DE2131423A1

DE2131423A1 - Automatic analysis method and device for its implementation

Info

Publication number: DE2131423A1
Application number: DE19712131423
Authority: DE
Inventors: Dr Med Elevitch Franklin Ray
Original assignee: Elevitch franklin Ray drmed
Current assignee: Elevitch franklin Ray drmed
Priority date: 1970-07-09
Filing date: 1971-06-24
Publication date: 1972-01-13

Description

@utomaisches Änalysenverfahren und Vorrichtung zu dessen Durchführung Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisches inalysenverfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung. Automatische Analysenverfahren und -vorrichtungen sind in der Technik bereits bekannt.Automatic analysis process and device for its implementation The invention relates to an automatic analysis method and apparatus for its implementation. Automatic analytical methods and devices are in already known in the art.

bei diesen Verfahren miissen wäßrige Lösungen der unbekaunten Probe und des Reagens verwendet werden, die Lösungen müssen in Gefäßen oder Itohrleitungen eingeschlossen werden, die Probe und Reagens müssen in flüssigem Zustand umgesetzt weralen, und die Plüssigkeiten imissen von einem Teil der Apparatur zu einem anderen transportiert werden; auch müssen die Gefäße, @ohrleitungen o.dgl. gewaschen werden.In these methods, aqueous solutions of the uncooked sample must be used and the reagent are used, the solutions must be in vessels or pipelines be included, the sample and reagent must be reacted in a liquid state weralen, and the fluids from one part of the apparatus to another be transported; the vessels, pipelines or the like must also. getting washed.

Der Erfindung liegt die rufgabe zugrunde, automatische Analysenverfahren zu verbessern.The invention is based on the task of automatic analysis methods to improve.

Die Erflndung soll ein automatisches Analysenverfahren sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung schaffen, be i deiien die Notwendigkeit des Transportes von Flüssig-Kolten vermieden oder aufs äußerste vermindert wird.The invention is intended to be an automatic analysis method as well as a To create a device for its implementation, in the case of the necessity of transport of liquid pistons is avoided or reduced to the utmost.

Die erfindung schafft ein automatisches Analysenverfahren, bei dem die Probe und das Reagens in einem Reaktionsmedium zusammengebracht werden, die Reaktion oder Reaktionen in diesem Medium zuende - oder bis zu dem gewünschten Stadium/durchgeführt werden und, wenn erforderlich, nach geeigneter Behandlung, das Reaktionsprodukt gemessen wird, während es sich noch in dem Medium befindet, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei dem der Transport von Flussigkeiten vermieden oder doch aufs äußerste vermindert wird0 Die Erfindung schafft ein automatisches Analysenverfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung, bei denen ein kontinuierlicher (oder ein diskontinuierlicher, durch kurze Intervalle unterbrochener) I«luß des Mediums auf einem geeigneten Träger durch eine Aufgabestation geführt wird, in der das Reagens und/oder die Probesubstanz auf das Medium aufgegeben wird, die beiden durch Diffusion zusammengebracht werden, etwa gewünschte oder notwendige Zwischenbehandlungen, wie Inkubation, Erhitzen, waschen usw. durchgeführt werden, die Reaktion zuendegeführt oder über eine vorherbestimmte kurze eit spanne fortgeführt und dann die enge des Reaktion produktes gemessen wird.The invention creates an automatic analysis method in which the sample and the reagent are brought together in a reaction medium which Reaction or reactions in this medium to end - or up to the desired stage / carried out and, if necessary, after appropriate treatment, the reaction product is measured while it is still in the medium, and a device to carry out this process in which the transport of liquids is avoided or is reduced to the extreme0 The invention creates an automatic one Analysis method and a device for its implementation, in which a continuous (or a discontinuous one interrupted by short intervals) Medium is guided on a suitable carrier through a loading station in which the reagent and / or the sample substance is applied to the medium, both of them brought together by diffusion, such as desired or necessary intermediate treatments, such as incubation, heating, washing, etc. are carried out, the reaction is completed or continued for a predetermined short period and then the tightness of the Reaction product is measured.

Die Erfindung bezieht sich also auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Durchführung chemischer, biochemischer und biologischer quantitativer Analysen durch Reaktion eines gesuchten Stoffes mit einem Reagens, bei der ein meßbares Product erzeugt wird und die Menge dieses Produktes durch prüfung ermittelt wird, wobei die Reaktion dadurch ausgeführt wird, daß der gesuchte Stoff und das Reagens durch Diffusion in einem permeablen Gel zusammengebracht werden und ihnen gestattet wird bzw. sie veranlaßt werden, zu reagieren, und wobei die Ermittlung der lienge des Produktes an dem Reaktion produkt vorgenommen wird, während es sich in dem Gel befindet.The invention thus relates to an apparatus and a method for performing chemical, biochemical and biological quantitative analyzes by the reaction of a sought-after substance with a reagent which produces a measurable product is generated and the amount of this product is determined by testing, whereby the The reaction is carried out by diffusing the substance and the reagent in question are brought together in a permeable gel and allowed to being made to respond, and taking into account the lienge of the product is performed on the reaction product while it is in the gel.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist im folgenden aniland eines Ausführungsbeispieles der Vorrichtung zu dessen Durchführung näher erläutert.The method according to the invention is shown below in the form of an exemplary embodiment the device for its implementation explained in more detail.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung; fig. 2 ist eine Darstellung einer orm des Reaktion mediums und seines Trägers sowie einer Unterlage für den Träger im Vertikalschnitt; und Fig. 3 bis 6 sind schematische Darstellungen der Probenahme- und wufgabeapparatur für die Probe und veranschaulichen die Tätigkeiten der Probenahme und -aufgabe, bei denen die Proben der zu untersuchenden Substanz entnommen und auf das Reaktionsmedium automatisch aufgegeben werden.FIG. 1 is a schematic representation of an embodiment of FIG Contraption; fig. Fig. 2 is an illustration of one form of the reaction medium and its Carrier and a base for the carrier in vertical section; and FIGS. 3 to 3 6 are schematic representations of the sampling and dispensing apparatus for the sample and illustrate the sampling and application activities for which the Samples of the substance to be examined are taken and automatically transferred to the reaction medium to be abandoned.

Gemäß der Erfindung ist ein Reaktionsmedium in der Form eines permeablen Gels vorgesehen, für das im folgenden noch Beispiele angegeben werden. Meist ist dieses Gel ein wäßriges Gel und ist in der Form eines dünnen Filmes von nicht mehr als ca. 1 mm Dicke und vorzugsweise nicht mehr als ca. 0,5 mm Dicke, und diese Dicke ist gleichmäßig, d.h. weicht vorder durchschnittlichen Dicke um nicht mehr als ca. + 10 ap und vorzugsweise um nicht mehr als + 5 i ab. Für gewisse Anwendungszwecke können dickere Schichten verwendet werden und in manchen Fällen sogar vorzuziehen sein. Ein solcher Film ist üblicherweise mit einem Träger oder einer Basis versehen, die sich mit dem Film gemeinsam bewegt, und diese zusammengesetzte Anordnung (d.h. der Träger und der Film) sind während der verschiedenen Verfahrensschritte und/oder während des Überganges von einem Verfahrensschritt zum nächsten auf einer geeigneten Unterlage, beispielsweise einem Tisch, getragen. Eine Ausführungsform einer solchen Vorrichtung ist in Fig. 2 veranschaulicht und unter Bezugnahme auf diese Figur unten eingehend beschrieben.According to the invention, a reaction medium is in the form of a permeable one Gels provided for which examples are given below. Mostly is this gel is an aqueous gel and is in the form of a thin film of no more than about 1 mm thick and preferably no more than about 0.5 mm thick, and that thickness is uniform, i.e. does not deviate from the average thickness by more than approx. + 10 ap and preferably by no more than + 5 i. For certain purposes Thicker layers can be used and in some cases even preferable be. Such a film is usually provided with a support or a base, which moves in unison with the film, and this composite arrangement (i.e. the carrier and the film) are during the various process steps and / or during the transition from one process step to the next on a suitable one Support, for example a table, carried. An embodiment of such a Apparatus is illustrated in Figure 2 and below with reference to that figure described in detail.

Dieser Film aus permeablem Gel bildet das Reaktionsmedium gemäß der Erfindung. Das bevorzugte Gel, das üblicherweise ein wäßriges Gel ist, bildet ein geeignetes Reaktion medium für zahlreiche wichtige biologische und biochemische Reaktionen. Wenn die Reaktion eine nichtwäßrige Flüssigkeit zuläßt oder erfordert, kann die flüssige K-omponente des Gels entsprechend gewählt werden.This film of permeable gel forms the reaction medium according to FIG Invention. The preferred gel, which is usually an aqueous gel, forms a suitable reaction medium for numerous important biological and biochemical ones Reactions. If the reaction permits or requires a non-aqueous liquid, the liquid K component of the gel can be selected accordingly.

