermischt Dies kann von Hand geschehen, inden eine geeignete kraft ausgeübt wird, um die trennbaren Bindungen zu öffrXen und so die Reagentien in den Reaktionsraum abzugeben. Bei automatischem Betrieb lassen sich die Bindungen sehr einfach lösen, wenn zunächst die Kammern, die noch nicht geöffnet werden sollen, mit einem metallring oder einem Ring aus einem anderen starrer Material geschlitzt werden. Die einfachste Vorrichtung hierfür ist eine flache Metallplatte hinter den Kammern und eine zweite Metallplatte mit Vertiefungen, die die zu schützenden Kammern umgibt. Darauf kann auf den nicht geschützten Teil des Testbeutels Druck ausgeübt werden, wobei die hydraulische Kraft der Flüssigkeit in dem Testbeutel dazu verwendet werden kann, die trennliaren Verbindungsstellen um die ungeschützten Einzelkammern herum zu öffnen. Auf diese Art und Weise werden die Reagentien in den Reaktionsraum abgegeben. Durch zeitlich unterbrochenes Einwirkenlassen einer schwach pulsierenden Kraft auf die Flüssigkeit werden die Reagentien gründlich mit dem Inhalt des Reaktionsraumes vermischt.
  • Station 3 kann zwischengeschaltet werden, wenn eine Wartezeit erforderlich ist, bevor ein oder mehrere weitere Reagentien bei Station 4 abgegeben werden. Station 3 kann ebenfalls zwischengeschaltet werden, um die erforderliche Zeit für einen Blindversuch gemäss den Vorgänger in Station 2 zu erhalten, bevor der Satz nch Station 4 weitergeleitet wird.
  • Da Station 4 praktisch identisch ist mit Station 2, wird nur eine der beiden Stationen durchlaufen, wenn eine einmalige Zugabe an Reagens oder Reagentien erforderlich ist. Die Wahl der Station hängt davon ab, ob ein Aufenthalt bei Station 9 vor oder nach der Einzelzugabe erwünscht ist.
  • Station 5 ist die Ablesestation. Wenn das Ergebnis photometrisch abgelesen werden soll, sind Vorrichtungen vorhanden, um den Testbeutel in einer Stellung zu befestigen, in. der der Inhalt des Reaktionsraumes ele'ktromagnetisch, z. B. im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Bereich bestrahlt werden und die durchgehende Strahlung auf einen geeigneten Detektor gesichtet werden kann. Die erhaltenen Messwerte beruhen im allgemeinen auf der Absorption oder der Absorptionsänderung des Inhalts des Reaktionsraumes. Wahweise kann das Signal aus dem Detektor verstärkt und mit dem Ergebnis verarbeitet werden, das durch den Messwertdrucker auf das mit dem Ursprünglichen Probenbehälter befestifte Diagrammblatt'gedruckt wird. Darauf werden das Diagrammblatt und der (die) verbrauchte(n) Testbeutel gemeinsam in die Ausgabestation geleitet.
  • Dieses Verfahren zur Anwendung des Testbeutels bietet sahlreiche Vorteile. So können s. B. beliebige Versuche oder Bestimmungen, für die die Testbeutel zur Verfügung stehen, in beliebiger Reihenfolge oder zu beliebiger Zeit durch ver-Hältnismässig ungeschultes Personal durchgeführt werden, ohne dass die Versuchsvorrichtung verändert zu werden Braucht.
