DE2217230A1

DE2217230A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen kleiner Mengen einer gasförmigen oder flüssigen Probe

Info

Publication number: DE2217230A1
Application number: DE19722217230
Authority: DE
Inventors: Waldemar Rutherford; Walker Evelyn Hackensack; Holderith William; Benson Carl; Wyckoff; Bandrowski James Ridgewood; N.J. Ayres (V.StA.)
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1971-05-28
Filing date: 1972-04-11
Publication date: 1972-12-07
Also published as: DK146608B; US3779083A; GB1323398A; FR2139813B1; FR2139813A1; IT952214B; DK146608C

Description

PATENTANWÄLTE

dr. W.Schalk · dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-ing.G. DAimneNberg DR. V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEI NHOLD · DR. D. GUDEL

6 FRANKFURTAM MAIN

CR. ESCHENHEIMER STRASSE 39

10.4.1972
Gu/gm/x

Becton,Dickinson and Company East Rutherford, New Jersey,USA

Verfahren und Vorrichtung zum Messen kleiner Mengen einer gasförmigen oder flüssigen Probe.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen kleiner Mengen einer gasförmigen oder flüssigen Probe.

Durch die US-PS 3,475,127 ist es bekanntgeworden, Kapillarröhren zum Trennen von flüssigen oder gasförmigen Medien, wie z.B. Blut zu verwenden, wobei nach dem Abtrennen der Blutzellen an einem Ende der Kapillarrohre ein eine genau abgemessene Menge des Bluts enthaltendes Segment der Röhre abgetrennt wird. Es ist ferner bekanntgeworden, Kapillarröhren einer vorbestimmten Länge, die an einer Halterung befestigt sind, zur Aufnahme von vorbestimmten, genau gemessenen Mengen einer flüssigen oder gasförmigen Probe, z.B. Blut,Plasma oder Serum,zur anschließenden Untersuchung vorzusehen, (vgl. US-PS 3,045,494).

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Bei der Anwendung der genannten Vorrichtungen auf die Lehre des US-Patentes 3,475,127 besteht der Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen darin,daß zwar die Kapillarrohre zusammen mit der genau gemessenen Menge der Probe im Reagens untergebracht ist, aber keine Vorrichtung vorgesehen ist, mit der die präzise Probemenge zur. Durchführung des Tests in den Reagens geführt wird. In der Ausführungsform nach der US-PS 3,045,494, z.B., wird die Probe, beispielsweise das Plasma oder Serum, vor dem Test nicht in ihre Komponenten getrennt. Die Probe kann zwar danach weiterverwendet werden, jedoch kann die Vorrichtung nach der US-PS 3,045,494 nicht angewendet werden, sofern es sich bei der Probe um reines Blut oder Blut mit. einer Zugabe zur Verhinderung der Gerinnung, handelt, weil die abgemessene Menge der Probe dann Blutzellen enthalten würde.

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen eines flüssigen oder gasförmigen Probemediums in seine Komponenten, beispielsweise in die Phase leichter und die Phase schwerer Bestandteile vor. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Probemedium um Blut, das in seine Leichtphasenbestandteile Plasma oder Serum und in seine Schwerphasenbestandteile, einschl. Zellen und ausgeschiedenes Protein, getrennt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung mit einer selbstfüllenden, wegwerfbaren Präzisions-Kapillarrönre vorgesehen, die an einer vorbestimmten Stelle oder Zone zwischen ihren Enden schwächer ausgebildet und in einer Halterung befestigt ist. Die Halterung besitzt belüftete Hüllen oder Abschirmungen, die der Kapillarröhre Schutz vor Verschmutzung oder Zerstörung gewähren und die Kapillarrohre an der vorbestimmten, schwä-cher ausgebildeten Stelle abtrennen, nachdem sie mit der Probe gefüllt und/äßein^S Ende verschlossene Röhre die Probe in ihre festen und flüssigen Komponenten getrennt worden ist. Das verbleibende Teil der in der Halterung befestigten Kapillarrohre enthält nunmehr die genau gemessene Menge eines flüssigen oder gas-

förmigen Mediums, das anschließend getestet werden kann.

Weiterhin schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zum Mischen einer präzisen Menge eines flüssigen oder gasförmigen Mediums in einem genau vorherbestimmten Verhältnis mit einem Zusatzmittel in einem elastischen, wegwerfbaren Behälter vor.

