DE2233814B2

DE2233814B2 - Verfahren und vorrichtung zum vorbereiten einer gesamtfluessigkeitsprobe auf die probenanalyse

Info

Publication number: DE2233814B2
Application number: DE19722233814
Authority: DE
Inventors: Kenneth Chertsey Surrey Storr (Großbritannien), Bonnafe, Marcel, Vetraz Monthoux (Frankreich)
Original assignee: Technicon Instruments Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1971-07-13
Filing date: 1972-07-10
Publication date: 1977-09-15
Also published as: NL171496C; AU4421772A; DE2233814A1; CH532780A; AU467643B2; JPS564869B1; CA963687A; GB1392304A; NL7208988A; IT968399B; FR2145986A5; US3879127A; NL171496B; BE786213A; DE2233814C3

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vorbereiten einer gegebenenfalls unerwünschte Substanzen enthaltenden Gesamtfiüssigkeitsprobe auf die Probenanalyse, bei dem die Gesamtfiüssigkeitsprobe auf einem porösen, absorptionsfähigen Träger gegeben wird und die zu analysierende Probe nach Trennung von den etwaigen unerwünschten Substanzen mit einer Elutionsflüssigkeit aus dem porösen Träger gespült wird. Ferner befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung in Form eines Probenhalters; zur Durchführung des Verfahrens, enthaltend einen Hohlkörper mit einer den eingebrachten absorptionsfähigen Probenträger unterstützenden starren Platte aus porösem Material und mit einem Einsatz, der den Träger an seinem Platz hält SS

Das eingangs beschriebene Verfahren ist seiner grundsätzlichen Art nach aus der Dl-OS 2012951 bekannt Danach wird zur Bestimmung des Thyroxinjodgehalts in Serumproben durch Chromatographie das Serumeiweiß von dem durch das Ionenaustauschharz gebundenen Serumthyroxin durch Waschen des Harzes mit einer alkalischen Lösung getrennt und aus dem Harz eluiert Die alkalische Waschflüssigkeit enthält ferner einen alkoholischer. Bestandteil zum Entfernen von unerwünschten Carbonat- und Bicarbonationen. An- 6$ schließend wird das Thyroxin unter Anwendung einer Essigsäurewäsche aus dem Harz eluiert Ergänzend zu diesem Stand der Technik wird auf die DT-OS 20 41 224 verwiesen, aus der es zur Bestimmung von Serumthyroxin bekannt ist Aminosäuren einschließlich von Thyroxin und Thyronin auf einem Ionenaustauschharz za adsorbieren, dann die Proteinmolekühle und andere Verunreinigungen unter Verwendung einer Reihe von Acetatlösungen aus dem Harz zu eluieren und schließlich das Thyroxin und Thyronin mit Essigsäure aus dem Harz auszuwaschen.

Bei diesen bekannten Verfahren erfolgt somit die Trennung der in einer Gesamtflüssigkeitsprobe enthaltenen unerwünschten Substanzen von den zur Analyse vorgesehenen, erwünschten Substanzen unter Ausnutzung der Bindungswirkung von jeweils geeigneten lonenaustauschharzen durch mindestens zweimaliges Eluieren. Im allgemeinen wird jedoch die durch das Ionenaustauschharz gebundene gewünschte Substanz drei- oder viermal oder noch öfter gewaschen, um die unerwünschten Substanzen zu entfernen. Mit der Anzahl der Eiuiervorgänge nimmt aber die für die Vorbereitung der Probenanalyse erforderliche Zeit zu. Ferner wird vorausgesetzt, daß die fraglichen zur Analyse bestimmten Substanzen in bereits löslicher Form vorliegen und durch ein jeweils geeignetes Ionenaustauschharz hinreichend stark gebunden werden, so daß sie beim Elueren der unerwünschten Substanzen in dem Harz bleiben.

Bezüglich der eingangs beschriebenen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird auf die DT-OS 19 02 667 verwiesen. Daraus ist zum Aufbringen einer Probe auf eine chromatographische Säule ein Probenbehälter mit einer Mittelbohrung bekannt, deren unteres Ende durch eine poröse Scheibe abgeschlossen ist. Auf dieser porösen Scheibe sitzt ein Ionenaustauschharz und darauf eine weitere poröse Scheibe. Zum Autbringen der in dem Ionenaustauschharz adsorbierten Probe wird eine unter Druck stehende Elutionsflüssigkeit durch den Probenbehälter gedrückt

Das Verfahren und die Vorrichtung der beschriebenen Art finden beispielsweise auch Anwendung für verschiedenartige klinische Untersuchungen an Blutproben, um die Anwesenheit, Abwesenheit oder die Menge bestimmter Aminosäuren im Blut festzustellen. DLse Analysen dienen zum Ausschluß oder zur Bestätigung von gewissen Krankheiten, beispielsweise Stoffwechselkrankheiten. Ferner sind solche Verfahren und Vorrichtungen zur Analyse vcn Flüssigkeiten von großer Bedeutung, beispielsweise zur Untersuchung des Bluts neugeborener Kinder odev des Bluts von Blutspendern. In vielen Fällen ist die Geschwindigkeit, mit der solche Analysen durchgeführt werden können, für die erfolgreiche schnelle Behandlung eines Patienten äußerst wichtig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die ohne eine selektive Mehrfachelution eines Ionenaustauschharzes mit verschiedenen Lösungsmitteln auskommen und daher die in einer Gesamtfiüssigkeitsprobe enthaltenen gewünschten Substanzen sehr schnell zur Probenanalyse bereitstellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs beschriebene Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausspülen des Trägers mit der Elutionsflüssigkeit der Träger mit der darin absorbierten Probe zum Fixieren der gegebenenfalls vorhandenen unerwünschten Substanzen öder zürn Freisetzen der für die Analyse vorgesehenen gewünschten Substanzen aus in der Probe enthaltenen festen Stoffen in einem von dem Absorptions- und Elutions-

Vorgang gelrennten Verfahrensschritt behandelt wird.