  • Die Reagentien oder anderen Materialien Künnen in ihrer beständigsten Form bis unmittelbar vor ihrer Verwendung aufbewahrt werden und es ist nur wenig oder gar keine zusätzliche Arbeit erforderlich, um sie zur Verwendung bereit zu stellen. Die Materialien und Arbeitsweisen sind einheitlich und werden 50 gesteuert, dass die Genauigkeit der Ergebnisse unabhängig von der durchfUhrenden Person oder dem Ort optimal gesichert ist. Die positive nennung (identification) der Probe und des Versuches kann in der Messwertdruokvorrichtung vorgesehen und damit eine weitere subjektive Pehlerquelle ausgeschlossen werden. Neueund verfeinerte Untersuchuilgen können mit einem Minimum an Personalschulung durchgeführt werden. Da die Testbeutel zur Verfügung stehen, wird keinerlei Glasmaterial, das dann gereinigt werden muss, gebraucht. Die Möglichkeit einer Verschmutzung oder Verseuchung der Reagentien oder der Ausrüstung wird auf ein Minimum berabgedrückt. Es ist offenB mdig, dass auch der bei unvollständig ausgenutzten gebräuchlichen itaboransätzen entstehende Verlust an kostspieligen Reagentien auf ein Minimum herabgesenkt wird.
  • Weitere Vorzüge der Erfindung gehen aus den folgenden Beispielen hervor, in denen die Anwendbarkeit des eri'indungsgemässen Testbeutels näher erläutert wird. Diese Beispiele stellen keinerlei Einschränkung der Erfindung dar.
  • B e i s p i e l 1 Eine abgemessene Menge 1-Cysteinhydrochlorid (1,575 mg) wurde in Kammer 1 des in Fig. 1 gezeigten Testbeutels gefüllt. Abgemessene Mengen an Mono atriumsalz der a-Ketoglutarsäure (3,54 mg) und Dinatriumsalz von Dihydro-ßdiphosphorpyridinnucleotid (1,01 mg) wurden in Kammer 2 des Testbeutels gefüllt. In Kammer 3 wurde eine abgemessene Menge (4,5 E) a-Aminoglutarsäuredehydrogenase in 50 % Glycerin und in Kammer 4 eine abgemessene Menge (Q,5 E) Urease gefüllt.
  • Zunächst wurde die Testprobe Blutserum durch Injektion in Kanal 21 des Kopfteiles des Testbeutels gemäss Fig. 1 in den Reaktionsraum eingeführt. Darauf wurde in den Reaktionsraum ein Phosphatpuffer eingeführt. Es wurde Druck angewandt, um die die Kammern 1, 2 und 3 umgebenden Bindungen zu lösen und die darin enthaltenen Reagentien mit der Testprobe zu vermischen. Nach einer geeigneten Wartezeit wurde die Kammer 4 umgebende Dichtung zerrissen und die Urease in den Reaktionsraum abgegeben. Die Konzentration an Harnstoff in der Testprobe wurde durch Bestimmung der Absorption oder der Absorptionsänderung unter Verwendung einer Strahlung mit Wellenlänge von 240 m@ ermittelt.
  • B e i s p i e l 2 In diesem Beispiel wurde ein Testbeutel gemäss Fig. 1 verwendet, wobei der Beutel jedoch nur 4 Kammern für Reagentien enthielt. In die erste Kammer wurden 10,0 mg #-Nicotinamidadenin-dinucleotid-dinatriumsalz (oxydierte Form), 0,25 mg Phenazinmethosulfat und 0,2 mg 2,6-Dichlorphenolindophenol gegeben. Die 2., 3. und 4. Kammer enthielt jeweils eine abgemessene Menge 1-Milchsäure, 1 -Apfelsäure und oC-Oxybuttersäure. Der Hauptreaktionsraum enthielt eine flüssige Pufferzubereitung von Natriumhydrogenphosphat.
  • Eine genau abgemessene Menge Blutserum wurde in den Reaktionsraum durch Injektion in den Kanal 21. des Kopfteils des Testbeutels gemäss Fig. 1 eingeführt. Darauf wurde ein Phosphatpuffer als Verdünnungsmittel in Kanal 21 injiziert und in den Reaktionsraum geleitet. Die die erste Reaktionskammer umgebende Dichtung wurde gelöst, um das Nicotinamidadenin-dinucleotid, das Phenazinmethosulfat und das Dichlorphenolindophenol abzugeben, Diese Reagentien werden durch Einwirkung eines pulsierenden Druckes auf den Reaktionsraum mit dem Serum und der Pufferlösung vermischt. Darauf wird, je nachdem, welche der drei Dehydrogenasebestimmungen gewünscht wird (Milchsäuredehydrogenase, Xpfelsäuredehydrogenase oder a-Oxybuttersäuredehydrogenase), die Bindung um eine der verbleibenden drei Reagenskammern gelöst.
