DE2122286A1 - Reaktionsbehälter für die Durch fuhrung von chemischen Analysen - Google Patents
Reaktionsbehälter für die Durch fuhrung von chemischen AnalysenInfo
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Description
DIPL-CHEM. DR. ELISABETH JUNG . 3 München 23. 2 1 2 2 2 8 6
DIPL.-CHEM. DR. VOLKER VOSSIUS Clemensstrasse 30
TELEFON 3450<i7
DIPL.-PHYS. DR. JÜRGEN SCHIRDEWAHN telegramm-adresse: !,mvent/monchen
PATENTANWÄLTE TELEX 5-29 686
5.5.1971
u.Z. : G 138 M (Dr.S./ri)
WORTHINGTON BIOCHEMICAL CORPORATION Freehold, New Jersey, V.St.A.
ReaKtxonsbehalter für die Durchführung von chemischen Analysen
Priorität: 6. Mai 197o, Nr. 34,926
Die Erfindung bezieht sich atif einen Reaktionsbehälter für
die Durchführung chemischer Analysen, .der für den einmaligen Gebrauch gedacht ist, also nach seiner Verwendung wegwerfbai"
ist.
Die Analyse soll automatisch oder halbautomatisch ablaufen, wobei der Behälter insbesondere für die Analyse von Körperfluiden,
wie Blut, Urin und dergleichen geeignet ist.
Auf dem Gebiet der Biochemie besteht ein großes Bedürfnis für chemische Untersuchungen in Form von quantitativen und qualitativen
Analysen von Substanzen, von denen man weiß, daß sie mit möglichen Fehlfunktionen biochemischer Prozesse von Säugetieren
in Zusammenhang stehen. Man schätzt, daß die Anzahl von Blutuntersuchungen in den USA I969 über eine "Milliarde betrug
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und sich in nächster Zukunft verdoppeln kann. Wenn man die große Anzahl von Versuchen in Betracht zieht, die aas Durchleuchtungen,
diagnostischen Untersuchungen und Patientenüberwachung
besteht , sieht man, daß sowohl die Ausrüstung als auch das die Ausrüstung verwendende Personal bei den bestellenden
Untersuchungsanlagen hoch beansprucht ist. Man hat bereits
eine Vielzahl von Vorschlägen für automatische odor halbautomatische
Untersuchungsausrüstungen und entsprechende Verfahren
gemacht. Diese Vorschläge haben jedoch den Nachteil, daß sie äußerst komplex und kostspielig sind, ihre Genauigkeit den
gewünschten Anforderungen nicht entspricht, ihre Flexibilität
ψ begrenzt ist und besonders ausgebildetes technisches Personal
verlangt. ■ ·.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Behälter der eingangs genannten Art zu schaffen, der
einfach und billig herzustellen ist und mit welchem sich Analysen der vorstehenden Art mit hoher Genauigkeit durchführen
lassen, ohne daß speziell geschultes technisches Personal erforderlich ist.
Der erfindungsgemäße Behälter soll aus billigem Material herstellbar
sein, keine beweglichen Teile aufweisen und für die automatisierte Handhabung bei der Messung der optischen Dichte
" bezüglich der Lichtdurchlässigkeit durch eine vorher festgelegte
Dicke einer Reaktionsmassenschicht in dem Behälter geeignet sein. Der Behälter soll als Träger für die getrennte
Lagerung von Reaktionsteilnehmern in fester Form in einer gemeinsamen Kammeranordnung dienen. Die chemische Reaktion
im Behälter soll durch Einführen einer Schlüsselkornponente in einem gewünschten Zeitpunkt einleitbar sein. Schließlich
soll der Behälter dazu geeignet sein, daß, nachdem alle Komponenten der Reaktionsmasse in ihm enthalten sind, die Reaktionsmasse
auf eine gewünschte Temperatur gebracht und atif
dieser Temperatur während einer Inkubationszeit gehalten werden kann.
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BAD ORIGINAL
Diese Aufgabe wird durch einen für den einmaligen Gebi~cmch
vorgesehenen Reaktionsbehälter dadurch gelöst, daß der Behälter aus steifem oder halbsteifem Material hergestellt ist
und transparente Fenster in einem vorher festgelegten Abstand
zueinander aufweist. Durch diese Fenster soll Licht hindurchtreten und dann eine Schicht vorher festgelegter Stärke der
Reaktionsmasse in dem Behälter durchdringen. Unter transparenten Fenstern sind solche Fenster zu verstehen, durch die
Licht hindurchgeht, unabhängig davon, ob das Licht im sichtbaren Bereich liegt. Für die Analysen, wie sie beispielsweise
im folgenden angeführt w'erden, wird üblicherweise ein Spektrophotometer
als raonocliroraatische Lichtquelle mi+, einem Wellenlängenbereich
von 33° mp bis 6oo nip verwendet. Üblicherweise
wird ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge von im wesentlichen 3'io mp verwendet.
Der Reaktionsbehälter für den einmaligen Gebrauch umfaßt eine Kammerauordnung, die nicht nur mit transparenten Fenstern
sondern auch mit Bereichen für die Ablagerung bzw. das Aufbringen von Reaktionskomporienten in fester Form versehen ist,
so daß das endgültige Handelsprodukt lösbare Reaktionsteilnehmer aufweist, die in fester Form, ohne Kontakt miteinander"
zu haben, darauf deponiert sind. Diese Bereiche haben vorzugsweise Rippen zwischen sich, die nach innen in die Reaktionskanimer
vorstehen, sich jedoch nicht über deren Weite erstrecken. Dadurch wird das Ablagern der festen Reaktionskoinponenten getrennt
voneinander erleichtert. Dadurch wird die Möglichkeit auf ein Minimum beschränkt, das die Komponenten infolge eines
vorzeitigen Vermischens unbrauchbar werden. Darüber hinaus ist jeder der Bereiche vorzugsweise mit einer Vielzahl von Vorsprüngen
versehen, die eine Beibehaltung der eigentlichen Anordnung der Feststoffe in der Kammeranordnung des Reaktionsbehälters begünstigen und das Fließen an der Oberfläche auf
ein Minimum beschränken, wenn die Komponenten ursprünglich in Form einer Lösung aufgebracht werden. Auf diese Weise ist es
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möglich, einen Reaktionsbehälter für den einmaligen Gebrauch als Handelsware zu schaffen, in dem die verschiedenen Komponenten
der Reaktionsmasse außer dem Lösungsmittel und der Probe gelagert sind, die bei der Ausführung der Analyse eingebracht
wird.
Die Reaktionskammer wird erfindungsgemäß am Anfang in getrennten
Abschnitten hergestellt, so daß das Ablagern der Feststoffkomponenten in den gewünschten Bereichen in der Kammeranordnung
des Reaktionsbehälters erleichtert wird. In der Praxis werden die Lösungen, welche vorher festgelegte Mengen von gelöstem
Feststoffreaktionskomponenten enthalten, auf den ausgewählten
Bereichen der Abschnitte aufgebracht und die Reaktionskomponenten durch Lyophilisierung in die feste Form reduziert.