Die Geliersubstanz sorgt für eine genügende Steifheit, so daß das Reaktionsmedium nicht in einem Gefäß, wie einer KUvette,oder in einer Rohrleitung gehalten zu werden braucht und die ganze Anordnung (Gel und Träger) von Ort zu Ort transportiert werden kann. Dadurch wird die Notwendigkeit vermieden, Flüssigkeit von einem Gefäß oder einer Leitung zu einem (einer) anderen zu transportieren. In diesen Film werden in beliebiger Reihenfolge zwei oder mehrere Reaktanden eingebracht, die, wenn sie zur Berührung gelangen, reagieren und ein Reaktionsprodukt liefern, das feststellbar und meßbar ist. Einer dieser Reaktanden ist der gesuchte Stoff, dessen Vorhandensein oder Menge Gegenstand der Analyse ist, und der andere oder die übrigen sind ein oder mehrere Heagentien. Üblicherweise, jedoch nicht immer, ist das Reagens im Überschuß vorhanden, so daß beispielsweise der gesuchte stoff zur Gänze umgesetzt werden kann und dann das lteaktionsprodukt ein Maß für die Menge des gesuchten Stoffes ist. Wie erwähnt, kann dies in beliebiger Reihenfolge geschehen. Mit anderen Worten, auf den Film können erst das Reagens und dann die Probe oder zuerst die Probe und dann das Reagens oder auch beide gleichzeitig aufgegeben werden. Wenn das Reagens auf den Film vor der Probe aufgegeben wird, kann es intermittierend und in zeitlicher Beziehung zur Aufgabe der Probe oder kontinuierlich aufgegeben werden, oder es kann vorher in den Film eingebracht worden sein, beispielsweise durch Einbringen in das Gel, aus dem der Film hergestellt wird.The gelling substance ensures sufficient rigidity so that the Do not place the reaction medium in a vessel such as a cuvette or in a pipeline needs to be held and the whole assembly (gel and carrier) from place to place can be transported. This avoids the need for fluid from one vessel or pipe to another. In two or more reactants are introduced into this film in any order, which, when they come to contact, react and one Reaction product deliver that can be determined and measured. One of these reactants is the one we are looking for Substance, the presence or amount of which is the subject of the analysis, and the other or the rest are one or more heagents. Usually, but not always, the reagent is present in excess, so that, for example, the substance sought can be implemented in full and then the reaction product is a measure of the amount of the substance you are looking for. As mentioned, this can be done in any order. In other words, first the reagent and then the sample or can be applied to the film first the sample and then the reagent or both at the same time. If the reagent is applied to the film before the sample, it can be intermittent and in time relation to the application of the sample or abandoned continuously or it may have been previously incorporated into the film, for example by incorporation into the gel from which the film is made.

In Jedem Fall wird eine gemessene Menge, üblicherweise ein vorherbestimmtes Volumen der Probesubstanz, durch Diffusion mit dem Reagens zur Berührung gebracht. Anschließend läßt man eine Zeitspanne verstreichen, die im folgenden als "Behandlungszeit" bezeichnet wird.In each case a measured amount, usually a predetermined one Volume of the sample substance brought into contact with the reagent by diffusion. A period of time is then allowed to elapse, which is hereinafter referred to as the "treatment time" referred to as.

Der Sinn dieser Behandlungszeit ist der' dem Reagens und dem gesuchten Stoff Zeit zu lassen, durch Diffusion und, wenn erforderlich oder erwünscht, durch Verwendung eines Spannungsgradienten miteinander zur Berührung zu kommen und vollständig oder* während einer vorherbestimmten Zeitspanne, bis zu einem teilweisen Stadium zu reagieren. Während dieser Behandlungszeit können ein oder mehrere Behandlungsschritte, beispielsweise ein Erhitzen zur Beschleunigung der Reaktion oder zur Beseitigung von Feuchtigkeit, ein Waschen zur Beseitigung überschüssigen Reagens, eine Elektrophorese zur Beschleunigung der Diffusion etc. durchgeführt werden0 Dann wird der Film mit seinem lteaktionsprodukt in situ der Prüfung durch ein geeignetes Gerät, beispielsweise ein Kolorimeter, ein Densitometer (Schwärzungsmeaser) ein Fluorometer, ein Spektrophotometer, ein Radioaktivitätsspektrometer für Isotopen, ein Polarograph oder ein anderes geeignetes Instrument unterworfen. Nach diesem Verfahrensschritt wird das Reaktionsmedium weggeworfen oder es kann als bleibende Aufzeichnung aufbewahrt werden. Wenn es sich dabei um eine durchgehende Bandlänge handelt, wird diese in Abständen durchschnitten, und die einzelnen Abschnitte können weggeworfen oder aufbewahrt werden. Wenn das Reaktionsmedium in der Form mehrerer Binzelabschnitte vorliegt, kann man darüber in dieser Form verfügen oder es in dieser Form wegwerfen. Die Meßvorrichtung wird mit einem geeigneten Lese- oder Ausgabemechanismus verbunden, der eine Ablesung der enge des Heaktionproduktes oder direkt der enge des gesuchten Stoffes liefert.The purpose of this treatment time is that of the reagent and the sought To give substance time, through diffusion and, if necessary or desired, through Use a voltage gradient to come into contact with each other and completely or * for a predetermined period of time, up to a partial stage to react. During this treatment time, one or more treatment steps, for example, heating to accelerate the reaction or to eliminate it of moisture, a wash to remove excess reagent, an electrophoresis to accelerate the diffusion etc. 0 Then the film is carried out with its reaction product in situ testing by a suitable device, for example a colorimeter, a densitometer (density measer) a fluorometer, a spectrophotometer, a radioactivity spectrometer for isotopes, a polarograph or other suitable Subject to instrument. After this process step, the reaction medium is discarded or it can be kept as a permanent record. If it is is a continuous length of tape, it is cut at intervals, and the individual sections can be thrown away or saved. When the reaction medium is present in the form of several single sections, you can use it in this form or throw it away in this form. The measuring device is equipped with a suitable Connected reading or output mechanism, which reads the tightness of the judgment product or directly from the tightness of the material you are looking for.

Fig. 1 zeigt Stationen A bis G. Die Station A ist die Probenahmestation, an der Proben der zu prüfenden Substanz entnommen werden. Die Station 3 ist die Probeaufgabestation, an der eine gemessene enge, normalerweise ein gemessenes Volumen der Probe,auf das Reaktionsmedium aufgegeben wird. Die Station C ist die Reagensaufgabestation, an der das Reagens aufgegeben wird. Wie oben erläutert, kann die Station C der Station 13 auch vorgeschaltet sein oder* wenn das Reagens in das lteaktionsmedium vor dem Eintritt in das System eingebracht wurde, gänzlich weggelassen werden. Statt dessen können die Stationen B und C an der gleichen Stelle liegen bzw. eine gemeinsame Station bilden, an der die Probe und das Reagens gleichzeitig auf den gleichen Bereich des Films aufgegeben werden. Die Station D ist die Behandlungsstation, in der die dazwischenliegenden Behandlungsschritte, wie Inkubation, Verweilzeit für die Diffusion und Reaktion, das beseitigen überschüssigen Reagens durch Waschen etc. durchgeführt werden können. Die station B ist die Prüfstation, an der das lteaktionsprodukt festgestellt wird. Die Station ist ist die Ablesestationt an der die Angabe der Menge des gesuchten Stoffes ausgegeben wird. Das verwendete aeaktionsmedium wird an der Station G ausgeworfen oder für Registraturzwecke gespeichert. Die unterbrochene Linie 21 deutet eine 1?ückmeldung an, durch die das abgelesene Ergebnis den Proben des unbekannten Stoffes zugeordnet werden können. Die Probenahme- und die Aufgabestation A bzw. 13 sind schematisch veranschaulicht. Ein Gefäß 10 in der Station A steht andeutungsweise für einen Behälter für eine Menge des zu untersuchenden Stoffes von dem Proben mittels einer Pipette 11 entnommen werden* die dann in die Station 13 verschoben wird, an der eine gemessene Menge der Probe auf das Reaktionsmedium aufgegeben wird.Fig. 1 shows stations A to G. Station A is the sampling station, from which samples of the substance to be tested are taken. Station 3 is the Sample application station at which a measured narrow, usually a measured volume the sample, is applied to the reaction medium. Station C is the Reagent dispensing station, at which the reagent is applied. As explained above, station C can be station 13 can also be connected upstream or * if the reagent is added to the reaction medium before the Entry into the system has to be omitted entirely. Instead of this stations B and C can be in the same place or a common one Form station where the sample and reagent are simultaneously on the same area of the film to be abandoned. Station D is the treatment station in which the intermediate treatment steps such as incubation, residence time for diffusion and reaction, removing excess reagent by washing, etc. is carried out can be. Station B is the test station at which the reaction product is determined will. The station is the reading station at which the indication of the amount of the sought Is issued. The reaction medium used is ejected at station G. or stored for registry purposes. The broken line 21 indicates a message by which the read result is assigned to the samples of the unknown substance can be. The sampling and feeding stations A and 13 are schematic illustrated. A vessel 10 in station A is indicative of a container for a quantity of the substance to be examined from the sample using a pipette 11 can be removed * which is then moved to station 13 where a measured Amount of the sample is applied to the reaction medium.