  • Der Inhalt wird mit der Lösung in dem Reaktionsraum durch erneute Einwirkung eines pulsierenden Druckes vermischt und das Ergebnis abgelesen, indem zur Festßtellung der Eonzentrat ion der jeweiligen Dehydrogenase die Absorption oder die Absorptionsänderung unter Verwendung einer Strahlurlg mit Wellenlänge 610 mZ bestimmt wird.
  • Gemäss einer anderen Ausführungsform kann der Reaktionsraus und sein Inhalt durch Anwendung einer Impulsheissiegelvorrichtung in zwei Teile unterteilt werden. Der eine Teil wird auf etwa 370 C erwärmt und der andere Teil auf etwa 50 a abgekühlt. Nach einer geeigneten Zeitspanne werden die Messergebnisse aus beiden Teilen des Reaktionsraumes unter Verwendung eines Spektrophotometers differentiell abgelesen, Die Konzentration des jeweiligen Enzyms in der Testprobe wird aus der Differentiz@messung der Absorption bestimmte B e i s p i e l 3 In diesem Beispiel wird ein Verfahren zur Bestimmung von Glukose beschrieben, Eine abgemessene Menge 3,3 9'-Dimethoxybenzidindihydrochlorid (0,25 mg) wird in Kammer 1 des Testbeutels gemäss Fig. 1 gegeben. Eine abgemessene Menge Peroxydase (0,01 mg oder 1,1 E) wird in Kammer 2 des estbeutels gegeben. Schliesslich wird eine abgemessene Menge Glukoseoxydase (0,125 mg oder 16,25 E) in Kammer 3 eingefüllt.
  • Eine Testprobe Blutserum oder einer anderen Glukose enthaltenden Flüssigkeit wird in den Reaktionsraum eingeführt und darauf wird gemäss Beispiel 2 ein Phosphatpuffer in den Reaktionsraum eingefthrt. Dann werden die die Kammern 1 und 2 umgebenden Bindungen unter Einwirkung von Druck geöffnet, die Reagentien in den Reaktionsraum abgegeben und mit dessen Inhalt vermischt. Nach gründlichem Nischen wird die Bindung um Kammer 3 geöffnet und somit die Glukoseoxydase zugesetzt, worauf die Ergebnisse gemäss Beispiel 1 durch Bestimmung der Absorption oder Absorptionsänderung unter Verwendung einer Strahlung mit Wellenlänge 497 m@ abgelesen werden.
  • B e i s p i e l 4 Dieses Beispiel beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Glutaminsäure-oxalessigsäuretransaminase oder Glutaminsäure-Brenztraubensäuretransaminase-Aktivität in einer testprobe.
  • Für dieses Beispiel muss die aktive Enzymfraktion von der proteinfreien Fraktion des Blutserum der estrobe getrennt werden. Diese Trennung kann in dem Testbeutel gemäss Fig. 1 durchgeführt werden, unter Verwendung einer Patrone, die ein Gel als Filtriermaterial enthült. Die Patrone 18 in Fig. 1 wird mit 1,5 cm3 eines hydratisierten Polyacrylamid-Gels gefüllt ("Bio-Gel P-4" der Bio-Rad Corporation, Los Angeles, California). Die Testprobe wird in den freien Bereich 27 des Stopfens 19 injiziert und gelangt von dort durch das Gel in die Patrone, wie zuvor beschrieben. Darauf wird ein Phosphatpuffer in derselben Weise durch das die Testprobe enthaltende Gelfiltriermaterial gedrückt. Der erste ausströmende Anteil, der das aktive Enzym enthält, wird darauf durch den Kanal in den Reaktionsraum des Testbeutels geleitet. Nach Beendigung der Trennung wird eine zusätzliche Menge des Phosphatpuffers durch Kanal 21 in den Reaktionsraum des Testbeutels injiziert.