Danach werden die Abschnitte zu der Gesamtanordnung vereinigt. Normalerweise umfaßt jeder Abschnitt eines der transparenten
Fenster. Die Abschnitte werden miteinander Fläche gegen Fläche liegend verbunden. Dabei können für das In-Lage-Halten zweckmäßige
Vereinigungseinrichtungen verwendet werden. Vorzugsweise verwendet man relativ zueinander im Reibungskontakt bewegliche
Flächen, so daß die Abschnitte nur durch Aufbringen von Druck aneinander befestigbar sind; Die Verwendung einer
Zunge und einer Nut als Pass teile ist für das Erreichen eines Preßsitzes und das Zusammenhalten der Abschnitte durch Reibung
besonders geeignet. Zusätzlich oder alternativ kann Klebstoff verwendet werden, üblicherweise ist ein Bindemittel jedoch
nicht erforderlich.
Der erfindungsgemäße, mit Kammern versehene, diaförmige Objektträger
hat eine innere Kainmeranordnung, die mit einer Öffnung oder Öffnungen versehen ist, welche mit dem Inneren
in Verbindung stehen. Vorzugsweise ist die Öffnung oder sind die Öffnungen am Rand des Objektträgers angeordnet. Dieser
Aufbau ermöglicht es in Verbindung mit der Verwendung von
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steifem oder halbsteifem Material für den Reaktionsbehälter, daß dieser als relativ dünner Objektträger oder als Platte
handhabbar ist, die mit der Öffnung oder den Öffnungen nach oben gehalten werden kann. Diese Ausbildung und dieser Aufbau
des Behälters für den einmaligen Gebrauch ermöglichen die leichte Handhabung durch automatisierte Einrichtungen bei der
Durchführung einer Analyse oder einer Untersuchung, was später näher erläutert wird.
Die Kammeranordnung umfaßt eine Reaktionskammer und in Kombination
damit eine weitere Kammer, die im folgenden als Zusatzkammer bezeichnet wird. Die Reaktionskammer hat eine Öffnung,
die mit ihrem Inneren in Verbindung steht und durch welche das Lösungsmittel und die Probe eingeführt werden können. Die Zusatzkammer
hat ebenfalls eine Öffnung, die mit ihrem Inneren in Verbindung steht. Die Öffnung ist nach oben gerichtet, wenn
sich der Reaktionsbehälter in einer Lage befindet, in welcher die Öffnung für die Reaktionskammer oben angeordnet ist. Die
Reaktionskammer und die Zusatzkammer stehen durch einen Durch-·
laß von verringertem Querschnitt miteinander in Verbindung, der gewöhnlich in Teilen der Reaktionskammer und der Zusatzkammer
angeordnet ist, die von den vorstehend genannten Öffnungen entfernt
liegen. Wenn der Reaktionsbehälter die Form eines mit
Kammern versehenen diaförmigen Objektträgers hat, sind die Öffnungen für die Reaktionskammer und für die Zusatzkammer
vorzugsweise benachbart an einem Rand des Objektträgers angeordnet.
Wenn eine Kammeranordnung verwendet wird, die sowohl eine Reaktionskammer als auch eine Zusatzkammer aufweist,
können die Reaktionskomponenten in bestimmten Bereichen der Innenfläche der Reaktionskammer und eine andere davon verschiedene
Reaktionskomponente auf der Innenseite der Zusatzkammer deponiert werden. Die abgelegte Substanz auf der Oberfläche
der Zusatzkammer ist vorzugsweise eine Substanz, die erforderlich ist, um die chemische Reaktion einzuleiten oder
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auszulösen. Eine dieser Forderung genügende Komponente wird
nachstehend als "Schlüssel- bzw. Ilauptkoinponente" bezeichnet.
Wenn der Reaktionsbehälter für den einmaligen Gebrauch mit einer Kammeranordnung versehen ist, die eine Reaktionskamnier
und eine Zusatzkammer, wie vorstehend erwähnt, umfaßt, sind
die Komponenten mit Ausnahme des Lösungsmittels und der zu untersuchenden Probe in der Reaktionskammer und in der Zusatzkammer,
wie erwähnt, in fester Form vorhanden. Wenn die Analyse durchgeführt werden soll, wird ein Lösungsmittel, beispielsweise
Wasser, in die Reaktionskammer in einer vorher
^ festgelegten Menge,bezogen auf das Fassungsvermögen der Reaktionskammer
und der Zusatzkammer.eingebracht, so daß die Fenster in der Reaktionskammer überdeckt sind. Danach wird
die Probe zugegeben. Da das Lösungsmittel früher in die Zusatzkammer geflossen ist, wandert nur sehr wenig oder überhaupt
nichts von der Komponente in der Zusatzkammer, nachdem
sie gelöst worden ist, in die Reaktionskammer. Wenn sich der Jnhalt in diesem Zustand befindet, kann der Inhalt des Reaktionsbehälters
auf die gewünschte Temperatur für die Reaktion gebracht werden, wobei man dem Inhalt eine bestimmte Zeit als
Inkubationszeit geben kann. Wenn indessen die Reaktion eingeleitet werden soll, wird die Lösung der Hauptkomponente in
der Zusatzkammer daraus durch den verengten Durchlaß in die Reaktionskammer zwangsweise geführt. Nach dem Einführen der
Lösung der Hauptkomponente in die Reaktionskammer aus der
Zusatzkammer wird sie mit der Lösung der anderen Komponenten in der Reaktionskammer, einschließlich der Probe, vermischt
und die Reaktion eingeleitet. Die Rippen in der Reaktionskammer und die oben erwähnten Vorsprünge unterstützen das
Auftreten der Turbulenz beim Einführen. Um ein inniges und gänzliches Vermischen der Reaktionsteilnehmer zu gewährleisten,
kann die Lösung in der Mischkammer dazu gebracht werden, daß sie in die Zusatzkammer zurückströmt, wonach das Einführen
bzw. Injizieren mehrere Male wiederholt werden kann.
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Das zwangsweise Abströmen der Lösung in der Zusatzkaninier durch
den Durchlaß mit reduziertem Querschnitt wird vorzugsweise durch Anwendung eines Preßluftstoßes erreicht. Für diesen
Zweck ist die Öffnung in der Zusatzkamtner für die Aufnahme eines Stutzens bzw. einer Düse rund gestaltet, die eine konische Außenfläche an dem Ende einer Leitung hat, welche die
Druckluft in Form eines Druckstoßes zuführt. Die Rückkehr der
Lösungen in die Zusatzkammer kann durch den Druck erreicht werden, der durch die Schwerkraft ausgeübt wird. Dieser Druck
kann jedoch jeweils dadurch begünstigt werden, daß an das Innere der Zusatzkaninier 'über einem kurzen Zeitintervall ein
Unterdruck angelegt wird, der über die Öffnung und die Düse
einer Luftleitung in der Öffnung in der·-Reaktionskammer wirkt,
wobei die Öffnung in diesem Falle üblicherweise für die Aufnahme eines Rohrstutzens mit einer kegelförmigen Außenfläche
rund ausgebildet ist. Das Einsetzen des Rohrstutzens in eine der Öffnungen kann von Hand erfolgen. Erfindungsgemäß soll
jedoch die Handhabung der mit Kammern versehenen Objektträger durch Vorrichtungen erfolgen, durch welche die Düse oder die
Düsen im geeigneten Zeitpunkt in Verbindung mit der Öffnung oder mit den Öffnungen in dem Objektträger gebracht werden,
worauf dieser Eingriff gelöst wird, wenn die gewünschte Mischwirkung erreicht ist.