Die vorliegende Erfindung schlägt auch zur Überwindung der Nachteile der bekannten Vorrichtungen vor, eine wegwerfbare Anordnung derart auszubilden, daß eine genau' vorherbestimmte Menge einer flüssigen oder gasförmigen Probe abgegeben werden kann, sowie eine Vorrichtung, mit der die Probe aus der Kapillarrohre entnommen wird, ohne daß die Röhre und die Probe in ein Lösungsmittel gegeben werden. Weiterhin schlägt die Erfindung eine einfache und preisgünstige Vorrichtung zum präzisen Messen von Proben vor, wobei die Probe in ihre Bestandteile getrennt und danach die Kapillarrohre abgetrennt wird und somit eine Anordnung entsteht, mit der die präzise abgemessenen Mengen der Probe in ein Lösungsmittel gegeben werden können, so daß ein Gemisch von verschiedenen Materialien ·. ., . . in einem genau vorherbestimmten Verhältnis erhalten wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Explosionsansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die für die Anwendung vollständig zusammengesetzte Vorrichtung;

-Fig. 2a -einen Schnitt entlang der Linie 2a-2a der Fig. 1; Fig. 2b einen Schnitt entlang der Linie 2b-2b der Fig. 1; Fig. 3,4,5,

5a,6 nacheinander die Schritte zur Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung; Fig-. 4a eine vergrößerte Teilansicht des Endstopfens der Kapillarröhre, die in Fig. 4 verschlossen gezeigt ist;

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Fig.'7 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit Elementen zum Verstopfen bzw. Verschließen des Endes der Kapillarrohre;

Fig. 8 einen Schnitt ähnlich der Fig. 2, wobei das Verschlußelement nach Fig. 7 zur Anwendung kommt;

Fig. 9 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform der Verschlußeinrichtung für das Ende der Kapillarrohre;

Fig. 10 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Kapillarrohre, die bei der Vorrichtung nach der Erfindung verwendet werden kann.

Durch die Fig. 1 und 2 wird die Erfindung grundsätzlich am besten verdeutlicht. Eine Vorrichtung oder Anordnung 10, mit der genaue Mengen einer flüssigen oder gasförmigen Probe in ihre flüssigen oder gasförmigen Phasen getrennt wird, besitzt ein Kapillarröhrchen 12, an dessen Umfang eine abgeschwächte Stelle oder Bereich 14 ausgebildet ist. Das Kapillarröhrchen ist als wegwerfbare , selbstfüllende Präzisbnsröhre ausgebildet und besitzt einen derart ausgebildeten Hohlraum, daß eine Längeneinheit der Kapillarrohre eine vorbestimmte Menge eines Mediums enthält. Wenn eine Anordnung mit einer bestimmten Menge, z.B. 10,20,30,40 oder 50 Mikroliter erwünscht ist, wird die an der Kapillarrohre ausgebildete Sollbruchstelle an einem Punkt mit einer vorbestimmten Entfernung zu einem Ende der Kapillarrohre angeordnet. Ein Teil 15 des Kapillarröhrchens zwischen der Sollbruchstelle 14 und dem Ende 16 besitzt eine Entfernung, die nicht bekannt zu sein braucht, dieses Teil wird später abgelöst. Ein Segment 17 des Kapillarröhrchens 12 zwischen der Sollbruchstelle 14 und dem Ende 18 hat ein vorbekanntes, bestimmtes Volumen und ist das Teil oder Segment der Röhre, das zur Abgabe einer vorbestimmten Menge der Probe zurückgehalten wird.

Das Kapillarröhrchen 12 ist in einer Halterung 20 zwischen seinen Enden 16 und 18 befestigt. Die Halterung 20 besitzt

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einen Hohlraum 22, der sich in Längsrichtung der Halterung erstreckt. Sie weist ferner einen Bereich 24 mit einem verringerten Durchmesser auf, worin das Kapillarröhrchen fest gehalten wird. Der Bereich 24 bildet einen Teil des Hohlraums 22, der einen Durchmesser aufweist, welcher der Kapillarrohre 12 einen Paßsitz gibt. Teile der Halterung 20 erstrecken sich über die Sollbruchstelle 14. Vorzugsweise ist die Halterung 20 so an der Röhre 12 befestigt, daß die Sollbruchstelle 14 im Hohlraum 22 liegt, und zwar an der Stelle, an der der Bereich 24 mit dem Hohlraum 22 zusammentrifft. Somit bildet das zv/ischen der Sollbruchstelle 14 und dem Ende 16 der Kapillarröhre definierte Segment das Teil 15 der Röhre, das später abgestoßen wird.