Diese Tätigkeiten - Probenahme und Aufgabe - können von Land, halbautomatisch oder vollautomatisch ausgeführt werden. Eine vollautomatische Verfahrensweise wird später an Hand der Fig. 3 bis 6 beschrieben.These activities - sampling and delivery - can be carried out semi-automatically from land or run fully automatically will. A fully automatic procedure will be described later with reference to Figs.

Die gegebenenfalls zu verwendende lteagensaufgabevorrichtung ist schematisch bei 14 angedeutet. Sie kann der Pipette 11 ähnlich sein, wenn auch hier eine genaue Einhaltung der abgegebenen Menge nicht so wichtig wie bei der Probe ist, da das Reagens normalerweise in Überschußmengen verwendet wird. Das Anzeigeinstrument 15 kann Je nach-Art der Reaktion zwischen dem gesuchten Stoff und dem Reagens von einem beliebigen mehrerer Typen sein. Beispielsweise kann, wenn ein bestimmtes Protein Gegenstand der Prüfung ist, ein Farbstoff verwendet werden, der bei Reaktion mit dem Protein fluoreszierend wird. Die auftretende Fluoreszenz wird mittels eines Instrumentes 15 gemessen, das in diesem Falle ein Fluorometer ist. Das Instrument 15 ist oberhalb des Reaktionamediums dargestellt, was Jedoch nicht als bindend aufzufassen ist. Beispielsweise wird bei einem Fluorometertyp, bei dem die Erregerstrahlung durch das Reaktionsmedium hindurchgeschickt wird, die Quelle der Erregerstrahlung an einer Seite des Reaktionsmediums und die Prüfapparatur an der anderen Seite desselben angeordnet. Wenn das Prüfinstrument 15 beispielsweise ein Kolorimeter ist, kann, da die Verwendung eines äußerst dünnen Filmes des Reaktionsmediums in der Regel erwünscht ist, die wirksame Dicke des Filmes, d.h. der von dem Lichtstrahl durch den Film zurückzulegende Weg, dadurch verlängert werden, daß die Lichtquelle in bezug auf das Medium schräg angeordnet wird, so daß der Lichtstrahl nicht normal zu der Oberfläche, in die er eintritt, sondern unter einem verhältnismäßig kleinen Winkel eintritt, so daß die zurückzulegende Strecke und somit die optische Dichte wesentlich erhöht werden. Anstatt dessen kann der Lichtstrahl auch parallel zur Fläche des Gelfilmes durch dessen Breite von der einen zur gegenüberliegenden Kante hindurchgeführt werden. Das Bezugszeichen 16 deutet eine Verbindung zwischen dem Prüfinstrument 15 und dem Ableseinstrument 17 an, die, je nach der rerwendeten Instrumentenausrüstung, von optischer, elektrischer oder elektronischer Art sein kann. Das Instrument 17 kann ein beliebiges von mannigfaltigen Instrumenten sein, wie ein Digitalapannungsmesser, ein Analog-Digital-Converter, der mit einem Digitalcomputer verbunden ist, usw.The reagent feed device to be used if necessary is schematic indicated at 14. It can be similar to the pipette 11, albeit an exact one here Compliance with the dispensed amount is not as important as with the sample, because that Reagent is normally used in excess. The display instrument 15 Depending on the type of reaction between the substance sought and the reagent of one be any of several types. For example, if a particular protein The subject of the test is to use a dye that reacts with the protein becomes fluorescent. The fluorescence that occurs is measured by means of a Instrument 15 measured, which in this case is a fluorometer. The instrument 15 is shown above the reaction medium, but this is not to be understood as binding is. For example, with a type of fluorometer in which the excitation radiation is sent through the reaction medium, the source of the excitation radiation on one side of the reaction medium and the test apparatus on the other side of the same arranged. For example, if the test instrument 15 is a colorimeter, because the use of an extremely thin film of the reaction medium as a rule what is desired is the effective thickness of the film, i.e., that of the light beam through the distance to be covered by the film can be lengthened by placing the light source in is inclined with respect to the medium so that the light beam is not normal to the surface into which it enters, but under a comparatively small one Angle enters, so that the distance to be covered and thus the optical density can be increased significantly. Instead, the light beam can also parallel to the surface of the gel film through its width from one to the opposite Edge are passed through. The reference number 16 indicates a connection between the checking instrument 15 and the reading instrument 17, which, depending on the rerwendeten Instrumentation, optical, electrical or electronic in nature can. The instrument 17 can be any of a variety of instruments, like a digital voltmeter, an analog-to-digital converter that works with a digital computer connected, etc.

Mit dem Bezugszeichen 20 ist allgemein der Fluß des Reaktionsmediums bezeichnet, das eingehender und in größerem Maßstab in Fig. 2 gezeigt ist, in der die Abmessungen, und zwar insbesondere gewisse vertikale Abmessungen, im Interesse der Ubersichtlichkeit stark übertrieben dargestellt sind. Wie bereits erwähnt, ist durch eine unterbrochene Linie 21 eine Rückmeldeeinrichtung angedeutet, die die Funktion hat, die ermittelten und angezeigten Angaben mit den Proben in eine Zuordnung zu bringen, so daß Jede ausgedruckte Aufzeichnung die betreffende Probe und das für sie ermittelte und aufgezeichnete Prüfungsergebnis enthält.The reference numeral 20 generally indicates the flow of the reaction medium referred to, which is shown in more detail and on a larger scale in Fig. 2 in which the dimensions, and in particular certain vertical dimensions, in the interest are shown greatly exaggerated for clarity. As mentioned earlier, is indicated by a broken line 21 a feedback device that the Function has the determined and displayed information with the samples in an assignment so that every printed record shows the sample and the contains test results determined and recorded for them.

In Fig. 2 ist eine Form eines Reaktionsmediums veranschaulicht. Bei 22 ist eine Unterlage für den Reaktion mediumsatz 23 dargestellt, der seinerseits aus einem Träger 24 und einem Film, vorzugsweise einem dünnen Film von gleichmäßiger Dicke, aus permeablem Gel 25 besteht.In Fig. 2, one form of reaction medium is illustrated. at 22 shows a base for the reaction medium set 23, which in turn of a support 24 and a film, preferably a thin film of more uniformity Thick, made of permeable gel 25.

Der Reaktionsmediumsatz 23 kann die Form einer durchgehenden Länge des Trägers 24 und des Filmes 25 haben oder in Form getrennter Segmente von Träger- 24 und Filmmaterial 25 sein. Der Film 25 kann an dem Träger 24 anhaftend ausgebildet sein, so daß der Film -25 während der Lagerung mittels einer nicht dargestellten Deckschicht geschützt werden kann, die ihrerseits nichthaftend ist und sich von dem Film 25 abstreifen läßt, ohne ihn dabei von dem Träger 24 zu lösen. Andererseits ist es nicht wesentlich, daß der Film 25 in dieser Weise haftend ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Film an dem Träger 24 erst kurz vor Gebrauch angebracht werden, so daß für die Lagerung vor dem Gebrauch kein Schutz erforderlich ist. Wie unten eingehender beschrieben, kann der Film 25 in getrocknetem Zustand vorliegen, so daß er während der Lagerung keines eng anhaftenden Schutzüberzuges bedarf, und ein solcher getrockneter Film kann zur Bedarfszeit entweder durch Besprühen oder Eintauchen in der Gänze oder auch lediglich durch das in der Probe und/oder dem Reagens enthaltene Wasser aufgefrischt werden. Anstatt dessen kann der Film 25 auch ohne einen Träger, wie den bei 24 gezeigten, ve wendet werden. Beispielsweise kann das Gel,das den Film 25 bildet, ausreichend starr und fest sein, um selbsttragend zu sein, wie ein wäßriges Acrylamidgel mit einem Feststoffgehalt von 7,5 dp oder darüber. Anstatt dessen kann das Gel dazu verx^rendet werden, ein poröses Material, wie Cellulose, Celluloseacetat oder ein poröses Polymer zu tränken. In einem solchen Fall bilden der Träger 24 und das Gel 25 eine einheitliche Konstruktion.The reaction medium set 23 may be in the form of a continuous length of the carrier 24 and the film 25 or in the form of separate segments of carrier 24 and footage 25. The film 25 can be adhered to the substrate 24 be so that the film -25 during storage by means of a not shown Cover layer can be protected, which in turn is non-adhesive and from the film 25 can be peeled off without detaching it from the carrier 24 in the process. on the other hand it is not essential that the film 25 be made adherent in this manner. For example, the film can only be attached to the carrier 24 shortly before use so that no protection is required for storage prior to use. As described in more detail below, the film 25 may be in a dried state, so that it does not need a tightly adhering protective coating during storage, and such a dried film can either be sprayed or at the time of need Immersion in its entirety or only through that in the sample and / or the Water containing reagent must be replenished. Instead of this, the film 25 can also can be used without a carrier such as those shown at 24. For example, can the gel that forms the film 25 must be sufficiently rigid and firm to be self-supporting to be like an aqueous acrylamide gel with a solids content of 7.5 dp or about that. Instead, the gel can be used, a porous material, such as cellulose, cellulose acetate or a porous polymer to impregnate. In such a In this case, the carrier 24 and the gel 25 form a unitary construction.