Erfindungsgemäß ist in dem Reaktionsbehälter für den Einmalgebrauch
eine Inkubationskammer vorgesehen, die dazu dient, das Reaktionsgemisch auf eine gewünschte Temperatur während
der Inkubationszeit vor der Einleitung der Reaktion zu bringen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Inkubationskammer
in der Nähe der Kammeranordnung angeordnet. Die Inkubationskainmer
kann ein in ihr verteiltes Metall enthalten, das, wenn es erhitzt wird, dazu beiträgt, den Reaktionsbehälter
und seinen Inhalt auf die gewünschte Temperatur zu bringen und auf dieser Temperatur zu halten. Das Metall in dem Behälter
kann durch Wärmeleitung von einer Fortsetzung des Metalls
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erhitzt werden, die sich auf der Außenseite erstreckt, die durch Kontakt mit einem beheizten Halter oder durch Luft oder
ansprechend auf Energie erwärmt wird, die von einem Erregerfeld, beispielsweise einem Hochfrequenzfeld aufgenommen wird.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
die Reaktionskammer für den Einmalgebrauch anfänglich so präpariert, daß sie die festen Komponenten des Reaktionsgemisches
enthält, die vorzugsweise durch Lyophilisierung in situ auf den Oberflächen der Abschnitte des Behälters abgelagert wurden,
bevor diese miteinander vereinigt wurden. Wegen des Auf-
W baus und der Formgebung der Flächenbereiche der Karntneraaordnung
kann eine Anzahl von unterschiedlichen Reaktionskomponenten in dem Behälter in fester Form und in vorher festgelegten
Mengen, die für die in Frage kommende Analyse zweckmäßig sind, deponiert werden. Wie später näher erläutert wird, kann
die Kammeranordnung eines mit Kammern versehenen Objektträgers
leicht acht oder mehr einzelne Flächen haben, auf welchen Komponenten in fester Form abgelagert werden können. Die besonderen
Komponenten, die im speziellen Fall verwendet werden, hängen von der Art der durchzuführenden Analyse ab. Ein großer
Vorteil ergibt sich bei der Erfindung * dadurch, daß sie eine große Flexibilität in ihrer Kapazität zuläßt, um den automa-
^ tischen oder halbautomatischen Vorgang einer großen Vielfalt
von Analysen und Untersuchungen trotz großer Schwierigkeiten
durch die Art und Anzahl der Reaktionskomponenten anzupassen.
Wenn ein Reaktionsbehälter verwendet werden soll, dessen Kammeranordnung
eine Zusatzkammer hat, ist es lediglich erforderlich, eine vorher festgelegte Menge von Wasser und die Probe
zuzugeben, beispielsweise eine kleine Menge eines Blutserums. Der Behälterkann gewünschtenfalls in einer automatischen Vorrichtung
mit den Öffnungen für die Aufnahme des Lösungsmittels und der Probe nach oben angeordnet werden. Nach der
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Einführung des Lösungsmittels und der Probe wird der Behälter, der jetzt mit allen Zusätzen für die Reaktionsmasse versehen
ist, üblicherweise auf eine vorher festgelegte Temperatur für die Durchführung der Reaktion gebracht. Wenn eine Inkubationszeit
erforderlich ist, wird die gewünschte Temperatur während der Inkubationszeit aufrechterhalten. Nach derEinleitung der
chemischen Reaktion durch zwangsweises Injizieren der eine Hauptkomponente enthaltenden Lösung aus der Zusatzkammer in
die Reaktionskammer wird der Reaktionsbehälter bezüglich eines Strahls von monochromatischem Licht aus einer geeigneten Lichtquelle,
beispielsweise einem Spektrophotometer, geeignet angeordnet. Dabei werden entsprechend den bekannten Verfahren Ablesungen
bezüglich der optischen Dichte "-vorgenommen, wobei der
Reaktionsbehiilter selbst seiner Wirkung nach als Küvette dient. Wenn die Reaktionsgeschwindigkeit bestimmt werden soll, können
die Ablesungen für die optische Dichte in festgelegten Zeitabständen vorgenommen werden, woraus die Geschwindigkeit der
Änderung der optischen Dichte errechnet werden kann.
Die Erfindung kann also für irgendeine Kombination von Reaktionsteilnehmern
und Komponenten verwendet werden, die für die Verwendung in der Reaktionsmasse bei der Durchführung von Untersuchungen
und Analysen geeignet sind, welche Reaktionen einschließen, die eine Wirkung auf die optische Dichte haben,
wobei insbesondere Reaktionen eingeschlossen sind, die in einem wässerigen Medium unter Verwendung von Wasser als Lösungsmittel
ausgeführt werden. Die Erfindung eignet sich jedoch besonders vorteilhaft für die Durchführung von enzymetisehen Reaktionen
mit enzymatischen Reagenzien. Es kann jede der bei derartigen
Reaktionen üblicherweise verwendeten Reaktionskomponenten zur Anwendung gelangen, beispielsweise Enzyme, Co-Enzyme, ausgewählte
Substrate und andere Komponenten, wie beispielsweise Puffer und anorganische Salze.
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— Io —
Bei der Durchführung einer Analyse unter Verwendung eines
erfindungsgemäßen Reaktionsbehälters, bei welchem die Kamraoranordnung
eine Reaktionskammer in Kombination mit einer Zusatzkaninier
aufweist, die eine Hauptkomponente enthält, und enzymatische Reagenzien, die ein Substrat umfassen, zur An~<
Wendung gelangen, wird üblicherweise bevorzugt, daß das Substrat zuerst in der Zusatzkammer in. einer derartigen Menge
deponiert wird, wie vorzugsweise für die Verwendung des Substrats als Hauptkomponente verwendet wird, die die Reaktion
einleitet, nachdem eine Lösung davon in die Reaktionskammer eingeführt worden ist.
Während vorzugsweise ein Reaktionsbehälter mit einer mit Fenstern versehenen Reaktionskammer zusammen mit einer benachbarten
Zusatzkammer verwendet wird, die von der Reaktionskammer getrennt ist, mit Ausnahme eines Durchlasses von reduziertem
Querschnitt, kann erfindungsgemäß auch nur eine einzige Kammer, nämlich die Reaktionskammer, verwendet werden.