Die Halterung 20 ist mit Greifflächen 26 ausgebildet, die von den Fingern gegriffen werden, wobei die Greif flächen sich parallel zur Längsachse der Halterung erstrecken und zwischen den Enden der Halterung 20 münden. Das nach vorne gerichtete Ende der Halterung 20 bildet eine kegelförmige Spitze oder Nabe 27 und mündet in ein verkleinertes kegelförmiges Teil 29» das einen Teil des Hohlraums 22 definiert, welches den Bereich 24 mit dem verringerten Durchmesser ausbildet.

An der kegelförmigen Spitze oder Nabe 27 ist eine Schutz* kappe 32 lösbar befestigt. Das rückseitige Teil der Halterung 20 besitzt eine sich quer erstreckende Schulter oder Wandteil 28, von dem sich eine kegelförmige Spitze 30 erstreckt, an der eine weitere Schutzkappe 34 lösbar befestigt ist. Die Schutzkappen 32 und 34 sind ähnlich konstruiert und ausgebildet, so daß hier nur die Schutzkappe 32 beschrieben wird. Die Fig. 1,2,2a,2b zeigen die Schutzkappen· 32,34 am deutlichsten und zeigen, daß die Schutzkappen an ihren Innenflächen Belüftungsöffnungen oder Kanäle 36 besitzen. Die Belüftungskanäle 36 sind um offene Endflächen 37 herum ausgebildet und erstrecken sich weit genug entlang der Innenflächen, so daß sie eine größere Länge als die kegelförmigen Teile 27 und 30 der Halterung 20 besitzen. Sind die Schutzkappen , 32 und 34 lösbar an der Halterung 20 befestigt, wird sicher-

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gestellt, daß die Luft in den inneren Teilen der Vorrichtung atmosphärischen Druck aufweist, und die Belüftungskanäle ermöglichen einen Druckausgleich zwischen den inneren und äußeren Teilen der Vorrichtung.

Eine zweite Gruppe von Kanälen 39, die aus verschiedenen Gründen zur Anwendung gelangen können, ist vorgesehen,und zwar benachbart dem geschlossenen Ende 38 der Schutzkappen 32 und 34. Die Kanäle 39 sind diskontinuierlich unter Abstand so angeordnet, daß sie um die innere Peripherie Fenster 41 ausbilden, wodurch die Spitze 18 der Vorrichtung 10 klar erkennbar wird. Hierdurch kann die Bedienungsperson feststellen, ob das Ende 18 der Kapillarrohre 12 vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, um , falls nicht, die notwendigen Schritte zu unternehmen, die Röhre zu füllen, wie dies im einzelnen in bezug auf die Fig. 1 bis 6 noch näher beschrieben wird. Die Kanäle 39 der Schutzkappe 34 dienen auch als Luftentweichungskanäle für den Fall, daß fein verteiltes Material, z-vB. Ton, im Ende 38 der Schutzkappe 34 angeordnet ist (vgl. Fig. 9). Es hat sich herausgestellt, daß die Kanäle das Füllen des Endes der Schutzkappe vereinfachen, wenn die Kanäle bzw. Auskehlungen im geschlossenen Ende der Abschirmung ausgebildet sind.

Fig. 9 zeigt eine Vorrichtung zum Verstopfen bzw. Verschließen des Endes der Kapillarrohre 12 beim Ende 16. Ton, wie er beispielsweise durch die Firma Clay Adams unter der¹ Bezeichnung SEAL EASE vertrieben wird, hat sich dabei als günstiges Verschlußmaterial erwiesen. Selbstverständlich kann jedes andere fein verteilte Material, das das Ende der Kapillarrohre 12 fest verschließt, verwendet werden. Das verwendete Material soll inert gegenüber dem Probemedium sein. Fein verteilter "Ton 40 ist im Endteil der Schutzkappe 34· verteilt und gebrauchsfertig, nachdem die Kapillarrohre 12 mit dem Probemedium gefüllt ist. Die Schutzkappe 34· wird dann auf das Ende 16 der Kapillarrohre 12 aufgesteckt und lösbar an der Spitze 30 der Halterung 20 befestigt, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Die eigentliche Verwendung der Schutzkappe 34

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O O Ί *7 *1 O O

wird weiter unten noch näher beschrieben.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform der erfindungsgem. Vorrichtung, die sich von der Vorrichtung nach Fig. 1 durch eine elastische,röhrenförmige Manschette 44 unterscheidet. Die Manschette 44 ist am Ende 16 der Kapillarrohre 12 derart befestigt, daß ein größerer Teil der Manschette 44 sich über das Ende 16 hinaus erstreckt. Das andere Ende der Manschette 44 befindet sich in bezug zum Ende 16 im Paßsitz, so daß eine Lache 46 gebildet wird, wenn die Schutzkappe 34* an der Halterung 20 befestigt wird (vgl. Fig. 8). Die Lasche der elastischen Manschette 44 wird zusammengefaltet, so daß ein verstopftes Ende gebildet wird. Daher ist in der Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 ein Verschluß aus fein verteiltem Material nicht erforderlich.

Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise der Vorrichtung nach der Erfindung dienen die Fig. 3 bis 6. Die Anordnung 10 der Fig. 1 wird in einer Hand an der Halterung 20 gehalten, wobei Daumen und Zeigefinger die Flächen 26 der Halterung 20 umfassen. Die belüfteten Schutzkappen 32 und 34 werden abgezogen, so daß beide Enden der Kapillarröhre' .12 freiliegen. Wenn eine Blutentnahme vorgenommen und das Plasma untersucht werden soll, kann Blut an einer beliebigen Stelle beim .Patienten abgenommen werden. Zum Beispiel wird durch eine Finger·=- punktion die Kapillarrohre 12 mit Blut B gefüllt. Dabei sollen die Finger so gehalten werden, daß das Innere der Handfläche nach oben gerichtet ist, um das Herunterlaufen von überflüssigem Blut zu vermeiden. Die Halterung 20 wird vorsichtig so umfaßt, daß eine Berührung der Oberflächen der Kapillarrohre 12 mit der Hand vermieden wird (vgl. Fig.3). Die Kapillarrohre wird im wesentlichen durch die Halterung 20 in horizontaler Lage gehalten und das Ende 16 der Röhre 12 wird in den auf dem Finger gebildeten Blutstropfen B gelegt, und das Blut füllt den Hohlraum des Kapillarröhrchens 12 vollständig. Das Ende 16 wird vom Blutstropfen weggezogen, während die Kapillarrohre in waagerechter Position gehalten wird, wie . es Fig. 3 zeigt, wobei der Teil 15 der Röhre von möglicherweise

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dort'an der Oberfläche zurückgebliebenem Blut gereinigt wird, Hierbei muß ^ede Berührung mit dem Ende 16 vermieden v/erden. Das Ende 16 wird dann vorsichtig aber nachdrücklich in den fein verteilten Ton 40 eingetaucht oder getrieben, der in einem Behälter 41 vorgesehen ist (vgl. Fig. 4). Nachdem das

Ende 16 verschlossen ist (vgl. Fig,4a) wird das überflüssige Blut von den äußeren Flächen 18 entfernt, d.h. die Stärke des Pfropfens aus Ton, der in den Hohlraum am Ende 16 der Röhre 12 gepreßt wird, läßt eine entsprechende Dfenge Blut austreten, und zwar am Ende 18. Dieser Überschuß wird durch sorgfältiges Abwischen der äußeren Oberfläche der Kapillarrohre 12 am benachbarten Ende mit einem saugfähigen Seidenpapier beseitigt.

Die Schutzkappen 32 und 34 werden dann, wie in Fig. 2 gezeigt, positioniert und befestigt. Danach ist die Vorrichtung zum Zentrifugieren bereit und wird mit der verschlossenen Seite nach unten in die Zentrifuge gegeben. Hierzu kann jede beliebige Laborzentrifuge benutzt werden, und es muß keine Spezialausrüstung vorgesehen sein. Die Anordnung wird unter großer Geschwindigkeit für verhältnismäßig kurze Zeit zentrifugiert. Die Blutzellen und andere schwerphasige Komponenten des Bluts werden im verschlossenen Ende zusammengedrängt, so daß die Kapillarröhre 12 anschließend ein Zweiphasenmaterial in ihrem Hohlraum aufweist, und zwar eine Leichtphasenkomponente, z.B. Plasma oder Serum,;die sich am Ende 18 bis über die Sollbruchstelle 14 erstreckt und eine Schwerphasenkomponente aus Blutzellen und/oder ausgeschiedenem Protein und einem Teil der flüssigen Komponente,. die sich zwischen Ende 1ß und dem Bereich 14 erstreckt. Die Länge der Kapillarrohre 12 zwischen Sollbruchstelle 14 und Ende 16 muß groß genug sein, um alle Blutzellen aufzunehmen sowie einen Teil des Plasmas oder Sex uns, um zu gewährleisten, daß der genau gemessene, vorbestimmte Inhalt der Röhre 12,der zwischen dem Bereich 14 und dem Ende 18 definiert ist, stets

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vollständig mit leichtphasigem Medium, z.B. Plasma oder Serum gefüllt ist.

