DE19501916A1

DE19501916A1 - Analyser and method for an immune test with magnetic particles

Info

Publication number: DE19501916A1
Application number: DE1995101916
Authority: DE
Inventors: Yasushi Niiyama; Hiroyasu Uchida; Ryuji Tao
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-01-24
Filing date: 1995-01-23
Publication date: 1995-07-27

Abstract

Method of immune assay comprises: (i) labelling of a chemi-luminescence marker on magnetic particles by an immune reaction; (ii) flow of a fluid including magnetic particles through a chamber that is broader then deep and is within a magnetic field; (iii) maintenance of the magnetic particles spread in a planar form by magnetic force within the chamber; and (iv) detection of the luminescence emitted from the label on the magnetic particle parallel to the depth of the chamber. Also claimed is an automatic analyser for an immune test comprising: (a) a flow cell with a chamber wider than it is deep; (b) a means for producing a magnetic field so that the magnetic particles are arranged in a plane in the chamber; and (c) a photodetector.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Immuntest, die die Reaktion zwischen einem Antigen und einem Antikörper ausnützt, und insbesondere auf ein Analysierver fahren und einen Analysator, bei dem magnetische Teilchen als feste Phase für eine Immunreaktion verwendet werden.The present invention relates to a method and a Device for immunoassay, which is the reaction between an antigen and an antibody, and in particular an analyzer drive and an analyzer that uses magnetic particles as solid Phase used for an immune response.

Die Immunreaktion, die einen Immunkomplex bildet, wird verwendet, um Antigene und Antikörper in biologischen Proben wie Serum und Urin zu bestimmen. Wenn die feste Phase und die flüssige Phase zur Reaktion gebracht werden, ist es üblich, einen markierten Antikörper als Reak tionsmittel zu verwenden und die flüssige Phase nach der Reaktion unter Verwendung eines Detektors zu messen. Bekannte Beispiele der Markie rungssubstanz sind ein Radioisotop, ein Enzym, ein gefärbtes Teilchen, eine fluoreszente Substanz, eine lumineszente Substanz, usw.The immune response that forms an immune complex is used to Antigens and antibodies in biological samples like serum and urine too determine. When the solid phase and the liquid phase to react brought in, it is common to use a labeled antibody as a reak tion agent to use and the liquid phase after the reaction Measure using a detector. Well-known examples of the Markie are a radioisotope, an enzyme, a colored particle, a fluorescent substance, a luminescent substance, etc.

Die japanische Offenlegungsschrift Hei 3-46565 beschreibt den Enzym- Immuntest, der unter Verwendung magnetischer Teilchen durchgeführt wird, die mit einem Polymer mit einem reaktiven Radikal überzogen sind. Die Absorbanz (dekadische Extinktion) oder die fluoreszente Inten sität der flüssigen Phase wird bei dieser bekannten Technik gemessen. The Japanese patent application Hei 3-46565 describes the enzyme Immunoassay performed using magnetic particles which is coated with a polymer with a reactive radical are. The absorbance (decadal extinction) or the fluorescent inten The liquid phase is measured using this known technique.

WO 87/06706 beschreibt als Markierungssubstanzen viele Beispiele von Substanzen, die Chemilumineszenz emittieren und Substanzen, die Elek tro-Chemilumineszenz emittieren. Es wird vorgeschlagen, daß aus diesen Substanzen eine organische Verbindung von Ruthenium oder Osmium als Markierung für die Elektro-Chemilumineszenz bevorzugt wird. Dieser Stand der Technik beschreibt auch, daß die feste Phase, nachdem eine Immunreaktion unter Verwendung magnetischer Teilchen als feste Phase fortgeschritten ist, magnetisch von der flüssigen Phase getrennt wird und die Elektro-Chemilumineszenz der flüssigen Phase gemessen wird. Ein solches Verfahren des Trennens der gebundenen Komponente und der freien Komponente wird B/F-Trennung genannt.WO 87/06706 describes many examples of marking substances Substances that emit chemiluminescence and substances that elec emit tro chemiluminescence. It is suggested that from these Substances an organic compound of ruthenium or osmium as Labeling for electro-chemiluminescence is preferred. This Prior art also describes that the solid phase after a Immune response using magnetic particles as the solid phase is progressively separated magnetically from the liquid phase and the electro-chemiluminescence of the liquid phase is measured. A such a method of separating the bound component and the free component is called B / F separation.

Während die oben genannten zwei bekannten Techniken die Flüssigphase messen, offenbart das US-Patent 4,141,687, eine Markierung auf der Festphase zu messen. In der US-Patentschrift 4,141,687 werden speziell magnetisch anziehbare Teilchen als die feste Phase verwendet, ein radio aktives Atom als Markierung, und eine Immunreaktion läuft in einem Flußweg ab. Nach der Immunreaktion wird die Reaktionsmischung zum Durchfluß durch eine magnetische Falle geführt. Zu diesem Zeitpunkt tritt die flüssige Phase durch die magnetische Falle hindurch, jedoch die feste Phase wird in der Falle festgehalten. Nach dem Waschen wird die feste Phase aus der magnetischen Falle entnommen und dann längs einer Leitung durch eine Wendel stromab geführt, gefolgt von der Messung ihrer Radioaktivität durch einen Szintillationszähler.During the above two known techniques the liquid phase U.S. Patent 4,141,687 discloses a mark on the Measure solid phase. U.S. Patent 4,141,687 specifically magnetically attractable particles used as the solid phase, a radio active atom as a label, and an immune response runs in one River path from. After the immune reaction, the reaction mixture becomes Flow passed through a magnetic trap. At this time the liquid phase passes through the magnetic trap, but the solid phase is held in the trap. After washing, the solid phase taken from the magnetic trap and then along one Conducted through a helix downstream, followed by the measurement their radioactivity through a scintillation counter.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und einen Analysator für den Immuntest zu schaffen, durch den, unter Verwendung magnetischer Teilchen als feste Phase, eine Lumineszenz aus der festen Phase mit hoher Empfindlichkeit gemessen werden kann. An object of the present invention is a method and a To create analyzer for the immunoassay by using the magnetic particles as a solid phase, a luminescence from the solid Phase can be measured with high sensitivity.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und einen Analysator für den Immuntest zu schaffen, bei dem die Anzahl der Übertragungsvorgänge der festen Phase gering und die Arbeitsweise bei der Behandlung der festen Phase einfach ist.Another object of the present invention is to provide a method and to create an analyzer for the immunoassay, in which the number of Solid phase transfer operations low and the mode of operation at treatment of the solid phase is simple.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und einen Analysator für den Immuntest zu schaffen, bei dem die feste Phase an einer Stelle in Ruhe gehalten werden kann, wo eine Elektro-Chemilu mineszenz aus der festen Phase emittiert wird.Another object of the present invention is to provide a method and to create an analyzer for the immunoassay in which the solid phase can be kept at a place where an electro-chemilu minescence is emitted from the solid phase.

Das Verfahren zum Immuntest nach der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schritte des Markierens einer chemilumineszenten Markiersubstanz auf magnetische Teilchen durch eine Immunreaktion, Fließenlassen eines magnetische Teilchen enthaltenden Fluids durch eine Kammer solcher Größe, daß ihre Breite größer als ihre Tiefe ist, wobei ein magnetisches Feld an die Kammer gelegt wird, Halten der durch Fließenlassen des Fluids eingeführten magnetischen Teilchen in durch Magnetkraft in der Kammer ausgebreiteter Form, und Empfangen der von der Markiersub stanz an den magnetischen Teilchen in Richtung parallel zur Kammertie fe emittierten Lumineszenz.The method for immunoassay according to the present invention comprises the steps of labeling a chemiluminescent label on magnetic particles by an immune reaction, allowing a fluid to flow fluid containing magnetic particles through a chamber of such Size that their width is greater than their depth, being a magnetic Field is placed on the chamber, holding the by flowing the Magnetic particles introduced into the fluid by magnetic force in the fluid Chamber spread shape, and receiving the from the marker sub punch on the magnetic particles in the direction parallel to the chamber fe emitted luminescence.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden bei dem Schritt des Haltens der magnetischen Teilchen die magnetischen Teilchen über eine in der Kammer angeordnete Arbeitselektrode verteilt. Nach dem Ab schalten des an die Kammer angelegten Magnetfeldes wird eine Span nung zwischen die Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode gelegt, während die magnetischen Teilchen auf der Arbeitselektrode festgehalten bleiben, was das Markiermaterial zum Emittieren von Elektro-Chemilumi neszenz veranlaßt.In a preferred embodiment, the step of Holding the magnetic particles over a magnetic particle distributed working electrode arranged in the chamber. After the Ab switching the magnetic field applied to the chamber becomes a span voltage between the working electrode and a counter electrode, while the magnetic particles are held on the working electrode remain what the marking material for emitting electro-chemilumi nescence induced.

Die Erfindung wird nun anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will now be described with reference to the drawing Exemplary embodiments explained in more detail.

Fig. 1 ist ein Diagramm, das schematisch die ganze Anordnung des Immuntestverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 1 is a diagram schematically showing the whole arrangement of the immunoassay method according to an embodiment of the present invention.

Fig. 2 ist eine senkrechte Schnittansicht, die die Konstruktion einer Meßzelle in dem Analysator der Fig. 1 zeigt. FIG. 2 is a vertical sectional view showing the construction of a measuring cell in the analyzer of FIG. 1.

Fig. 3 ist eine teils vergrößerte Ansicht der Meßzelle der Fig. 2. FIG. 3 is a partially enlarged view of the measuring cell of FIG. 2.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht, genommen entlang der Linie IV-IV in Fig. 3. FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3.

Fig. 5A bis 5F sind Ansichten, die in Form von Modellen ein magneti sches Teilchen, ein erstes Reagenzmittel, ein Analytikum in einer Probe, ein zweites Reagenzmittel, ein Reaktionsprodukt, und eine Anziehungssubstanz (attractant) zeigen. Fig. 5A to 5F are views ULTRASONIC in the form of models a magneti particles, a first reagent, a analytical laboratory in a sample, a second reagent, a reaction product, and an attracting substance (attractant) show.

Fig. 6A bis 6F sind Ansichten zur Erläuterung des Fortschreitens des Immuntests nach der Sandwichmethode. FIGS. 6A to 6F are views for explaining the progress of the immunoassay according to the sandwich method.

Fig. 7A bis 7F sind Ansichten zur Erläuterung des Fortschreitens des Immuntests nach der kompetitiven Methode. FIG. 7A to 7F are views for explaining the progress of the immunoassay after the competitive method.

Fig. 8 ist ein Diagramm von Versuchsergebnissen, die die Beziehung zwischen dem Öffnungswinkel einer Flußkammer und der Lumi neszenzintensität zeigen. Fig. 8 is a graph of experimental results showing the relationship between the opening angle of a flow chamber and the luminescence intensity.

Fig. 9 ist ein Diagramm von Versuchsergebnissen, die das Verhältnis zwischen der Dicke (Tiefe) der Flußkammer und der Lumines zenzintensität zeigen. Fig. 9 is a graph of experimental results showing the relationship between the thickness (depth) of the flow chamber and the luminescence intensity.

Fig. 10 ist ein Diagramm von Versuchsergebnissen, die das Verhältnis zwischen der linearen Geschwindigkeit, mit der eine Reaktions mischung durch die Flußkammer fließt, und der Lumineszenz intensität zeigen. Fig. 10 is a graph of experimental results showing the relationship between the linear velocity at which a reaction mixture flows through the flow chamber and the luminescence intensity.

Fig. 11 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der TSH-Konzen tration und der Lumineszenzintensität zeigt. Fig. 11 is a graph showing the relationship between the TSH concentration and the luminescence intensity.

Fig. 12 ist eine Ansicht, die die Form einer Flußkammer in einem Vergleichsbeispiel zeigt. Fig. 12 is a view showing the shape of a flow chamber in a comparative example.

Wenn eine Probe Serum ist, dann ist das Analytikum, d. h. das zu analy sierende Objekt, ein Antigen, Peptidhormon, Steroidhormon, ein medizini sches Reagenzmittel, ein Virusantikörper, verschiedene Tumormarkierer; ein Antikörper; ein Antikörperkomplex, Protein, usw.If a sample is serum, then the analytical, i.e. H. to analyze that object, an antigen, peptide hormone, steroid hormone, a medicine chemical reagent, a virus antibody, various tumor markers; an antibody; an antibody complex, protein, etc.

Magnetische Teilchen als feste Phase haben eine Teilchengröße von 1 bis 10 µm und ein spezifisches Gewicht von 1,3 bis 1,5. Die magnetischen Teilchen sind in einem Fluid schwer abzuscheiden und werden meist in dem Fluid suspendiert sein. Ein Antikörper ist auf die Teilchenoberfläche fest aufgebracht. Die magnetischen Teilchen werden gebildet durch Einbetten von Pulvern magnetisch anziehenden Materials, z. B. Eisen, Eisenoxid, Nickel, Kobalt und Chromoxid, in eine Matrix. Die Matrix selbst kann ausgewählt werden aus einem weiten Bereich von Materialien einschließlich vieler synthetischer und natürlicher polymerer Materialien (z. B. Zellulose und Polyester). Magnetic particles as a solid phase have a particle size of 1 to 10 µm and a specific weight of 1.3 to 1.5. The magnetic Particles are difficult to separate in a fluid and are mostly in be suspended in the fluid. An antibody is on the particle surface firmly applied. The magnetic particles are formed by Embedding powders of magnetically attractive material, e.g. B. iron, Iron oxide, nickel, cobalt and chromium oxide, in a matrix. The matrix you can choose from a wide range of materials including many synthetic and natural polymeric materials (e.g. cellulose and polyester).

Mit dem Fortschreiten einer Immunreaktion wird ein Immunkomplex, der ein Analytikum und eine lumineszente Markierung enthält, an den ma gnetischen Teilchen gebunden. Der Immunkomplex wird in eine Fluß kammer einer Durchflußzelle eingeführt, zusammen mit anderen koexistie renden Substanzen in einer Reaktionsmischung (d. h. eine Suspension).As an immune response progresses, an immune complex that contains an analytical and a luminescent label, on the ma magnetic particles bound. The immune complex turns into a river chamber of a flow cell introduced, along with other coexistence substances in a reaction mixture (i.e. a suspension).

Die magnetischen Teilchen werden an einem vorbestimmten Ort durch magnetische Kraft einer planar ausgebreiteten oder gestreuten Form innerhalb der Kammer festgehalten, aber die magnetische Kraft wird zum Zeitpunkt der Messung der Lumineszenz aufgehoben. Da der Fluß des Fluids in der Kammer zu diesem Zeitpunkt gestoppt ist, bleiben die magnetischen Teilchen in der gleichen Form, wie sie durch die magneti sche Kraft innerhalb der Kammer festgehalten wurden.The magnetic particles pass through at a predetermined location magnetic force of a planar spread or scattered form held inside the chamber, but the magnetic force becomes Time of measurement of the luminescence canceled. Since the flow of the The fluid in the chamber is stopped at this time, the remain magnetic particles in the same form as they are by the magneti force inside the chamber.

