DE2166461A1

DE2166461A1 - Reaktionsbehaelter fuer den einmaligen gebrauch

Info

Publication number: DE2166461A1
Application number: DE19712166461
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Worthington Biochemical Corp
Current assignee: EMD Millipore Corp
Priority date: 1970-05-06
Filing date: 1971-05-05
Publication date: 1974-05-16
Also published as: GB1353631A; US3691017A; DE2122286A1; CA943048A; FR2091259A5; GB1353632A; DE2166461B2; DE2166461C3; DE2122286B2; DE2122286C3

Description

Ausscheidung aus Patentanmeldung P 21 22 286.6-52

Die Erfindung betrifft einen Reaktionsbehälter für den einmaligen Gebrauch mit einer lichtdurchlässigen Reaktionskanimer, die eine Öffnung für das Einbringen einer Probeflüssigkeit aufweist.

Es ist bereits ein Reaktionsbehälter bekannt, in dem sich kleine Mengen von Flüssigkeiten zur Durchführung medizinischer Untersuchungen mischen lassen. Der Behälter besteht aus zwei gegenüberliegenden, voneinander beabstandeten, durchsichtigen rechteckigen Wänden, die längs dreier aneinandergrenzender Ränder miteinander verbunden sind. Die beiden Wände liegen einander so gegenüber, daß sich ihr Abstand von der einen Seite zur anderen verringert. Bodenseitig hat die Begrenzungswand einen etwa in der Mitte der Vorrichtung liegenden Scheitel, so daß durch die Flüssigkeitsadhäsion an den Wänden bei horizontal gestelltem Behälter die beiden an den Seiten eingebrachten

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Flüssigkeitskomponenten in diesen Ecken voneinander getrennt gehalten sind. Durch Auslenkung des Behälters aus der horizontalen Lage' kann ein Mischen der beiden Flüssigkeiten erfolgen (US-PS 3 233 975).

Zum Stand der Technik gehört weiterhin ein Testbeutel, der für den einmaligen Gebrauch geeignet ist und aus lichtdurchlässigem Kunststoff hergestellt werden kann. Ein Teil des Innenraums dieses Beutels bildet eine Reaktionskammer, die eine einzige Öffnung aufweist. Durch Heißsiegeln und Prägen sind einzelne, gegenüber der Reaktionskammer abgedichtete Räume ausgebildet, die mit Reaktionskomponenten gefüllt sind. Durch Ausübung eines Drucks kann die Heißsiegelung, welche d: ·» 7l"»aktionskomponente von der Reaktionskammer abschließt, aufgehoben werden, so daß die Reaktionskomponente in die Reaktionskammer gelangen kann. Wenn durch die Öffnung der Reaktionskammer die Probeflüssigkeit, welche ein Lösungsmittel für die Reaktionskomponente enthält, eingefüllt ist, wird ein entsprechender Druck auf die in der Ausprägung enthaltene Reaktionskoniponente ausgeübt, so daß sich die Heißsiegelung löst und die Reaktionskomponente in der Reaktionskanuner mit der Probeflüssigkeit vermischt wird (CH PS 472 675).

Da zwischen den Kunststoffwänden des Testbeutels vor dessen Benutzung keine oder nur sehr wenig Luft vorhanden ist, muß sich das Material der Beutelwände beim Einbringen der Probeflüssigkeit in die Reaktionskammer ausdehnen können, da eine* Öffnung für ein Entweichen von Luft nicht vorgesehen ist. Das bedeutet, daß das Material der Wände eine bestimmte Flexibilität haben muß, um diese Ausdehnung zu gewährleisten. Außerdem ermöglicht es erst die Flexibilität des Material der Wände, daß durch Druck die Heißsiegelnähte, welche die Reaktionskomponenten in den Ausprägungen von der Reaktionskammer trennen, aufgebrochen werden können.

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Da es bei einer Analyse, die auf der Feststellung von optischen Dichteänderungen beruht, darauf ankommt, eine konstante Flüssigkeitsschicht zwischen den Fenstern für die optische Messung während dieser Messung aufrechtzuerhalten und für Vergleichsversuche eine konstante Stärke der Flüssigkeitsschicht bei verschiedenen Behältern beizubehalten, sind die bekannten Behälter für derartige AnaIyseverfahren nicht geeignet. Außerdem muß die Heißsiegelung sehr genau erfolgen, um ein sicheres Funktionieren des Reaktionsbehälters zu gewährleisten.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen einfach herzustellenden Reaktionsbehälter zu schaffen, der für die Pxi rollführung vielseitiger Analysen mit hoher Genauigkeit basierend auf der Messung der optischen Dichte von ungeschulten Kräften oder automatisch geeignet ist.