Mehrere Formen von Reaktionsmedien sind im Patent (Anmeldung P 16 42 821.0-52 entsprechend der US-PS 3 479 265) beschrieben, beispielsweise das Medium mit Vertiefungen zur Aufnahme von Probesubstanz nach Fig. 4, das in Fig. 10, 11 und 12 gezeigte Medium mit Vertiefungen für radiale Diffusion und das Medium in Form eines kontinuierlichen Bandes in Fig. 13. In dieser Patentschrift wie auch in der Literatur sind geeignete Gele beschrieben: Beispielsweise das Saccharose-Agarose-Gel gemäß dem genannten Patent, dieser Patentschrift* das Acrylamidgel von ltaymond, Clinical Ohemistery, 8, 455 (1962), das Stärkegel von Smithies J, Biochemistry, 71, 585 (1959) etc.Several forms of reaction media are in the patent (application P 16 42 821.0-52 corresponding to US Pat. No. 3,479,265), for example the medium with depressions for receiving sample substance according to FIG. 4, the one shown in FIGS. 10, 11 12 and 12, media shown with wells for radial diffusion and the media shown in FIG Form of a continuous belt in Fig. 13. In this patent as well Suitable gels are described in the literature: for example the sucrose-agarose gel according to the patent mentioned, this patent specification * the acrylamide gel from ltaymond, Clinical Ohemistery, 8, 455 (1962), the starch gel from Smithies J, Biochemistry, 71, 585 (1959) etc.

Der Tisch 22 kann eine ortsfeste Unterlage oder auch eine bewegliche Unterlage, wie ein endloses Förderband oder eine umlaufende Scheibe, sein, und die verschiedenen instrumentellen Einrichtungen sind dann entlang des Bandes oder rund um die Scheibe herum angeordnet.The table 22 can be a stationary base or a movable one Underlay, such as an endless conveyor belt or a rotating disk, and the various instrumental bodies are then along the tape or around arranged around the disc.

In Fig. 3 bis 7 ist die automatische Probenahme und Probe aufgabe veranschaulicht.In Fig. 3 to 7, the automatic sampling and sample is task illustrated.

Fig. 3 zeigt die Pipette 11 in eingehenderer Darstellung als Fig. 1. Die Pipette besteht aus einem Rohr 30, in dem ein Kolben 31 mittels eines geeigneten automatischen Mechanismus (nicht dargestellt) in bezug auf andere Teile der Anlage zeitlich abgestimmt hin- und hergehend angetrieben ist. Der Rohrabschnitt 30 endet in einem konisch zulaufenden Mundstück 33. Außerdem sind wegwerfbare Mlmdstiicke 34 von konischer Form dargestellt, deen jedes einen Rand 35 aufweist. Das Mundstück 33 der Pipette 11 und das Wegwerfmundstück 34 sind so konstruiert, daß das Mundstück 33 in eins der Mundstücke 34 luftdicht eingepreßt werden kann. In konischen Löchern 36, die in einer beweglichen Zuliefervorrichtung 37 gebildet sind, ist ein Vorrat von solchen Mundstücken 34 getragen. Sie können der Vorrichtung 37 von einem Magazin mittels eines geeigneten Zuliefer- und Schaltmechanismus (nicht dargestellt) automatisch zugeliefert werden. Die Vorrichtung 37 kann ein endloses Band, eine Scheibe oder eine Einrichtung beliebiger anderer gewünschter Konstruktion sein, die zyklisch oder periodisch bewegbar ist, so daß sie die einzelnen Wegwerfmundstücke der Reihe nach in die in Fig. 3 gezeigte Stellung unter die Pipette 11 bringt. Während einer Stillstandszeit im Verlauf der Bewegung der Vorrichtung 37 (oder während einer Zeitspanne, in der die Vorrichtung 37 und die Pipette 11 sich in gleicher Hichtung und mit gleicher Geschwindigkeit bewegen) wird die Pipette 11 gesenkt, und ihr konisches Mundstück 33 wird in eines der Wegwerfmundstücke 34 eingepreßt, so daß ein Preßsitz erzeugt wird, und dann wird die Pipette 11 gehoben und nimmt das bewegliche Mundstück 34 mit.FIG. 3 shows the pipette 11 in a more detailed representation than FIG. 1. The pipette consists of a tube 30 in which a piston 31 by means of a suitable automatic mechanism (not shown) in relation to other parts of the plant timed back and forth driven. The pipe section 30 ends in a tapered mouthpiece 33. In addition, there are disposable tubes 34 shown as conical in shape, each of which has an edge 35. The mouthpiece 33 the pipette 11 and the disposable mouthpiece 34 are constructed so that the mouthpiece 33 can be pressed airtight into one of the mouthpieces 34. In conical holes 36 formed in a movable delivery device 37 a supply of such mouthpieces 34 is carried. You can use the device 37 from a magazine by means of a suitable delivery and indexing mechanism (not shown) are automatically delivered. The device 37 can be an endless one Tape, disk, or device of any other desired construction be that can be moved cyclically or periodically so that it can accommodate the individual disposable mouthpieces one after the other into the position shown in FIG. 3 under the pipette 11. While a downtime in the course of the movement of the device 37 (or during a Time span in which the device 37 and the pipette 11 are in the same direction and move at the same speed) the pipette 11 is lowered, and its conical Mouthpiece 33 is pressed into one of the disposable mouthpieces 34 so that an interference fit is generated, and then the pipette 11 is raised and takes the movable mouthpiece 34 with.

Fig. 4 zeigt die Probenahmestation A eingehender als Fig. 1 . Diese Station weist eine Zuliefervorrichtung 38 auf, die mit Näpfen 39 versehen oder zu solchen ausgebildet ist, und Jeder Napf enthält eine Probe 40 der zu prüfenden Substanz, z.B. Blutserum. Die Zuliefervorrichtung 38 kann ein endloses Band, eine umlaufende Scheibe oder sonstige beliebige geeignete Vorrichtung sein. Die Pipette 11 ist in der Probenahmestation A dargestellt, in die sie aus der MundstUckanbringungsstation der Fig. 3 automatisch bewegt wurde. Bei angenommenem intermittierendem Betrieb wird jeder der eine Portion der zu prüfenden Substanz 40 enthaltenden Näpfe 39 zur Station A und in bezug auf die Pipette 11 in eine fluchtende Lage gebracht. Die Pipette 11 wird nun gesenkt, so daß das Wegwerfmundstück 34 teilweise in die Probe der zu prüfenden Substanz 40 eintaucht.FIG. 4 shows the sampling station A in more detail than FIG. 1. These Station has a delivery device 38, which is provided with cups 39 or to such is formed, and each well contains a sample 40 of the substance to be tested, e.g. blood serum. The delivery device 38 can be an endless belt, a circulating one Disc or any other suitable device. The pipette 11 is in the sampling station A shown, in which they from the mouthpiece attachment station of Fig. 3 was automatically moved. With accepted intermittent Each of the wells containing a portion of the substance to be tested 40 will operate 39 to station A and brought into alignment with respect to the pipette 11. The pipette 11 is now lowered so that the disposable mouthpiece 34 partially into the Sample of the substance to be tested 40 is immersed.

Anschließend wird der Kolben 31 automatisch um eine vorherbestimmte Strecke nach oben gezogen, so daß ein vorherbestimmtes Volumen der zu prüfenden Substanz 40, beispielsweise einige Mikroliter, in das Wegwerfmundstück 34 eingesaugt werden. Die Konstruktion des Pipettenmundstücks 33 und des Wegwerfmundstücks 34 ist derart, daß dieses Volumen geringer ist als das des Raumes innerhalb des Wegwerfmundstückes 34 unter dem unteren Rand des Pipettenmundstückes 33. Somitwird die zu prüfende Substanz nur in das Wegwerfmundstück 34, nicht aber in das Pipettenmundstück 33 der Pipette 11 angesaugt.Then the piston 31 is automatically adjusted by a predetermined one Stretched upward so that a predetermined volume of the test Substance 40, for example a few microliters, sucked into the disposable mouthpiece 34 will. The construction of the pipette mouthpiece 33 and the disposable mouthpiece 34 is such that this volume is less than that of the space within the disposable mouthpiece 34 under the lower edge of the pipette mouthpiece 33. Thus, the Substance only into the disposable mouthpiece 34, but not into the pipette mouthpiece 33 the pipette 11 sucked.