Die Flußkammer ist so ausgebildet, daß ihre Breite 2- bis 20mal so groß ist wie ihre Tiefe (Dicke). Mit dieser Ausbildung der Kammer wird es den magnetischen Teilchen, die mit dem Fluß des Fluids eingeführt werden, erleichtert, sich horizontal auszubreiten. Es ist ideal, daß die magnetischen Teilchen in Form einer einzigen Schicht ausgebreitet werden, aber praktisch überlagern sich die Teilchen in einem gewissen Ausmaß. In dieser Beschreibung bedeutet der Ausdruck "planar ausgebrei tete Form" auch den Fall, daß die Teilchen einander überlappen. Das Streuen bzw. Ausbreiten der Teilchen in die planare Form innerhalb der Kammer hängt nicht nur von der Intensität der magnetischen Kraft, sondern auch von der Flußgeschwindigkeit der Reaktionsmischung ab, wenn sie in die Kammer eingeführt wird. Wenn die durch die Flußge schwindigkeit verursachte Kraft die magnetische Kraft für das Halten der Teilchen übersteigt, würden die Teilchen aus den magnetisch bestimmten Positionen entfernt. Es ist daher erforderlich, eine geeignete Flußge schwindigkeit auszuwählen. The flow chamber is designed so that its width is 2 to 20 times as large is like their depth. With this training of the chamber it will the magnetic particles introduced with the flow of the fluid become easier to spread horizontally. It is ideal that the magnetic particles spread out in the form of a single layer but the particles practically overlap to a certain extent Extent. In this description, the term "planar spread" means also the case that the particles overlap each other Scattering or spreading the particles into the planar shape within the Chamber not only depends on the intensity of the magnetic force, but also on the flow rate of the reaction mixture, when inserted into the chamber. If through the river force caused the magnetic force for holding the Exceeds particles, the particles would be determined from the magnetically Positions removed. It is therefore necessary to have a suitable river select speed.

Die einmal in der Kammer gehaltenen magnetischen Teilchen werden durch eine Pufferlösung gewaschen. Die Flußgeschwindigkeit der Puff erlösung während des Waschens wird auf den gleichen oder einen gerin geren Wert gesetzt als die Flußgeschwindigkeit der Reaktionsmischung bei der Einführung.The magnetic particles once held in the chamber become washed through a buffer solution. The flow speed of the puff Redemption during washing is on the same or a clot set lower value than the flow rate of the reaction mixture at the introduction.

Die magnetische Flußdichte eines Magnets zum Anlegen eines Magnet felds an die Kammer ist vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 3 T. Die Meßzelle, d. h. die Durchflußzelle, hat ein lichtdurchlässiges Fenster zwischen der Kammer und einem Photodetektor. Das Fenster wird aus irgendeinem Material, das aus Glas, Quarz und Plastik, wie Acrylaten und Polycarbonaten ausgewählt ist, hergestellt, mit einer Lichtdurchlässig keit nicht weniger als 90%. Als Photodetektor kann ein Photomultiplier, eine Lawinenphotodiode, eine Photodiode und eine Streifenröhre ausge wählt werden. Das Fenster kann in Form einer konvexen Linse ausgebil det sein.The magnetic flux density of a magnet for applying a magnet Fields to the chamber is preferably in the range of 0.5 to 3 T. The Measuring cell, d. H. the flow cell has a translucent window between the chamber and a photodetector. The window will open any material that is made of glass, quartz and plastic, such as acrylates and polycarbonate is selected, made with a translucent not less than 90%. A photomultiplier, an avalanche photodiode, a photodiode and a strip tube be chosen. The window can be designed in the form of a convex lens det be.

In der Meßzelle wird die Trennung der Reaktionsprodukte von der flüssigen Phase in der Suspension durch die Verwendung magnetischer Fallenvorrichtungen in der Flußkammer innerhalb der Meßzelle durch geführt, die an einer vorbestimmten Position in der Leitung angeordnet sind. Die Suspension wird in die Flußkammer innerhalb der Meßzelle entlang der Leitung durch eine Zufuhrvorrichtung eingeführt, für das Ansaugen oder Einführen der Suspension. Wenn die Suspension den Bereich eines lokalen magnetischen Feldes erreicht, das durch einen unter oder über der Arbeitselektrode angeordneten Magneten erzeugt wird, werden die Reaktionsprodukte in der Suspension durch die magne tische Kraft auf der Arbeitselektrode festgehalten. In the measuring cell the separation of the reaction products from the liquid phase in the suspension through the use of magnetic Trap devices in the flow chamber inside the measuring cell guided, which is arranged at a predetermined position in the line are. The suspension is in the flow chamber inside the measuring cell introduced along the line by a feeder for which Sucking in or introducing the suspension. When the suspension Area of a local magnetic field reached by a magnets arranged below or above the working electrode is, the reaction products in the suspension through the magne table force held on the working electrode.

Die Bedingungen, die bei dem Schritt der Einführung der Suspension in die Flußkammer innerhalb der Meßzelle und dem Festhalten der Reak tionsprodukte auf der Arbeitselektrode eingehalten werden müssen, sind wie folgt. Um die Lumineszenz-Effizienz einer Markiersubstanz zu erhö hen, sollte der größtmögliche Teil der Reaktionsprodukte in der Suspen sion, die durch die Leitung eingeführt wird, mit guter Reproduzierbarkeit auf der Arbeitselektrode festgehalten werden, und die festgehaltenen Reaktionsprodukte sollten idealerweise in einer einzelnen Schicht gleich mäßig über einen großen Bereich verteilt sein.The conditions involved in the step of introducing the suspension into the flow chamber inside the measuring cell and holding the reac tion products on the working electrode must be observed as follows. To increase the luminescence efficiency of a marking substance hen, the largest possible part of the reaction products in the Suspen sion, which is introduced by the line, with good reproducibility are held on the working electrode, and the held Reaction products should ideally be the same in a single layer be moderately distributed over a large area.

Die Flußkammer ist so ausgebildet, daß sie von oben gesehen eine spindelähnliche Form hat, wobei die Breite der spindelähnlichen Form am Abschnitt größter Breite innerhalb von 7mal dem Einlaßdurchmesser (Minimalbreitenabschnitt) der Kammer ist, der Öffnungswinkel der Kam mer; gesehen von dem Einlaß gegen den Abschnitt größter Breite nicht größer als 20° ist und die Dicke der Kammer im Bereich von 0,3 bis 0,7 mm ist. Wenn die Flußkammer eine ungeeignete Form hat, könnte sich der Fluß ablösen und Luftbläschen könnten sich nahe den Seitenober flächen der Flußkammer anlagern, wobei das Festhalten der Reaktions produkte in der Suspension auf der Arbeitselektrode gestört würde, und eine Waschflüssigkeit würde die Seitenoberflächen der Flußkammer nicht erreichen, wenn die einmal festgehaltenen Reaktionsprodukte ausgewa schen werden, was es schwierig macht, die Reaktionsprodukte nach der lumineszenten Reaktion auszuwaschen.The flow chamber is designed so that seen from above has a spindle-like shape, the width of the spindle-like shape at the section of greatest width within 7 times the inlet diameter (Minimum width section) of the chamber is the opening angle of the cam mer; not seen from the inlet against the greatest width section is greater than 20 ° and the thickness of the chamber is in the range from 0.3 to 0.7 mm is. If the flow chamber has an unsuitable shape, it could the river peel off and air bubbles could get close to the top of the page attach areas of the flow chamber, keeping the reaction products in the suspension on the working electrode would be disturbed, and a washing liquid would not cover the side surfaces of the flow chamber achieve when the reaction products once recorded which makes it difficult to separate the reaction products after the wash out luminescent reaction.

Im Interesse einer verminderten Ablagerung von in der Probe enthalte nen Verunreinigungen, wie Protein, an den Kammerwänden und der möglichst weitgehenden Verhütung der Verschlechterung der Kammerwän de infolge der Waschflüssigkeit, usw., wird ein Material zur Herstellung der Flußkammer ausgewählt aus elektrisch nicht leitenden Materialien, wie Äthylentetrafluorid, Butylgummi, Silikongummi, Glas und Acrylharz.In the interest of a reduced deposition of contained in the sample contaminants, such as protein, on the chamber walls and the prevention of the deterioration of the chamber walls as far as possible de as a result of the washing liquid, etc., becomes a material for manufacture the flow chamber selected from electrically non-conductive materials, such as ethylene tetrafluoride, butyl rubber, silicone rubber, glass and acrylic resin.

Wenn die Suspension, die die Reaktionsprodukte enthält, in die Flußkam mer eingeführt wird, wird die Flußbedingung für die magnetischen Teil chen mit einer Teilchengröße von 2 bis 3 µm optimiert, indem man die lineare Geschwindigkeit der Suspension in dem Bereich von 10 bis 100 mm/s setzt, und eine größere Menge von Reaktionsprodukten können auf der Arbeitselektrode in der gleichmäßig ausgebreiteten Form festgehalten werden. Ist die lineare Geschwindigkeit niedriger als 10 mm/s, würden die Reaktionsprodukte in der Suspension beim Festhalten auf einen Punkt auf der Arbeitselektrode konzentriert werden, was es schwierig macht, in dem Schritt, wo die Reaktionsprodukte eine Elektro-Chemi lumineszenz emittieren, eine hohe lumineszente Effizienz zu gewähr leisten. Ist die lineare Geschwindigkeit höher als 100 mm/s, wäre es so schwierig, die Reaktionsprodukte auf der Arbeitselektrode festzuhalten, daß die meisten der Reaktionsprodukte durch die Kammer hindurch treten, was zu einer Verminderung der Lumineszenzintensität führt.When the suspension containing the reaction products came into the river mer is introduced, the flux condition for the magnetic part Chen with a particle size of 2 to 3 microns optimized by the linear speed of the suspension in the range of 10 to 100 mm / s sets, and a larger amount of reaction products can the working electrode in the evenly spread shape become. If the linear velocity was less than 10 mm / s, would the reaction products in the suspension when held onto one Point to be focused on the working electrode, making it difficult in the step where the reaction products are electro-chemi Emit luminescence to ensure high luminescent efficiency Afford. If the linear velocity is higher than 100 mm / s, it would be so difficult to hold the reaction products on the working electrode that most of the reaction products through the chamber occur, which leads to a reduction in the luminescence intensity.

Die feste Phase, die die Reaktionsprodukte festgehalten auf der Arbeits elektrode enthält, wenn die Suspension durch die Flußkammer innerhalb der Meßzelle hindurchtritt, kann durch Hindurchführen einer Wasch flüssigkeit in die Flußkammer durch die Leitung gewaschen werden. Die feste Phase bleibt auf der Arbeitselektrode festgehalten, während Reak tionsprodukte der Waschflüssigkeit ausgesetzt sind, die zwecks Waschen durch die Kammer fließt.The solid phase that the reaction products are held on the work contains electrode when the suspension passes through the flow chamber inside the measuring cell can pass through a wash liquid can be washed into the flow chamber through the line. The solid phase remains on the working electrode while reak tion products are exposed to the washing liquid for the purpose of washing flows through the chamber.

Berücksichtigt man eine lumineszente Reaktion im nächsten Schritt, dann ist die Waschflüssigkeit vorzugsweise eine Pufferlösung, die eine Anzie hungssubstanz enthält, die die Markiersubstanz anregt. Die Zwecke der Verwendung der Pufferlösung sind, die Restmengen der flüssigen Phase in der Suspension von der festgehaltenen festen Phase zu entfernen, und die Anziehungssubstanz zwecks Anregung des Markiermaterials um die Reaktionsprodukte mit guter Reproduzierbarkeit zu liefern.Taking into account a luminescent reaction in the next step, then the washing liquid is preferably a buffer solution containing an attractant contains substance that excites the marker substance. The purposes of Using the buffer solution are the residual amounts of the liquid phase in the suspension to remove from the fixed solid phase, and the attraction substance to stimulate the marking material around the To deliver reaction products with good reproducibility.

Die magnetischen Teilchen werden durch eine lokale magnetische Falle festgehalten, die durch einen Magnet gebildet wird, der oberhalb der Arbeitselektrode angeordnet ist, wenn die Arbeitselektrode entlang der oberen Oberfläche der Flußkammer angeordnet ist, oder unter der Arbeitselektrode, wenn sie im Gegensatz dazu entlang einer unteren Oberfläche der Flußkammer angeordnet ist. Die Arbeitselektrode kann entlang irgendeiner der oberen oder unteren Oberflächen der Flußkam mer angeordnet sein, jedoch ist es wünschenswert vom Gesichtspunkt der Festhalteeffizienz und der Leichtigkeit der Installation, daß die Arbeits elektrode entlang der unteren Oberfläche der Flußkammer angeordnet ist, und in dem Abschnitt größter Breite ihrer spindelähnlichen Form. Auch ist die Oberfläche der Arbeitselektrode vorzugsweise etwa 3mal, noch vorteilhafter 1 bis 2mal, so groß wie die erforderliche Fläche für die an die magnetischen Teilchen gebundenen Reaktionsprodukte, wenn sie nebeneinander angeordnet sind, um in einer einzelnen Schicht so dicht wie möglich zu liegen.The magnetic particles are trapped by a local magnetic trap held by a magnet that is above the Working electrode is arranged when the working electrode along the upper surface of the flow chamber is arranged, or under the Working electrode when contrasted along a lower one Surface of the flow chamber is arranged. The working electrode can along any of the upper or lower surfaces of the river be arranged, but it is desirable from the point of view of Holding efficiency and ease of installation that work electrode is arranged along the lower surface of the flow chamber, and in the widest section of their spindle-like shape. Also the surface of the working electrode is preferably about 3 times more more advantageous 1 to 2 times as large as the area required for the the magnetic particles bound reaction products when they are arranged side by side to be as dense in a single layer to lie as possible.

Die Form der Arbeitselektrode wird kreisförmig, quadratisch oder ellip tisch gewählt, mit der Hauptachse in Richtung des Flußdurchtritts ab hängig von der Form des Magneten. Durch Auswahl einer der obigen Formen können die Reaktionsprodukte auf der kleineren Elektrodenfläche mit höherer Effizienz festgehalten werden. Berücksichtigt man die Form einer photoelektrischen Oberfläche des Photodetektors (die für den Detektor der frontalen Type kreisförmig ist), ist jede der obigen Formen auch geeignet, um dem Photodetektor zu ermöglichen, eine Lumineszenz mit hoher Effizienz festzustellen, die von einer elektrochemischen Reak tion auf der Arbeitselektrode emittiert wird.The shape of the working electrode becomes circular, square or elliptical selected table, with the main axis in the direction of the river passage depending on the shape of the magnet. By choosing one of the above The reaction products can be shaped on the smaller electrode surface be held with greater efficiency. Taking into account the shape a photoelectric surface of the photodetector (used for the Frontal type detector is circular), is any of the above shapes also suitable for luminescence to enable the photodetector determine with high efficiency by an electrochemical reac tion is emitted on the working electrode.