Um den Teil der Kapillarrohre 12 an der Sollbruchstelle 14 abzutrennen, wird die Anordnung 10 lediglich wie in Fig. 5 gezeigt, ergriffen, und die Schutzkappen 32 und 34 werden vorsichtig, aber kräftig nach innen gebogen. Die kegelförmige Spitze 30 erlaubt eine Bewegung der Schutzkappe 34, wodurch ein Druck auf das Ende 16 der Röhre 12 entsteht, so daß diese im Bereich der Sollbruchstelle 14 abbricht. Das abgebrochene Teil 15 wird lose und verschiebbar im Hohlraum 22 der Halterung 20 gehalten. Um das abgebrochene Teil 15 der Kapillarrohre 12 zu entfernen, muß die Schutzkappe 34 von der Halterung 20 entfernt werden (vgl. Fig. 5a). Kapillarteil 17 der Anordnung 10 bleibt dagegen intakt, und zwar wird der Bereich der Röhre 12, der zwischen der Sollbruchstelle 14 und dem Ende definiert ist, durch die Schutzkappe 34 geschützt und das genau gemessene Medium kann in der in Fig. 6 näher dargestellten Weise gemischt werden.

Fig. 6 zeigt einen elastischen Behälter mit einer Öffnung am oberen Ende, der im wesentlichen dem Durchmesser der kegelförmigen Spitze 27 der Halterung 20 entspricht. Im Behälter 50 ist ein genau abgemessenes Lösungsmittel verteilt, mit dem ein Test an dem genau abgemessenen Medium im Teil 17 der Kapillarrohre 12 durchgeführt wird. Durch dasEntfernen der Schutzkappe 32 mit nachfolgendem Ausdrücken des Behälters 50 und dem Anfügen des Behälters in der in Fig. 6 gezeigten Weise, werden die Flüssigkeiten für das Mischen vorbereitet. Wenn der Druck auf den elastischen Behälter 50 nachläßt, wird die im Behälter enthaltene Flüssigkeit vom lösungsmittel aufgesaugt und durch wiederholtes Zusammendrücken und Nachlassen des Drucks wird der Hohlraum der Kapillarrohre 12 ausgespült, wodurch eine Mischung verschiedenen Materials in einem genau vorherbestimmten Verhältnis erhalten wird.

Fig. 9 zeigt ein anderes Verfahren zum Verstopfen bzw. Ver-.schließen des Endes 16 der Kapillarrohre 12. An Stelle der

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in Fig. 4a gezeigten Verschlußeinrichtung am Ende 16 des Hohlraums der Kapillarrohre 12 mit Ton, kann die in Fig. 9 gezeigte Ausführungsform verwendet werden. Eine Schutzkappe 34' ähnlich der Schutzkappe 34, in der Ton oder fein verteiltes Material 40 am Ende der Kappe 34' angeordnet ist, ist an Stelle des Behälters der Fig. 4 vorgesehen. Die Schutzkappe v/ird über die Kapillarrohre 12 gelegt, so daß das Ende 16 von dem fein verteilten Material umschlossen wird (vgl. Fig. 9). Nachdem das Medium im Hohlraum der Kapillarrohre 12 zerteilt ist, wird das Verfahren nach Fig. 5 und 6 angewendet. Im Verfahren nach Fig. 5a wird die abgetrennte Zone des KapiDLarröhrchens 12 automatisch abgenommen, weil das Ende 16 der Kapillarrohre 12 von Ton 40 umgeben ist und sowohl die Schutzkappe wie das Teil 15 der Kapillarrohre 12 abgetrennt werden.

Es ist ersichtlich, daß verschiedene Abänderungen angewendet werden können, ohne von der erfindungsgemäßen Vorrichtung abzuweichen. So zeigt beispielsweise Fig. 10 eine Kapillarrohre 12· mit zwei Segmenten, nämlich einem ersten Segment 17' von genau vorbestimmtem Inhalt, ähnlich dem Segment 17, das auf der Halterung 20 befestigt ist, und ein zweites Segment 15', welches den zwischen der Sollbruchstelle 14' und dem nicht dargestellten Ende 16' definierten Bereich ausgebildet. Die Segmente 15' und 17' sind am Halter 20· befestigt, und zwar derart, daß ihre JSnden gegeneinanderstoßen und so einen axial fluchtenden, länglichen Kanal ausbilden. Das Segment 15', welches zwischen der Sollbruchstelle 14' und dem Ende 16' definiert ist, ist lösbar am Halter 20' befestigt. Das Ende 16· kann in der voraufgehend beschriebenen Weise verstopft bzw. verschlossen sein. Danach wird das Segment vom Halter 20' getrennt, und -zwar, indem eine leichte Zugkraft auf die gegeneinanderstoßenden Enden ausgeübt wird, worauf das Segment abgetrennt wird. Die Sollbruchstelle 14' wird beim Gegeneinanderstoßen der beiden Enden leicht mit einer geringen Menge von Silikon oder dergl. Material abgedichtet.