  • In diesem Testbeutel werden 5 Kammern fUr Reagention ver' wendet. Kammer 1 wird mit 10,0 mg #-Nicotinamid-adenindinucluotid-dinatriumsalz (oxydierte Form), 0,25 my Phenazinmethosulfat und 0,2 mg 2,6-Dionlorphenolindophenol be den. Kammer 2 enthält 75 om3 1-Aminoglutarsäur@de@hydrogenase-Lösung (100 mikromolare E / om3). Kammer 3 enthä@t 1,35 mg α-Ketoglutarsäure. Die Kammern 4 und 5 enthalten 30 Eg 1-Asparaginsäure bzw. 25 om) 1-Alanin, Die R@ag@nskamm@rn werden mit vorbestiamten aber nicht gesohwindigkeitsbesohränkenden (non-rate limiting) Mengen jeder Verbindung beladen.
  • Die Reagenskammern 1, 2 und 3 werden geöffnet und ihr Inhalt mit der im Reaktionsraum enthaltenen Lösung in der zuvor beschriebenen Weise vermischt. Je nachdem, welche Tran8aminaseuntersuchung gewünscht wird, worden entweder Kammer 4 oder Kammer 5 geöffnet und der jeweilige Inhalt mit der Lösung im Reaktionsraum vermischt.
  • Die Inhalte werden mit der Lösung im Reaktionsraum vermischt, indem wiederum ein pulsierender Druck angewendet wird und das Ergebnis wird abgelesen durch Bestimmen der Absorption oder der Absorptionsänderung-unter Verwendung einer Strahlung mit Wellenlänge 610 my, um die Konzentration der Jeweiligen Dehydrogenase zu erhalten.
  • Gemäss einer weiteren AusfÜ.hrungsform kann der Reaktionsraum und sein Inhalt durch Anwendung einer Impulsheissiegelvor richtung in zwei Abteilungen unterteilt werden. Eine Abteilung wird auf etwa 370 C erwärmt, die andere Abteilung auf 50 C abgekühlt. Nach einer geeigneten Zeitspanne werden mit einem Spektrophotometer Differentialmessungen vorgenommen.
  • Die Konzentration des jeweiligen Enzyms in der Testprobe wird aus der Differentialmessung der Absorption bestimmt.

Claims (2)

  1. A N S P R Ü C H E Analysenvorrichtung für eine Analysenpackung aus biegsamen Kunststoffmaterial enthaltend eine Anzahl von die Reagentien aufnehmenden Kammern in Form eines tasohenartigen Behälters mit einer Vielzahl von kleinen Kammern (10) und einer Reaktionskammer (28), wobei die Reaktionskammern ihren Inhalt in den Reaktionsraum zu entleeren vermögen, sowie die erforderlichen Zuführungen für die zu untersuchende Probe in den Reaktionsraum g e k e n n z e i c h n e t durch Mittel zur Überführung der Proben aus einem Probenbehälter in die Reaktionskammer zur Freisetzung zumindest eines Reaktionsmittels innerhalb zumindest einer der kleinen Kammern,unabhängig von irgendeinem anderen Reaktionsmittel in den Kammern, Mittel zur Ablesung der Analysenwerte auf Grund der Reaktion zwischen Probe und Reaktionsmittel und scnließlich Maßnahmen zur Beförderung der Analysenpackung von einer in eine andere Station der Vorrichtung.
  2. 2. Analysenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daX die Ablesung der Prüfwerte an Hand eines Detektors zur Anzeige der optischen Sigenßchaften der Reaktionsmasse innerhalb der gegebenenfalls transparenten Analysenpackung erfolgt.
DE19671798454 1966-04-26 1967-04-26 Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren einer Probe Expired DE1798454C3 (de)

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