Als Material für die Arbeitselektrode und eine Gegenelektrode kann irgendeines der Materialien Gold, Platin, Palladium, Wolfram, Iridium, Nickel und Legierungen hiervon verwendet werden. Der Grund für die Verwendung eines solchen Materials ist es, soweit wie möglich Abnut zung und Korrosion der Elektrodenoberfläche zu verhüten, die jeweils durch die Elektrodenreaktion und Reagenzien verursacht werden, die über die Elektrode fließen.Can be used as material for the working electrode and a counter electrode any of the materials gold, platinum, palladium, tungsten, iridium, Nickel and alloys thereof are used. The reason for that Use of such a material is as far as possible prevention and corrosion of the electrode surface, each caused by the electrode reaction and reagents that flow over the electrode.

Die Arbeitselektrode und die Gegenelektrode sind in der gleichen Ebene mit einem Abstand nicht größer als 3 mm angeordnet, und, wo dies möglich ist, wird die Gegenelektrode als Paar in symmetrischer Bezie hung auf beiden Seiten der Arbeitselektrode angeordnet. Mit dieser Anordnung können Arbeitselektrode und Gegenelektrode leicht in die Meßzelle eingebaut werden, und wenn eine Spannung zwischen die Arbeitselektrode und die Gegenelektroden angelegt wird, kann die Span nung wirksam und stabil an gegenüberstehende Endflächen der Arbeits elektrode angelegt werden. Daher kann die Anziehungssubstanz zwecks Erregung der Markiersubstanz immer mit guter Reproduzierbarkeit gebildet werden.The working electrode and the counter electrode are in the same plane spaced no greater than 3 mm, and where this is possible, the counter electrode is a pair in a symmetrical relationship hung on both sides of the working electrode. With this Arrangement can easily work electrode and counter electrode in the Measuring cell are installed, and if a voltage between the Working electrode and the counter electrodes can be applied, the span effective and stable on opposite end faces of the work electrode are applied. Therefore, the attraction substance can Excitation of the marking substance always with good reproducibility be formed.

Die lokale magnetische Falle zur Verteilung der magnetischen Teilchen analog zur Form der Elektrodenoberfläche wird durch wenigstens einen Magneten dargestellt, der auf der Seite der Flußkammer innerhalb der Meßzelle gegenüber der Arbeitselektrode eingebaut ist. Es ist wünschens wert, daß der Magnet bis auf 0,5 bis 3 mm an die Oberfläche der Arbeitselektrode herangeführt werden kann, und daß man auch das festhaltende magnetische Feld nach Bedarf von einem Minimumwert auf einen Maximumwert ändern kann. Dies wird dadurch erzielt, daß man den Magneten von der Arbeitselektrode weg bewegt, so daß die Arbeits elektrodenoberfläche keinem Magnetfeld ausgesetzt ist, oder ihn nahe an die Arbeitselektrode heranführt, wenn der Magnet ein Permanentmagnet ist, oder durch Erregen oder Abschalten des Magneten, wenn er ein Elektromagnet ist. Bei einem solchen Umschalten des Magnetfeldes können die Reaktionsprodukte, die an die auf der Arbeitselektrode festgehaltenen magnetischen Partikel gebunden sind und auf der Arbeits elektrode bleiben, mit hoher Effizienz nach der elektrochemischen lumi neszenten Reaktion ausgewaschen werden. Ferner, durch Einstellen der magnetischen Flußdichte des Magnets in dem Bereich 0,5 bis 3 T, der Fläche der Magnetoberfläche (auf der Seite gegenüber der Arbeitselek trode) auf 0,5 bis 3mal der Oberfläche der Arbeitselektrode, und der kürzesten Distanz zwischen dem Magneten und der Arbeitselektroden oberfläche im Bereich von 0,5 bis 3 mm, kann ein optimales Magnetfeld lokal an die Reaktionsprodukte angelegt werden, die in der Suspension enthalten sind, die durch die Leitung und die Flußkammer fließt. Als Ergebnis kann eine größere Menge von Reaktionsprodukten in der Reaktionssuspension in einheitlicherer Verteilung über eine größere Fläche mit guter Reproduzierbarkeit festgehalten werden.The local magnetic trap for the distribution of the magnetic particles analogous to the shape of the electrode surface is by at least one Magnet shown on the side of the flow chamber inside the Measuring cell is installed opposite the working electrode. It is desirable worth that the magnet up to 0.5 to 3 mm to the surface of the Working electrode can be introduced, and that you can do that holding magnetic field as required from a minimum value can change a maximum value. This is achieved by the magnet moves away from the working electrode so that the working electrode surface is not exposed to or close to a magnetic field the working electrode leads if the magnet is a permanent magnet or by energizing or switching off the magnet when it is on Is electromagnet. With such a switching of the magnetic field can the reaction products attached to the on the working electrode captured magnetic particles are bound and working electrode remain, with high efficiency after the electrochemical lumi nescent reaction can be washed out. Furthermore, by adjusting the magnetic flux density of the magnet in the range 0.5 to 3 T which Surface of the magnetic surface (on the side opposite the working elec trode) on 0.5 to 3 times the surface of the working electrode, and the shortest distance between the magnet and the working electrodes surface in the range of 0.5 to 3 mm, can create an optimal magnetic field be applied locally to the reaction products in the suspension are included, which flows through the line and the flow chamber. When Result may result in a larger amount of reaction products in the Reaction suspension in a more uniform distribution over a larger one Area with good reproducibility.

Nachdem die Reaktionsprodukte auf den Arbeitselektrodenoberflächen festgehalten wurden, kann das nicht reagiert habende Reagenzmittel schnell und mit hoher Effizienz durch Durchschicken einer Pufferlösung durch die Flußkammer unter einer solchen festgehaltenen Bedingung ausgewaschen werden. Daher kann die B/F-Trennung mit minimalem Übertrag leicht durchgeführt werden. Zu diesem Zweck wird der Magnet vorzugsweise genau unterhalb bzw. oberhalb der Arbeitsoberfläche an geordnet, wenn die Arbeitselektrode entlang der unteren oder oberen Oberfläche der Flußkammer angeordnet ist. After the reaction products on the working electrode surfaces the unreacted reagent may have been retained quickly and with high efficiency by sending a buffer solution through the flow chamber under such a captured condition be washed out. Therefore, the B / F separation can be minimized Carry out easily. For this purpose the magnet preferably just below or above the work surface ordered when the working electrode is along the bottom or top Surface of the flow chamber is arranged.

Nach dem Waschen durch die Pufferlösung und Trennung von der nicht reagiert habenden flüssigen Phase, werden die Reaktionsprodukte, die auf der Arbeitselektrode festgehalten sind, einer Spannung ausgesetzt zwi schen Arbeitselektrode und der Gegenelektrode entsprechend einer bestimmten Sequenz, so daß die in der Pufferlösung enthaltene Anzie hungssubstanz und die Erregung der Markiersubstanz reduziert werden. Die Markiersubstanz wird durch die reduzierte Anziehungssubstanz erregt und dann in den Grundstatus übergeführt, wobei es eine Lumineszenz vorbestimmter Wellenlänge emittiert. Die emittierte Lumineszenz tritt durch ein lichtdurchlässiges Fenster; das an der Seite der Flußkammer innerhalb der Meßzelle gegenüber der Arbeitselektrode vorgesehen ist, und wird dann in den Detektierteil eines Photodetektors eingeführt, der in Kontakt mit dem Fenster (oder in manchen Fällen in einem bestimm ten Abstand davon) zur Messung der Lumineszenzintensität vorgesehen ist. Das Fenster ist vorzugsweise so bemessen, daß es eine Fläche von wenigstens 4mal der Oberfläche der Arbeitselektrode hat. Wenn man die Meßzelle aufgrund der oben beschriebenen Bedingungen konstruiert und die Lumineszenzintensität durch den Photodetektor mißt, kann das schwa che Licht, das von der Arbeitselektrode emittiert wird, dem Photodetek tor mit hoher Effizienz zugeführt werden, was eine Messung der Lumi neszenz mit hoher Genauigkeit und guter Reproduzierbarkeit ermöglicht.After washing through the buffer solution and separation from the no Having reacted to the liquid phase, the reaction products are based on the working electrode are held, exposed to a voltage between rule working electrode and the counter electrode corresponding to one certain sequence, so that the Anzie contained in the buffer solution substance and the excitation of the marking substance can be reduced. The marker substance is excited by the reduced attraction substance and then converted to basic status, being a luminescence predetermined wavelength emitted. The emitted luminescence occurs through a translucent window; that on the side of the river chamber is provided within the measuring cell opposite the working electrode, and is then inserted into the detection part of a photodetector which in contact with the window (or in some cases in a certain th distance therefrom) is provided for measuring the luminescence intensity is. The window is preferably dimensioned so that it has an area of has at least 4 times the surface of the working electrode. If you have the Measuring cell designed based on the conditions described above and measures the luminescence intensity by the photodetector, the schwa light emitted by the working electrode, the photodetec Tor be supplied with high efficiency, which is a measurement of the Lumi nescence with high accuracy and good reproducibility.

Durch Verwendung der wie oben beschrieben aufgebauten Meßzelle können spezifische Komponenten in Proben aus dem lebenden Körper, wie Serum und Urin, schnell und einfach analysiert werden, mit hoher Empfindlichkeit und guter Reproduzierbarkeit.By using the measuring cell constructed as described above can contain specific components in samples from the living body, how serum and urine can be analyzed quickly and easily, with high Sensitivity and good reproducibility.

Im folgenden wird ein Verfahren und ein Analysator für den Immuntest entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 12 beschrieben. A method and an analyzer for the immunoassay according to an exemplary embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS . 1 to 12.

Zunächst wird eine Beschreibung der Systemkonfiguration des Analysators dieses Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Fig. 1 gegeben.First, a description will be given of the system configuration of the analyzer of this embodiment with reference to FIG. 1.

In Fig. 1 enthält der Analysator dieses Ausführungsbeispiels eine Proben flasche 31, die eine Probe enthält, eine Perlenflasche 32, die eine Perlen lösung enthält, in der magnetische Teilchen vorhanden sind, eine erste Reagenzflasche 33, die ein erstes Reagenzmittel zum Binden der magne tischen Teilchen mit einer spezifischen Komponente der Probe enthält, eine zweite Reagenzflasche 34, die ein zweites Reagenzmittel zur Markie rung einer Markiersubstanz enthält, die eine Lumineszenz infolge einer elektrochemischen Reaktion emittiert und an die spezifische Komponente in der Probe gebunden ist, eine Pufferlösungsflasche 3, die eine Puff erlösung enthält, die eine Anziehungssubstanz für die Anregung einer Elektrochemilumineszenz der Markiersubstanz enthält, eine Waschflüssig keitsflasche 4, die eine Waschflüssigkeit enthält, ein Reaktionsgefäß 1 zur Aufbereitung einer Suspension, die Reaktionsprodukte enthält, eine Probensonde 30 zum Pipettieren der Probe, der Perlen, des ersten Reak tionsmittels, des zweiten Reaktionsmittels und der Pufferlösung in das Gefäß 1, eine Pipette 2 zum Einführen der Suspension in das Gefäß 1, einen Waschtank 5 zum Waschen des spitzen Endes der Pipette 2, eine Meßzelle 6, an die von der Pipette 2 die Suspension geliefert wird, eine Spritze 11 zum Ansaugen und Ausstoßen der Suspension, der Wasch flüssigkeit und der Pufferlösung, einer Abfallflüssigkeitsflasche 13, die Abfallflüssigkeit enthält, eine Flasche 14 mit destilliertem Wasser, und eine Pumpe 12 zur Lieferung des destillierten Wassers in der Flasche 14 an den Waschtank 5. Die Probensonde 30 hat einen bekannten Pipettier mechanismus und ist mit einer nicht dargestellten Spritze über eine Leitung P1 verbunden. Die Pipette 2 ist mit der Meßzelle 6 über eine Leitung P2 verbunden. Die Meßzelle 6 ist mit der Spritze 11 über eine Leitung P3, ein erstes Klemmventil 7 und eine Leitung P4 verbunden. In Fig. 1, the analyzer of this embodiment includes a sample bottle 31 containing a sample, a pearl bottle 32 containing a pearl solution in which magnetic particles are present, a first reagent bottle 33 which has a first reagent for binding the magnetic tables Contains particles with a specific component of the sample, a second reagent bottle 34 , which contains a second reagent for marking a marking substance that emits luminescence due to an electrochemical reaction and is bound to the specific component in the sample, a buffer solution bottle 3 , the one Contains buffer solution, which contains an attraction substance for the excitation of an electrochemiluminescence of the marking substance, a washing liquid bottle 4 , which contains a washing liquid, a reaction vessel 1 for the preparation of a suspension containing reaction products, a sample probe 30 for pipetting the sample, the pearl n, the first reac tion agent, the second reactant and the buffer solution in the vessel 1 , a pipette 2 for introducing the suspension into the vessel 1 , a wash tank 5 for washing the tip end of the pipette 2 , a measuring cell 6 to which the Pipette 2 the suspension is supplied, a syringe 11 for sucking and expelling the suspension, the washing liquid and the buffer solution, a waste liquid bottle 13 containing waste liquid, a bottle 14 with distilled water, and a pump 12 for delivering the distilled water in the Bottle 14 to the wash tank 5 . The sample probe 30 has a known pipetting mechanism and is connected to a syringe, not shown, via a line P1. The pipette 2 is connected to the measuring cell 6 via a line P2. The measuring cell 6 is connected to the syringe 11 via a line P3, a first pinch valve 7 and a line P4.

Außerdem ist die Leitung P4 mit der Abfallflüssigkeitsflasche 13 über eine Leitung P5, ein zweites Klemmventil 8 und eine Leitung P6 ver bunden.In addition, the line P4 is connected to the waste liquid bottle 13 via a line P5, a second pinch valve 8 and a line P6.

Andererseits ist die Flasche 14 mit destilliertem Wasser mit dem Wasch tank 5 über eine Leitung P9, eine Pumpe 12 und eine Leitung P10 verbunden, während der Waschtank 5 mit der Abfallflüssigkeitsflasche 13 über eine Leitung P11 verbunden ist. Außerdem ist eine Leitung P8 von etwa der Mitte der Leitung P10 abgezweigt und mit der Spritze 11 über ein drittes Klemmventil 9 und eine Leitung P7 verbunden.On the other hand, the bottle 14 with distilled water is connected to the washing tank 5 via a pipe P9, a pump 12 and a pipe P10, while the washing tank 5 is connected to the waste liquid bottle 13 via a pipe P11. In addition, a line P8 is branched off from approximately the center of the line P10 and connected to the syringe 11 via a third pinch valve 9 and a line P7.

