DE2166461C3

DE2166461C3 -

Info

Publication number: DE2166461C3
Application number: DE2166461A
Authority: DE
Inventors: George H. Bricktown Brown; Robert J. Colts Neck Ewing
Original assignee: Worthington Biochemical Corp
Current assignee: EMD Millipore Corp
Priority date: 1970-05-06
Filing date: 1971-05-05
Publication date: 1978-05-11
Also published as: GB1353632A; DE2166461A1; GB1353631A; DE2122286C3; DE2122286A1; US3691017A; DE2166461B2; CA943048A; FR2091259A5; DE2122286B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktionsbehälter für den einmaligen Gebrauch gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bereits ein Reaktionsbehälter bekannt, der im wesentlichen zylindrisch oder quaderförmig ausgebildet ist. Bei der zylindrischen Ausführungsform ist im unteren Teil des Behälters eine Reaktionskammer vorgesehen. Der darüberliegende Teil hat mehrere Speicherkammern, die gegenüber der Reaktionskammer durch Stopfen verschlossen sind. Mit Hilfe von Stäben können bei der Ingebrauchnahme des Behälters diese Stopfen in die Reaktionskammer gedrückt werden, so daß der Inhalt dieser Kammern in die Reaktionskammer fällt. Der Stopfen in der Reaktionskammer sinkt dabei entweder auf den Boden der Lösung ab oder schwimmt auf deren Oberfläche auf. Durch einen mittleren rohrförmigen Kanal mit einem verengten Auslaß an der Mündung in die Reaktionskammer werden ein Lösungsmittel und die Probe zugeführt.

Der Boden und die Seitenwände der Reaktionskammer bestehen aus einem transparenten Material, welches steif oder halbs'eif sein kann. Durch die Lichtdurchlässigkeit dieses Materials kann die Reaktionskammer für eine optische Analyse benutzt werden.

Bei der quaderförmigen Ausführungsform ist der Behälter in drei vertikale Abschnitte unterteilt, von denen jeder im Schnitt rechteckig ist. Über jedem Flüssigkeit enthaltenden Abschnitt ist ein oberer Speicherabschnitt vorgesehen, der mehrere Speicherkammern aufweist, in welchen verschiedene Reaktionsmittel gespeichert sind und aus denen diese Reaktions mittel wahlweise in den unteren Abschnitt durch Betätigung einer vertikalen Stange abgegeben werden können. Dabei wird ein Stopfen im Boden entfernt. Der Behälter hat einen Mittelkanal, durch welchen zusätzliehe Stoffe zugegeben werden können, beispielsweise ein Lösungsmittel und die zu untersuchende Probe (US-PS 35 04 376).

Der bekannte Reaktionsbehälter hat den Nachteil, daß zusätzliche Kammern für die Reaktionskomponenten vorgesehen werden müssen, die bei der Ingebrauchnahme zu öffnen sind. Dieses öffnen ist unter Umständen wegen mechanischer Defekte nicht möglich. Außerdem kann es beim öffnen vorkommen, daß nur ein Teil der Reaktionskomponenten in die Reaktionskammer gelangt, so daß die sich ergebende Analyse falsch ist

Zum Stand der Technik gehört ein Behälter aus einem flexiblen Material, welches gequetscht und gedrückt werden kann, um zerreißbare Säckchen, in denen Reaktionsmittel enthalten sind, aufzubrechen. Eine der den Probenbehälter bildenden Folien ist nicht transparent. Der Probenbehälter wird in Wasser eingebracht, das durch einen Einlaß in den Behälter eintritt, bis der Wasserspiegel das Niveau des Einlasses erreicht hat (GB-PS 11 40 149).

Dieser bekannte Behälter ist aufgrund der flexiblen Folien, aus denen er besteht, von denen eine nicht transparent ist, für eine automatische Handhabung und optische Analysen nicht geeignet.

Bekannt ist außerdem ein Reaktionsbehälter, 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 aneinandergrenzenden 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 in etwa in der Mittel der Vorrichtung liegenden Scheitel, so daß durch die Flüssigkeitsadhäsion an den Wänden bei horizontal gestelltem Behälter die beiden an den Seiten eingebrachten Flüssigkeitskomponenten an diesen Ecken voneinander getrennt gehalten sind. Durch Auslenkung des Behälters aus der horizontalen Lage kann ein Mischen der beiden Flüssigkeiten erfolgen (US-PS 32 33 975).

Schließlich ist noch ein Testbeutel bekannt, der für den einmaligen Gebrauch geeignet ist und aus lichtdurchlässigem Kunststoff hergestellt werden kann. Ein Teil des Innenraums dieses Beuieis bildet eine Reaktionskammer, die eine einzige öffnung aufweist. Durch Heißsiegeln und Prägen sind einzelne, gegenüber der Reaktionskammer abgedichtete Räume ausgebildet,

SS die mit Reaktionskomponenten gefüllt sind. Durch Ausüben eines Drucks kann die Heißsiegelung, welche die Reaktionskomponente von der Reaktionskammer abschließt, aufgebrochen werden, so daß die Reaktionskomponente in die Reaktionskammer gelangen kann.

fto 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 Reaktionskomponente ausgeübt, so daß sich

fts die: Heißsiegelung löst und die Reaktionskomponente in der Reaktionskammer mit der Probeflüssigkeit vermischt wird (CH-PS 4 72 675),
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 m gewährleisten. Außerdem ermöglicht es erst die Flexibilität des Materials der Wände, daß durch Druck die Heißsiegelnähte, welche die Reaktionskomponenten in den Ausprägungen von der Reaktionskammer trennen, aufgebrochen werden können.

