DE202008015689U1 - Kapillare zur Separation von Flüssigkeitsbestandteilen - Google Patents
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Abstract
Kapillare
zur Separation von Flüssigkeitsbestandteilen
durch Gravitations- oder Zentrifugalkräfte, umfassend:
– einen an beiden Enden offenen zylindrischen Hohlkörper; und
– eine erste Sollbruchstelle, die näher an einem ersten Ende angeordnet ist als an dem zweiten Ende.
– einen an beiden Enden offenen zylindrischen Hohlkörper; und
– eine erste Sollbruchstelle, die näher an einem ersten Ende angeordnet ist als an dem zweiten Ende.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Kapillaren zur Separation von Bestandteilen von Flüssigkeiten, die durch Gewichts- oder Gravitationskräfte separierbar sind. Die Erfindung betrifft insbesondere auch Kapillaren zur Separation von Blutbestandteilen.
- Für die medizinische Betreuung ist es wichtig, Ergebnisse von Laboruntersuchungen schnellstmöglich zur Verfügung zu haben. Diese Notwendigkeit ergibt sich einerseits aus bestimmten Notfallparametern, bei denen der Zustand des Patienten Sofortmaßnahmen erfordert. Sie ergibt sich andererseits aber auch in der Arztpraxis, um für den Patienten unmittelbar weitere therapeutische Maßnahmen festzulegen. Deshalb werden bestimmte Laboruntersuchungen mehr und mehr aus dem Labor ausgelagert und zum so genannten „Point of Care" (POCT) verlagert.
- Es gibt eine Reihe von Geräten, die solche Aufgaben erfüllen, darunter Untersuchungen im Vollblut, z. B. Glucose oder HbAlc, oder es werden Einrichtungen zur Plasmagewinnung vorgeschaltet. Nachteilig ist dabei, dass in den Fällen der Plasmagewinnung venöses Blut verwendet werden muss, weil verfügbare Kapillarblutmengen meist nicht ausreichen, um genügend Plasma zu gewinnen. Die Gewinnung von Venenblut stellt eine höhere Belastung des Patienten dar und darf auch nur von medizinischem Fachpersonal durchgeführt werden. Das Venenblut wird geeignet stabilisiert und anschließend werden in einer Zentrifuge unter Anderem die Erythrozyten abgetrennt.
- Eine bisher für die Analyse von Bestandteilen des Kapillarblutes verwendete Methode ist die Nutzung von mit Reagenzien beschichteten Kapillarküvetten. Dabei werden Küvetten mit extrem dünnen Schichtdicken mit den für die Reaktion benötigten Reagenzien beschichtet. Die Reagenzien liegen dann als trockener Film vor. Durch die Kapillarkräfte in die Küvette gesaugtes Blut löst die Reagenzien, wodurch die gewünschte Reaktion in Gang gesetzt wird.
- Eine weitere Methode ist die Benutzung von Kapillaren, die sich mit wenigen μl Blut füllen, welches danach in einer größeren Menge eines Reagenzes verdünnt wird, indem die Kapillare in einem mit dieser Lösung gefüllten Gefäß ausgeschüttelt wird. Eine Sonderform dieser Kapillaren ist die sogenannte Open-End-Kapillare. Eine solche Kapillare ist an beiden Seiten offen. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Sollbruchstelle besitzt, welche sich in der Mitte der Kapillare befindet. Durch diese Anordnung kann die Kapillare von beiden Seiten aus befüllt werden und es wird immer die gleiche Probenmenge gewonnen. Nach dem Befüllen über die Sollbruchstelle hinaus kann die Außenseite der Kapillare durch Abwischen gereinigt werden. Die Kapillare wird danach an der Sollbruchstelle gebrochen und der exakt gefüllte Teil wird zur Analyse verwendet, was die Reproduzierbarkeit und Richtigkeit der gewonnenen Probenmenge erhöht.
- Bei allen diesen Methoden und Kapillaren können durch die Beschränkung auf Vollblut infolge des störenden Einflusses des Hämoglobins, welches in den Erythrozyten enthalten ist, nur wenige klinische Parameter gemessen werden.
- Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile durch eine geeignete Methode und Kapillare zur Separierung der Erythrozyten zu beheben. Die erfindungsgemäße Methode bzw. Kapillare ist aber auch für die Separation von Bestandteilen anderer Flüssigkeiten geeignet.
- Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch beseitigt, dass die bekannte Open-End-Kapillare modifiziert wird.
- Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Kapillare zur Separation von Flüssigkeitsbestandteilen durch Gravitations- oder Zentrifugalkräfte bereitgestellt, umfassend:
- – einen an beiden Enden offenen zylindrischen Hohlkörper; und
- – eine erste Sollbruchstelle, die näher an einem ersten Ende angeordnet ist als an dem zweiten Ende.
- Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Sollbruchstelle so angeordnet, dass zwischen der ersten Sollbruchstelle und dem ersten Ende ein Volumen in dem Hohlkörper definiert wird, das mindestens dem maximalen Volumen eines schwereren zu separierenden Bestandteils der Flüssigkeit bei vollständig gefüllter Kapillare entspricht.