Die Probe in der Probenflasche 31 ist beispielsweise Serum oder Urin, entnommen dem lebenden Körper, und enthält TSH (Schilddrüse anre gendes Hormon) als spezifische Komponente.The sample in the sample bottle 31 is, for example, serum or urine, taken from the living body, and contains TSH (thyroid stimulating hormone) as a specific component.

Die Perlenlösung in der Perlenflasche 32 wird hergestellt durch Einbetten eines bestimmten magnetischen Materials in eine Matrix aus Polystyren oder dergl., um jeweils die Perlen zu erhalten, d. h. magnetische Teilchen (spezifisches Gewicht 1,4, mittlere Teilchengröße 2,8 µm), und dann die magnetischen Teilchen in einer Pufferlösung zu dispergieren. Auf die Matrixoberfläche ist Streptoavidin aufgebracht, das sich an Biotin binden kann. Die magnetischen Teilchen können jeweils eine Vielzahl teilchen förmigen magnetischen Materials in der Matrix enthalten.The pearl solution in the pearl bottle 32 is prepared by embedding a certain magnetic material in a matrix of polystyrene or the like to obtain the pearls, ie magnetic particles (specific gravity 1.4, average particle size 2.8 µm), and then to disperse the magnetic particles in a buffer solution. Streptoavidin, which can bind to biotin, is applied to the matrix surface. The magnetic particles can each contain a plurality of particulate magnetic material in the matrix.

Das erste Reaktionsmittel in der ersten Reaktionsmittelflasche 33 enthält einen TSH-Antikörper, dessen Ende biotinisiert ist.The first reactant in the first reactant bottle 33 contains a TSH antibody, the end of which is biotinized.

Das zweite Reagenzmittel in der zweiten Reagenzmittelflasche 34 enthält einen TSH-Antikörper, dessen Ende biotinisiert ist und an den eine Markiersubstanz angelegt ist, die bei Erregung Chemilumineszenz emit tiert. In diesem Beispiel wird Ru(bpy)₃, d. h. Ruthenium (II) Tris (Bipyri dil) verwendet, als beispielhafte Markiersubstanz. Ru(bpy)₃ ist in der Form von Ru(bpy)₃²⁺ in der Pufferlösung enthalten.The second reagent in the second reagent bottle 34 contains a TSH antibody, the end of which is biotinized and to which a marking substance is applied, which emits chemiluminescence when excited. In this example, Ru (bpy) ₃, ie ruthenium (II) tris (bipyri dil), is used as an exemplary marker. Ru (bpy) ₃ is in the form of Ru (bpy) ₃ ²⁺ in the buffer solution.

Die Pufferlösung in der Pufferlösungsflasche 3 enthält eine Anziehungs substanz, die bei Anlegen einer Spannung reduziert wird, um die Mar kiersubstanz zu erregen, und hat einen Ph-Wert von ungefähr 7,4. In diesem Ausführungsbeispiel wird Tripropylamin (TPA) als Anziehungs substanz verwendet.The buffer solution in the buffer solution bottle 3 contains an attraction substance which is reduced when a voltage is applied to excite the marker substance and has a pH of approximately 7.4. In this embodiment, tripropylamine (TPA) is used as an attraction substance.

Die Struktur der Meßzelle wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 beschrieben.The structure of the measuring cell will now be described with reference to FIGS . 2 to 4.

Die Meßzelle 6 enthält eine Zellengrundplatte 18, ein PMT-Gehäuse 21, in dem ein Photomultiplizierer (PMT) 19 angeordnet ist, und ein licht aufnehmendes Fenster 22, das zwischen der Zellengrundplatte 18 und dem PMT-Gehäuse 21 angeordnet ist. Die Zellengrundplatte 18 und das lichtempfangende Fenster 22 werden durch einen Abstandhalter 18A zusammengehalten, der dazwischen angeordnet ist, so daß eine Flußkam mer 17 zwischen der Platte 18 und dem Fenster 22 definiert ist, durch die die Suspension, die die Reaktionsprodukte enthält, nach der Ein führung in die Meßzelle 6 fließt. Die Flußkammer 17 hat, wie in Fig. 4 dargestellt, von oben gesehen eine spindelähnliche Form. Ein Flußdurch trittseinlaß 35 ist an einem Ende der spindelähnlichen Form angeordnet, und ein Flußdurchtrittsauslaß 36 an dem anderen Ende. Flußdurchtritts einlaß 35 und Auslaß 36 sind jeweils mit den Leitungen P2, P3 durch Nippel 50, 51 verbunden, die an der Zellengrundplatte 18 vorgesehen sind. Eine Arbeitselektrode 15 ist entlang der unteren Oberfläche der Flußkammer 17 in dem Abschnitt größter zentraler Breite der spindel ähnlichen Form angeordnet, und ein Paar von Gegenelektroden 16a, 16b sind in symmetrischer Relation zu beiden Seiten und in gleicher Ebene wie die Arbeitselektrode 15 angeordnet. Die Arbeitselektrode 15 und die Gegenelektroden 16a, 16b sind an einem auf der Zellengrundplatte 18 angeordneten Blatt 18B befestigt, und ragen an einem ihrer Enden aus der Zellengrundplatte 18 für die Verbindung mit einer Leistungsver sorgung und einem Steuergerät (beide nicht dargestellt) heraus. Ein Magnet 24 ist unter der Arbeitselektrode 15 angeordnet, und zwar in einer Ausnehmung 18C, die in der Zellengrundplatte 18 vorgesehen ist, so daß er nahe zur Arbeitsoberfläche 15 kommt. Der Magnet 24 ist an dem Magnethalter 25 befestigt, der seinerseits am Ende eines Hebels 25A angeordnet ist. Das andere Ende des Hebels 25A ist an einem Schrittmotor 26 angeordnet, so daß er um einen Stützpunkt 28 drehbar ist. Durch Einschalten des Schrittmotors 26 kann der Magnet 24 wahlwei se eine Betriebsstellung einnehmen, angedeutet durch ausgezogene Linien, zwischen der Ausnehmung 18C und einer zurückgezogenen Position, ange deutet durch strichpunktierte Linien, außerhalb der Ausnehmung 18C.The measuring cell 6 contains a cell base plate 18 , a PMT housing 21 , in which a photomultiplier (PMT) 19 is arranged, and a light-receiving window 22 , which is arranged between the cell base plate 18 and the PMT housing 21 . The cell base plate 18 and the light-receiving window 22 are held together by a spacer 18 A, which is arranged between them, so that a Flußkam mer 17 is defined between the plate 18 and the window 22 through which the suspension containing the reaction products after the A guide flows into the measuring cell 6 . The flow chamber 17 , as shown in FIG. 4, has a spindle-like shape when viewed from above. A flow passage inlet 35 is disposed at one end of the spindle-like shape, and a flow passage outlet 36 at the other end. Flow passage inlet 35 and outlet 36 are each connected to the lines P2, P3 by nipples 50 , 51 which are provided on the cell base plate 18 . A working electrode 15 is arranged along the lower surface of the flow chamber 17 in the largest central width portion of the spindle-like shape, and a pair of counter electrodes 16 a, 16 b are arranged in symmetrical relation to both sides and in the same plane as the working electrode 15 . The working electrode 15 and the counter electrodes 16 a, 16 b are attached to a sheet 18 B arranged on the cell base plate 18 , and protrude at one of their ends from the cell base plate 18 for connection to a power supply and a control unit (both not shown) . A magnet 24 is arranged under the working electrode 15 , specifically in a recess 18 C, which is provided in the cell base plate 18 , so that it comes close to the working surface 15 . The magnet 24 is attached to the magnet holder 25 , which in turn is arranged at the end of a lever 25 A. The other end of the lever 25 A is arranged on a stepper motor 26 so that it can be rotated about a support point 28 . By switching on the stepping motor 26 , the magnet 24 can optionally assume an operating position, indicated by solid lines, between the recess 18 C and a retracted position, indicated by dash-dotted lines, outside the recess 18 C.

Der Photomultiplizierer 19 mißt die Lumineszenz, die in der Flußkammer erzeugt wird und durch das lichtempfangende Fenster 22 hindurchtritt und dieses Ausführungsbeispiel verwendet R1104, hergestellt von Hama matsu Photonics Co., Ltd. Um eine Verringerung der Vervielfachungs effizienz infolge des Magnetismus zu verhüten, ist der Photomultiplizierer 19 in dem PMT-Gehäuse 21 in solcher Weise untergebracht, daß er von einer Abschirmröhre 20 abgedeckt wird. An dem oberen Ende des Photomultiplizierers 19 ist ein Sockel 27 befestigt, über den ein Detek tionssignal des Photomultiplizierers 19 an ein Steuergerät (nicht darge stellt) zum Messen der Lumineszenzintensität gesandt wird.The photomultiplier 19 measures the luminescence generated in the flow chamber and passes through the light receiving window 22 , and this embodiment uses R1104 manufactured by Hama matsu Photonics Co., Ltd. In order to prevent a reduction in the multiplication efficiency due to the magnetism, the photomultiplier 19 is accommodated in the PMT housing 21 in such a way that it is covered by a shielding tube 20 . At the upper end of the photomultiplier 19 , a base 27 is attached, via which a detection signal of the photomultiplier 19 is sent to a control unit (not shown) for measuring the luminescence intensity.

Das Blatt 18B, das die untere Oberfläche der Flußkammer 17 definiert, wird aus einem Äthylentetrafluorid-Polymer hergestellt. Die Flußkammer 17 ist so geformt, daß die Minimumbreite W₁ an entgegengesetzten Enden der spindelartigen Form 1 mm beträgt, die Maximalbreite W₂ in der Mitte 5 mm, die Länge L der Kammer 33 mm, der Öffnungswinkel α 16,2° und die Dicke t 0,5 mm. Der Einlaß 35 und Auslaß 36 der Flußkammer 17 haben jeweils einen Durchmesser von 1 mm, der gleich der Minimalbreite W₁ ist.The sheet 18 B, which defines the lower surface of the flow chamber 17 is made of an ethylene tetrafluoride polymer. The flow chamber 17 is shaped so that the minimum width W₁ at opposite ends of the spindle-like shape is 1 mm, the maximum width W₂ in the middle 5 mm, the length L of the chamber 33 mm, the opening angle α 16.2 ° and the thickness t 0 , 5 mm. The inlet 35 and outlet 36 of the flow chamber 17 each have a diameter of 1 mm, which is equal to the minimum width W₁.

Die Arbeitselektrode 15 ist aus Platin hergestellt und, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, der der Flußkammer ausgesetzte Abschnitt ist quadratisch in der Draufsicht, so daß die Breite 5 mm und die Fläche 25 mm² beträgt. Wenn die vorerwähnten magnetischen Teilchen mit einer mitt leren Teilchengröße von 2,8 µm auf der Arbeitselektrode 15 so angeord net sind, daß sie nebeneinander in einer einzigen Schicht so dicht wie möglich liegen, können ungefähr 3,7 × 10⁶ Teilchen untergebracht wer den. Unter der Annahme, daß die in der Pufferlösung dispergierten magnetischen Teilchen, die in der Perlenflasche 32 enthalten sind, in einer Menge von 30 µg für jeden Zyklus verwendet werden, entspricht diese Menge ungefähr 2 × 10⁶ magnetischen Teilchen. Somit ist die Oberfläche der Arbeitselektrode 15 ungefähr 1,85mal die nötige Fläche, damit die magnetischen Teilchen, die in jedem Zyklus verwendet werden, in die planare Form ausgebreitet werden.The working electrode 15 is made of platinum and, as shown in Figs. 3 and 4, the portion exposed to the flow chamber is square in plan view so that the width is 5 mm and the area is 25 mm². If the above-mentioned magnetic particles with a mean particle size of 2.8 microns on the working electrode 15 are so angeord that they lie side by side in a single layer as close as possible, about 3.7 × 10⁶ particles can be accommodated. Assuming that the magnetic particles dispersed in the buffer solution contained in the pearl bottle 32 are used in an amount of 30 µg for each cycle, this amount corresponds to approximately 2 × 10⁶ magnetic particles. Thus, the surface of the working electrode 15 is approximately 1.85 times the area required for the magnetic particles used in each cycle to spread out into the planar shape.

Jede der Gegenelektroden 16a, 16b ist ebenfalls aus Platin hergestellt, wie die Arbeitselektrode 15 und ist mit einem Abstand von 1 mm von der Arbeitselektrode 15 angeordnet.Each of the counter electrodes 16 a, 16 b is also made of platinum, like the working electrode 15 and is arranged at a distance of 1 mm from the working electrode 15 .

Der Magnet 24 ist ein quadratischer Permanentmagnet mit einer Seiten länge von 5 mm und ist so magnetisiert, daß er einen Nordpol gegen über der Arbeitselektrode 15 mit einer magnetischen Flußdichte von 0,85 T aufweist. In der Betriebsposition innerhalb der Ausnehmung 18C wird der Magnet 24 mit einem Abstand von 1 mm von der Oberfläche der Arbeitselektrode 15 angeordnet.The magnet 24 is a square permanent magnet with a side length of 5 mm and is magnetized so that it has a north pole opposite the working electrode 15 with a magnetic flux density of 0.85 T. In the operating position within the recess 18 C, the magnet 24 is arranged at a distance of 1 mm from the surface of the working electrode 15 .

Das lichtempfangende Fenster 22 ist aus Acrylat hergestellt, das ein nichtleitendes Plastikmaterial mit einer Lichtdurchlässigkeit nicht weniger als 90% ist, und hat eine scheibenähnliche Form mit einer Dicke von 4 mm und einem effektiven Durchmesser von 25 mm.The light-receiving window 22 is made of acrylate, which is a non-conductive plastic material having a light transmittance of not less than 90%, and has a disk-like shape with a thickness of 4 mm and an effective diameter of 25 mm.

Die Betriebsweise des Analysators für Immuntest mit der oben beschrie benen Konstruktion wird unten erläutert.The operation of the analyzer for immunoassay with the above described The construction is explained below.

