DE2007405A1 - Einmal-Küvetten für die Kolorimetrie - Google Patents

Description

PATENTANWALT D-1 BERLIN 33 n.Februar 1970 MANFRED MIEHE τ^*«» Diplom-Chemiker Telegramme: PATOCHEM BERLIN

AO-1699

AMERICAN OPTICAL CORPORATION 14 Mechanic Street, Southbridge, Mass. 01550, USA

Einmal-Küvetten für die Kolorimetrie

Erfindungsgemäß werden Kolorimeter-Küvetten in Form abgedichteter, lichtdurchlässiger, flexibler Kunststoff-Umkleidungen geschaffen, die Substanzproben für die kolorimetrische Analyse enthalten oder aufnehmen können. Es wird eine Anordnung für das Einführen der Probenreagenzien in die Umkleidungen vorgeschlagen. Das Vermischen des Inhaltes der Umkleidungen kann vermittels Kneten vor dem Untersuchen ausgeführt werden, und die Flexibilität der Küvetten-ermöglicht eine Einstellung der sich durch dieselben erstreckenden optischen Weglängen.

Der Erfindungsgegenstand liegt auf dem Gebiet der Kolorimetrie und bezieht sich insbesondere auf Verbesserungen an Küvetten für die Aufnahme von Proben für die kolorimetrische Untersuchung.

Bei kolorimetrischen Untersuchungen, und dies gilt insbesondere in denjenigen Fällen, wo eine große Anzahl an flüssigen Proben in einem Kolorimeter untersucht werden soll, ergibt sich das Problem des kontinuierlichen Säuberns der Kolorimeter-Küvette oder der Lagerung einer großen Anzahl an Küvetten und dies bedingt erhebliche Kosten. In dem letzteren Falle kann das Säubern bis zum Abschluß einer Untersuchungsreihe verschoben, jedoch nicht vermieden werden.

Weiterhin ergibt sich bei der kolorimetrischen Untersuchung unter Anwenden herkömmlicher Küvetten insbesondere in den Falten, wo die optische Weglänge durch die zu untersuchende Probe ein kritischer Faktor bezüglich der Genauigkeit der Untersuchungsergebnisse sein kann, das Erfordernis mit erheb-

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licher Sorgfalt und Präzision bei dem Abmessen des Volumens der in die Küvette einzubringenden Probe oder bei dem Füllen der Küvette auf eine bestimmte Spiegelhöhe zu arbeiten. In denjenigen Fällen, wo die Reagenzien den Proben vor oder während der Untersuchung zugesetzt werden müssen,kann weiterhin die sich ergebende Volumenvergrößerung der Proben und somit Vergrößern der optischen WEglängen durch dieselben eine besondere Aufmerksamkeit und Berücksichtigung in den Untersuchungsergebnissen entweder durch Berechnung, Einstellung der Kolorimetervorrichtung oder Entfernen einer gewissen Menge der sich aus Probe und Reagenz zusammensetzenden Medien aus den Untersuchungsküvetten erforderlich machen. In denjenigen Fällen, wo ein gründliches Mischen der Reagenzien in einer Probe vor der fc Untersuchung erforderlich ist, führt das Entfernen der Küvette aus der Untersuchungsvorrichtung zwecks Rühren oder Käs Anwenden von Rührvorrichtungen in der Untersuchungsvorrichtung zu Verzögerungen bei Mehrfach-Untersuchungsvorgängen, und es sind weitere zeitraubende Säuberungsvorgänge erforderlich, wobei die Rührvorrichtung eine Säuberung nach jeder Anwendung erfahren muß, um eine Verunreinigung anderer, im Anschluß hieran mit speziellen Reagenzien zu vermischenden und zu untersuchenden Proben zu verhindern.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die obigen und in Beziehung hierzu stehenden Nachteile bei der kolorimetrischen Untersuchung auszuräumen.

ψ Bezügich der kolorimetrischen Untersuchung werden erfindungsgemäß neuartige Einmal-^Küvetten in Form dünaer, schmiegsamer, aus Folie bestehender Kunststoff-Umkleidungen geschaffen, die die der kolorimetrischen Untersuchung zu unterziehenden Proben enthalten, oder üblicherweise enthalen dieselben ein vorverpacktes Proben-Verdünnungs- oder Suspensionsmedium, in das eine zu untersuchende Probe unmittelbar vor Untersuchung derselben injeziert werden kann.