- Im Kontext dieser Anmeldung wird der bei einer gegebenen Separation – wie beispielweise durch Zentrifugieren – separierte schwerere Bestandteil auch als Sediment oder Bodensatz bezeichnet. Dies schließt sowohl feste, flüssige als auch gemischte Bestandteile ein. Bei der Separation wird das erste Ende der Kapillare verschlossen, so dass sich der schwerere Bestandteil zwischen erstem Ende und erster Sollbruchstelle ansammelt.
- Die Sollbruchstelle muss daher abhängig von der zu separierenden Flüssigkeit und der Separationsmethode so angeordnet werden, dass unter diesen vorgegebenen Bedingungen in jedem Fall eine sichere Trennung zwischen dem leichteren, zu gewinnenden Bestandteil und dem zu verwerfenden Rest, d. h. dem schwereren Bestandteil erzeugt werden kann.
- Für das Beispiel der Trennung von Blutbestandteilen bedeutet dies, dass selbst bei hohen Hämatokritkonzentrationen eine klare Trennung zwischen dem Plasma und dem zu verwerfenden Rest erzeugt werden muss. Die Sollbruchstelle wird daher derart angeordnet, dass sich selbst bei einer maximal möglichen bzw. als maximal angenommenen Hämatokritkonzentration und bei vollständig gefüllter Kapillare zwischen erster Sollbruchstelle und dem zweiten, offenen Ende der Kapillare nur Plasma befindet.
- Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Kapillare weiter
- – mindestens eine zweite Sollbruchstelle, die auf der dem ersten Ende abgewandten Seite der ersten Sollbruchstelle angeordnet ist;
- Eine einfache Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kapillare mit nur einer Sollbruchstelle hat den Nachteil, dass der Vorteil der Open-End-Kapillare, eine exakte Probenmenge zu gewinnen, verloren geht. Diesen Nachteil kann man gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform beseitigen, indem mehrere, mindestens aber zwei Sollbruchstellen an der Kapillare vorgesehen werden. Dadurch kann das beispielsweise mit Plasma gefüllte Mittelstück zwischen erster und zweiter Sollbruchstelle zur Analyse verwendet werden, wobei weitere verbleibende Stücke der Kapillare verworfen werden.
- Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Kapillare mindestens drei Sollbruchstellen, wobei die Sollbruchstellen so angeordnet sind, dass zwischen jeweils zwei Sollbruchstellen ein vorgegebenes Volumen in dem Hohlkörper definiert wird.
- Durch diese Ausführungsform kann eine Probenverteilung auf mehrere mit unterschiedlichen Reagenzien gefüllte Gefäße realisiert werden, indem man die jeweiligen Zwischenstücke auf diese Gefäße verteilt. Das zwischen jeweils zwei Sollbruchstellen definierte Volumen kann je nach den Anforderungen ausgelegt werden, d. h. insbesondere, dass es zwischen jeweils zwei Sollbruchstellen gleich sein kann, aber auch zwischen je zwei Sollbruchstellen unterschiedlich.
- Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Ende markiert. Da es bei der erfindungsgemäßen Kapillare auf darauf ankommt, das richtige Ende, im Kontext der Anmeldung das erste Ende, zu verschließen, erleichtert eine solche Markierung die Handhabung. Es kann so sichergestellt werden, dass bei der Handhabung keine Fehler gemacht werden, wie etwa, dass das zweite Ende verschlossen wird, so dass korrekte und reproduzierbare Analyseergebnisse sichergestellt werden.
- Die Markierung kann dabei eine oder eine Kombination der folgenden Markierungen sein
- – farbliche Markierung;
- – Oberflächenstruktur-Markierung.
- Eine Oberflächenmarkierung kann etwa durch Aufbringen einer Struktur wie etwa einer angerauten, matten Oberfläche, von Einritzungen bzw. Gravierungen oder dergleichen erzielt werden. Weitere Möglichkeiten schließen eine ringförmige Einschnürung oder Ausbuchtung der Kapillaren-Außenseite ein. Vorteilhafterweise können farbliche und strukturelle Markierung kombiniert werden, um die Handhabungssicherheit weiter zu verbessern.
- Bevorzugt besteht der zylindrische Hohlkörper aus einem durchsichtigen Material wie beispielsweise Glas. Dadurch kann eine Kontrolle des Inhalts einer gefüllten Kapillare erfolgen.
- Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Sollbruchstelle. -
2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit zwei Sollbruchstellen. - In
1 ist eine erfindungsgemäße Kapillare gezeigt. Sie besteht aus einem zylindrischen durchsichtigen Hohlkörper2 , der ein erstes Ende4 und ein zweites Ende6 aufweist. Eine Sollbruchstelle8 ist näher an dem ersten4 als an dem zweiten Ende6 angeordnet, d. h. der Abstand a zwischen erstem Ende4 und Sollbruchstelle8 ist größer als der Abstand b zwischen Sollbruchstelle8 und dem zweiten Ende6 . - Gezeigt ist hier eine Situation nach einer erfolgten Separierung einer Flüssigkeit. Dabei befinden sich die separierten Bestandteile (hier schwarz dargestellt) in dem Volumen des Hohlkörpers zwischen Sollbruchstelle
8 und erstem Ende4 (das hier offen gezeigt ist, aber zumindest während der Separation geschlossen ist). Der zu gewinnende Überstand (hier gepunktet dargestellt) befindet sich oberhalb der Sollbruchstelle8 , d. h. zwischen Sollbruchstelle8 und dem zweiten Ende6 , wobei ein Leervolumen (hier mit gestrichelten Linien umrandet dargestellt) oberhalb des Überstands verbleiben kann. - Es ist wichtig, dass die Sollbruchstelle an einer Position angeordnet ist, so dass selbst bei einem maximalen Volumen der separierten Bestandteile der Überstand frei davon bleibt. Daher ist die Sollbruchstelle
8 derart angeordnet, dass das zwischen ihr und dem ersten Ende4 definierte Volumen mindestens dem maximalen zu erwartenden Volumen der separierten Bestandteile entspricht, sofern die Kapillare vollständig gefüllt ist. Bei nicht vollständiger Füllung bleibt diese Sicherheitsmarge dann erst recht erfüllt. - In
2 ist eine weitere Ausführungsform mit zwei Sollbruchstellen gezeigt. Diese Ausführungsform, die ansonsten ähnlich der von1 ist, bietet den Vorteil, dass zwischen den Sollbruchstellen ein definiertes Volumen eingeschlossen ist. Der Überstand erstreckt sich in diesem gezeigten Beispiel von unterhalb der ersten bis oberhalb der zweiten Sollbruchstelle. Diese Ausführungsform stellt reproduzierbare Analyseergebnisse sicher, da das Probenvolumen durch die Position der zwei Sollbruchstellen exakt vorgegeben werden kann. - Im Folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf das Beispiel der Separation von Blutplasma und Erythrozyten erläutert werden. Dies stellt aber keine Einschränkung der Erfindung dar. Die erfindungsgemäße Kapillare kann natürlich ebenso für die Separation von anderen Flüssigkeiten verwendet werden, die durch Gewichts- oder Gravitationskräfte separierbar sind.
- Durch die Versetzung der Sollbruchstelle in Richtung eines Endes der Kapillare kann erreicht werden, dass nach Zentrifugation der nun an einem Ende verschlossenen und nahezu vollständig gefüllten Kapillare sich die Erythrozyten an einem Ende der Kapillare konzentrieren und der Überstand als Plasma für die Messung zur Verfügung steht. Die Anordnung der Sollbruchstelle wird dabei so gewählt, dass selbst bei hohen Hämatokritkonzentrationen eine klare Trennung zwischen dem Plasma und dem zu verwerfenden Rest erzeugt wird.
- Allerdings hat diese Ausführungsform der Kapillare noch den Nachteil, dass der Vorteil der Open-End-Kapillare verlorengeht, der darin besteht, dass eine exakte Probenmenge gewonnen werden kann. Diesen Nachteil kann man durch eine Ausführungsform beseitigen, die mehrere, mindestens aber zwei Sollbruchstellen an der Kapillare aufweist. Damit kann das mit Plasma gefüllte Mittelstück bzw. können die jeweils zwischen zwei Sollbruchstellen definierten Volumina zur Analyse verwendet werden, wobei die verbleibenden Endstücke verworfen werden.
Claims (7)
- Kapillare zur Separation von Flüssigkeitsbestandteilen durch Gravitations- oder Zentrifugalkräfte, umfassend: – einen an beiden Enden offenen zylindrischen Hohlkörper; und – eine erste Sollbruchstelle, die näher an einem ersten Ende angeordnet ist als an dem zweiten Ende.
- Kapillare nach Anspruch 1, wobei die erste Sollbruchstelle so angeordnet ist, dass zwischen der ersten Sollbruchstelle und dem ersten Ende ein Volumen in dem Hohlkörper definiert wird, das mindestens dem maximalen Volumen eines schwereren zu separierenden Bestandteils der Flüssigkeit bei vollständig gefüllter Kapillare entspricht.
- Kapillare nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend: – mindestens eine zweite Sollbruchstelle, die auf der dem ersten Ende abgewandten Seite der ersten Sollbruchstelle angeordnet ist; wobei die mindestens eine zweite Sollbruchstelle so angeordnet ist, dass zwischen der ersten Sollbruchstelle und der mindestens einen zweiten Sollbruchstelle ein vorgegebenes Volumen in dem Hohlkörper definiert wird.
- Kapillare nach Anspruch 3, umfassend mindestens drei Sollbruchstellen, wobei die Sollbruchstellen so angeordnet sind, dass zwischen jeweils zwei Sollbruchstellen ein vorgegebenes Volumen in dem Hohlkörper definiert wird.
- Kapillare nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Ende markiert ist.
- Kapillare nach Anspruch 5, wobei die Markierung eine oder eine Kombination der folgenden Markierungen sein kann – farbliche Markierung; – Oberflächenstruktur-Markierung.
- Kapillare nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zylindrische Hohlkörper aus einem durchsichtigen Material besteht.
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