Mittels der Einrichtung werden in Übereinstimmung mit einer vorbe stimmten Sequenz in das Gefäß pipettiert:
50 µl der Probe aus dem lebenden Körper; wie Serum oder Urin, die in die Probenflasche 31 eingeführt wird und als spezifische Komponente TSH (Schilddrüsenanregungshormon) enthält, 50 µl der Perlenlösung, die in die Perlenflasche 32 gegeben wird und die magnetischen Teilchen (30 µg) dispergiert in der Pufferlösung enthält, 50 µl des ersten Reagenz mittels, das in die erste Reagenzmittelflasche 33 gegeben wird und den TSH-Antikörper enthält, dessen Ende biotinisiert ist, 50 µl des zweiten Reagenzmittels, das in die zweite Reagenzmittelflasche 34 gegeben wird und den TSH-Antikörper enthält, dessen Ende biotinisiert ist, und an das die Markiersubstanz angelagert ist, die bei Erregung eine Chemilumi neszenz emittiert, und 50 µl der Pufferlösung, die in die Pufferlösungs flasche 3 gegeben wird, die Anziehungssubstanz enthält und einen pH- Wert von ungefähr 7,4 aufweist.The device is used to pipette into the vessel in accordance with a predetermined sequence:
50 µl of the sample from the living body; such as serum or urine, which is introduced into the sample bottle 31 and contains TSH (thyroid stimulating hormone) as a specific component, 50 μl of the pearl solution which is added to the pearl bottle 32 and contains the magnetic particles (30 μg) dispersed in the buffer solution, 50 μl of the first reagent, which is added to the first reagent bottle 33 and contains the TSH antibody, the end of which is biotinized, 50 μl of the second reagent, which is added to the second reagent bottle 34 and contains the TSH antibody, the end of which is biotinized , and to which the marker substance is attached, which emits chemiluminescence when excited, and 50 μl of the buffer solution, which is added to the buffer solution bottle 3 , contains the attraction substance and has a pH of approximately 7.4.

Hier wird ein Beispiel des Analysierens der Probe durch die Sandwich methode erklärt. In diesem Fall werden die Perlenlösung, das erste Reaktionsmittel, die Probe und das zweite Reaktionsmittel in dieser Reihenfolge pipettiert. Im Fall der kompetitiven Methode werden die Perlenlösung, die Probe, das zweite Reaktionsmittel und das erste Reak tionsmittel in dieser Reihenfolge pipettiert.Here is an example of analyzing the sample through the sandwich method explained. In this case, the pearl solution is the first Reagent, the sample and the second reagent in it Order pipetted. In the case of the competitive method, the Pearl solution, the sample, the second reactant and the first reac pipetted in this order.

Während des Pipettierens wird die Mischung durch ein Rüttelgerät (nicht dargestellt) geschüttelt, um die Reaktion zu fördern, während das Gefäß 1 auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird (37°C in diesem Ausführungsbeispiel). Selbst nach dem Pipettieren wird die Mischung kontinuierlich auf der vorbestimmten Temperatur gehalten und für eine vorbestimmte Zeitdauer (15 min in diesem Ausführungsbeispiel) geschüt telt. Als Ergebnis wird eine Suspension erzeugt, die die magnetischen Teilchen, das erste Reagenzmittel, TSH in der Probe, und die Reaktions produkte enthält, an die das zweite Reagenzmittel gebunden ist. Das spitze Ende der Probensonde 30 wird nach jeder Pipettierung in ähn licher Weise gewaschen wie das spitze Ende der Pipette 2 (später be schrieben).During pipetting, the mixture is shaken by a vibrator (not shown) to promote the reaction while the vessel 1 is kept at a predetermined temperature (37 ° C in this embodiment). Even after pipetting, the mixture is continuously kept at the predetermined temperature and shaken for a predetermined period of time (15 minutes in this embodiment). As a result, a suspension is produced which contains the magnetic particles, the first reagent, TSH in the sample, and the reaction products to which the second reagent is bound. The tip end of the sample probe 30 is washed after each pipetting in a similar manner to the tip end of the pipette 2 (described later).

Danach wird die Suspension im Gefäß 1 in die Flußkammer 17 der Meßzelle 6 eingeführt. Diese Operation des Einführens der Suspension wird wie folgt durchgeführt.The suspension in the vessel 1 is then introduced into the flow chamber 17 of the measuring cell 6 . This operation of inserting the suspension is carried out as follows.

Zunächst wird, siehe Fig. 2, der Schrittmotor 26 angetrieben, um den Magneten 24 in die mit durchgezogenen Linien in der Zeichnung ange gebene Betriebsstellung zu bewegen. Dann wird nach Fig. 1 das erste Klemmventil 7 geöffnet, jedoch das zweite und dritte Klemmventil 8, 9 geschlossen. In diesem Zustand wird die Pipette 2 zunächst horizontal durch eine Antriebseinheit (nicht dargestellt) bewegt in eine Position über dem Gefäß 1 und wird dann nach unten bewegt, so daß ihr spitzes Ende in die Suspension im Gefäß 1 eingesetzt wird. First, see Fig. 2, the stepper motor 26 is driven to move the magnet 24 into the operating position indicated by solid lines in the drawing. Then 1, the first pinch valve 7 is shown in FIG. Opened but the second and third pinch valve 8, 9 are closed. In this state, the pipette 2 is first moved horizontally by a drive unit (not shown) into a position above the vessel 1 and is then moved downward so that its pointed end is inserted into the suspension in the vessel 1 .

Hierauf wird aus insgesamt 250 µl der im Gefäß 1 hergestellten Suspen sion, die die Reaktionsprodukte enthält, 200 µl durch die Spritze 11 in die Pipette 2 gesaugt. Die Pipette 2 wird um so viel nach oben bewegt, daß ihr spitzes Ende aus der Suspension auftaucht, worauf die in der Pipette 2 enthaltene Suspension wieder durch die Spritze 11 angesaugt wird. Durch dieses Ansaugen werden 200 µl der Suspension in der Meßzelle 6 über die Leitung P2 eingeführt und fließen durch die Fluß kammer 17. Zu dieser Zeit wird der Betrieb der Spritze 11 so gesteuert, daß die Suspension in die Flußkammer 17 von dem Durchflußeinlaß 35 mit einer linearen Geschwindigkeit von 50 mm/s eintritt. Wenn die Suspension eine Position über der Arbeitselektrode 15 erreicht, werden nur die Reaktionsprodukte und die nicht reagiert habenden magnetischen Teilchen auf der Arbeitselektrode 15 festgehalten, während die nicht reagiert habenden ersten und zweiten Reaktionsmittel in die Spritze 11 durch die Flußkammer 17 gesaugt werden. Auf diese Weise werden zur Erzielung einer B/F-Trennung alle Reaktionsprodukte, die in den 200 µl der Suspension enthalten sind, gesammelt.Then from a total of 250 ul of the suspension produced in the vessel 1 , which contains the reaction products, 200 ul is sucked through the syringe 11 into the pipette 2 . The pipette 2 is moved upwards so much that its pointed end emerges from the suspension, whereupon the suspension contained in the pipette 2 is sucked in again by the syringe 11 . By this suction 200 ul of the suspension in the measuring cell 6 is introduced via line P2 and flow through the flow chamber 17th At this time, the operation of the syringe 11 is controlled so that the suspension enters the flow chamber 17 from the flow inlet 35 at a linear speed of 50 mm / s. When the suspension reaches a position above the working electrode 15 , only the reaction products and the unreacted magnetic particles are held on the working electrode 15 , while the unreacted first and second reactants are sucked into the syringe 11 through the flow chamber 17 . In this way, all reaction products contained in the 200 μl of the suspension are collected in order to achieve a B / F separation.

Hierauf wird die Pipette 2 horizontal in eine Position über dem Wasch tank 5 bewegt, und wird dann nach unten bewegt, so daß ihr spitzes Ende in den Waschtank 5 eintaucht. In diesem Zustand wird die Pumpe 12 betrieben, um destilliertes Wasser in der Wasserflasche 14 in den Waschtank 5 über die Leitung P9, die Pumpe 12 und die Leitung P10 zu bringen, wodurch die äußere Oberfläche des spitzen Endes der einge tauchten Pipette 2 gewaschen wird. Das verbrauchte destillierte Wasser, das in den Waschtank 5 gelangt, wird als Abfallflüssigkeit in die Abfall flüssigkeitsflasche 13 vom Boden des Waschtanks 5 durch die Leitung P11 transportiert. Then the pipette 2 is moved horizontally into a position above the washing tank 5 , and is then moved down so that its pointed end is immersed in the washing tank 5 . In this state, the pump 12 is operated to bring distilled water in the water bottle 14 into the wash tank 5 via the pipe P9, the pump 12 and the pipe P10, whereby the outer surface of the tip end of the immersed pipette 2 is washed. The used distilled water that gets into the wash tank 5 is transported as waste liquid into the waste liquid bottle 13 from the bottom of the wash tank 5 through line P11.

Dann wird die Pipette 2 um so viel nach oben bewegt, daß ihr spitzes Ende aus dem Waschtank 5 auftaucht, worauf sie horizontal in eine Stellung über der Pufferlösungsflasche 3 bewegt wird und dann nach unten, so daß ihr spitzes Ende in die Pufferlösung in der Pufferlösungs flasche 3 eintaucht. Hierauf wird die Pufferlösung in der Pufferlösungs flasche 3 durch die Spritze 11 angesaugt, so daß 100 µl der Pufferlösung in die Meßzelle 6 eingeführt werden. Durch das Einführen der Puff erlösung wird das in der Flußkammer 17 der Meßzelle 6 verbleibende nicht reagiert habende zweite Reagenzmittel ausgewaschen, um die B/F- Trennung zu vervollständigen. Zu diesem Zeitpunkt wird die zum Wa schen verwendete Pufferlösung und das nicht reagiert habende Reagenz mittel in die Spritze 11 aus der Flußkammer 17 durch die Leitung P3, das erste Klemmventil 7 und die Leitung P4 gesaugt.Then the pipette 2 is moved upwards so much that its pointed end emerges from the wash tank 5 , whereupon it is moved horizontally into a position above the buffer solution bottle 3 and then downwards so that its pointed end is in the buffer solution in the buffer solution dips bottle 3 . Then the buffer solution in the buffer solution bottle 3 is sucked through the syringe 11 so that 100 .mu.l of the buffer solution are introduced into the measuring cell 6 . By introducing the buffer solution, the unreacted second reagent remaining in the flow chamber 17 of the measuring cell 6 is washed out in order to complete the B / F separation. At this time, the buffer solution used for washing and the unreacted reagent is sucked into the syringe 11 from the flow chamber 17 through the pipe P3, the first pinch valve 7 and the pipe P4.

Als Ergebnis des obigen Prozesses wird die Flußkammer 17 in einen solchen Zustand gebracht, daß die Reaktionsprodukte und das nicht reagiert habende erste Reaktionsmittel (magnetische Teilchen) auf der Arbeitselektrode 15 festgehalten werden und die Umgebung der Arbeits elektrode 15, d. h. die Flußkammer 17 insgesamt, wird mit einer Puff erlösung gefüllt, die TPA zum Zweck der Anziehungserregung der Mar kiersubstanz enthält.As a result of the above process, the flow chamber 17 is brought into such a condition that the reaction products and which does not react manageable first reactant (magnetic particles) are held on the working electrode 15 and the region of the working electrode 15, the flow chamber 17 that is, as a whole, is filled with a buffer solution containing TPA for the purpose of attracting the marker substance.

Andererseits werden die Pufferlösung und das nicht reagiert habende Reaktionsmittel, das in die Spritze 11 gesaugt worden war; in die Abfall flüssigkeitsflasche 13 durch die Betätigung der Spritze entladen, durch Öffnen des zweiten Klemmventils 8 nach dem Schließen des ersten Klemmventils 7.On the other hand, the buffer solution and the unreacted reagent that had been sucked into the syringe 11 ; discharged into the waste liquid bottle 13 by operating the syringe by opening the second pinch valve 8 after closing the first pinch valve 7 .

Nach Beendigung des obigen Schrittes werden zwischen der Arbeitselek trode 15 und der Gegenelektroden 16a, 16b, die in der gleichen Ebene und auf beiden Seiten der ersteren angeordnet sind, Spannungen angelegt in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Sequenz, um dadurch die folgenden Reaktionen herbeizuführenAfter completing the above step, voltages are applied between the working electrode 15 and the counter electrodes 16 a, 16 b, which are arranged in the same plane and on both sides of the former, in accordance with a predetermined sequence, thereby causing the following reactions

1) TPA → TPA⁺ + e⁻
2) TPA⁺ → TPA * + H⁺
3) Ru (bpy) ₃ 2+ → Ru (bpy) ₃ 3+ + e⁻
4) Ru (bpy) ₃ 3+ + TPA * → Ru (bpy) ₃ 2+ *
5) Ru (bpy) ₃ 2+ * → Ru (bpy) ₃ 2+ + photon (620 nm).

Mit anderen Worten wird durch Anlegen der Spannungen TPA in der Pufferlösung reduziert und Ru(bpy)₃²⁺ als Markiersubstanz in den Reak tionsprodukten emittiert Lumineszenz. Die durch die obigen Reaktionen erzeugte Lumineszenz wird zur photoelektrischen Oberfläche des Photo multiplizierers 19 über das lichtempfangende Fenster 22 eingeführt, das so angeordnet ist, daß es die obere Oberfläche der Flußkammer 17 defi niert, und lichtdurchlässig ist, zur Messung der Lumineszenzintensität. Die gemessene Lumineszenzintensität wird mit dem Ergebnis verglichen, das man durch Messen eines Kontrollmaterials mit der gleichen TSH-Konzen tration erhält, um die TSH-Konzentration in der Probe zu berechnen.In other words, by applying the voltages, TPA is reduced in the buffer solution and Ru (bpy) ₃ ²⁺ as a marking substance in the reaction products emits luminescence. The luminescence generated by the above reactions is introduced to the photoelectric surface of the photo multiplier 19 through the light receiving window 22 which is arranged to define the upper surface of the flow chamber 17 and is translucent to measure the luminescence intensity. The measured luminescence intensity is compared with the result obtained by measuring a control material with the same TSH concentration in order to calculate the TSH concentration in the sample.

Während des obigen Reaktionsschrittes wird der für die Zwecke des Festhaltens der Reaktionsprodukte, die an die magnetischen Teilchen gebunden sind, an der Arbeitselektrode vorgesehene Magnet 24 zum Zwecke der Reduktion eines Einflusses des Magnetfeldes auf die Ver vielfachungseffizienz des Photomultiplizierers, in die zurückgezogene Stellung bewegt, wo kein Einfluß des magnetischen Feldes auf die Ober fläche der Arbeitselektrode 15 wirkt, indem man den Schrittmotor 26 unmittelbar vor, oder, wenn möglich, unmittelbar nach dem Anlegen der Spannungen für die Zwecke des Emittierens der Lumineszenz basierend auf der elektrochemischen Reaktion ansteuert.During the above reaction step, the magnet 24 provided on the working electrode for the purpose of holding the reaction products bound to the magnetic particles is moved to the retracted position where to reduce an influence of the magnetic field on the multiplication efficiency of the photomultiplier no influence of the magnetic field on the upper surface of the working electrode 15 acts by driving the stepper motor 26 immediately before or, if possible, immediately after the application of the voltages for the purpose of emitting the luminescence based on the electrochemical reaction.