Nun wird, wie in Fig. 5 gezeigt, die Pipette 11 automatisch aus dem Napf 39 zurückgezogen und mittels einer Düse 41 mit Luft angeblasen oder mit destilliertem Wasser abgesprüht, wodurch an der Außenseite des Mundstücks 34 anhaftende Probesubstanz beseitigt wird. Dann werden die Pipette 11 und das Mundstück 34 automatisch in die Probeaufgabestation B verschoben, und der Kolben 31 wird durch automatische Mittel um eine Strecke nach unten verschoben, die geringer ist als die Strecke des Aufwärtshubes des Kolbens bei der Probenahme, so daß aus dem Mundstück 34 ein vorherbestimmtes Volumen der Probesubstanz 4o ausgestoßen wird, das geringer als das in das Mundstück vorher angesaugte Volumen der Probesubstanz ist. Dieses vorherbestimmte Volumen der Probesubstanz wird auf den Film 25 des Reaktion mediums 23 aufgegeben.Now, as shown in Fig. 5, the pipette 11 is automatically from the Cup 39 withdrawn and blown with air by means of a nozzle 41 or with distilled Sprayed water, whereby on the outside of the mouthpiece 34 adhering sample substance is eliminated. Then the pipette 11 and the mouthpiece 34 are automatically inserted into the Sample application station B is moved, and the piston 31 is activated by automatic means shifted down a distance less than the distance of the upstroke of the piston during sampling, so that from the mouthpiece 34 a predetermined Volume of the sample substance is expelled 4o, which is less than that in the mouthpiece previously sucked in volume of Sample substance is. This predestined Volume of the sample substance is applied to the film 25 of the reaction medium 23.

Wie nun Fig. 6 zeigt, wird die Pipette 11 mit dem Wegwerfmundstück 34, das mit Jener immer noch verbunden ist, und mit einer geringfügigen Restmenge der Probesubstanz innerhalb des Wegwerfmundstücks 34 automatisch in eine weitere Stellung gebracht, in der ein Abstreifmechanismus 42 am Hand 35 des Wegwerfmundstücks 34 angreift und dieses von dem Mundstück 33 der Pipette 11 abstreift.As FIG. 6 now shows, the pipette 11 has the disposable mouthpiece 34, which is still associated with that, and with a slight remainder the sample substance within the disposable mouthpiece 34 automatically into another Brought position in which a stripping mechanism 42 on the hand 35 of the disposable mouthpiece 34 engages and this strips off the mouthpiece 33 of the pipette 11.

Das Reagens kann, wenn es in den verwendeten Mengen genügend billig ist, gleichmäßig in das lieaktionsmedium eingebaut werden. Mit anderen Worten, das Gel, aus dem der Film gebildet ist, wird mit dem Reagens gemischt.The reagent can be cheap enough if it is sufficiently cheap in the amounts used is to be installed evenly in the reaction medium. In other words, that Gel from which the film is formed is mixed with the reagent.

Beispielsweise kann ein für ein gegebenes Antigen spezifischer Antikörper oder ein für einen gegebenen Antikörper spezifisches Antigen gleichmäßig in das Gel eingebaut sein, das dann zu einem Film geforat wird, so daß das Reaktionsmedium das Reagens in gleichmäßiger Konzentration enthält (die üblicherweise auf Übersch -3 berechnet ist). Wenn das Reagens, beispielsweise ein Farbstoff, der sieh an den gesuchten Stoff anheftet, periodisch und in gleichbleibenden Mengen (gewöhnlich in Überschußmengen) aufgegeben wird, kann die Aufgabevorrichtung von beliebigem geeignetem Typ sein, der vorherbestimmte gleichmäßige Mengen aufgibt. Da das Reagens gleichmäßig ist und nicht, wie die Probe, von Entnahme zu Entnahme wechselt, erübrigen sich Vorkehrungen, wie Wegwerfmundstücke bzw. das Waschen zwischen den einzelnen Aufgabemengen. Es kann eine beliebige geeignete automatisierte Pipette verwendet werden, und in der Technik sind mehrere solche bekannt. Es kann auch eine Verdrängerpumpe verwendet werden.For example, an antibody specific for a given antigen can be used or an antigen specific for a given antibody evenly into the Be incorporated gel, which is then formed into a film, so that the reaction medium contains the reagent in uniform concentration (usually limited to excess -3 is calculated). If the reagent, for example a dye, look at the the material you are looking for, periodically and in constant quantities (usually is abandoned in excess amounts), the feeder can be of any be of the appropriate type that gives up predetermined even amounts. Because the reagent is uniform and is not superfluous, as the sample changes from removal to removal Take precautions such as disposable mouthpieces or washing between each Feed quantities. It can be any suitable automated Pipette can be used, and several such are known in the art. It can a positive displacement pump can also be used.

In der Behandlungsstation D (Fig. 1) können ein oder mehrere Arbeitsschritte durchgeführt werden. Beispielsweise kann genügend Zeit für den vollständigen Ablauf der Reaktion gelassen werden. Anstatt dessen besteht im Falle einer kinetischen Reaktion die Möglichkeit, die Menge des gesuchten Stoffes zu berechnen, ohne daß die Reaktion zuendegeführt wird, und dies ist unter Anwendung bekannter Methoden durchaus durchführbar.In the treatment station D (Fig. 1), one or more work steps be performed. For example, there may be enough time for it to complete allowed to react. Instead, in the case of a kinetic Reaction the possibility of calculating the amount of the substance sought without the reaction is brought to completion using known methods quite feasible.

Nimmt man also einen großen Überschuß an Reagens und eine kinetische Reaktion an, deren Geschwindigkeit eine Funktion der Konzentration eines unbekannten Reaktanden ist, ist die lteaktionsgeschwindigkeit ausschließlich eine lunktion der Menge dieses Reaktanden. Es können dann eichkurven oder Bichtafeln konstruiert werden* und die darin enthaltene Information kann in den Computer 17 einprogrammiert werden, so daß die Gesamtmenge des gesuchten Stoffes aus der nach Ablauf eines gegebenen Zeitintervalles festgestellten Menge bestimmbar ist.So if you take a large excess of reagent and a kinetic one Reaction whose speed is a function of the concentration of an unknown Is reactants, the reaction rate is solely a function of the Amount of this reactant. Calibration curves or tables can then be constructed * and the information contained therein can be programmed into the computer 17, so that the total amount of the sought after substance from the expiry of a given Time interval determined amount can be determined.

Dieses Zeitintervall kann in der Größenordnung von Minuten, Sekunden oder Millisekunden oder noch geringer sein. Auf diese Weise entfällt die Notwendigkeit eines erheblichen Zeitaufwandes für die vollständige Durchführung der Reaktion. Die Reaktion kann, wenn erwünscht, nach Ablauf einer Zeitspanne durch Maßnahmen unterbrochen werden, wie das Denaturieren eines Proteins durch Wärme, oder die Reaktion kann durch Abschrecken oder durch Änderung des pH-Wertes oder durch eine beliebige andere geeignete Maßnahme zum Stillstand gebracht werden. Dies gestattet eine größere Flexibilität.This time interval can be on the order of minutes, seconds or milliseconds or even less. This eliminates the need a considerable expenditure of time for the complete implementation of the reaction. The reaction can, if desired, after a period of time has elapsed by action interrupted, such as the denaturation of a protein by heat, or the reaction can be by quenching or by changing the pH or by any other suitable measure brought to a standstill will. this allows greater flexibility.

Wenn es beispielsweise aus irgendeinem Grund, beispielsweise wegen Versagens der Gerätschaften, erwünscht ist, das Reaktionsprodukt eine Zeitlang zurückzuhalten, bevor es in die Prüfzone gebracht wird, kann die Reaktion nach Ablauf eines vorherbestimmten Zeitintervallea unterbrochen werden.For example, if it's for some reason, for example because of Failure of equipment, it is desirable to hold back the reaction product for a period of time, before it is brought into the test zone, the reaction can after a predetermined Time intervals a are interrupted.

Die Behandlung kann ggf. einen Waschvorgang einschließen.Treatment can optionally include washing.

Wenn beispielsweise das Reagens selbst fluoreszierend ist, muß zur Vermeidung von Fehlablesungen der Überschuß beseitigt werden. In Jedem Fall muß bei der Reaktion nicht verbrauchtes Reagens, wenn dieses den Prüfvorgang stört, durch irgendeine Behandlung deaktiviert oder beseitigt werden. Wenn das Reagens beispielsweise mit einem radioaktiven Isotop markiert ist und im Überschuß verwendet wird, muß der Überschuß beseitigt werden. Eine solche Beseitigung kann durch Waschen mit destilliertem Wasser oder Leitfähigkeitswasser (conductivity water) oder mittels eines chemischen Reagens, eines organischen Lösungsmittels oder auf andere Weise erfolgen.For example, if the reagent itself is fluorescent, then the Avoiding incorrect readings of the excess can be eliminated. In any case, must reagent not consumed in the reaction if this interferes with the test process, disabled or eliminated by any treatment. When the reagent for example is marked with a radioactive isotope and used in excess the excess must be eliminated. Such elimination can be done by washing with distilled water or conductivity water or by means of a chemical reagent, an organic solvent, or otherwise take place.

Ein derartiges Waschen kann in mannigfaltiger Weise durchgeführt werden, wie durch Sprühen, Tauchen o.dgl.Such washing can be carried out in a variety of ways, such as by spraying, dipping or the like.

Der Verfahrensschritt kann eine Inkubation, beispielsweise bei erhöhter Temperatur und/oder in einer feuchten Atmosphäre, eine Änderung der Temperatur oder des Wassergehaltes, der Zusatz eines Lösungsmittels, eine Änderung des pH-Wertes usw. sein oder eine solche Maßnahme einschließen.The method step can be an incubation, for example at increased Temperature and / or in a humid atmosphere, a change in temperature or the water content, the addition of a solvent, a change in the pH value etc. or include such a measure.