In diesem Falle können alle Reaktionskoniponenten in fester Form in Flächenbereichen in der Reaktionskammer mit Ausnahme
der Hauptkomponente angeordnet Airerden, die in diesem Falle
üblicherweise die Probe ist. Menn die -Analyse durchgeführt
werden soll, wird das Lösungsmittel in die Kammer eingeführt. Der Inhalt des Reaktionsbehälters kann dann auf die gewünschte
f Temperatur wärend einer Inkubationsperiode, wie vorstehend beschrieben,
gebracht werden. Wenn die Reaktion eingeleitet oder ausgelöst werden soll, wird eine Lösung der Probe in die Reaktionskammer
eingebracht und mit deren Inhalt vermischt, beispielsweise durch Verwendung eines Luftstrahls oder durch
Einführen eines Rührers. Danach wird das Ausmaß der Auswirkung auf die optische Dichte, wie vorstehend beschrieben, beobachtet.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden beispielsweise Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung näher erläutert.
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- 11 -
Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Reaktionsbehälter für den
einmaligen Gebrauch in der bevorzugten Aus führung sf orni eines
Kammern aufweisenden, diapositivartigen Objektträgers.
Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1. Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3~3 von Fig. 2.
Fig. k ist ein Schnitt längs der Linie k-k von Fig. 2.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Fig. 3 entsprechende Ansicht
mit den Flüssigkeitsniveaus in der Reaktior-s- und Zusatzkammer,
Fig. 6 zeigt in einer Fig. k entsprechenden Ansicht den Flüssigkeitsstrom
von der Zusatzkammer in die Reaktionskammer infolge aufgedüster Luft und das Mischen in der Reaktionskammer
.
Fig. 7 zeigt den Kammern aufweisenden Objektträger perspektivisch mit Druckluftzuführung und Lichtquelle.
Fig. 8 zeigt in einer Fig. k entsprechenden Ansicht eine
andere Kammeranordnung.
Bei der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform hat der
für den einmaligen Gebrauch gedachte Reaktionsbehälter eine bevorzugte Form, nämlich die Form eines Kammern aufweisenden,
diapositivartigen Objektträgers lo. Der Objektträger ist aus
zwei aneinanderliegenden, planaren Abschnitten 11 und 12 zusammengesetzt, die, wie in Fig. 2 gezeigt, durch Vorsprünge
gegeneinander!iegend gehalten sind, die in Nuten Ik in einem
Gleitreibesitz derart passen, daß die Abschnitte zusammengedrückt und von dem Reibungskontakt zwischen den Paßflächeii der
Vorsprünge und Nuten lösbar gehalten sind. Die Anordnung der
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Teile im Abschnitt 11 ist in Fig. 3 gezeigt, während die Anordnung
der Teile im Abschnitt 12 in Fig. k zu sehen ist. Die
Anordnungen sind komplementär, so daß die verschiedenen Teile eines jeden Abschnittes einander gegenüberliegen, wenn die Abschnitte,
wie in Fig. 2, zusammengebracht werden. Im Mittelteil des Abschnittes 11 ist ein transparentes Fenster 15 vorgesehen,
das im Abstand einem Fenster 16 im Abschnitt 12 gegenüberliegt.
In dem Mittelteil der planparallelen Flächen des Objektträgers
ist eine Kammeranordnung vorgesehen. Bei der gezeigten Aus-
W führungsform ist der größere Teil der in dem Bereich der
Fenster liegenden Kammeranordnung die Reaktionskammer -17· Die
Kaniraeranordnung weist weiterhin eine Zusatzkamnier 18 auf, die
von der Reaktionskammer 17 durch eine Wand 19 mit Ausnahme
eines Durchlasses 2o getrennt ist, der einen verringerten Querschnitt hat. Die Reaktionskammer ist mit einer Öffnung 21
versehen, die mit dem Kammerinneren eine Verbindung herstellt, während die Zusatzkammer 18 mit einer Öffnung 22 für die Verbindung
mit dem Inneren versehen ist. Die Öffnungen 21 und 22 sind nahe beieinander in einem der Ränder des mit Kammern versehenen
Objektträgers angeordnet. Wenn sich der Objektträger
in einer Lage befindet, wo eine der Öffnungen nach oben liegt,
k weist die andere Öffnung ebenfalls nach oben. Der Durchlaß 2o
ist gemäß einer bevorzugten Ausführung in dem Teil der Kammeranordnung angeordnet, die den Öffnungen 21 und 22 gegenüberliegt.
Die Innenseite des Abschnittes 11, die in der Nähe des Fensters
15 liegt, ist mit einer Vielzahl von kleinen, davon ausgehenden Vorsprüngen versehen, die, wie gezeigt, die Form
von aufeinanderfolgenden kleinen Wülsten bzw. Erhebungeti 23
haben. In gleicher- Weise ist der Teil dos Abschnittes 12 dos
Objektträgers angrenzend an das Fenster l6 mit kleinen Erhebungen
2k, die davon vorstehen, versehen. Im Abschnitt 11
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trennen die Rippen 25 die Innenseite der Kammer in drei
Bereiche 26, 27 und 28 auf. Ähnliche Rippen 29 begrenzen das
Fenster 15. Im Abschnitt 12 unterteilen die Rippen 39 und ko
den das Fenster 16 umgebenden Bereich in Bereiche 3o, 31 und 32. Die Rippen 25, 29, 39 und 4o stehen in die Reaktionskammer
vor, erstrecken sich jedoch nicht ganz hindurch.
Die Zusatzkammer 18 hat auf der Innenseite gleichermaßen Vorsprünge
33 in der Form von kleinen Wulsten bzw.' Erhebungen.
Wenn die Abschnitte 11 und 12 Fläche gegen Fläche aneinander befestigt sind, sorgt die Zungen-Nut-Verbin ung um die Kammeranordnung
herum dafür, daß Flüssigkeit darin gehalten bleibt, wenn die Offnungen 21 und 2 2 nach oben weisen.
Bei der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform umgrenzt eine
weitere Kammer 35 die Mittelkammeranordnung, welche die Reaktionsmasse
enthält. Die Kammer 35 wird im folgenden als Inkubationskammer
bezeichnet. Sie weist eine Einrichtung auf, die ein Teil des Reaktionsbehälters selbst ist, wodurch die
Reaktionsmasse nach ihrer Vervollständigung, ausgenommen für das Vermischen der Hauptkomponente mit den anderen Komponenten,
auf die gewünschte Temperatur gebracht und auf dieser Temperatur während eines Inkubationszeitraumes gehalten werden
kann. Bei der gezeigten Ausführungsform ist in der Kammer 35
Metall angeordnet, das üblicherweise Aluminiumfolie 38 ist.