Nach der lumineszenten Reaktion wird die Flußkammer 17 gewaschen. Zuerst wird das erste Klemmventil 7 geöffnet, aber das zweite und dritte Klemmventil 8 und 9 sind geschlossen. Danach wird die Pipette 2, deren spitzes Ende durch destilliertes Wasser vorher in ähnlicher Weise zu dem oben beschriebenen Waschschritt gewaschen worden ist, horizontal in eine Position über der Waschflüssigkeitsflasche 4 bewegt und dann nach abwärts, so daß ihr spitzes Ende in die Waschflüssigkeit in der Wasch flüssigkeitsflasche 4 eintaucht. In diesem Zustand wird die Spritze 11 zurückgezogen zur Einleitung des Saugens der Waschflüssigkeit in die Waschflüssigkeitsflasche 4. Zu diesem Zeitpunkt wird zwecks Verstärkung der Wascheffizienz die Pipette 2 vorzugsweise nach oben und unten bewegt, um wechselweise die Waschflüssigkeit und Luft in vorbestimmten Mengen für jeden Hub anzusaugen, während die Spritze 11 betätigt wird, um die Waschflüssigkeit anzusaugen. Die so angesaugte Waschflüssigkeit wird in die Flußkammer 17 der Meßzelle 6 über die Leitung P2 einge führt, um dadurch die Pufferlösung, die Reaktionsprodukte und das nicht reagiert habende erste Reaktionsmittel (magnetische Teilchen) auszuwa schen, die nach der Reaktion immer noch in der Flußkammer 17 ver bleiben.After the luminescent reaction, the flow chamber 17 is washed. First, the first pinch valve 7 is opened, but the second and third pinch valves 8 and 9 are closed. Thereafter, the pipette 2 , the tip end of which has previously been washed by distilled water in a manner similar to the washing step described above, is moved horizontally to a position above the washing liquid bottle 4 and then downward so that its pointed end is in the washing liquid in the washing immersed liquid bottle 4 . In this state, the syringe 11 is withdrawn to initiate the suction of the washing liquid into the washing liquid bottle 4 . At this time, in order to enhance the washing efficiency, the pipette 2 is preferably moved up and down to alternately suck in the washing liquid and air in predetermined amounts for each stroke while the syringe 11 is operated to suck in the washing liquid. The washing liquid sucked in this way is introduced into the flow chamber 17 of the measuring cell 6 via the line P2, to thereby wash out the buffer solution, the reaction products and the unreacted first reactant (magnetic particles), which are still in the flow chamber 17 after the reaction stay there.

Die Abfallflüssigkeit und die Waschflüssigkeit, die beide in die Spritze 11 gesaugt werden, werden in die Abfallflüssigkeitsflasche 13 durch Drücken der Spritze 11 entleert, wobei das erste Klemmventil 7 geschlossen und das zweite Klemmventil 8 offen ist.The waste liquid and the washing liquid, both of which are sucked into the syringe 11 , are emptied into the waste liquid bottle 13 by pressing the syringe 11 , the first pinch valve 7 being closed and the second pinch valve 8 being open.

Nach dem Ende des obigen Schrittes wird das zweite Klemmventil 8 geschlossen und das erste Klemmventil 7 wieder geöffnet, und die Spritze 11 wird betätigt, um 1000 µl der Pufferlösung enthaltend TPA aus der Pufferlösungsflasche 3 anzusaugen, unter der Verwendung der Pipette 2, deren spitzes Ende vorher mit destilliertem Wasser gewaschen worden war, so daß die in der Leitung P2 und der Flußkammer 17 der Meß zelle 6 verbliebene Waschflüssigkeit ausgewaschen wird. Hierauf werden die Leitung P2 und die Flußkammer 17 mit Pufferlösung gefüllt, was die Messung von TSH für eine Probe vervollständigt.After the end of the above step, the second pinch valve 8 is closed and the first pinch valve 7 is opened again, and the syringe 11 is actuated to draw 1000 µl of the buffer solution containing TPA from the buffer solution bottle 3 using the pipette 2 , the tip end of which had previously been washed with distilled water so that the washing liquid remaining in the line P2 and the flow chamber 17 of the measuring cell 6 is washed out. The line P2 and the flow chamber 17 are then filled with buffer solution, which completes the measurement of TSH for a sample.

Außerdem kann ein zusätzlicher Waschschritt für die Instandhaltung der Spritze 11 wie folgt durchgeführt werden.In addition, an additional washing step for the maintenance of the syringe 11 can be carried out as follows.

Nach dem Schließen des ersten Klemmventils 7, aber dem Öffnen des zweiten und dritten Klemmventils 8, 9, wird die Pumpe 12 angetrieben, um destilliertes Wasser aus der Wasserflasche 14 über die Leitung P9, die Pumpe 12, die Leitung P10, die Leitung P8, das dritte Klemmventil 9 und die Leitung P7 in die Spritze 11 zu bringen, und es weiterhin aus der Spritze 11 in die Abfallflüssigkeitsflasche 13 über die Leitung P4, die Leitung P5, das zweite Klemmventil 8 und die Leitung P6 zu bringen. Dann wird das dritte Klemmventil 9 geschlossen und die Spritze 11 so betrieben, daß das in der Spritze 11 verbleibende destillierte Wasser über die Leitung P4, die Leitung P5, das zweite Klemmventil 8 und die Leitung P6 in die Abfallflüssigkeitsflasche 13 gebracht wird.After closing the first pinch valve 7 but opening the second and third pinch valves 8 , 9 , the pump 12 is driven to extract distilled water from the water bottle 14 via line P9, pump 12 , line P10, line P8, to bring the third clamp valve 9 and the line P7 into the syringe 11 , and to continue to bring it out of the syringe 11 into the waste liquid bottle 13 via the line P4, the line P5, the second clamp valve 8 and the line P6. Then the third pinch valve 9 is closed and the syringe 11 is operated such that the distilled water remaining in the syringe 11 is brought into the waste liquid bottle 13 via the line P4, the line P5, the second pinch valve 8 and the line P6.

Das Meßprinzip des Analysierverfahrens dieses Ausführungsbeispiels, was durch eine Reihe der vorhergehenden Schritte ausgeführt wird, wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5A bis 7F beschrieben. Wie oben er wähnt, ist dieses Ausführungsbeispiel auf die Sandwichmethode gegründet.The principle of measurement of the analyzing method of this embodiment, which is carried out by a series of the previous steps, will now be described with reference to Figs. 5A to 7F. As he mentioned above, this embodiment is based on the sandwich method.

In den Fig. 5A, 5B, 5C, 5D, 5E und 5F sind jeweils in der Form von Modellen dargestellt ein magnetisches Teilchen 40, ein erstes Reaktions mittel 44, TSH 47 als spezifische Komponente (Analytikum) in der Probe, ein zweites Reaktionsmittel 48, ein Reaktionsprodukt 54, und Tripropylamin (TPA) 51 als die Anziehungssubstanz, die in der Pufferlö sung enthalten ist. Das magnetische Teilchen 40 besteht aus teilchenför migem magnetischem Material 41, einer Matrix 42, die das teilchenförmi ge magnetische Material 41 enthält, und Streptoavidin 43, das an die Oberfläche der Matrix 42 angelagert ist. Das erste Reaktionsmittel 44 wird aus einem TSH-Antikörper 46 gebildet, an dessen Ende Biotin 45 fixiert ist, so daß es an das Streptoavidin 43 des Magnetteilchens 40 gebunden werden kann. Das zweite Reaktionsmittel 48 wird aus einem TSH-Antikörper 50 gebildet, der in der Lage ist, sich an das TSH 47 als Analytikum zu binden, und an dessen Ende Ru(bpy)₃ 49 als Markiersub stanz angelagert ist.In FIGS. 5A, 5B, 5C, 5D, 5E and 5F are respectively represented in the form of models a magnetic particle 40, a first reaction medium 44, TSH 47 as a specific component (analytical laboratory) in the sample, a second reactant 48 , a reaction product 54 , and tripropylamine (TPA) 51 as the attraction substance contained in the buffer solution. The magnetic particle 40 consists of particulate magnetic material 41 , a matrix 42 which contains the particulate magnetic material 41 , and streptoavidin 43 which is attached to the surface of the matrix 42 . The first reactant 44 is formed from a TSH antibody 46 , at the end of which biotin 45 is fixed, so that it can be bound to the streptoavidin 43 of the magnetic particle 40 . The second reactant 48 is formed from a TSH antibody 50 , which is able to bind to the TSH 47 as an analytical agent, and at the end of which Ru (bpy) ₃ 49 is attached as a marker substance.

Zunächst wird, wie in Fig. 6A gezeigt, die Perlenlösung, in der magneti sche Teilchen 40 dispergiert sind, in das Reaktionsgefäß 1 pipettiert. Wenn dann das erste Reaktionsmittel 44 in das Gefäß 1 pipettiert wird, werden das Streptoavidin 43 auf der Oberfläche jedes magnetischen Teilchens 14 und das Biotin 45 des ersten Reaktionsmittels 44 anein ander gebunden, wie in Fig. 6B dargestellt, um einen ersten Komplex 52 zu bilden, der aus dem ersten Reaktionsmittel 44 und den magnetischen Teilchen 40 besteht. Zu dieser Zeit bleiben die nicht reagiert habenden magnetischen Teilchen 40 in dem Gefäß 1. Wenn nun die Probe, die TSH 47 als Analytikum enthält, in das Gefäß 1 pipettiert wird, werden TSH 47 und der TSH-Antikörper 46 des ersten Komplexes 52 anein ander gebunden, wie in Fig. 6C gezeigt, um einen zweiten Komplex 53 zu bilden, der aus TSH 47 und dem ersten Komplex 52 besteht. Zu dieser Zeit verbleiben nicht reagiert habende erste Komplexe 52 in dem Gefäß 1. Wenn dann das zweite Reaktionsmittel 48 in das Gefäß 1 pipettiert wird, werden TSH 47 des zweiten Komplexes 53 und das zweite Reaktionsmittel 48 aneinander gebunden, wie in Fig. 6D gezeigt, um ein Reaktionsprodukt 54 zu erzeugen. Zu dieser Zeit verbleibt das nicht reagiert habende zweite Reaktionsmittel 48 im Gefäß 1. Als Ergeb nis ist im Gefäß 1 enthalten eine Suspension, in der die Reaktionspro dukte 54, die nicht reagiert habenden magnetischen Teilchen 40, die nicht reagiert habenden ersten Reaktionsmittel 44 (erste Komplexe 52) und die nicht reagiert habenden zweiten Reaktionsmittel 48 miteinander vermischt sind.First, as shown in FIG. 6A, the pearl solution in which magnetic particles 40 are dispersed is pipetted into the reaction vessel 1 . Then, when the first reactant 44 is pipetted into the vessel 1 , the streptoavidin 43 on the surface of each magnetic particle 14 and the biotin 45 of the first reactant 44 are bound to each other, as shown in FIG. 6B, to form a first complex 52 consisting of the first reactant 44 and the magnetic particles 40 . At this time, the unreacted magnetic particles 40 remain in the vessel 1 . When the sample containing TSH 47 as an analytical substance is pipetted into the vessel 1 , TSH 47 and the TSH antibody 46 of the first complex 52 are bound to one another, as shown in FIG. 6C, to form a second complex 53 , which consists of TSH 47 and the first complex 52 . At this time, unreacted first complexes 52 remain in vessel 1 . Then, when the second reactant 48 is pipetted into the vessel 1 , TSH 47 of the second complex 53 and the second reactant 48 are bound to each other, as shown in FIG. 6D, to produce a reaction product 54 . At this time, the unreacted second reactant 48 remains in the vessel 1 . As a result, the vessel 1 contains a suspension in which the reaction products 54 , the unreacted magnetic particles 40 , the unreacted first reactants 44 (first complexes 52 ) and the unreacted second reactants 48 are mixed together.

Wenn die so hergestellte Suspension, die die Reaktionsprodukte 54 enthält, in die Flußkammer 17 der Meßzelle 6 eingeführt wird, werden die Reaktionsprodukte 54, die nicht reagiert habenden ersten Reaktions mittel 44 und die nicht reagiert habenden magnetischen Teilchen 40 magnetisch auf den unteren Oberflächen der Flußkammer 17 durch den Magnet festgehalten oder gegriffen, während das nicht reagiert habende zweite Reaktionsmittel 48 in die flüssige Phase geschwemmt wird, wie in Fig. 6E gezeigt, die die Flußkammer 17 füllt. Hierauf wird, wenn die Pufferlösung in die Flußkammer 17 eingeführt wird, das zweite Reagenz mittel 48 ausgewaschen, um die B/F-Trennung wie in Fig. 6F gezeigt zu vervollständigen. Zugleich wird die Flußkammer 17 mit TPA 51 als Anziehungssubstanz gefüllt. Nach Anhalten des Flusses der Suspension, wenn die vorbestimmten Impulsspannungen zwischen den Arbeitselek troden 15 und den Gegenelektroden 16a, 16b angelegt sind, die in der gleichen Ebene auf beiden Seiten der ersteren angeordnet sind, wie oben beschrieben, entstehen die oben genannten Reaktionen, bei denen TPA 51 reduziert wird und die Markiersubstanz erregt wird, um zwischen beiden Elektroden Lumineszenz zu emittieren. Die erzeugte Lumineszenz tritt durch die lichtempfangenden Fenster 22, die so angeordnet sind, daß sie die obere Oberfläche der Flußkammer 17 bilden, und die Lumi neszenzintensität wird durch den Photomultiplizierer 19 gemessen. Vor dem Beginn des Immuntests werden die Lumineszenzintensitäten einer Vielzahl von Referenzsubstanzen mit verschiedenen TSH-Konzentrationen gemessen, um eine Eichkurve zu bestimmen aus der Beziehung der TSH- Konzentration und der Lumineszenzintensität. Durch Verwendung der resultierenden Eichkurve wird die TSH-Konzentration in der Probe aus den gemessenen Werten der Lumineszenzintensität berechnet.If the suspension thus prepared, which contains the reaction products 54 , is introduced into the flow chamber 17 of the measuring cell 6 , the reaction products 54 , the unreacted first reaction means 44 and the unreacted magnetic particles 40 become magnetic on the lower surfaces of the flow chamber 17 is gripped or gripped by the magnet while the unreacted second reactant 48 is swept into the liquid phase, as shown in FIG. 6E, which fills the flow chamber 17 . Then, when the buffer solution is introduced into the flow chamber 17 , the second reagent 48 is washed out to complete the B / F separation as shown in Fig. 6F. At the same time, the flow chamber 17 is filled with TPA 51 as an attraction substance. After stopping the flow of the suspension, when the predetermined pulse voltages are applied between the working electrodes 15 and the counter electrodes 16 a, 16 b, which are arranged in the same plane on both sides of the former, as described above, the above-mentioned reactions occur, in which TPA 51 is reduced and the marking substance is excited in order to emit luminescence between the two electrodes. The generated luminescence passes through the light receiving windows 22 which are arranged to form the upper surface of the flow chamber 17 , and the luminescence intensity is measured by the photomultiplier 19 . Before the start of the immunoassay, the luminescence intensities of a large number of reference substances with different TSH concentrations are measured in order to determine a calibration curve from the relationship between the TSH concentration and the luminescence intensity. Using the resulting calibration curve, the TSH concentration in the sample is calculated from the measured values of the luminescence intensity.