Das Prüfinstrument 15 ist natürlich entsprechend der Art des Reaktionsproduktes auszuwählen. Wenn die Reaktion zwischen dem gesuchten Stoff und einem Farbstoff stattfindet, der an sich oder nach Reaktion mit dem gesuchten Stoff fluoreszierend ist, wird ein Fluorometer verwendet. Soll der Farbstoff an sich oder infolge einer Reaktion mit der Unbekannten eine Färbung aufweisen, ist das Prüfinstrument 15 ein Densitometer oder Kolorimeter.The checking instrument 15 is of course corresponding to the kind of the reaction product to select. When the reaction between the substance you are looking for and a dye takes place, which in itself or after reaction with the substance sought is fluorescent, a fluorometer is used. Should the dye in itself or color as a result of a reaction with the unknown is the test instrument 15 a densitometer or colorimeter.

Wenn das Reagens an sich oder nach Reaktion mit dem gesuchten Stoff ein charakteristisches Ultraviolett~ oder Infrarot-Spekrum aufweist, wird ein Spektrophotometer verwendet. Wenn das Reagens mit einem radioaktiven Isotop markiert ist, kann die Vorrichtung 15 ein Spektrometer oder ein Szintillationszähir sein.If the reagent in itself or after reaction with the substance being searched for has a characteristic ultraviolet or infrared spectrum, a spectrophotometer is used used. If the reagent is labeled with a radioactive isotope, the Device 15 can be a spectrometer or a scintillation counter.

Der Träger 24 (Fig. 2) kann starr oder flexibel sein, er kann ganz dünn, z.B. nur 0,125 bis 0,250 mm (0,005 bis 0,010 inch) dick sein, er kann transparent oder undurchsichtig sein, und er kann fluoreszierend oder nicht-fluoreszierend sein. Wenn der zu verwendende Träger in der Form eines langen Streifens vorliegt, ist er vorsugsweise flexibel, so daß er sich leicht auf eine Spule auf- bzw. von dieser abspulen läßt. Wenn dte Fluoreszenzmessung angewendet werden soll, ist der Träger vorzugsweise nicht-fluoreszierend, und wenn das Fluorometer oder sonstige Prüfinstrument durch den Träger eine Strahlung hindurchsenden soll, sollte dieser gegenüber der betreffenden Strahlung durchlässig sein.The carrier 24 (Fig. 2) can be rigid or flexible, it can be whole thin, e.g. only 0.125 to 0.250 mm (0.005 to 0.010 inch) thick, it can be transparent or opaque, and it can be fluorescent or non-fluorescent. When the carrier to be used is in the form of a long strip, is it is preferably flexible so that it can be easily put on or off a spool lets unwind. If the fluorescence measurement is to be used, the carrier is preferably non-fluorescent, and if the fluorometer or other test instrument to transmit radiation through the wearer, this should be opposite to the relevant radiation must be permeable.

Geeignete Materialien für Träger sind Polystyrol, Polypropylen, Polyester usw.Suitable materials for supports are polystyrene, polypropylene, polyester etc.

Die flüssige Phase des Gels ist üblicherweise Wasser, kann jedoch auch eine andere Flüssigkeit, wie Alkohol, sein, vorausgesetzt, daß die Flüssigkeit mit den betreffenden Reagentien, Reaktanden, Reaktionsprodukten und Verfahrensweisen verträglich ist. Bei der Bestimmung von Lipoproteinen im Blutserum können diese beispielsweise in dem Gel durch Elektrophorese abgetrennt, gefärbt und durch Fluoreszenzmessung festgestellt werden.The liquid phase of the gel is usually water, but can also another liquid, such as alcohol, be, provided that the liquid with the relevant reagents, reactants, reaction products and procedures are compatible. When determining lipoproteins in blood serum these can be separated, stained, for example in the gel by electrophoresis and detected by fluorescence measurement.

Eine bessere Auflösung erzielt man, wenn die flüssige Phase des Gels ein Alkohol, beispielsweise ethanol oder Isopropanol ist. In einem solchen Fall kann ein Gel, wie in dem obengenannten Patent (Patentanmeldung P 16 42 821.0-52, entsprechend der US-PS 3 479 265) beschrieben, mit Agarose und Saccharose hergestellt, dann getrocknet und dann durch Absorption des gewählten Alkohols aufgefrischt werden.A better resolution is achieved when the liquid phase of the gel is an alcohol such as ethanol or isopropanol. In such a case can be a gel, as in the above-mentioned patent (patent application P 16 42 821.0-52, according to US-PS 3,479,265), made with agarose and sucrose, then dried and then refreshed by absorption of the chosen alcohol.

Das Gel und der Träger können so ausgewählt sein, daß sie aneinanderhaften. Beispielsweise haftet Agarosefilm an Polystyrol. Wenn der Film vor dem Gebrauch mit einer Deckschicht versehen werden soll, so wird für diese ein nicht-haftendes Material gewählt. Ein solcher Mangel an liaftfähigkeit kann erzielt werden, indem das Material des Trägers geeignet ausgewählt wird oder daß ein Trennmittel, beispielsweise ein Silicontrennmittel, Paraffinwachs o.dgl. aufgebracht wird, das das nhaften verhindert.The gel and carrier can be selected to adhere to one another. For example, agarose film adheres to polystyrene. When the film before use is to be provided with a top layer, it becomes a non-adhesive one Material chosen. Such a lack of viability can be achieved by the material of the support is suitably selected or that a release agent, for example a silicone release agent, paraffin wax or the like. is applied, which prevents the nourishing.

Die Form der Einrichtung 23 ist in mannigfaltifier Weise abwandelbar. Beispielsweise kann eine Einrichtung in Form eines durchgehenden Bandes verwendet werden, in dem eine durchgehende Länge des Trägers 24 mit einem darauf angebrachten durchgehenden Film 25 vereinigt ist, oder der Film kann in Form getrennter Abschnitte an dem Träger 24 angebracht sein, oder Jede Einrichtung 23 kann eine verhältnismäßig kleine Einheit, beispielsweise mit den Abmessungen 112 x 125 mm (4,5wo inches) sein.The shape of the device 23 can be modified in a variety of ways. For example, a device in the form of a continuous belt can be used in which a continuous length of the beam 24 with a mounted thereon continuous film 25 is united, or the film may be in the form of separate sections be attached to the carrier 24, or each device 23 may be a relatively small unit, for example, 112 x 125 mm (4.5wo inches).

Der Film kann ein glatter Film mit ungebrochener Oberfläche sein oder mit Rinnen, Vertiefungen o.dgl. für die Aufnahme der Probe, des Reagens usw. versehen sein.The film can be a smooth film with an unbroken surface or with grooves, depressions or the like. for receiving the sample, reagent, etc. be.

Wie oben bereits erwähnt, kann der Gelfilm freitragend sein, beispielsweise durch Verwendung von Acrylamidgel mit einem genügend hohen Feststoffgehalt. Eine andere Maßnahme zur Schaffung eines in sich tragfähigen Filmes, d.h. eines Filmes, der keiner besonderer Abstützung, wie mittels eines Trägers 24 gemäß Fig. 2 bedarf, besteht in der Schaffung eines verketteten oder vernetzten Polymers, das in dem Polymerekelett eine genügende Anzahl hydrophober Einheiten, wie Styroleinheiten, enthält, um eine mechanische Festigkeit zu gewährleisten, und eine genügende Anzahl hydrophiler Einheiten, wie Acrylamideinheiten enthält, so daß der Film Wasser absorbiert (mit einem Gehalt an den erforderlichen Puffersubstanzen und anderen Zusätzen sowie mit einem Gehalt an Reagens oder Reagentien, wenn erwünscht), so daß ein Gel oder eine gelartige Struktur geschaffen wird, die permeabel ist. Beispielsweise kann ein Styrol-Acrylamid~-Hischpolymerisat verwendet werden, das ein geeignetes Verhältnis der Styroleinheiten und der Acrylamideinheiten aufweist. Wenn es erwünscht oder erforderlich ist, für eine angemessene mechanische Festigkeit zu sorgen, kann das so gebildete lineare Polymer durch einen kleinen Zusatz eines geeigneten Vernetzungsmittels, wie Divinylbenzol vernetzt werden. Eine andere Möglichkeit ist die, ein Substrat vorzusehen, das für mechanische Festigkeit sorgt und absorptionsfähig ist, und darauf ein Gel, wie ein Agarose,,ein Stärke-, ein Agar- oder ein Acrylamidgel aufzubringen. Geeignete Substrate sind verfilzte Materialien, wie verfilzte Textilmaterialien, Fließpapier, verfilzte Glasfasern etc. Auch poröse Polymerstrukturen oder Schaumstoffe, wie Polyurethan und andere Schaumkunststoffe, können verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Porosität des Polymers aus miteinander in Verbindung stehenden Zellen oder Hohlräumen besteht, die eine Diffusion ermöglichen, und daß das Polymer mit den Lösungsmitteln, Reaktanden etc. des Verfahrens verträglich ist.As mentioned above, the gel film can be self-supporting, for example by using acrylamide gel with a sufficiently high solids content. One other measure to create a self-supporting film, i.e. a film, which does not require any special support, such as by means of a carrier 24 according to FIG. 2, consists in creating a linked or crosslinked polymer that is present in the Polymer skeleton a sufficient number of hydrophobic units, such as styrene units, contains to ensure mechanical strength, and a sufficient number contains hydrophilic units such as acrylamide units so that the film absorbs water (with a content of the necessary buffer substances and other additives as well containing reagent or reagents if desired) so that a gel or creating a gel-like structure that is permeable. For example, can a styrene-acrylamide ~ copolymer can be used which has a suitable ratio the styrene units and the acrylamide units. If desired or is required to provide adequate mechanical strength, this can be linear polymer formed in this way by a small addition of a suitable crosslinking agent, how divinylbenzene are crosslinked. Another option is to use a substrate provide that it provides mechanical strength and is absorbent, and then apply a gel, such as an agarose, a starch, an agar or an acrylamide gel. Suitable substrates are matted materials, such as matted textile materials, Blotting paper, matted glass fibers, etc. Also porous polymer structures or foams, such as polyurethane and other foam plastics, can be used provided that the porosity of the polymer consists of communicating cells or There is cavities that allow diffusion, and that the polymer with the Solvents, reactants, etc. of the process is compatible.