Diese Aufgabe wird bei dem Reaktionsbehälter der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die gegenüberliegenden Wände des Behälters aus steifem oder halbsteifem Material bestehen, daß die Reaktionskammer für den Lichtdui^chlaß zwei im festgelegten Abstand gegenüberliegende Fenster hat und daß auf den die Fenster umgebenden Flächenbereichen wenigstens eine Reaktionskomponente in festgelegter Menge als lösbarer Feststoff abgeschieden ist..

Unter steifen oder halbsteifen Materialien sind Stoffe zu verstehen, die gewährleisten, daß der Abstand zwischen den Fenstern genau auf einem vorher festgelegten Wert gehalten wird. Derartige Materialien sind beispielsweise Styrolharz oder durchsichtiges Acrylharz.

Zweckmäßigerweise sind die die Fenster umgebenden Flächenbereiche mit wulstartigen Erhebungen versehen, wodurch das Haften der als Lösung aufgebrachten und durch Gefriertrocknung verfestigten Reaktionskomponenten verbessert wird.

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Es können in den Raum der Reaktionskammer von einer oder beiden Wänden vorstehende Rippen vorgesehen werden. Dabei sind die Fenster der Reaktionskammer von solchen Rippen umgeben. Dadurch wird eine Verunreinigung der Fenster beim Aufbringen der Reaktionskomponenten in Lösung vor der Gefriertrocknung verhindert und die einzelnen Reaktionskomponenten werden durch die Rippen voneinander getrennt, so daß eine Reaktion an Kontaktstellen der Feststoffe unterbunden wird.

Viele derartiger Analysenreaktionen erfordern das Einstellen einer genauen Reaktionstemperatur, was dadurch erreicht werden kann, daß der Reaktionsbehälter in ein Temperierfluid in Form eines vorgewärmten Gases oder einer vorgewärmt ~;i Flüssigkeit eingetaucht wird. Zweckmäßigerweise wird bei dem Reaktionsbehälter eine der Reaktionskammer benachbarte Kammer vorge*- sehen, die eine zur Thermostatisierung der Reaktionskammer geeignete Substanz enthält. Dies kann, wenn eine, entsprechende Einlaß- und Auslaßöffnung vorgesehen ist, ein erwärmtes, die Kammer durchströmendes Fluid sein. Vorteilhafterweise ist die Substanz in der Kammer ein durch Wärmeleitung oder mittels eines elektrischen Feldes aufheizbares Metall, wie Aluminiumfolie. Dabei kann sich das die Kammer füllende Material außenseitig auf dem Behälter aufliegend fortsetzen. Dadurch ist eine direkte Wärmeleitung ins Innere der Kammer sowie ein einwandfreier elektrischer Anschluß gewährleistet. Außerdem erhält man sehr große wärmeabgebende Flächen.

Eine für die Serienproduktion besonders vorteilhafte Ausführungsform des Reaktionsbehälters besteht darin, daß er diapositivartig ausgebildet ist und aus zwei komplementären Wänden besteht, deren planparallele Innenflächen fluiddicht unter Bildung der Reaktionskammer in Eingriff bringbar sind. Dabei mündet die zur Reaktionskammer führende Öffnung im Bereich eines Seitenrandes, so daß Lösungsmittel und Probe in die Reaktionskammer von oben randseitig in die Reaktionskammer eingeführt werden können, wenn der Behälter beispielsweise in einem Projektionsgerät angeordnet ist.

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Die Herstellung des Behälters erfolgt derart, daß zuerst die einzelnen Wandteile mit den entsprechenden Verbindungselementen hergestellt werden. In die einzelnen Flächenbereiche der Reaktionskammer werden kann die Reaktionskomponenten in Lösung aufgebracht und durch Gefriertrocknung in den Festsiustand übergeführt. Dann werden die beiden Wände fluiddicht miteinander verbunden. Für die Analyse wird durch eine am Rand vorgesehene, in die Reaktionskammer führende Öffnung ein Lösungsmittel eingeführt, wobei der Inhalt des Reaktionsbehälters mit Hilfe der die Reaktionskammer umschließenden Kammer auf die Reaktionstemperatur erwärmt werden kann. Zusammen mit der Probenf lüssigkei't wird die die Reaktion auslösende Komponente in die Reaktionskammer gelöst eingebracht und mit deren Inhalt vermischt, beispielsweise mit Hilfe eines Luftstrahls oder durch Einführen eines Rührers. Mit Hilfe eines Spektrophotometers und von monochromatischem, durch die Fenster des Reaktionsbehälters hindurchgeschickten Licht wird die optische Dichte in festgelegten Zeitabständen des Reaktionsgemsichos bestimmt, woraus sich die Reaktionsgeschwindigkeit und damit die Menge der in der Probe enthaltenen, zu messenden Substanz bestimmen läßt.