Aluminium ist ein Metall, das ein guter Wärmeleiter ist und das, wenn es einem Erregerfeld, beispielsweise einem Hochfrequenzfeld,
ausgese tzt ist, Energie in Form von Wärme absorbiert. Diese Eigenschaften können dazu verwendet werden, den
Objektträger und seinen Inhalt auf die gewünschte Temperatur zu bringen und auf dieser Temperatur zu halten. Bei der gezeigten
Ausführungsform erstreckt sich eine Fortsetzung 38A
der Aluminiumfolie in der Kammer 3° so, daß sie einen
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wesentlichen Teil der Außenfläche des Objektträgers mit Ausnahme
der Fenster überdeckt. Bei Verwendung des Objektträger«
wird eine Vielzahl dieser Träger in einem geeigneten Halter angeordnet, der aus Aluminium hergestellt sein kann. Durch die
Anordnung des Halters in einer auf einer gewünschten Temperatur gehaltenen Umgebung erwärmt er sich auf im wesentlichen
die gleiche Temperatur. Dabei nimmt die die Außenfläche des Objektträgers überdeckende Aluminiumfolie aus der Umgebung
und infolge des Kontaktes mit den Flächen des Halters Wärme auf. Die so aufgenommene Wärme wird durch Leitung auf die
k Folie in der Kammer 35 übertrafen, so daß der Behälter und sein
Inhalt schneller auf die gewünschte Temperatur gebracht werden können. Die Aluminiumfolie kann auch dadurch erhitzt werden,
daß sie einem Hochfrequenzfeld ausgesetzt wird. Dabei kann
eine automatische Regulierung durch einen Thermostat vorgesehen werden, der das Erregerfeld abhängig davon aktiviert
und desaktiviert, ob die Temperatur über die vorher festgelegte, aufrechtzuerhaltende Temperatur hinausgeht oder unterschreitet.
Die außenseitige Fortsetzung 3^A der Folie kann für
ein leichtes Bestimmen der Temperatur der Aluminiumfolie verwendet
werden.
Die Temperaturregulierung kann auch noch auf andere Arten er-
ψ folgen. So kann die Kammer 35 weggelassen werden und die gewünschte
Temperatur während der Inkubation durch teilweises Eintauchen des Objektträgers in eine Flüssigkeit erreicht
werden, die auf einer gewünschten Temperatur gehalten wird. GewünschtenfaIls kann wahlweise die Metallfolie in der Kammer
35 weggelassen werden. Durch Verwendung geeigneter, nicht gezeigter Einlaß- und Auslaßexnrichtungen für die Kammer 35 kann
ein Fluid mit der gewünschten, vorher festgelegten Temperatur durch die Kammer 35 während der Inkubationszeit zwangsweise
geführt werden.
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Bei dein in Fig. 8 gezeigten abgeänderten Reaktionsbehälter
besteht die hauptsächliche Modifizierung darin, daß die Wand
19 mit einer Verlängerung I9A. versehen ist, die parallel zum
Boden der Kammeraiiordnung und durch eine Pufferzone I8B im
Abstand dazu verläxift, die eine Verlängerung der Hauptzone I8A
der Zusatzkammer l8 ist. Der Durchlaß 2o mit verringez'tem
Querschnitt befindet sich in Fig. 8 an einer Stelle, die von der Hauptzone 18a durch die Längserstreckung der Pufferzone
18b getrennt ist, welche üblicherweise eine Längserstreckung hat, die wesentlich größer ist als die Breite. Bei der Zusatzkaimner
l8 einschließlich- der Zone I8B sind die mit Erhebungen versehenen Oberflach erbereiche 39 in der Zone I8A und ko in
der Zone I8B durch die Rippe kl getrennt. Die Reaktionskammer
17 hat Flächenbereiche ιί2, 4 3 und kk mit ivulstartigen Erhebungen,
die voneinander und von dem Fenster l6 durch die Rippen 45 getrennt sind.
Fig. 8 zeigt nur einen Abschnitt des Objektträgers. Der andere
Abschnitt ist in allen Einzelheiten kompleinentär ausgebildet.
Dies muß jedoch nicht notwendigerweise der Fall sein. So kann die Anordnung der Oberflächenbereiche gegenüber Fig. 8 unterschiedlich
sein. Alternativ können die Flächen auf der Innenseite der Zusatz- und Reaktioiiskaminer eben sein, wenn man es
nicht für erforderlich hält, darin irgendwelche Reaktionskomponenten zu deponieren.
Die in Fig. 8 gezeigte Kammeranordrmug kann gewünschtenfalls
die zusätzliche Sicherheit aufweisen, daß während der Inkubationszeit keine der Hauptkoinponenten von der Zusatzkammer
in die Reaktioiiskaminer wandert, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn man die Inkubationszeit verlängern möchte oder wenn
die Komponenten der Reaktionsmasse eine schnelle Diffusion der Hauptkoinponente fördern. Bei Benutzung der in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsform wird die Haupt- bzw. Schlüsselkomponente,
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- i6 -
beispielsweise das Substrat, einer enzymatischen Reaktion
gewöhnlich auf die mit Wulsten versehene Oberfläche der Hauptzone ISA abgelegt, während eine oder mehrere andere und unterschiedliche
Reaktionsteilnehmer auf der mit Wulsten versehenen Oberfläche eines oder aller Bereiche 42, 43 und 44
angeordnet werden, die von der Innenfläche der Reaktionskammer gebildet werden· Auf der mit Wulsten versehenen Oberfläche
der Pufferzone l8li der Zusatzkammer kann nichts oder eine lösbare
Komponente der Reaktionsmasse, beispielsweise ein Puffer, abgelagert werden, der bezüglich der in der Zone ISA abgeleg-
k ten Komponente inert ist. In beiden Fällen strömt, wenn der
Reaktionsbehälter durch Einführen von Wasser in die Reaktionskammer in Benutzung genommen wird, das Wasser in die Zusatzkammer
über die Öffnung 2o und die Zone IBB, ehe es in die
Zone ISA eintritt. Trotz der Lösung der Hauptkomponente in
der Zone 18a ist die Möglichkeit der Wanderung durch Diffusion irgendeines Teils der Hauptkomponente während der Inkubation
von der Zone l8A in die Reaktionskammer zweifach durch das Erfordernis gewährleistet, daß ein Weg durch die Pufferzone
IBB sowie durch den Durchlaß 2o mit verringertem Querschnitt
vorhanden ist. Wenn die Zone l8B für ein Ablagern einer lösbaren Feststoffkomponente der Reaktionsmasse nicht verwendet
wird, kann die Pufferzone l8B annähernd die Querschnittsab-
jt messungen des Durchlasses 2o des verringerten Querschnitts
haben und dadurch für einen langgestreckten Kanal sorgen, der im wesentlichen die gleichen engen Querschnittsabmessungen
über seiner Länge hat.
Bei der beschriebenen Ausführungsform haben die gegenüberliegenden
Abschnitte des Reaktionsbehälters Zungen und Nuten für
das durch Reibung bedingte Zusammenhalten der Abschnitte und für fluiddichte Umfangswände der Zusatz- und Reaktionskamaier
sowie für eine fluiddichte Wand zwischen der Zusatz- und Reaktionskamrner. Anstelle dieser Verbindungsteile können
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jedoch auch andere Einrichtungen verwendet werden. So kann gevriinsentenfälls ein zufälliges Trennen durch Verwendung von
herkömmlichen, zusammenwirkenden Verschlußteilen verhindert werden, die elastisch in Arretierlagen schnappen, wenn die
gegenüberliegenden Abschnitte zusammengepreßt werden.