Erfindungsgemäß wird das Ausbilden eines Systems miteinander verbundener, einzeln abgedichteter probenenthaltender oder

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probenaufnehmender Umkleidungen in Form eines länglichen KunststofEbandes in Betracht gezogen, das querseitig zwischen beliebigen vorgewählten Paaren der Umkleidungen in Aufeinanderfolge derselben unter Ausbilden einer Reihe von Untersuchungsstreifen zerschnitten werden kann, die eine vorgewählte Anzahl an Untersuchungsproben-Umkleidungen enthalten. Es wird weiterhin in Betracht gezogen, daß einzeln abgedichtete Hilfstaschen oder Abteilungen in dem Band oder Untersuchungsstreifen längs einer oder beider Seiten jeder probenaufnehmenden Umkleidung oder zwischen aufeinanderfolgenden Umkleidungen ausgebildet ist. Es ist eine abgedichtete, jedoch leicht zerreißbare Scheidewand zwischen jeder Hilfsabteilung und der benachbarten, die Probe enthaltenden oder aufnehmenden Umkleidung vorgesehen. Somit können ein oder mehrere Probenreagenzien, die in eine oder mehrere der Hilfsabteilungen angeordnet sind, in einer Untersuchungsprobe vor oder während der kolorimetrischen Untersuchung einfach dadurch eingeführt werden, daß gegenüberliegende Seiten der Hilfsabteilung zusammengedrückt werden, wodurch die Scheidewand zerrissen und gleichzeitig das Probenreagenz in die die Probe enthaltende Umkleidung eingedrückt wird. Das Vermischen der Probe und des Reagenz kann einfach vermittels Kneten der schmiegsamen Kunststoffiumkleidung bewirkt werden.

Indem die Umkleidungen zwischen parallele, lichtdurchlässige starre Platten in dem Kolorimeter angeordnet werden, kann die Weglänge des durch eine Probe hindurchgehenden Lichtes in Abhängigkeit von·dem Abstand zwischen derartigen parallelen Platten festgelegt oder eingestellt werden. Somit kann eine vollständig abgedichtete Untersuchungsprobe kolorimetrisch beliebig oft mit den gleichen oder unterschiedlichen optischen Weglängen und unter Zusatz eines oder mehrerer Reagenzien vor oder während der Untersuchung untersucht werden. Weiterhin braucht nach Abschluß des Untersuchens einer speziellen Probe dieselbe nicht aus ihrer Umkleidung, d.h. Küvette, für das Verwerfen entfernt zu werden, vielmehr kann dieselbe handlich und sauber in der Umkleidung transportiert und schließlich

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zusammen mit der Umkleidung verworfen werden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 ist eine DRaufsieht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform.

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einerabgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3 ist eine weggebrochene Ansicht im Querschnitt allgemein längs der Linie 3-3 nach der Fig. 2.

Fig. 4 ist eine weggebrochene Draufsicht auf eine weitere abgewandelte Ausfuhrungsform der Erfindung.

Fig. 5 ist eine Ansicht im Querschnitt allgemein längs der * Linie 5-5 nach der Fig. 4.

Fig. 6 ist eine weggebrochene Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 7 ist eine teilweise im Querschnitt ausgeführte diagrammförmige Darstellung des Kolorimeters anhand dessen die Anwendung der erfindungsgemäßen Einmal-Küvetten erläutert ist.

In den Fig. 1 und 2 sind erfindungsgemäße Ausführungsformen in der einfachesten Form wiedergefeben, wobei die Einmal-Untersuchungs-Küvetten in Form eines Systems von Umkleidungen IO vorliegen, deren jede eine Flüssigkeit und/oder andere Arten an Probensubstanzen oder Verdünnungsmitteln enthält oder aufnehmen kann. Diese Umkleidungen bestehen aus dünnen schmiegsamen Kunststoff-Folienmaterialien, die miteinander um die Umkleidungen herum unter Ausbilden des Bandes 12 wärmegesiegelt sind. Bei der Anordnung des Bandes 12, siehe Fig. 1 und 2, werden die dasselbe ausbildenden, übereinanderliegenden Folien 14 und 16 aus dünnem schmiegsamem Kunststoff längs deren entsprechender gegenüberliegender Kanten und einzeln längs der Teile 18 querseitig zu deren längseeitiger Abmessung wärmegesiegelt oder in anderer Weise miteinander verschmelzen, wodurch sich eine kontinuierliche Aufeinanderfolge von Untersuchungs-Umkleidungen ergibt.