Ίη der Beschreibung und in den Ansprüchen wird von einem Plasma

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gesprochen. Darunter soll sowohl Plasma als auch Serum verstanden werden. Ebenso kann in der Vorrichtung nach der Erfindung jedes Medium behandelt v/erden, das eine leichtphasige Komponente und eine, schwerphasige Komponente aufweist, die voneinander getrennt werden können.

Y/ichtig bei der Erfindung ist, daß ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von genauen Mikromengen von flüssigen oder gasförmigen Proben mit einer selbstfüllenden, wegwerfbaren Präzisons-Kapillarröhre geschaffen wird, die an einer zwischen ihren Enden befindlichen Stelle schwächer ausgebildet und an einer Halterung befestigt ist. Die Vorrichtung umfaßt eine Anordnung zum Schutz der Kapillarrohre vor Bruch und zum Abtrennen der Kapillarröhre an der vorbestimmten, schwächer ausgebildeten Stelle, und zwar in Querrichtung der Röhre, so daß das verbleibende Teil der Kapillarrohre eine genau gemessene Menge einer flüssigen oder gasförmigen Probe enthält. Wahlweise kann die genau gemessene Menge des flüssigen oder gasförmigen Mediums mit einer ebenfalls genau gemessenen Menge einer anderen Flüssigkeit vermischt werden, wodurch ein Flüssigkeitsgemisch in einem vorherbestimmten Verhältnis erhalten wird.

-Ansprüche 209850/ 1032

Claims

10.4.1972 Becton,Dickinson and Company

Gu/gm/x East Rutherford,N.J.,USA

Ansprüche

Wegwerfbare Vorrichtung zur Anwendung bei der Herstellung flüssiger Gemische von verschiedenen Materialien in einem genau vorherbestimmten Verhältnis, gekennzeichnet durch:

a. eine selbstfüllende Präzisions-Kapillarröhre (12), die an einer vorbestimmten Stelle (14) zwischen ihren Enden (16,18) schwächer ausgebildet ist und an dieser Stelle abgetrennt werden kann, wodurch ein erster Bereich (17) mit einem vorbestimmten Volumen sowie ein zweiter Bereich (15) ausgebildet wird, wobei der erste Bereich eine genaue Menge einer ersten Flüssigkeit enthält;

b. eine Halterung (20), durch die sich in Längsrichtung ein Hohlraum (22) erstreckt, wobei die Kapillarrohre (12) im Hohlraum (22) befestigt ist und Teile der Halterung (20) sich um den ersten und den zweiten Bereich (15,17) herum erstrecken;

c. eine an der Kapillarrohre (12) befestigte Verschluß einrichtung (40), die am offenen Ende (37) des zweiten Bereichs'(15) vorgesehen wird, nachdem die Kapillarrohre (12) mit der ersten Flüssigkeit gefüllt ist;

d. einen elastischen Behälter (50) mit einer genau vorherbestimmten Menge einer zweiten Flüssigkeit, wobei der Behälter mit Elementen zum lösbaren Befestigen der Halterung (20) am Behälter (50) versehen ist und der erste Bereicn^aör Kapillaröhre (12) an dem Teil der Halterung (20) befestigt ist, das sich im Behälter (50) befindet, wodurch die vorbestimmte Menge der Flüssigkeit im ersten Bereich (17) mit der im Behälter (50) vorhandenen zweiten Flüssigkeit in einem genau vorherbestimmten Verhältnis gemischt wird.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lösbare Abschirmungen (32,34) vorgesehen sind, die lösbar an der Halterung (20) befestigt sind und Teile des ersten Bereichs (17) und Teile des zweiten Bereichs (15) der Kapillarröhre (12) umschließen.

3« Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmungen als Schutzkappen (32,34) ausgebildet sind, die sich radial um ihre Öffnungen (37) erstreckende Belüftungsöffnungen (36,39) besitzen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen bzw. Verschluß (40) aus amorphem, klebendem Material besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe, klebende Material nicht-härtender Ton in fein verteilter Form ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (4P)ein dichtendes Material aufweist, das in einer Kappe (36) getragen wird und die Kapillarröhre (12) abdichtet, wenn die Kappe an der Halterung (20) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement , (40) eine rohrförmige Manschette (44) aus elastischem Material besitzt und auf der Kapillarröhre (12) an .deren offenem äußeren Ende (37) des zweiten Bereichs (15) vergesehen ist, wobei die Manschette (44) zusammengefaltet wird und -so das Ende (37) dichtend verschließt, wenn die Kappe (32,34) an der Halterung (20) im Bereich der zweiten Zone (15) der Kapillarröhre (12) befestigt wird, wobei die Kappe das elastische Material derart

• . umbiegt, daß eine Dichtung gebildet wird«

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8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flüssigkeit Plasma ist.

9. , Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarröhre (12) einen ersten Bereich (17) mit einem vorbestimmten Volumen sowie einen zweiten Bereich (15) besitzt, wobei der erste und der zweite Bereich in der Halterung (20) be-festigt und so angeordnet sind, daß ihre Endteile aneinenderstoßen, axial mit der Halterung fluchten und dichtend mit dieser verbunden sind, und daß der zweite Bereich (15) lösbar an der Halterung (20) befestigt ist.

10. Wegwerfbare Vorrichtung zum Trennen einer genauen Menge einer flüssigen Probe, gekennzeichnet durch eine selbstfüllende Präzisions-Kapillarröhre (12), die an einer vorbestimmten Stelle^zwischen ihren Enden (16,18) schwächer ausgebildet ist und an dieser Stelle (14) abgetrennt werden kann, wobei eine erste Zone (1?) mit einem vorbestimmten Volumen und eine zweite Zone (15) gebildet wird, durch eine Halterung (20) mit einem in Längsrichtung durch diese Halterung sich erstreckenden Hohlraum (22), wobei die Kapillarröhre (12) in diesem Hohlraum (22) befestigt ist und Teile der Halterung (20) sich um den ersten Bereich (17) und den zweiten Bereich (15) erstrecken, ferner durch eine Verschlußeinrichtung (40), die am offenen Ende (37) der zweiten Zone (15) der Röhre (12) angeordnet ist sowie durch Abschirmungselemente (52,34), die an der Halterung (20) befestigt sind und die Kapillarröhre abschirmen und diese an der Stelle (14) abtrennen, wobei die erste Zone (17) an der Halterung fest bleibt und eine genau bekannte Menge der Flüssigkeit enthält.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß lösbare Abschirmungen (32,34) vorgesehen sind,

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die lösbar an der Halterung (20) "befestigt sind und . Teile des ersten Bereichs (17) und Teile des zweiten Bereichs (15) der Kapillarrohre (12) umschliessen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmungen als Schutzkappen (32,34) ausgebildet sind, die sich radial um ihre Öffnungen (37) erstreckende Belüftungsöffnungen (36,39) besitzen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen bzw. Verschluß (40) aus amorphem, klebendem Material besteht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe, klebende Material nicht-härtender Ton in fein verteilter Form ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtung (40) fein verteiltes Abdichtmaterial enthält, das in einer . Kappe

mit Belüftungsöffnungen (39,36) vorgesehen ist, wobei die Belüftungselemente am inneren, geschlossenen Ende der Zappe (32,34) ausgebildet sind sowie um die innere Fläche des offenen äußeren Endes (37), so daß, wenn die Kappe mit dem Abdichtmaterial an der Halterung (20) befestigt ist, das Ende des zweiten Bereichs (15) der Kapillarrohre (12) von dem Dichtmaterial umfaßt wird, wobei Teile des Dichtmaterials in dem Hohlraum (22) der Röhre (12) angeordnet sind, so daß das Ende. (37) des zweiten Bereichs (15) dicht verschlossen wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11*. dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (40) eine rohrförmige Manscheti-e (44) aus elastischem Material besitzt

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und auf der Kapillarrohre (12) an deren offenem äußeren Ende (37) des zweiten Bereichs (15) vorgesehen ist, wobei die Manschette (44) zusammengefaltet wird und so das Ende (37 ) dichtend verschließt, wenn die Kappe (32,34) an der Halterung (20) im Bereich der zweiten Zone (15) der Röhre (12) befestigt wird, wobei die Kappe das elastische Material derart umbiegt, daß eine Dichtung gebildet wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarrohre (12) eine ersten Bereich (17) mit einem vorbestimmten Volumen sowie einen zweiten Bereich (15) besitzt, wobei der erste und der zweite Bereich in der Halterung (20) befestigt und so angeordnet sind, daß ihre Endteile aneinanderstoßen, axial mit der Halterung fluchten und dichtend mit dieser verbunden sind, und daß der zweite Bereich (15) lösbar an der Halterung (20) befestigt ist.