Anhand der nachstehenden Beispiele wird die Verwendung eines mit Kammern versehenen Objektträgers gemäß der Erfindung
näher erläutert.
Der erfindungsgemäße, mit Kammern versehene Objektträger wird für die Analyse zur Bestimmung der Lactatdehydrogenase-Menge
in einer Blutserumsprobe verwendet.
Wenn ein Mensch das Leiden hat, bei welchem sich das Herz in einem Zustand befindet, der als Myocardialinfarkt bekannt ist,
setzt der Körper bestimmte Enzyme in den Blutstrom frei. Eines der auf diese Weise freigesetzten Enzyme ist Milchsäuredehydrogenase
bzw. Lactatdehydrogenase. Die Anwesenheit von mehr als einer Normalmenge an Lactatdehydrogenase in einer Blutserumsprobe
ist für einen Myocardialinfarktzustand symptomatisch. Die bei der* Analyse für die Feststellung von Lactatdehydrogenase
verwendeten Reagenzien sind Milchsäure und Diphosphopyridinnucleotid
(DPN) und ein Phosphatpuffer.
Die Komponenten des Reafcti onsgemisches außer Wasser und der
Probe werden zuerst auf dem gewünschten Flächenbereich des Objektträgers aufgebracht, während die Abschnitte 11 und 12
sich, wie in Fig. 3 und k gezeigt, im getrennten Zustand befinden.
Bei der zu betrachtenden Reaktion ist die Milchsäure das Substrat und die Hauptkomponente, welche die Reaktion
einleitet oder auslöst. Die Milchsäure wird aus einer Lösung
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auf einem Oberflächenbereich in der Zusatzkanuner l8 abgeschieden,
nämlich der Oberfläche 33 des Abschnittes 11 oder der
Oberfläche 3*1 des Abschnittes 12 oder auf beiden Oberflächen.
Eine Lösung von DPN kann auf den Bereich 26 des Abschnittes oder den Bereich 3o des Abschnittes 12 oder auf beiden Bereichen
abgelagert- werden. Auf den Zonen 27 oder 28 oder auf beiden Zonen des Abschnittes 11 oder auf den Zonen 31 und 33
oder auf beiden Zonen des Abschnittes 12 oder auch auf allen vier der vorstehenden Bereiche kann eine Pufferlösung aufgetragen
werden. Nachdem die Lösungen auf die jeweiligen Bereiche aufgebracht sind, werden sie in die feste Form zurückgeführt,
P vorzugsweise durch Lyophilisierung. Jedes der Reagenzien ist in einer vorher festgelegten Menge vorhanden, um die gewünschte
Konzentration davon in der Reaktionsmasse zu haben, wenn diese durch Zusatz von Wasser und der Probe vervollständigt
wird.
In der Praxis kann der Objektträger mit den Kammern eine quadratische
Form mit ^o mm Seitenlänge (2 inch) und 8 mm
(5/16 inch) Stärke sein. Der Abstand zwischen der Innenfläche der Fenster beträgt 5 mm. Die Abmessungen der Fenster sind
12,7 mm x 6, ^t mm (1/2 χ 1/4 inch). Der Durchmesser der runden
Öffnung, die die Verbindung mit dem Inneren der Reaktionskamk
mer herstellt, beträgt 3i2 mm (1/8 inch) und der Durchmesser der runden Öffnung, die eine Verbindung mit dem Inneren der
Zusatzkammer herstellt, beträgt ebenfalls 3>2 mm. Die Abmessungen
des Durchlasses 2o sind 1,6 mm (I/I6 inch) x 2,5 mm.
Das Fassungsvermögen der Kammeranordnung beträgt beispielsweise 1,4 ml Wasser. Die Kanuneranordnung kann jedoch auch mit einem
anderen Lösungsmittel bis zur in Fig. 5 gezeigten Höhe gefüllt
sein. Der Objektträger kann aus irgendeinem steifen oder halbsteifen Material hergestellt sein, beispielsweise aus Styrolharz
oder einem durchsichtigen Acrylharz ±m Hinblick auf die Fenster
bestehen, die eine adäquate Durchlässigkeit für monochromatisches Licht haben, das für die Untersuchung durch Betrachtung
verwendet wix~d. Unter steif oder halbsteif ist zu
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verstehen, daß der Behälteraufbau eine ausreichende Steife
hat, damit der Abstand zwischen den Fenstern im wesentlichen genau auf einem vorher festgelegten Wert gehalten wird.
Wenn die Reaktionskonipoiieiiten in die feste Form gebracht sind, haften sie an den verschiedenen Flächen und bleiben getrennt
voneinander. Wenn ein Metall, beispielsweise Aluminiumfolie,
in der Inkubatioiiskaininer verwendet wird, wird es in einem der Abschnitte angeordnet. Die Abschnitte werden dann in die in
Fig. 2 gezeigte Lage gebracht, wodurch der Objektträger für den Handel fertiggestellt ist. Der vervollständigte Objektträger
kann unmittelbar danach verwendet werden oder für den Transport und die Lagerung vor der Verwendung durch einen Verbraucher
in Schachteln verpackt werden.
Für die Durchführung der Analyse gibt die den Objektträger verwendende Person durch die Öffnung 21 1,4 ml Wasser zu.
Während dieses Vorgangs strömt das zugesetzte Wasser in die Zusatzkammer. Danach Airerden o,l ml der Serumsprobe in die
Reaktionskammer eingeführt. Diese Zusätze können in irgendeiner Weise eingebracht werden, beispielsweise durch Verwendung
einer Mikropipette oder einer Mikrospritue. Was die Wasserzugabe
betrifft, so kann eine genaue Wassermenge in den Objektträger dann abgemessen zugesetzt werden, wenn die
Menge bekannt ist, die erforderlich ist, um ihn auf eine angezeigte Höhe zu füllen. Nach dem Zugeben des Wassers und der
Serumsprobe werden der Objekttx'äger und sein Inhalt auf eine
konstante Temperatur gebracht, die bei dem zur Diskussion stehenden Versucli zwischen 3o C und 37 C liegt, was von der
Einstellung abhängt, die in diesem Bereich gewünscht ist. Für einen vorgegebenen Versuch sollte die Temperatur auf + o,2 C
der Reaktionstemperatur, die gewünscht wird, gebracht werden.
Dies erfordert üblicherweise etwa eine Minute. Um die gewünschte
Inkubation der Reaktionsmasse zu erreichen, kann diese
- 2ο -
Temperatur für weitere vier Minuten aufrechterhalten werden.