Der Reaktionsbehälter hat den Vorteil, daß er aus billigem Material herstellbar ist, keine beweglichen Teile aufweist, und für die automatisierte Handhabung, wie vorstehend beschrieben, geeignet ist. Die Reaktionsteilnehmer für bestimmte Reaktionen sind in dem Behälter bereits enthalten, so daß jeder Behälter bereits einer bestimmten Analyse zugeordnet ist, so daß nur noch die Probe und die darin gelöste, die Reaktion startende Komponente in den Reaktionsbehälter eingebracht werden muß.

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

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Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Reaktionsbehälter für den einmaligen Gebrauch.

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt perspektivisch den Reaktionsbehälter mit einer Lichtquelle.

Der in den Figuren gezeigte Reaktionsbehälter Io besteht aus einer Wand 11 und einer Wand 12, die an innenseitigen Ansätzen eine Nut 14 und eine Feder 13 aufweisen, die durch Einrasten für eine fluiddichte Verbindung der beiden Wände sorgen, zwischen denen eine Reaktionskammer 17 ausgebildet ist. Die Innenflächen dieses diapositivartigen Reaktionsbehälters sind planparallel und haben im Bereich der Reaktionskammer 1? gegenüberliegende Fenster 15 und 16» Die Flächenbereiche um die Fenster 15 und 16 herum sind mit wulstartigen Erhebungen 23 bzw. 2k versehen, die für ein gutes Haften der Iieaktionskoraponenten-Feststoffe sorgen. Die Fenster I5 und 16 sind innenseitig von Rippen 29 bzw. ko umschlossen, während Rippen 25 auf der Innenseite der Wand 11 und Rippen 39 auf der Innenseite der Wand 12 die die Fenster umgebenden Flächen in einzelne Bereiche unterteilen. Auf diesen einzelnen Flächenbereichen werden die Reaktionskomponenten in Lösung aufgebracht und beispielsweise durch Gefriertrocknung in den Festzustand gebracht, wobei die Rippen für eine Trennung der Komponenten sorgen. Die Beschickungsöffnung 21 mündet auf einer Randseite.

Wie aus Fig. 2 und 3 ^zu ersehen ist, ist die Reaktionskaiamer 17 von einer weiteren Kammer 35 umgeben, die mit Aluminiumfolie 38 gefüllt ist, wobei die Folie aus der Kammer 35 ^ö-l^s Fortsatz 3ÖA herausgeführt ist, der die Außenwand des diapositivartigen Reaktionsbehälters mit Ausnahme der Fenster 15 und 16 sowie der zur Reaktionskammer 17 führenden Öffnung 21 umschließt .

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Reaktionsbehälter Tür den einmaligen Gebrauch mit einer lichtdurchlässigen Reaktionskammer, die eine Öffnung für das Einbringen einer Probef liissigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Wände (11, 12) des Behälters (lo) aus steifem oder halbsteif ein Material bestehen, daß die Reaktionskammer (17) für den Lichtdurchlaß zwei im festgelegten Abstand gegenüberliegende Fenster (15, l6) hat und daß auf den die Fenster (l?, 16) umgebenden Flächenbereichen wenigstens eine Reaktionskomponente in festgelegter Menge als lösbarer Feststoff abgeschieden ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fenster (15, 16) umgebenden Flächenbereiche mit wulstartigen Erhebungen (23, 24) versehen sind.

3· Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Raum der Reaktionskammer (17) von einer oder beiden Wänden (11, 12) vorstehende Rippen (25, 39J 29, 4o) vorgesehen sind und daß die Fenster (15» l6) der Reaktionskammer (17) von solchen Rippen (29, 4o) umgeben sind.

k· Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine der Reaktionskammer {!?) benachbarte Kammer (35)» die eine zur Thermostatisierung der Reaktionskammer (17) geeignete Substanz (38) enthält»

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5· Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz in der Kammer (35) ein durch Wärmeleitung oder mittels eines elektrischen Feldes aufheizbares Metall (38) ist.

6. Behälter nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß sich das die Kammer (35) füllende Metall (38) außenseitig auf dem Behälter (lo) aufliegend fortsetzt (38A).

7· Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (lo) diapositivartig ausgebildet ist und aus zwei komplementären Wänden (11, 12) besteht, deren planparallele Innenflächen fluiddicht unter Bildung der Reaktionskanuner (17) in Eingriff sind.

8. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der zur Reaktionskammer (17) führenden Öffnung (21) an einem Rand des Behälters (lo) vorgesehen ist.

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