18. Verfahren zum Trennen eines genau bekannten Volumens einer in einer wegwerfbaren Vorrichtung enthaltenen Flüssigkeit, die eine in einer Halterung befestigte Kapillarrohre mit einer schwächer ausgebildeben Stelle zwischen ihren Enden aufweist, wodurch eine erste Zone mit einem vorbestimmten Volumen und eine zweite Zone gebildet wird und die Halterung um die erste und die zweite Zone der Kapillarrohre herum gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarrohre (12) mit einem Flüssigkeitsgemisch gefüllt wird, daß die Kapillarrohre am äußeren offenen Ende (37) ihres zweiten Bereichs (15) abgedichtet v;ird, daß das Flüssigkeitsgemisch getrennt wird, wodurch die erste Zone (17) der Kapillarrohre (12) vollständig mit einer flüssigen Probe gefüllt wird, daß die Kapillarrohre an der schwächer ausgebildeten Stelle (14) abgetrennt und die zweite

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Zone (15) von derjHalterung (20) entfernt wird;, wobei eine genau bekannte Menge einer flüssigen Probe in der ersten Zone erhalten wird, die anschließend getestet werden kann»

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet ₉ daß eine genau bekannte Menge einer flüssigen Probe mit einer genau gemessenen Menge eines Zusatz-*· mittels in einem elastischen Behälter (50) gemischt wird, wodurch ein genau vorherbestimmtes Verhältnis von flüssiger Probe und Zusatzmittel erhalten wir d.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarrohre (12) mit einem amorphen, klebenden Material abgedichtet wird»

21. Verfahren nach Anspruch 20, dad-urch gekennzeichnet, daß als Abdichtungsmaterial fein verteilter, nicht-härtender Ton verwendet wird«

22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß an der Halterung (20) lösbar befestigte Schutzkappen (32,34) angebracht werden.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkappen (32,34) Belüftungsöffnungen (36) besitzen, die um die innere Fläche des offenen Endes (37) angeordnet sind.

24. Verfahren nach Anspruch 1S₉ dadurch gekennzeichn-et, daß die Kapillarrohre (12) einen ersten Kapillar "bereich (17) mit einem Torherbestimmten Yolumen und einen zweiten Kapillarbereich (15) DeSItSt₉ daß beide Kapillar"bereiche (15,17) in der Halterung (20) befestigt sind, und zwar derart, daß Ihre Enden aneinanderstoßen und sie axial mit der Halterung

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(20) fluchten sowie mit dieser in dichtender Verbindung stehen, und daß der Kapillarbereich lösbar mit der Halterung (20) verbunden ist.

25. Verfahren zum Trennen einer vorbestimmten Menge eines Bestandteils einer ersten Flüssigkeit und zum Mischen einer vorbestimmten Menge einer zweiten Flüssigkeit mit der ersten Flüssigkeit zum Herstellen eines Gemisches in einem vorherbestimmten Verhältnis, gekennzeichnet durch:

a. Füllen einer Kapillarröhre (12) mit einer ersten Flüssigkeit, die aus einem Gemisch aus leichten und schweren Komponenten besteht;

b. Verschließen eines Endes (£>8) der Kapillarröhre (12);

c. Trennen der ersten Flüssigkeit in ihre leichtphasigen und schwerphasigen Bestandteile in der Kapillarröhre (1-2);

d. Lösen bzw. Abtrennen der Kapillarröhre (12) in zwei Zonen (15,17), nämlich eine erste Zone (17), die eine vorbestimmte Menge der leichtphasigen Komponente und in eine zweite Zone (15), die schwerphasige Komponenten des Material enthält und

e. Mischen der vorbestimmten Mengen der leichtphasigen Komponente des Materials mit einer vorbestimmten Menge der zweiten Flüssigkeit, um eine Gemisch in einem vorbestimmten Verhältnis zu erhalten.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die leichtphasige Komponente und die schwerphasige Komponente der ersten Flüssigkeit durch Zentrifugieren getrennt werden.

27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Flüssigkeit Blut verwendet wird.

28. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,

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daß die leichtphasige Komponente in einem Segment der Kapillarrohre (12) enthalten · und an einer Halterung (20) befestigt ist, die eine Einrichtung zum Ankuppeln eines elastischen Behälters (50) aufweist, daß die Komponente der ersten Phase mit der zweiten Flüssigkeit im Behälter (50) vermischt wird, und zwar durch Zusammendrücken des Behälters bevor an diesen die Halterung (20) angekuppelt wird und durch darauffolgendes Nachlassen des Drucks sowie anschließend durch Zusammendrücken des Behälters (50) und Nachlassen des Drucks zum Entfernen der gesamten ersten Flüssxgkeitskomponente aus der Kapillarrohre (12).

Patentanwalt:

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