Während ein Analysierverfahren der vorliegenden Erfindung basierend auf der Sandwichmethode oben beschrieben ist, kann es auch durch Ver wendung der kompetitiven Methode praktiziert werden. Zum Bezug wird das Meßprinzip beschrieben, das auf der kompetitiven Methode basiert.During an analysis method of the present invention based on the sandwich method described above, it can also by Ver using the competitive method. For reference described the measuring principle, which is based on the competitive method.

Zuerst wird, wie in Fig. 7A gezeigt, die Perlenlösung, in der die magne tischen Teilchen 40 dispergiert sind, in das Reaktionsgefaß 1 pipettiert. Dann wird die Probe, die TSH 47 enthält, in das Gefäß 1 pipettiert, um einen Zustand herbeizuführen, bei der die magnetischen Teilchen 40 und das TSH 47 miteinander vermischt sind, wie in Fig. 7B gezeigt. Wenn hierauf eine vorbestimmte Menge des zweiten Reagenzmittels 44 in das Gefäß 1 aus der zweiten Reagenzmittelflasche 32 pipettiert wird, werden TSH 47 und der TSH-Antikörper 50 des zweiten Reagenzmittels 48 aneinander gebunden, wie in Fig. 7C gezeigt, um einen dritten Komplex 55 zu erzeugen, der aus TSH 47 und dem zweiten Reagenzmittel 48 besteht. Zu dieser Zeit verbleiben das nicht reagiert habende TSH 47 und die nicht reagiert habenden magnetischen Teilchen 40 im Gefäß 1. Wenn dann das erste Reagenzmittel 44 in das Gefäß 1 pipettiert wird, werden das Streptoavidin 43 an der Oberfläche jedes magnetischen Teilchens 40 und das Biotin des ersten Reagenzmittels 44 aneinander gebunden, wie in Fig. 7D gezeigt, um den ersten Komplex 52 zu bilden. Das freie TSH 47 und das TSH 47 des dritten Komplexes 55 sind kompetitiv an die TSH-Antikörper 46 sowohl des ersten Komplexes 52 und des nicht reagiert habenden ersten Reaktionsmittels 44 derart gebun den, daß der erste Komplex 52 und das freie TSH 47 gebunden sind, um den zweiten Komplex 53 zu erzeugen, der erste Komplex 52 und der dritte Komplex 55 gebunden sind, um das Reaktionsprodukt 54 zu erzeugen, das nicht reagiert habende erste Reaktionsmittel 44 und das freie TSH 47 gebunden sind, um einen vierten Komplex 56 zu erzeugen, und das nicht reagiert habende erste Reaktionsmittel 44 und der dritte Komplex 55 gebunden sind, um einen fünften Komplex 57 zu erzeugen. Außerdem sind der vierte Komplex 56 und das magnetische Teilchen 40 gebunden, um den zweiten Komplex 53 zu erzeugen, und der fünfte Komplex 57 und das magnetische Teilchen 40 sind gebunden, um das Reaktionsprodukt 54 zu erzeugen. Als Ergebnis entsteht im Gefäß 1 eine Suspension, in dem die Reaktionsprodukte 54, die nicht reagiert haben den magnetischen Teilchen 40, das nicht reagiert habende erste Reak tionsmittel 44 (erste Komplexe 52) und das nicht reagiert habende zweite Reaktionsmittel 48 (dritte Komplexe 55) zusammengemischt sind.First, as shown in FIG. 7A, the pearl solution in which the magnetic particles 40 are dispersed is pipetted into the reaction vessel 1 . Then, the sample containing TSH 47 is pipetted into the vessel 1 to bring about a state in which the magnetic particles 40 and the TSH 47 are mixed together as shown in Fig. 7B. When a predetermined amount of the second reagent 44 is then pipetted into the vessel 1 from the second reagent bottle 32 , the TSH 47 and the TSH antibody 50 of the second reagent 48 are bound together as shown in FIG. 7C to form a third complex 55 generate, which consists of TSH 47 and the second reagent 48 . At this time, the unreacted TSH 47 and the unreacted magnetic particles 40 remain in the vessel 1 . Then, when the first reagent 44 is pipetted into the vessel 1 , the streptoavidin 43 on the surface of each magnetic particle 40 and the biotin of the first reagent 44 are bound together as shown in FIG. 7D to form the first complex 52 . The free TSH 47 and the TSH 47 of the third complex 55 are competitively bound to the TSH antibodies 46 of both the first complex 52 and the unreacted first reactant 44 in such a way that the first complex 52 and the free TSH 47 are bound, to generate the second complex 53 , the first complex 52 and the third complex 55 are bound to produce the reaction product 54 , the unreacted first reactant 44 and the free TSH 47 are bound to produce a fourth complex 56 , and the unreacted first reactant 44 and the third complex 55 are bound to produce a fifth complex 57 . In addition, the fourth complex 56 and the magnetic particle 40 are bound to produce the second complex 53 , and the fifth complex 57 and the magnetic particle 40 are bound to produce the reaction product 54 . As a result, a suspension is formed in the vessel 1 in which the reaction products 54 , which have not reacted, the magnetic particles 40 , the unreacted first reactant 44 (first complexes 52 ) and the unreacted second reactant 48 (third complexes 55 ) are mixed together.

Wenn die so hergestellte Suspension, die die Reaktionsprodukte 54 enthält, in die Flußkammer 17 der Meßzelle 6 eingeführt wird, werden die Reaktionsprodukte 54, die nicht reagiert habenden ersten Komplexe 52 und die nicht reagiert habenden magnetischen Teilchen 40 durch den Magnet 24 auf der unteren Oberfläche der Flußkammer 17 festgehalten oder gegriffen, wobei die nicht reagiert habenden dritten Komplexe 55 in flüssiger Phase in die Flußkammer 17 eingeschwemmt werden, wie in Fig. 7E gezeigt. Hierauf werden, wenn die Pufferlösung in die Flußkam mer 17 eingeführt wird, die dritten Komplexe 55 ausgewaschen, um die B/F-Trennung, wie in Fig. 7F gezeigt, zu vervollständigen. Gleichzeitig wird die Flußkammer 17 mit TPA 51 als Anziehungssubstanz gefüllt. Nach Anhalten des Flusses der Suspension, wenn die vorbestimmten Impulsspannungen zwischen den Arbeitselektroden 15 und den in der gleichen Ebene auf beiden Seiten der ersteren angeordneten Gegenelek troden 16a, 16b wie oben beschrieben angelegt werden, entstehen die vorbeschriebenen Reaktionen, in denen TPA 51 reduziert wird und die Markiersubstanz erregt wird, um Lumineszenz zwischen beiden Elektroden zu emittieren. Die erzeugte Lumineszenz tritt durch das lichtempfangende Fenster 22, das so angeordnet ist, daß es die obere Oberfläche der Flußkammer 17 bildet, und die Lumineszenzintensität wird durch den Photomultiplizierer 19 gemessen. Vor dem Beginn des Immuntests werden Lumineszenzintensitäten einer Vielzahl von Referenzmaterialien mit verschiedenen TSH-Konzentrationen gemessen, um eine Eichkurve aus der Beziehung zwischen der TSH-Konzentration und der Lumineszenz intensität zu bestimmen. Durch Verwendung der entstehenden Eichkurve wird die TSH-Konzentration in der Probe aus dem gemessenen Wert der Lumineszenzintensität berechnet.When the suspension thus produced, which contains the reaction products 54 , is introduced into the flow chamber 17 of the measuring cell 6 , the reaction products 54 , the unreacted first complexes 52 and the unreacted magnetic particles 40 become through the magnet 24 on the lower surface the flow chamber 17 held or gripped, wherein the non-do react third complexes are washed in 55 in the liquid phase in the flow chamber 17, as shown in Fig. 7E. Then, when the buffer solution is introduced into the flow chamber 17 , the third complexes 55 are washed out to complete the B / F separation as shown in Fig. 7F. At the same time, the flow chamber 17 is filled with TPA 51 as an attraction substance. After stopping the flow of the suspension when the predetermined pulse voltages between the working electrode 15 and in the same plane on both sides of the former arranged Gegenelek trodes 16 a, 16 b as applied described above, the above reactions in which TPA 51 reduces arise and the marker substance is excited to emit luminescence between the two electrodes. The generated luminescence passes through the light-receiving window 22 arranged to form the upper surface of the flow chamber 17 , and the luminescence intensity is measured by the photomultiplier 19 . Before the start of the immunoassay, luminescence intensities of a large number of reference materials with different TSH concentrations are measured in order to determine a calibration curve from the relationship between the TSH concentration and the luminescence intensity. By using the resulting calibration curve, the TSH concentration in the sample is calculated from the measured value of the luminescence intensity.

Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel die B/F-Trennung und das darauf folgende Messen am gleichen Ort durchgeführt werden, d. h. in der Flußkammer 17, besteht nicht die Notwendigkeit, die Reaktionsprodukte nach der B/F-Trennung an den Detektor zu übertragen. Daher wird der durch die Übertragung verursachte Verlust von Reaktionsprodukten vermieden und die biochemischen Komponenten können exakt und genau mit hoher Empfindlichkeit analysiert werden. Da außerdem keine Not wendigkeit der Übertragung der Reaktionsprodukte nach der B/F-Tren nung besteht, kann der Ablauf von B/F-Trennung bis zur Messung einfach und effizient in kurzer Zeit abgewickelt werden. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Flußkammer 17 der Meßzelle 6 von oben gesehen eine spindelähnliche Form und ist wie folgt bemessen. Die Breite W₂ im zentralen Abschnitt größter Breite der spindelähnlichen Form ist 5 mm und der Durchmesser des Durchflußeinlasses der Fluß kammer 17 (d. h. die Breite des Abschnittes mit kleinster Breite) W₁ ist 1 mm, was zu einem Verhältnis von W₂/W₁ = 5 führt (innerhalb des 7fachen). Der Öffnungswinkel α, gesehen von dem Durchflußeinlaß zum Abschnitt größter Breite ist 16,2° (nicht größer als 20°) und die Dicke der Flußkammer ist 0,5 mm (im Bereich von 0,3 bis 0,7 mm). Mit den obigen Dimensionen kann eine größere Menge von Reaktionsprodukten in der Suspension, die in die Flußkammer 17 eingeführt wird, auf der Arbeitselektrode mit guter Reproduzierbarkeit festgehalten werden, und die festgehaltenen Reaktionsprodukte können im wesentlichen in einer einzigen Schicht gleichmäßig über einen weiten Bereich der Arbeitselek trode ausgebreitet werden, was es möglich macht, die Lumineszenzeffi zienz der Markiersubstanz zu erhöhen. Außerdem wird die in die Fluß kammer 17 eingeführte Suspension hinsichtlich ihrer Durchflußrate derart gesteuert, daß ihre Lineargeschwindigkeit 50 mm/s beträgt (in dem Bereich von 10 bis 100 mm/s). Mit dieser Steuerung kann der Flußzu stand optimiert werden und eine größere Menge von Reaktionsprodukten können in der einheitlicheren und weiter ausgebreiteten Form über die Arbeitselektrode festgehalten werden.According to this embodiment, since the B / F separation and the subsequent measurement are carried out at the same place, that is, in the flow chamber 17 , there is no need to transfer the reaction products to the detector after the B / F separation. Therefore, the loss of reaction products caused by the transmission is avoided and the biochemical components can be analyzed precisely and precisely with high sensitivity. In addition, since there is no need to transfer the reaction products after the B / F separation, the process from B / F separation to measurement can be carried out simply and efficiently in a short time. In this embodiment, the flow chamber 17 of the measuring cell 6 has a spindle-like shape when viewed from above and is dimensioned as follows. The width W₂ in the central section of the largest width of the spindle-like shape is 5 mm and the diameter of the flow inlet of the flow chamber 17 (ie the width of the section with the smallest width) W₁ is 1 mm, which leads to a ratio of W₂ / W₁ = 5 ( within 7 times). The opening angle α seen from the flow inlet to the largest width section is 16.2 ° (not larger than 20 °) and the thickness of the flow chamber is 0.5 mm (in the range of 0.3 to 0.7 mm). With the above dimensions, a larger amount of reaction products in the suspension introduced into the flow chamber 17 can be retained on the working electrode with good reproducibility, and the retained reaction products can be substantially uniform in a single layer over a wide range of the working electrode are spread out, which makes it possible to increase the luminescence efficiency of the marking substance. In addition, the suspension introduced into the flow chamber 17 is controlled in terms of its flow rate so that its linear velocity is 50 mm / s (in the range of 10 to 100 mm / s). With this control, the Flußzu state can be optimized and a larger amount of reaction products can be recorded in the more uniform and more widespread form on the working electrode.

Die Arbeitselektrode 15 ist im zentralen Abschnitt größter Breite der Flußkammer 17 angeordnet und hat eine Oberfläche ungefähr 1,85mal (innerhalb des 3-fachen) der Fläche, die erforderlich ist, wenn man die in jedem Zyklus eingeführten magnetischen Teilchen so anordnen will, daß sie in einer einzigen planaren Schicht so dicht wie möglich anein anderliegenden. Mit so einer Struktur ist es möglich, die Reaktionspro dukte auf der Arbeitselektrode unter Konstruktionsbedingungen festzuhal ten, die es erlauben, daß alle in einer einzigen Lage und in gleichmäßi ger Form festgehalten werden, während die Verwendung von teurem Elektrodenmaterial minimiert wird. The working electrode 15 is located in the central portion of the greatest width of the flow chamber 17 and has a surface area approximately 1.85 times (within 3 times) the area required to arrange the magnetic particles introduced in each cycle so as to place them as close together as possible in a single planar layer. With such a structure, it is possible to retain the reaction products on the working electrode under design conditions that allow them to be held in a single layer and in a uniform shape while minimizing the use of expensive electrode material.