Für den Start der Reaktion wird die Öffnung 22 in der Zusatzkammer in Verbindung mit der Düse 36 einer Luftleitung 37 gebracht
und die Reaktion dadurch ausgelöst, daß in die Zusatzkammer
stoßartig ein kleines Luftvolumen, beispielsweise
3
ο, 5 cm 1 eingeführt wird, wodurch der Inhalt der Zusatzkamnier durch den verengten Durchlaß 2o in die Reaktionskammer I7 zwangsweise geführt wird, wobei sich eine Wirbelwirkung einstellt, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn dieser Vorgang von Hand durchgeführt wird, kann ein kurzes Stück eines elastin sehen Gummischlauches verwendet werden, das eine konische Mündung an seinem eiren Ende hat, die in die Öffnung 22 der Zusatzkamnier paßt. Das stoßartige Einführen von Luft kann durch Quetschen des Gummischlauches erreicht werden. Die Mündung der Öffnung 22 kann etwas erweitert sein, so daß sie der konischen Oberfläche der Düse 36 angepaßt ist. Das Vorhandensein von aus der Oberfläche der Reaktionskammer vorstehenden Rippen unterstützt die Mischwirkung. Gewünschtenfalls kann der Luftdruck in der Zusatzkammer aufgehoben werden, so daß die Flüssigkeitshöhe wieder hergestellt werden kann, worauf ein zweites Luftvolumen stoßartig für eine weitere Mischwirkung in der Mischkammer verwendet werden kann. Gewünschtenfalls kann dies wiederholt werden. Ganz allgemein kann eine vor- und zurückgerichtete Strömung durch den verengten Kanal 2o durch Unterdruck oder Überdruck bewirkt werden, der entweder an der Zusatzkammer oder an der Reaktionskammer angelegt wird. Anstelle von Liift kann wahlweise ein mechanischer Kolben verwendet werden.
ο, 5 cm 1 eingeführt wird, wodurch der Inhalt der Zusatzkamnier durch den verengten Durchlaß 2o in die Reaktionskammer I7 zwangsweise geführt wird, wobei sich eine Wirbelwirkung einstellt, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn dieser Vorgang von Hand durchgeführt wird, kann ein kurzes Stück eines elastin sehen Gummischlauches verwendet werden, das eine konische Mündung an seinem eiren Ende hat, die in die Öffnung 22 der Zusatzkamnier paßt. Das stoßartige Einführen von Luft kann durch Quetschen des Gummischlauches erreicht werden. Die Mündung der Öffnung 22 kann etwas erweitert sein, so daß sie der konischen Oberfläche der Düse 36 angepaßt ist. Das Vorhandensein von aus der Oberfläche der Reaktionskammer vorstehenden Rippen unterstützt die Mischwirkung. Gewünschtenfalls kann der Luftdruck in der Zusatzkammer aufgehoben werden, so daß die Flüssigkeitshöhe wieder hergestellt werden kann, worauf ein zweites Luftvolumen stoßartig für eine weitere Mischwirkung in der Mischkammer verwendet werden kann. Gewünschtenfalls kann dies wiederholt werden. Ganz allgemein kann eine vor- und zurückgerichtete Strömung durch den verengten Kanal 2o durch Unterdruck oder Überdruck bewirkt werden, der entweder an der Zusatzkammer oder an der Reaktionskammer angelegt wird. Anstelle von Liift kann wahlweise ein mechanischer Kolben verwendet werden.
Wenn die Durchmischung des Reaktionsgemisches vollendet ist, wirkt die gesamte Lactatdehydrogeiiase in der Blutprobe als
Katalysator für die Beschleunigung der Reaktion, bei welcher als Reaktionsprodukte Brenztraubensäure und DPN in der reduzierten
Form (DPNH) erzeugt werden. Da das als Reaktionsprodukt erzeugte DPNH eine wesentlich höhere optische Dichte
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für Licht von 3^o mit hat als DPN, ist die Zunahme der optischen
Dichte eine Funktion der Menge von Lactatdehydrogenase in der Blutserumsprobe. Nach dem Einsetzen der Reaktion als
Ergebnis des Vermischens des Substrats mit den anderen Reaktionskomponenten, kann die Reaktionsgeschwindigkeit durch Bewegung
des Objektträgers in eine Lage festgelegt werden, wo
Licht von 3^o mu durch die transparenten Fenster des Objektträgers
und die Reaktionsmassenstärke zwischen den beiden Fenstern hindurchgeht, die bei diesem Beispiel 5 nun beträgt.
Dabei kann jede Änderung der optischen Dichte pro Zeiteinheit gemessen werden. Die so erhaltenen Daten können in bekannter
Weise in Werte für die Menge an Lactatdehydrogenase umgesetzt werden, die in der Blutserumsprobe enthalten sind. Bei der
Analyse, wie sie vorstehend beschrieben wurde, sind zehn Ablesungen
in Abständen von einer Minute ausreichend.
Der erfindungsgemäße Reaktionsbehälter wird für die Bestimmung
von Kreatinphosphokinase (CPK) verwendet. Die Anwesenheit von CPK im Blutserum ist im allgemeinen eine Anzeige für eine
Muskelkrankheit. Die verwendeten Reagenzien sind Kreatin, Adenosintriphosphat, Glutathion, Phosphoenolpyruvat, Pyruvatkinase,
Lactatdehydrogenase, reduziertes Diphosphopyridinnucleotid (DPNH) und ein Phosphatpuffer.
Bei der Präparierung des Objektträgers bringt man das Kreatin
dazu, welches ein Substrat ist und als Schlüsselkomponente wirkt, sich in fester Form auf dem Oberflächenbereich innerhalb
der Zusatzkammer abzuscheiden. Die anderen Komponenten können in irgendeiner zweckmäßigen Weise auf den Oberflächenbereichen
in der Reaktionskammer aufgebracht werden. Gewünschtenfalls können bestimmte, miteinander verträgliche Reaktionskomponenten kombiniert werden, beispielswei-se das Glutathion
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mit dem Phosphatpuffer. Gleichermaßen können die beiden Enzyme
kombiniert werden. Wenn die Analyse durchgeführt werden soll,
wird Wasser und dann eine Probe des Blutserums zugesetzt. Der Objektträger und sein Inhalt Airerden' auf die gewünschte Reaktionstemperatur
gebracht und der Inkubation ausgesetzt, wie es oben anhand von Beispiel 1 beschrieben wurde. Darauf folgt
das Ingangsetzen der Reaktion durch Injizieren der Kreatinlösung in die Reaktionskammer. In bestimmten Intervallen
werden Ablesungen der optischen Dichte, wie ebenfalls vorstehend beschrieben, vorgenommen. Wenn das Reaktionsgemisch
^ vollständig ist, wird die Reaktion von Kreatin und Adenosintriphosphat
durch die ganze Kreatinphosphokinase in dem Blutserum
beschleunigt, wobei Kreatinphosphat und Adenosindiphosphat erzeugt werden. Pyruvatkinase wiederum beschleunigt
die Reaktion von Adenosindiphosphat mit Phosphoenolpyruvat
unter Rückbildung von Adenosintriphosphat und Pyruvat, das auf diese Weise für die Indikatorreaktion verfügbar wird, bei
welcher die Lactatdehydrogenase die Reaktion zwischen Pyruvat und dem reduzierten Diphosphopyridinnucleotid (DPNH) beschleunigt.