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Die flüssigen Untersuchungsproben oder Verdünnungsmittel für die Proben können in den Umkleidungen 10 während des Ausbildens des Bandes 12 oder, wie indfer Fig. 2 gezeigt, kann die Probe oder das Verdünnungsmedium und/oder ein Reagenz in eine spezielle Umkleidung 10 vermittels einer Injektionsspritze 21 oder dgl. injeziert werden.

In dem Fall, wo ein Injezieren in die Umkleidungen 10 in Betracht gezogen wird, wird ein selbstdichtender Stopfen 22 aus einem elastomeren Material, wie weichem chirurgischem Gummi oder dgl. vorzugsweise in die Anordnung des Bandes 12 zwischen den Folien 14 und 16 desselben z.B. in der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Weise wärmeeingesiegelt. Es versteht sich jedoch, daß die Stopfen 22 in Form von Pflastern eines selbstabdichtenden Materials bestehen können, die auf eine oder beide Seiten der Umkleidungen 10, vorzugsweise benachbart zu einer Ecke derselben, aufgeschmolzen oder in anderer Weise verklebt werden können, oder es können eine oder die andere oder beide Folien 14 und 16 aus einem lichtdurchlässigen, elastomeren, selbstabdichtenden Material gefertigt sein.

Bei der kolorimetrischen Untersuchung, wo Licht durch eine Probe hindurch projeziert und eine Messung der Durchlässigkeit der Probe für eine klinische Auswertung angewandt wird, kann die Weglänge des durch die in dieser Weise untersuchten Substanzen hindurchgehenden Lichtes für die Untersuchungsergebnisse kritisch sein. Kürzere oder längere Weglängen können zu größeren oder geingeren Lichtbeträgen führen, die durch eine gegebene oder eine Anzahl identischer Proben hindurchgehen, so daß die Untersuchungsergebnisse in Abhängigkeit von der Dicke der so durchstrahlten Probe schwanken können. Eine Berücksichtigung der Weglängen als ein Faktor bei den Untersuchungsergebnissen kann erfindungsgemäß dadurch ausgeschaltet werden, daß eine eine ausgewählte Probe enthaltende Umkleidung 10 zwischen starren, parallelen, lichtdurchlässigen Platten 20 angeordnet wird, die so aufgebaut und angeordnet in einem Kolorimeter %2 (siehe die Fig. 7) vorliegen, daß zum Zeitpunkt der Unterushcung ein Abstand zwischen denselben mit einer gegebenen Strecke X'vorliegt. Die eine oder die andere oder beide

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Platten 20 können so angeordnet sein, daß dieselben in Richtung aufeinander und weg voneinander beweglich sind und somit frei eine Umkleidung 10 aufnehmen können. Bei Vorliegen der
Umkleidung 10 in dieser Untersuchungslage führt die Bewegung
der Platten 20 in Richtung aufeinander in einem durch einen
Anschlag oder Abstandshalter (nicht gezeigt) gesteuerten Ausmaß zwischen denselben zum Ausbilden der Strecke X, wodurch
sich eine gegebene Weglänge durch eine Untersuchungsprobe 24
ergibt. Die aus den oben angegebenen dünnen und schmeigsamen
Folienmaterialien gefertigten Umkleidungen 10, von denen jede nur teilweise mit einer Untersuchungsprobe, wie der Probe 24, gefüllt ist, folgt der Einstellung der Dickenabmessung derselben vermittels Verdrängen der flüssigen Untersuchungsprobe 24 t bei Anordnung zwischen den Platten 20 in der oben beschriebenen Weise.