Da es bei einer Anaiyse, die auf der Festellung von optischen Dichteändtirungen 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 Analyseverfahren nicht geeignet. Außerdem muß die Heißsiegelung sehr genau erfolgen, um ein sicheres Funktionieren des Reaktionsbehälters zu gewährleisten.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, den Reaktionsbehälter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einfachen Mitteln derart auszubilden, daß sich mit ihm die gewünschten Analysen mit hoher Genauigkeit a jeh von ungeschulten Kräften oder automatisch zuverlässig durchführen lassen.

Die Lösungsmittel dieser Aufgabe sind im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 zusammengefaßt.

Der erfindungsgemäße Reaktionsbehälter hat den Vorteil, daß er aus billigem Material in Serienproduktion herstellbar ist, keine beweglichen Teile aufweist und für die automatisierte Handhabung geeignet ist. Die Reaktionspartner für bestimmte Reaktionen sind in dem Behälter bereits enthalten, so daß jeder Behälter bereits einer bestimmten Analyse zugeordnet ist, Es braucht also nur noch die Probe mit der die Reaktion auslösenden Komponente in dem Reaktionsbehälter eingebracht zu werden.

Viele der mit dem erfindungsgemäßen Reaktionsbehälter durchführbaren 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 vorgewärmten Flüssigkeit eingetaucht wird. Eine entsprechende Temperierung kann jedoch auch mit den Maßnahmen gemäß der Unteransprüche 2 bis 4 erreicht werden. Wenn dabei als aufheizbares Metall Aluminiumfolie verwendet wird, ist eine direkte Wärmeleitung von außen ins Innere der Kammer möglich. Außerdem erhält man sehr große Wärme abgebende Flächen.

Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Reaktionsbehälters werden zuerst die einzelnen Wandteile mit den entsprechenden Verbindungselementen angefertigt. Auf die einzelnen Flächenbereiche der Reaktionskammer werden dann die Reaktionskomponente in Lösung aufgebracht und durch Gefriertrocknung in den Festzustand übergeführt Anschließend werden die beiden Wände fluiddicht miteinander verbunden. Für die Analyse wird durch die 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 Probeflüssigkeit wird die die

ίο Reaktion auslösende Komponente in die Reaktionskammer gelöst eingebracht und mit deren Inhalt vermischt beispielsweise mit Hilfe eines Luftstrahls oder durch Einführen eines Rührers. Die optische Dichte des Reaktionsgemisches wird in festgelegten Zeitabständen unter Verwendung eines SpektrophotometCTs und von monochromatischem, durch die Fenster des Reaktionsbehälters hindurchgeschickten Licht bestimmt. Aus der optischen Dichte läßt sich die Reaktionsgeschwindigkeit und damit die Menge der in der Probe enthaltenen, zu messenden Substanz ermitteln.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

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

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 von F i g. 1. Fig.3 ze'gt perspektivisch den Reaktionsbehälter mit einer Lichtquelle.

Der in den Figuren gezeigte Reaktionsbehälter 10 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 lnnenflächen dieses diapositivartigen Reaktionsbehälters sind planparallel und haben im Bereich der Reaktionskarnmer 17 einander gegenüberliegende Fenster 15 und 16. Die Flächenbereiche um die Fenster 15 und 16 herum sind mit wulstartigen Erhebungen 23 bzw. 24 versehen, die für ein gutes Haften der Reaktionskomponenten-Feststoffe sorgen. Die Fenster 15 und 16 sind innenseitig von Rippen 29 bzw. 40 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 Reaktionskammer 17 von einer weiteren Kammer 35 umgeben, die mit Aluminiumfolie 38 gefüllt ist, wobei die Folie aus der Kammer 35 als Fortsatz 38 A herausgeführt ist, der die Außenwand des diapositivartigen Reaktionsbehälters mit Ausnahme der Fenster 15 und 16 sowie der zur Reaktionskammer 17 führenden Öffnung 21 umschließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Reaktionsbehälter für den einmaligen Gebrauch aus steifem oder halbsteifem Material mit einer lichtdurchlässigen Reaktionskammer, welche für den Lichtdurchlaß zwei in festgelegtem Abstand einander gegenüberliegende Fenster und eine öffnung für das Eindringen einer Probeflüssigkeit in die Reaktionskammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) diarahmenartig ausgebildet ist, daß die Fenster (15, 16) im Abstand voneinander in parallelen Ebenen auf den gegenüberliegenden Seiten der Reaktionskammer (17) liegend angeordnet sind, daß die Mündung der zur Reaktionskammer (17) führenden öffnung (21) an einem Rand des Behälters (10) vorgesehen ist und daß wenigstens eine Reaktionskomponente in festgelegter Menge als lösbarer Feststoff in der Reaktionskammer (17) abgeschieden ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine der Reaktionskammer (17) benachbarte Kammer (35), die eine zur Thermostatisierung der Reaktionskammer (17) geeignete Substanz (38) enthält.

3.. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz in der Kammer (3S) ein durch Wärmeleitung oder mittels eines elektrischen Feldes aufheizbares Metall (38) ist.

4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kammer (3S) füllende Metall (38) sich außenseitig und auf dem Behälter (10) aufliegend fortsetzt (38 A, F i g. 3).