Die folgenden Beispiele sollen die Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung erläutern.The following examples are intended to illustrate the use of the device and explain the method according to the invention.

Beispiel 1 - Bestimmung der Gesamtmenge an Protein in einem Blutserum durch luoreszenzmessung Es wird eine Blutserumprobe genommen und in den Stationen A und B laut obiger Beschreibung auf das Reaktion medium aufgegeben. Dann wird, wie oben beschrieben, in der Station C, an der Stelle, an der das Blutserum aufgegeben wird nder in deren unmittelbarer Nähe, auf das Reaktionsmedium ein potentiell fluoreszierender Farbstoff, wie 8-Anilin-naphthalin-1-sulfonsäure aufgegeben. Anstatt dessen kann der Farbstoff vorher in das Gel, entweder gleichmäßig über dieses verteilt oder an den Stellen, an denen das Blutserum aufgegeben werden soll, vorher eingebaut sein. Dann läßt man in der Behandlungsstation D eine ausreichende Zeitspanne verstreichen, eo daß die Serumproteine mit dem Farbstoff durch Diffusion zur Berührung gelangen und mit diesem reagieren, wobei ein fluoreszierender Komplex gebildet wird, der dann an der Station E festgestellt wird, und in der Station F erfolgt, wie oben beschrieben, eine Ablesung.Example 1 - Determination of the total amount of protein in a blood serum by luorescence measurement A blood serum sample is taken and returned to the wards A and B given up on the reaction medium as described above. Then it will be, as described above, in station C, at the point where the blood serum was given up If in their immediate vicinity, the reaction medium becomes a potentially fluorescent Dye such as 8-aniline-naphthalene-1-sulfonic acid abandoned. Instead, can the dye beforehand in the gel, either evenly distributed over it or pre-installed at the points where the blood serum is to be applied be. Then allow a sufficient period of time to pass in treatment station D eo that the serum proteins come into contact with the dye by diffusion and with this react, forming a fluorescent complex which is then determined at station E, and takes place in station F, as described above, a reading.

Beispiel 2 - Bestimmung des Gesamtgehaltes an Protein in Blutserum durch Farbmessung Der Vorgang nach Beispiel 1 wird in der gleichen Weise durchgeführt, nur wird ein Farbstoff wie Amido-schwartz verwendet, das mit den Proteinen reagiert und eine Farbe erzeugt, deren Intensität ein Maß für die Proteinmenge ist. Wenn erforderlich oder erwünscht, kann überschüssiger Farbstoff an der Behandlungsstation D ausgewaschen werden. Dann wird, wie oben beschrieben, an den Stationen E bzw. F die Proteinmenge mittels eines Kolorimeters bestimmt und eine Ablesung vorgenommen.Example 2 - Determination of the total content of protein in blood serum by color measurement The procedure according to Example 1 is carried out in the same way, only a dye such as amido black is used, which reacts with the proteins and produces a color, the intensity of which is a measure of the amount of protein. if required or desired, excess dye at the treatment station D be washed out. Then, as described above, at stations E resp. F the amount of protein is determined using a colorimeter and a reading is taken.

Beispiel 3 - Selektive Proteinbestimmung in Blutserum durch Fluoressenz-und Farbmessung In diesem Fall wird jedes Exemplar der Probe, das auf das Reaktionsmedium aufgegeben wird, zur Trennung der verschiedenen Proteine, beispielsweise der Globuline oder Lipoproteine der Elektrophorese unterworfen. Dies kann dadurch geschehen, daß hinter der Probeaufgabestation B und vor der Reagensaufgabestation C ein Elektrophoresegerät eingeschaltet wird. Die Proteine, beispielsweise die Globuline oder Lipoproteine,werden ausgebreitet und getrennt, und die Menge Jedes derselben, wird, Je nach dem terwendeten Reagens, mittels eines Fluorometers oder Kolorimeters bestimmt. Die auf die Elektrophorese folgende Verfahrensweise ist die gleiche wie in Beispiel 1 und 2 beschrieben.Example 3 Selective Protein Determination in Blood Serum by Fluoroessence and Color measurement In this case, every copy of the sample that is on the reaction medium is recorded is abandoned to separate the various proteins, such as the globulins or electrophoresed lipoproteins. This can be done in that an electrophoresis device behind the sample application station B and in front of the reagent application station C. is switched on. The proteins, for example the globulins or lipoproteins, are spread out and separated, and the multitude of each of them, according to what is used Reagent, determined using a fluorometer or colorimeter. The on the The procedure following electrophoresis is the same as in Examples 1 and 2 described.

Beispiel 4 - LDll-Enzymanalyse Schritt (a) - Es wird eine Blutserumprobe genommen und an den Stationen A und B in der oben beschriebenen Weise aufgegeben. Wenn eine Totalanalyse gewünscht wird, wird das Reaktionsmedium direkt dem Schritt (b) zugeführt.Example 4 - LDII Enzyme Analysis Step (a) - A blood serum sample is used taken and posted at stations A and B in the manner described above. If a total analysis is desired, the reaction medium is added directly to the step (b) fed.

Wenn eine selektive Analyse gewünscht wird, wird das Reaktionsmedium einer Elektrophoresebehandlung zur Trennung der Enzyme unterworfen, und das lleaktionsmedium wird dann dem Schritt (b) zugeführt.If selective analysis is desired, the reaction medium is used subjected to an electrophoresis treatment to separate the enzymes, and the reaction medium is then fed to step (b).

Schritt (b) - In der Station C (der Reagensaufgabestation) werden die Enzyme mit einem Reagens inkubiert, ein geeignetes Beispiel hierfür ist ein Substrat, wie Natriumlactat und ein Koenzym, wie Nicotinamidadenin-dinucleotid (NAD+), ein Reagens, das sich in einfacher Weise zubereiten läßt, indem die Lactatsubstratflüssigkeit mit dem Koenzym NAD+ gemischt wird. Das Gemisch wird dann in der Station B in beliebiger geeigneter Weise, z.B. durch Aufsprühen oder durch eine Aufgabewalzeneinrichtung aufgegeben. Das Reaktionsmedium wird dann durch die Behandlungsstation D hindurchgeführt, wobei die LDH-Isoenzyme mit dem Substrat und Koenzym zur Berührung gelangen und eine Reaktion auftritt. Eine geeignete Temperatur ist 37 C. Natriumlactat wird zu Pyruvat umgewandelt, und das nichtfluoreszierende NAD+ wird zu reduziertem Nicotinamidadenin-dinucleotid (NADH) umgewandelt, das fluoresziert.Step (b) - Be in station C (the reagent dispensing station) the enzymes are incubated with a reagent, a suitable example of this is a Substrate, such as sodium lactate and a coenzyme, such as nicotinamide adenine dinucleotide (NAD +), a reagent that can be easily prepared by adding the lactate substrate liquid is mixed with the coenzyme NAD +. The mixture is then in station B in any in a suitable manner, e.g. by spraying or by a feed roller device given up. The reaction medium is then passed through the treatment station D, whereby the LDH isoenzymes come into contact with the substrate and coenzyme and a reaction occurs. A suitable temperature is 37 C. Sodium lactate is used too Pyruvate is converted, and the non-fluorescent NAD + becomes reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), which fluoresces.

Dann wird das Reaktionsmedium durch die Station E geführt, wo die Gesamtmenge an LDH-Isoenzymen (oder bei der Alternative die Menge jedes getrennten Isoenzyms) durch Fluoreszenzmesiung gemessen und in der Station F eine geeignete Ablesung durchgeführt wird.The reaction medium is then passed through station E, where the Total amount of LDH isoenzymes (or, alternatively, the amount of each separate Isoenzyme) measured by fluorescence measurement and in the station F a suitable reading is taken.