Die Vorrichtung 22 ist schematisch in der Fig. 7 wiedergegeben und zeigt nicht die einfachen mechanischen Hilfsmittel, die man für das Betätigen der Platten 20 für die Aufnahme und Lageanordnung der Umkleidungen 10 für die Untersuchungszweckeheranziehen kann. Derartige Hilfsmittel sind allgemein bekannt und stellen keinen Teil der vorliegenden Erfindung dar.

D.le kolorimetrische Untersuchung mit einer Vorrichtung, wie
sie in der Fig. 7 dargestellt ist, wird z.B. so ausgeführt,
daß Licht von einer Lichtquelle 26 aus durch die Platten 20
und die Umkleidung 10 auf eine Photozelle 28 projeziert wird. ^ Die Intensität des auf die Photozelle 28 auffallenden Lichtes stellt einen Faktor dar, der in Beziehung zu der Art und/oder dem Zustand der zu untersuchenden Probe 24 steht und wird für die klinische oder andere Auswertung vermittels eines elektrischen Meßkreises 230 aufgezeichnet.

Der Meßkreis 30 steht in Verbindung mit einer elektrischen
Energiequelle, wie der Batterie 32, und es ist ein Widerstand 34 in Serie mit der Photozelle 28 geschaltet. Der Kreis weist ebenfalls zu dem Widerstand 34 parallel geschaltete Leitungen 36 auf. Mit den Leitungen 36 kann ein herkömmliches Galvanometer oder andere Aufzeichnungsvorrichtung zusammengeschaltet

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sein, um so einen Hinweis auf die elektrischen Stromveränderungen zu erhalten, die in dem Kreis 30 durch die Wirkung des auf die Photozelle 23 auffallenden Lichtes gebildet werden, die ihrerseits einen Hinweis auf die Durchlässigkeit der Probe 24 ergibt.

Die Umkleidungen 10 können einzeln von dem Band 12 zu jedem beliebigen Zeitpunkt vor, während oder nach der Untersuchung in der Vorrichtung 22 abgetrennt werden oder aber kann das Band intakt gelassen werden.

In der Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wiedergegeben, wobei das Band 12' aus dünnem und schmiegsamen Kunststoff-Folien 14' und 16' (Fig. 5) gefertigt Hauptumkleidungen IO' für die Probeaufnahme oder die Probe enthaltend besitzt, wobei dieselben allgemein ähnlich den Umkleidungen 1O-nach der Fig. 1 und 2 sind. Wenn auch hier Anordnungen, wie die Stopfen 22 nach den Fig. 2 und 3 oder ähnliche Anordnungen für das Injezieren von Proben in die Umkleidungeh 10' nicht gezeigt sind, können dieselben jedoch natürlich in der Anordnung des Bandes 12' vorgesehen sein.

Die erfindungsgenäße Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 betrifft das Vorsehen von Hilfstaschen oder Abteilungen 38, die das Verdünnungsmittel für die Probe oder ein Reagenz enthalten. Die Abteilungen 33 weisen verjüngte Halsteile 40 auf, die sich in Richtung auf in ähnlicher Weise ausgebildete und gleiche Umrißform aufweisende Halsteile 42 erstrecken, welche seitlich von den umkleidungen 10' ausgehen. Zwischen den Abteiikungen 38 und deren entsprechenden Umkleidungen 10' liegt eine Zerreiß-bare Trennwand 44 vor, wobei getrennte Produkte in den Abteilungen und Umkleidungen vorliegen. Die Trennwände 44 können in Form einer dünnen oberflächlichen Dichtung längs einer Linie zwischen den Folien 14' und 16' vorliegen, so daß vermittels Zusammendrücken gegenüberliegender Seiten der Abteilungen 38 ein gegen deren Inhalte ausgeübter Druck zu einem Zerreißen der Scheidewände und somit Eindrücken deren Inhalte in die entsprechende Umkleidung 10' führt. Die Inhalte der Abteilungen 38 können in Form gasförmiger, flüssiger oder pulver-

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förmiger Reagenzien vorliegen, die speziellen Proben im Inneren der Umkleidungen 10' zugesetzt werden müssen. Das erzwungene Vermischen derartiger Reagenzien mit den Proben kann vermittels Kneten der schmiegsamen gegenüberliegenden Seiten der Umkleidungen 10' bewerkstelligt werden.