Dabei bildet sich Lactat und Diphosphopyridinnucleotid (DPN), das eine geringere optische Dichte für
monochromatisches Licht von 3^o mu hat als DPNH. Bei dieser
Analyse sind nacheinander in bestimmten Zeitabständen vorgenommene Bestimmungen der zunehmenden optischen Dichte ein
Maßstab für die Reaktionsgeschwindigkeit und wiederum die Konzentration von Kreatinphosphokinase in der Probe des Blutserums
.
1 09847/1699
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE1. Reaktionsbehälter für den einmaligen Gebrauch, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des aus steifem oder halbsteifem Material bestehenden Behälters Innenflächen (11, 12) haben, die eine Reaktionskammer (17) und eine Zusatzkammer (l8) umgeben, daß der Behälter (lo) eine erste Öffnung (21), die mit dem Inneren der Reaktionskammer (17) in Verbindung steht, eine zweite Öffnung (22), die mit dem Inneren der Zusatzkammer (18) in Verbindung steht und die oben angeordnet ist, wenn sich der Behälter in einer Lage mit der ersten Öffnung (21) auf der Oberseite befindet .und einen Durchlaß (2o) von verengtem Querschnitt für die Verbindung zwischen der Reaktionskammer (I7) und der Zusatzkammer (l8) angrenzend an deren Teile entfernt von der ersten (21) und zweiten Öffnung (22) hat, wobei der Durchlaß (2o) für das Einführen von Flüssigkeit aus der Zusatzkammer (l8) in die Reaktionskammer (I7) angeordnet ist, die mit der Flüssigkeit in der Reaktionskammer (I7) nach dem zwangsweisen Zuführen der Flüssigkeit aus der Zusatzkammer (.18) durch den Durchlaß (2o) vermischt wird, und daß die Reaktionskammer (I7) transparente Fenster (15, l6) für den Lichtdurchlaß durch den Flüssigkeitskörper vorher festgelegter Dicke in der Reaktionskammer (17) zwischen den Fenstern (15i l6) hat.2. Behälter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Abschnitte (11, 12), von denen jeder einen Teil der Innenfläche der Reaktionskammer (I7) und einen Teil der Innenfläche der Zusatzkammer (l8) bildet, und durch Einrichtungen (13j 1^) zum Zusammenhalten der Abschnitte (11, 12), so daß die Kammern (17, l8) Flüssigkeit109847/1699Z I 111 ö benthalten können, wenn der. Behälter (lo) mit den Öffnungen (21, 22) nach oben angeordnet ist..3· Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Zusammenhalten der Abschnitte (11, 12) aus komplementären Teilen (13, 14) bestehen, die relativ im Reibkontakt bewegliche Oberflächen aufweisen.4. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine erste lösbare Reaktionskomponente in fester Form in der Reaktionskammer (17) und eine zweite lösbare Reaktionskpmponente in fester Form, die von der ersten Komponente verschieden ist, in der Zusatzkammer (18).5· Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Komponente eine Hauptkomponente für die Reaktion ist.6. Behälter nach Anspruch 4 oder 5.i dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Reaktionskompoiiente ein Substrat für eine enzymatisch induzierte Reaktion mit der ersten Reaktionskomponente ist»7· Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkammer (18) eine Hauptzone (ISA) und eine Pufferzone (!SB) aufweist, wobei die Pufferzone (IBB) zwischen der Hauptzone (18A) und der Öffnung (2o) mit verringertem Querschnittt
angeordnet, ist und eine wesentliche Trennung der Hauptzone (18a) von der Öffnung (2o) bewirkt.109847/16998. Behälter nach Anspr\ich 7i dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Pufferzone (l8B) zwischen der" Hauptzone (18a) und der Öffnung (2o) wesentlich größer als ihre Breite ist.9· Behälter nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen lösbaren Puffer in Festform, der in der Pufferzone (18b) angeordnet ist.lo_. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit einer unter Druck stehenden Gasquelle in Verbindung stehende Leitung (37)» deren Düse (36) in die Öffnung (22) münde.t , durch die der Gasdruck auf die Flüssigkeit in der Zusatzkammer (18) zur Einwirkung gebracht werden kann, so daß diese Flüssigkeit durch den Durchlaß (2o) zwangsweise in die Reaktionskammer (17) führbar ist.11. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Inkubatxonskammer (35), die der Reaktionskammer (I7) und der Zusatzkammer (l8) benachbart, jedoch getrennt davon, ist, und die eine Substanz enthält, die auf eine gewünschte Inkubationstemperatur erwärmbar ist, wodurch der Inhalt der Kammern (17 j l8) auf die Inkubationsteinperatur erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten werden kann.12, Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Inkubationskammer (35) aufheizbares Metall (38) enthält, das auf eine Energieubermittlung eines elektrischen Feldes anspricht.13· Behälter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Inkubationskammer (35) ein wärmeleitendes Metall (38) enthält und das Metall eine109847/1699Fortsetzung (3^A) beträchtlicher Atisdehnung hat, die auf der Außenseite des Reaktionsbehälters (lo) angeordnet ist.lA. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Dereiche, auf denen die Reaktioiiskomponeiiten abgeschieden sind, eine Vielzahl von Vorsprüngen (25, 29, 39, ko, 33) aufweist, die die Flüssigkeitsströmung längs der Oberfläche einschränken.15. Behälter nach Anspruch Ik, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamnieranordnung eine Vielzahl von Flächenbereiche (26 bis 28, 3o bis 32) aufweist, auf denen verschiedene Reaktionskomponenten in vorher festgelegter Menge abgeschieden sind.16. Verfahren zur Festlegung der optischen Dichteänderung infolge einer chemischen Reaktion, die in einem Reaktionsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis I5 durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Komponenten -des Reaktionsgemisches in fester Form und getrennt davon eineψ Schlüsselkomponente ebenfalls in fester Form vorhandenist, daß ein Lösungsmittel mit den Komponenten in Kontakt gebracht und diese gelöst werden, ohne daß ein Vermischen der gelösten Komponenten einsetzt, daß in die eine Komponente eine weitere Komponente zur Vervollständigung des Reaktionsgemisches eingebracht wird,und daß dann die Lösungen zwangsweise zusammengebracht und vermischt Airerden, wodurch die Reaktion in Gang gesetzt wird, wobei die gewünschten Ergebnisse durch die festgestellte Änderung der optischen Dichte gemessen werden.09847/169917· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Reaktionskomponenten in fester Form durch Lyophilisierung in situ abgeschieden werden.109847M699
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MILLIPORE CORP., BEDFORD, MASS., US |
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Free format text: JUNG, E., DIPL.-CHEM. DR.PHIL. SCHIRDEWAHN, J., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT. SCHMITT-NILSON, G., DIPL.-ING. DR.-ING. HAGEN, G., DR.PHIL. HIRSCH, P., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
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