Beispiel 5 - Radioisotopische Bestimmung von Blutinsulin.Example 5 - Radioisotopic Determination of Blood Insulin.

Man nimmt Blutserum, dessen Insulingehalt bestimmt werden soll (das Insulin wird als "kaltes" Insulin bezeichnet, was besagen soll, daß es nicht radioaktiv ist). Mit einem radioaktiven Isotop markiertes Insulin, wie 1125 (das im folgenden als wheißesw Insulin bezeichnet wird) ist im Handel erhältlich und wird ebenfalls verwendet.One takes blood serum whose insulin content is to be determined (the Insulin is referred to as "cold" insulin, which is to say that it is not radioactive is). Insulin labeled with a radioactive isotope, such as 1125 (hereinafter known as insulin) is and is also commercially available used.

Auch Insulin-Autikörper wird zur Verfügung gehalten.Insulin autibodies are also kept available.

Dem Serum wird eine optimale Menge des "heißen" Insulins zugesetzt, d.h. das heiße Insulin ist in bedeutend geringeren Mengen vorhanden als das kalte Insulin, Jedoch in ausreichenden Mengen, um eine befriedigende Feststellung zu ermöglichen. Jedem Exemplar der Probe wird die gleiche Menge an heißem Insulin zugesetzt, Das Gemisch von Serum und heißem Insulin wird in der Station A dosiert aufgenosten und in der beschriebenen Weise in der Station B auf das Reaktionsmedium aufgegeben.An optimal amount of "hot" insulin is added to the serum, i.e. the hot insulin is available in significantly smaller quantities than the cold one Insulin, but in sufficient quantities to enable a satisfactory determination. The same amount of hot insulin is added to each specimen of the specimen, that A mixture of serum and hot insulin is dosed and consumed in station A abandoned in the manner described in station B on the reaction medium.

In der Station C wird der Insulin-Antikörper aufgegeben.In station C, the insulin antibody is given up.

Bei der Alternative kann der Antikörper vorher in das Gel, gleichmäßig in diesem verteilt oder an den Serumaufgabestellen konzentriert, eingebaut sein. Dieser Antikörper (zum Unterschied von dem Reagens in den obigen Beispielen) wird im Vergleich zum Insulin in weitgehend unzureichenden Mengen verwendet. D.h. es ist weit weniger Antikörper vorhanden als erforderlich wäre, um mit dem gesamten mit dem Serum auf das Reaktionsmedium aufgegebenen Insulin zu reagieren. Das Gemisch von heißem und kaltem Insulin in dem Serum kommt durch Diffusion mit dem Antikörper zur Berührung und reagiert und formt einen Komplex mit diesem. Dies geschieht an der Behandlungsstation D. An der Behandlungsstation D wird der Überschuß an Insulin mit einem geeigneten Lösungsmittel, beispielsweise wäßriger Salzlösung, ausgewaschen. Das Reaktionsmedium bleibt daher mit dem gesamten Antikörper, jedoch nur mit einem Teil des Insulins, zurück.With the alternative, the antibody can be poured into the gel beforehand, evenly distributed in this or concentrated at the serum application points. This antibody (unlike the reagent in the examples above) is Used in largely insufficient amounts compared to insulin. I.e. it there is far less antibody present than would be required to deal with the whole to react with the serum insulin applied to the reaction medium. The mixture hot and cold insulin in the serum comes by diffusion with the antibody to touch and react and forms a complex with it. This is done at treatment station D. At treatment station D, the Excess insulin with a suitable solvent, e.g. aqueous Saline, washed out. The reaction medium therefore remains with the entire antibody, but only with part of the insulin, back.

Daraus geht hervor, daß die Menge des in dieser Weise mit dem Antikörper fest verbundenen heißen Insulins umgekehrt proportional zur Menge an kaltem Insulin ist0 Wenn beispielsweise eine erste Probe des Blut serums doppelt so viel kaltes Insulin enthält wie eine zweite Probe, löst die größere Menge an kaltem Insulin in der ersten Probe die doppelte enge des mit der Probe fest verbundenen, zugesetzten heißen Insulins wie die geringere Menge an kaltem Insulin in der zweiten Probe. Dementsprechend enthält das eaktionsmedium weniger heißes Insulin -und ergibt daher an dem Aufgabe ort der ersten Probe einen geringeren Zählwert als an dem Aufgabeort der zweiten Probe. Zur Übersetzung der betreffenden Zählwerte in den Gesamtgehalt Jeder Probe an Insulin kann eine Eichkurve verwendet werden.It can be seen that the amount of the in this way with the antibody firmly attached hot insulin is inversely proportional to the amount of cold insulin is0 if, for example, a first sample of blood serum is twice as much cold As a second sample contains insulin, it dissolves the greater amount of cold insulin in the first sample twice the tightness of that which is firmly attached to the sample hot insulins as the lesser amount of cold insulin in the second sample. Accordingly, the reaction medium contains less hot insulin and therefore results a lower count value at the place of application of the first sample than at the place of application the second sample. To translate the relevant counts into the total salary A calibration curve can be used for each sample of insulin.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß durch die Erfindung eine neue und brauchbare Technik der chemischen, biochemischen und biologischen Analyse einschließlich neuer Verfahrensweisen und einer neuen Vorrichtung geschaffen wurde.From the above description it follows that by the invention new and useful technique of chemical, biochemical and biological analysis including new procedures and a new apparatus was created.

Patentanspriiche Claims

Claims

Claims 1. Analysis method, characterized in that a reaction medium including a permeable gel is provided in such form that samples that contain a substance to be sought are placed on the gel one after the other can be abandoned at spaced reaction sites that measured on the gel in sequence at these reaction sites or in their vicinity, Samples containing the substance you are looking for are given that the gel contains a reagent is provided that is able to react with the substance sought and a To deliver reaction product that can be measured by means of physical testing devices is that the substance sought and the reagent at a reaction site by diffusion are brought together in the gel and react there and then the amount of the reaction product is measured.

2. The method according to claim 1, characterized in that the reagent is sequentially applied to the gel at or near the reaction site.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the reagent is incorporated into the gel beforehand.

k. Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that that the gel is in the form of a thin film.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the analysis is carried out automatically by placing the reaction medium in the Form a continuous layer or a series of separate layers of permeable Gel is used, an automatic sample dispenser and an automatic Test device are provided that the reaction medium is only effective Positioned in relation to the sample dispenser and the substance sought containing samples are automatically applied to the reaction medium that the sought substance and the reagent brought together by diffusion and to react be brought and the reaction medium automatically in an effective position in is brought with respect to the automatic test device, the amount of the reaction product automatically measures.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the reagent is applied to the gel in a reagent application station and that the reaction medium is also in an operative position with respect to the reagent dispensing station is moved.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that the reagent is previously incorporated into the gel of the reaction medium.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that a procedural step is carried out between the application of the sample and the testing by which the reaction product is in a more suitable state for testing is brought.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that that the process step with an automatic result output step (reading step) is connected, which automatically provides an indication of the values of the substance being searched for,

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the Gel is an aqueous gel.

11. The method according to claim 10, characterized in that the aqueous Gel used in the form of a thin film of uniform thickness, not exceeding 1 mm will.

12. Device for performing the analysis method according to a of claims 1 to 11, characterized by including a reaction medium a permeable gel, a feeding device for feeding measured, sought-after ones Samples containing substance in sequence and at different locations on the reaction medium, means for bringing about contact between the reagent and the sought after Substance by diffusion of one or the other or both within the gel and means for measuring the amount of reagent in the reaction between the reagent and the desired substance in the gel reaction product obtained.

13. The device according to claim 12, characterized by a lleagensaufgabeeinrichtung for applying a reagent to the sample application site or in its vicinity of the row after on the gel.

14. Apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that that the reagent is incorporated into the gel beforehand.

15. Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that that the gel is in the form of a thin film.

16. Device according to one of claims 12 to 15, characterized in that that the reaction medium is a continuous layer or a series of separate ones Layers of a permeable gel is the means for giving up the sought after Substance-containing samples an automatic sample feeder is capable of is to apply the samples automatically and one after the other to the reaction medium, that the means for measuring the amount of the reaction product is an automatic one It is tester capable of checking the amount of reaction product automatically and to ascertain in turn, and that a device for automatic movement of the reaction medium first to the application station for the application of the sample by the automatic feeding device and then to a test station for measuring the amount of reaction product is provided by means of the test device.

17. Device according to one of claims 12 to 16, characterized through a reagent dispensing station with a reagent dispensing device for automatic Applying a reagent for the reaction with the substance you are looking for in turn the gel.

18. Device according to one of claims 12 to 17, characterized by an automatic output or reading element that is determined by the output size the test device is actuated and delivers the analysis result.

19. Device according to one of claims 12 to 18, characterized by a reaction medium in the form of one or more continuous devices separate fixtures consisting of a support and a layer of a permeable Gels on the carrier.

20. Device according to one of claims 12 to 19, characterized in that that the gel is an aqueous gel.

21. The device according to claim 20, characterized in that the Gel layer is a film not more than 1 mm thick.

L e r s e i t e