Die Arbeitselektrode 15 und die Gegenelektroden 16a, 16b sind in der gleichen Ebene so angeordnet, daß die Gegenelektroden 16a, 16b auf beiden Seiten der Arbeitselektrode 15 in symmetrischer Beziehung in einem Abstand von 1 mm (nicht größer als 3 mm) zwischen den beiden Elektroden angeordnet sind. Mit einer solchen Anordnung können die Arbeitselektrode und die Gegenelektroden in der Meßzelle leicht instal liert werden, und bei Anlegen einer Spannung zwischen Arbeitselektrode und Gegenelektroden kann die Spannung an die entgegengesetzten Enden der Arbeitsoberfläche wirksam und stabil angelegt werden. Demgemäß kann das Material für die Erregung der Markiersubstanz, d. h. die Anzie hungssubstanz, immer mit guter Reproduzierbarkeit sicher ausgeformt werden.The working electrode 15 and the counter electrodes 16 a, 16 b are arranged in the same plane so that the counter electrodes 16 a, 16 b on both sides of the working electrode 15 in a symmetrical relationship at a distance of 1 mm (not greater than 3 mm) between the two electrodes are arranged. With such an arrangement, the working electrode and the counter electrodes can be easily installed in the measuring cell, and when a voltage is applied between the working electrode and the counter electrodes, the voltage can be applied effectively and stably to the opposite ends of the working surface. Accordingly, the material for the excitation of the marker substance, ie the attraction substance, can always be reliably formed with good reproducibility.

Andererseits ist der Magnet 24 als magnetische Falle ein Permanentma gnet, der nahe den Arbeitselektroden 15 mit einem Abstand von 1 mm (im Bereich von 0,5 bis 3,0 mm) in der Betriebsposition angeordnet ist, der jedoch von der Arbeitselektrode 15 mit Hilfe des Hebels 25A und des Schrittmotors 26 weg bewegt werden kann. Durch diese Bewegung des Magneten 24 können die Reaktionsprodukte, die an die auf der Arbeitselektrode festgehaltenen magnetischen Teilchen gebunden sind, wirksam von dort ausgewaschen werden nach Beendigung des Schrittes der elektrochemischen Lumineszenzreaktion. Außerdem hat der Magnet 24 eine magnetische Flußdichte von 0,85 T (im Bereich von 0,5 bis 3 T) und auch eine Oberfläche von 5 × 5 mm = 25 mm² gegenüber der Arbeitselektrode 15, wobei diese Oberfläche 1mal (im Bereich von 0,5 bis 3mal) die Oberfläche der Arbeitselektrode 15 ausmacht. Der Abstand zwischen dem Magnet 24 und der Arbeitselektrodenoberfläche kann so klein wie 1 mm sein. Mit so einer Anordnung kann man, da ein optima les magnetisches Feld lokal auf die Reaktionsprodukte in der durch die Flußkammer über die Leitung hindurchfließende Suspension angelegt wird, eine größere Menge von Reaktionsprodukten in der Reaktions suspension festhalten, und zwar in einheitlicherer Verteilung über einen großen Bereich mit guter Reproduzierbarkeit.On the other hand, the magnet 24 as a magnetic trap is a permanent magnet which is arranged near the working electrodes 15 at a distance of 1 mm (in the range from 0.5 to 3.0 mm) in the operating position, but which is removed from the working electrode 15 with the help the lever 25 A and the stepper motor 26 can be moved away. This movement of the magnet 24 allows the reaction products which are bound to the magnetic particles held on the working electrode to be effectively washed out from there after the end of the step of the electrochemical luminescence reaction. In addition, the magnet 24 has a magnetic flux density of 0.85 T (in the range from 0.5 to 3 T) and also a surface of 5 × 5 mm = 25 mm² compared to the working electrode 15 , this surface being 1 times (in the range of 0.5 to 3 times) makes up the surface of the working electrode 15 . The distance between the magnet 24 and the working electrode surface can be as small as 1 mm. With such an arrangement, since an optimal magnetic field is locally applied to the reaction products in the suspension flowing through the flow chamber via the line, a larger amount of reaction products can be retained in the reaction suspension, and that in a more uniform distribution over a large area with good reproducibility.

Das Fenster 22 hat eine Fläche von 490 mm², die ungefähr 20mal (wenigstens 4mal) 25 mm² beträgt, d. h. die Oberfläche der Arbeitselek trode 15, und besteht aus Acrylat. Durch das so geformte Fenster 22 kann bei der Messung der Lumineszenzintensität durch den Photodetektor eine schwache auf der Arbeitselektrode 15 erzeugte Lumineszenz effektiv in einen Photodetektor eingeführt werden. Als Ergebnis kann die Lumi neszenz mit höherer Genauigkeit und besserer Reproduzierbarkeit gemes sen werden.The window 22 has an area of 490 mm², which is approximately 20 times (at least 4 times) 25 mm², ie the surface of the working electrode 15 , and is made of acrylate. Through the window 22 formed in this way, a weak luminescence generated on the working electrode 15 can be effectively introduced into a photodetector when the luminescence intensity is measured by the photodetector. As a result, the luminescence can be measured with higher accuracy and better reproducibility.

Fig. 8 zeigt Ergebnisse eines Experiments, das hinsichtlich der Beziehung zwischen einem Öffnungswinkel α der Flußkammer 17 und der Lumi neszenzintensität durchgeführt worden ist. Die Ergebnisse wurden erhalten durch Messen der Lumineszenzintensität, während man den Öffnungs winkel α änderte, unter der Bedingung der TSH-Konzentration = 1 × 10° µIU/ml, W₂/W₁ = 5, t = 0,5 mm, und der Lineargeschwindigkeit v der Suspension = 60 mm/s. Wie man aus Fig. 8 erkennt, kann die Lumineszenzintensität im wesentlichen über 200 × 10⁴ cps als ein zulässi ges Limit der Untersuchung bei einem Öffnungswinkel α nicht größer als 20° erhalten werden, und insbesondere wird die maximale Lumineszenz intensität nahe α = 16,2° erhalten. Fig. 8 shows results of an experiment that has been performed on the relationship between an opening angle α of the flow chamber 17 and the luminescence intensity. The results were obtained by measuring the luminescence intensity while changing the opening angle α under the condition of the TSH concentration = 1 × 10 ° µIU / ml, W₂ / W₁ = 5, t = 0.5 mm, and the linear velocity v the suspension = 60 mm / s. As can be seen from Fig. 8, the luminescence intensity can be obtained substantially above 200 × 10⁴ cps as a permissible limit of the examination at an aperture angle α not greater than 20 °, and in particular the maximum luminescence intensity becomes close to α = 16.2 ° received.

Fig. 9 zeigt Ergebnisse eines Experiments, das anhand der Beziehung zwischen der Dicke t der Flußkammer 17 und der Lumineszenzintensität durchgeführt wurde. Die Resultate wurden erhalten durch Messen der Lumineszenzintensität, während man die Dicke t änderte, unter der Bedingung der TSH-Konzentration = 1 × 10° µIU/ml, α = 10°, W₂/W₁ = 5 und v = 60 mm/s. Wie man in Fig. 9 erkennt, kann die Lumi neszenzintensität im wesentlichen über 200 × 10⁴ cps als ein zulässiges Limit der Untersuchung erhalten werden mit einer Dicke t der Flußkam mer 17 in dem Bereich von 0,3 bis 0,7 mm und insbesondere ist die maximale Lumineszenzintensität nahe t = 0,5 erhalten worden. Fig. 9 shows results of an experiment performed on the relationship between the thickness t of the flow chamber 17 and the luminescence intensity. The results were obtained by measuring the luminescence intensity while changing the thickness t under the condition of the TSH concentration = 1 × 10 ° µIU / ml, α = 10 °, W₂ / W₁ = 5 and v = 60 mm / s. As can be seen in FIG. 9, the luminescence intensity can be obtained substantially above 200 × 10⁴ cps as a permissible limit of the examination with a thickness t of the flux chamber 17 in the range from 0.3 to 0.7 mm and in particular the maximum luminescence intensity near t = 0.5 was obtained.

Fig. 10 zeigt Ergebnisse eines Experiments betreffend die Beziehung zwischen der Lineargeschwindigkeit v der Suspension und der Lumines zenzintensität. Die Ergebnisse wurden erhalten durch Messen der Lumi neszenzintensität, während die Lineargeschwindigkeit v der Suspension geändert wurde, unter der Bedingung der TSH-Konzentration 1 × 10° µIU/ml, α = 10°, W₂/W₁ = 5 und t = 0,5 mm. Wie man aus Fig. 10 erkennt, kann eine Lumineszenzintensität im wesentlichen über 200 × 10⁴ cps als ein zulässiges Limit der Untersuchung erhalten werden mit einer Lineargeschwindigkeit v der Suspension, die in die Flußkammer 17 eingeführt wird, im Bereich von 10 bis 100 mm/s und insbesondere wird die maximale Lumineszenzintensität nahe v = 50 mm/s erhalten. Fig. 10 shows results of an experiment concerning the relationship between the linear velocity v of the suspension and the Luminescent zenzintensität. The results were obtained by measuring the luminescence intensity while changing the linear velocity v of the suspension under the condition of the TSH concentration 1 × 10 ° µIU / ml, α = 10 °, W₂ / W₁ = 5 and t = 0.5 mm. As can be seen from Fig. 10, a luminescence intensity substantially above 200 × 10⁴ cps can be obtained as an allowable limit of the examination with a linear velocity v of the suspension introduced into the flow chamber 17 in the range of 10 to 100 mm / s and in particular the maximum luminescence intensity is obtained close to v = 50 mm / s.

Fig. 11 zeigt die Beziehung der Lumineszenzintensität hinsichtlich der TSH-Konzentration, die erhalten wurde durch die Messung unter Ver wendung der oben beschriebenen Schritte und der Meßzelle 6 des dargestellten Ausführungsbeispieles. Als Vergleichsbeispiel zeigt Fig. 11 auch Ergebnisse einer Messung, die erhalten wurde durch Verwendung einer Meßzelle in der Form einer Flußkammer wie in Fig. 12 dargestellt. Die Flußkammer nach Fig. 12 ist so geformt, daß sie einen Öffnungs winkel α = 45° hat, W₂/W₁ = 10, Lineargeschwindigkeit v der Suspen sion 60 mm/s und t = 1,0 mm. Auch ist die Vergleichsflußkammer so geformt, daß sie nicht spindelähnlich ist, sondern einen linearen Zentral abschnitt hat. Wie man aus Fig. 12 erkennen kann, kann das obige Ausführungsbeispiel eine Eichkurve bieten, die einen steileren Gradienten hat als der sich aus dem Vergleichsbeispiel ergebende, und kann daher höhere Meßgenauigkeit (Empfindlichkeit) erzielen. Fig. 11 shows the relationship of the luminescence intensity with respect to the TSH concentration, which was obtained by the measurement using the steps described above and the measuring cell 6 of the illustrated embodiment. As a comparative example, FIG. 11 also shows results of a measurement obtained by using a measuring cell in the form of a flow chamber as shown in FIG. 12. The flow chamber according to Fig. 12 is shaped so that it has an opening angle α = 45 °, W₂ / W₁ = 10, linear velocity v of the suspension 60 mm / s and t = 1.0 mm. The reference flow chamber is also shaped so that it is not spindle-like, but has a linear central section. As can be seen from Fig. 12, the above embodiment can offer a calibration curve that has a steeper gradient than that obtained from the comparative example, and can therefore achieve higher measurement accuracy (sensitivity).

Claims

1. Procedure for the immunoassay comprising the steps:
Labeling a chemiluminescent labeling substance on magnetic particles by an immune reaction,

Flowing a fluid containing the magnetic particles through a chamber such that its width is greater than its depth with a magnetic field applied to the chamber,
Holding the magnetic particles introduced with a flow of the fluid in a planar spread shape by magnetic force within the chamber, and receiving the luminescence emitted from the marker substance on the magnetic particles in a direction parallel to the chamber depth.

2. The method for immunoassay according to claim 1, wherein the magnetic Particles have a particle size in the range of 1 to 10 microns and the fluid at a linear velocity in the range of 10 to 100 mm / s flows.

3. The method for immunoassay according to claim 1, wherein a buffer solution after the step of holding the magnetic particles and before the step of receiving the luminescence is introduced.

4. The method for immunoassay according to claim 1, wherein in the step of holding the magnetic particles the magnetic particles spread over a working electrode in the chamber is arranged.

5. The method for immunoassay according to claim 4, further comprising the steps:
Removing the magnetic field applied to the chamber prior to the step of receiving the luminescence, and
then applying a voltage between the working electrode and a counter electrode in the chamber.

6. The method for immunoassay according to claim 4, further comprising the steps:
after the step of holding the magnetic particles, introducing a buffer solution into the chamber, the buffer solution containing an attraction substance to excite electrochemiluminescence in the marker substance, and performing the step of receiving the luminescence under the condition that the attraction substance is present in the chamber.

7. The method for immunoassay according to claim 1, wherein before the on lead the fluid into the chamber of a flow cell the immune action is carried out so that the fluid in a reaction vessel is prepared outside the flow cell.

8. Immunoassay analyzer containing:
a flow cell with a chamber such that its width is greater than its depth,
Means for applying a magnetic field when a fluid containing magnetic particles is introduced into the chamber, causing the magnetic particles to be trapped within the chamber in a planar shape, and
a photodetector for detecting the luminescence emitted by the marker on the magnetic particles held in the chamber.

9. analyzer for immunoassay according to claim 8, further containing one Device for generating a flux, the magnetic Particles that are held by the magnetic field do not come out of the Chamber ejects, but other materials in the fluid that are not are bound to magnetic particles, washed out of the chamber.

10. analyzer for immunoassay according to claim 8, wherein a Arbeitsselek trode and a counter electrode are arranged in the chamber.

11. analyzer for immunoassay according to claim 10, wherein the Arbeitsselek trode between the means for applying a magnetic field and the photodetector is arranged, and the working electrode arranged closer to the means applying the magnetic field is than on the photodetector.

12. The immunoassay analyzer of claim 11, wherein the lowest Distance between a magnetic pole face of the magnetic Field applying means and the working electrode in the range of 0.5 is up to 3 mm.

13. An analyzer for immunoassay according to claim 11, wherein the holding of the magnetic particles in the chamber making up the magnetic field applying means, the working electrode, the magnetic particles and the photodetector are arranged in this order.

14. The analyzer for immunoassay according to claim 10, wherein the area of the Working electrode exposed to the chamber is 1 to 3 times the same is the area occupied by the magnetic particles that are included in the fluid introduced for each cycle if the magnetic particles so dense in a single planar layer as close to each other as possible.

15. An analyzer for immunoassay according to claim 10, wherein the magneti field applying means a permanent magnet and a Device for moving the permanent magnet away from the Working electrode before applying voltage to working electrode trode and counter electrode included.

16. An analyzer for immunoassay according to claim 8, wherein the width of the Chamber from the inlet gradually rises near its center has the greatest value and gradually decreases again towards the outlet.

17. An analyzer for immunoassay according to claim 16, wherein the maximum width of the chamber within 7 times the width of the chamber inlet lies.

18. An immunoassay analyzer according to claim 16, wherein the depth of the Chamber approximately uniform from the inlet side to the outlet side and is smaller than the inner diameter of the inlet opening.