Es versteht sich natürlich, daß Hilfsabteilungen, wie die Abteilungen 38 in unterschiedlicher Anzahl bezüglich der Anzahl der Umkleidungen 10* vorliegen können. Dieselben können sich auch an verschiedenen Stellen oder Lagen relativ zu den Umkleidungen 10' und somit anderen als den in der Fig. 4 gezeigten befinden. So ist z.B. in der Fig. 6 eine Anordnung von Umkleidungen 10' und Abteilungen 38 wiedergegeben, wobei die Abteifc lungen 38 aufeinanderfolgend zwischen den Umkleidungen 10' des Bandes 12' vorliegen.

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Claims (8)

1. 20074OE

   Patentansprüche

   !.'System von Einmal-Kolörimeter-Küvetten, dadurch g e -

   ennzeichnet , daß dasselbe aus einem Band (12,12') gebildet aus einem Paar übereinander angeordneter Streifen (14,14') 16,16') aus dünnen, schmiegsamen, lichtdurchlässigen Kunststoff-Folienmaterialien, wobei die Streifen (14,24'16,16') miteinander längs deren entsprechenden gegenüberliegenden Kanten und weiter längs sich über die Breite des Bandes (12,12') erstreckenden, im Abstandsverhaltnis zueinander vorliegenden Teilen (18) unter Ausbilden einer Aufeinanderfolge einzelner, um deren Umfang herum abgedichteter Umkleidungen (10,10') längs des Bandes (12,12·) abgedichtet sind, besteht.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Umkleidungen (10,10·) eine selbstabdichtende elastomere Anordnung, wie ein Stopfen (22) zugeordnet ist, zwecks Injezieren von Untersuchungsproben, Verdünnungsmitteln für dieselben und Reagenzien in die Umkleidungen (10,10J).
3. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomeren Stopfen sich von einer Kante des Bandes (12,12') in eine der Umkleidungen (10,10') erstrecken, die Stopfen (22) abgedichtet im Inneren des Bandes (12,12') zwischen den übereinander angeordneten Streifen (14,14*,16,16') der Kunststoff-Folienmaterialien so vorliegen, daß ein Ende jedes derselben im Inneren der entsprechenden Umkleidung (10,10*) vorliegt und das gegenüberliegende Ende außerhalb des Bandes (12,12*) vorliegt.
4. 4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn et, daß eine Anzahl um den Umfang herum abgedichteter Hilfsabteilungen (38) benachbart zu jeder der Umkleidungen (10,10·) längs des Bandes (12,12') vorliegt, eine zerreißbare Scheidewand (44) normalerweise die Hilfsabteilung (38) von deren entsprechenden benachbarten Umkleidungen (10,10)) abtrennt dergestalt, daß Probenreagenzien und weitere in den

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   2007-ΟΓ.

   Abteilungen (38) eingeschlossene Medien in die benachbarten Umkleidungen (10,10') vermittels Zerreißen der Scheidewände (44) unter Beaufschlagen eines Drucks auf gegenüberliegende' Seiten der Abteilungen (Θ38) eingedrückt werden können.
5. 5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzei chnet, daß entsprechende benachbarte Hilfsabteilungen (38) und Umkleidungen (10,10') Halsteile (40,42) in Richtung aufeinander ausgerichtet aufweisen, die Scheidewand (44) aus einer dünnen linienförmigen oberflächlichen Abdichtung zwischen den Kunststoff-Folienmaterialien besteht.
6. 6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsabteilungen (38) in dem Band (12,12*) längs wenigstens einer Seite des Bandes (12,12*) angeordnet sind.
7. 7. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsabteilungen (38) in den Teilen (18) zwischen benachbarten Umkleidungen (10,10*) längs des Bandes (12,12*) angeordnet sind.
8. 8. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzei chnet, daß die Hilfsabteilungen (38) geringere Umfassungsabmessung als die Umkleidungen (10,1O¹) aufweisen, sowie wenigstens eine benachbart zu jeder gegenüberliegenden Seite der Umkleidungen (10,10*) vorgesehen ist.

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