Die eingangs beschriebene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß der poröse Probenträger aus einer Folie besteht und daß der Einsatz als Stöpsel 5 ausgebildet ist, der den Probenträger gegen die starre Platte drückt.

Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Vorrichtung sind jeweils in einem Unteranspruch gekennzeichnet

Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht somit zum einen darin, die in einem porösen Träger absorbierten unerwünschten Substanzen einer Gesamtflüssigkeitsprobe unabhängig von der Bindungswirkung irgendeines Ionenaustauschharzes vor dem Ausspülen der gewünschten Substanzen durch einen besonderen Verfahrensschritt in dem porösen Körper zu fixieren, d.h. beispielsweise für die zum Auswaschen der gewünschten Substanzen dienende Elutionsflüssigkeit unlöslich zu machen, oder ist zum anderen darin zu sehen, die in einem festen Stoff enthaltenen, einem üblichen Elutionsvorgang nicht zugänglichen Substanzen durch einen besonderen Verfahrensschritt aus dem festen Stoff freizusetzen, so daß sie anschließend unter Zurückhaltung des festen Stoffes in dem porösen Träger durch eine Elutionsflüssigkeit ausgespült werden können. An den besonderen Verfahrensschritt zum Fixieren der unerwünschten Substanzen oder Freisetzen der gewünschten Substanzen schließt sich dann ein einziger Elutionsschritt an.

Die nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtung bietet insbesondere große Vorteile, wenn die verfügbare Probenmenge gering ist. Dies kann beispielsweise bei Blutproben der Fall sein. Die Erfindung wird daher vorzugsweise zum Vorbereiten von Gesamtblutproben zur Probenanalyse verwendet. Es können aber auch die verschiedenartigsten Flüssigkeitsproben zur Analyse vorbereitet werden. Der eingesetzte Stöpsel bildet gegenüber dem Hohlkörper einen dichten Verschluß, so daß ein im Hohlkörper vorgesehener Durchlaß nur über die Poren der quer in den Hohlkörper eingesetzten starren Platte mit der Durchlaßbohrung in dem Stöpsel in Verbindung steht. Der nach der Erfindung ausgebildete Probenhalter wird in erster Linie bei vorhandenem Innendruck verwendet. Zum Einleiten und Abführen der Elutionsflüssigkeit können der Stöpsel und der Hohlkörper an zugeordnete Einlaß- bzw. Auslaueinrichtungen dicht angeschlossen werden. Die Einlaß- und Auslaßeinrichtungen werden gegeneinandergedrückt, so daß sie zwischen sich den Hohlkörper und den Stöpsel mechanisch zusammenpressen.

Der Probenhalter kann beispielsweise in einem Probenzufuhrgerät nach der GB-PS 12 32 751 angewendet werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird an Hand einer Figur beschrieben, die einen Probenhalter im axialen (Querschnitt zeigt.

Der dargestellte Probenhalter weist einen Hohlkörper 1 von kreisförmigem Querschnitt mit einer versenkten Bohrung 4 auf, die an einer Schulter 3 endet. Ferner weist der Hohlkörper eine axiale Durchgangsbohrung 2 auf, die an der Schulter 3 beginnt und am unteren Ende des Hohlkörpers an einer nach außen hin kegelstumpfförmigen Oberfläche 15 endet Ein Stöpseleirisäiz 5 ist in das obere Ende der versenkten Bohrung 4 eingesetzt und drückt zur hermetischen Abdichtung einen Dichtungsring 6 gegen die Schulter 3 des Hohlkörpers. Der Stöpseleinsatz weist eine axiale Durchgangsbohrung 7 auf, die sich von einer eingesenkten kegelstumipfförmigen Oberfläche 8 am oberen Ende des Stöpseleinsatzes bis zu einer geringfügig versenkten Bohrung 9 am unteren Ende des Stöpseleinsatzes erstreckt Die Bohrung 9 endet an einer Schulter 13 und geht dort in eine weitere versenkte Bohrung 14 über, die einen noch größeren Durchmesser hat

Die Bohrung 14 bildet eine Kammer zur Aufnahme einer Proben- und Filtereinrichtung, die eine starre Platte 10 aus einem groben Filtermaterial, beispielsweise aus rostfreiem Sinterstahl, enthält Die starre Platte 10 trägt eine Scheibe 11 aus Filterpapier, das als poröser und absorbierender Probenträger dient, und eine weitere Scheibe 12 aus einem hochfeinen Filtermaterial. Die Teile 1O₁₁ 11 und 12 sind quer zur Längsachse des Hohlkörpers und des Stöpseleinsatzes 5 angeordnet und stellen sicher, daß die Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung 2 und der Durchgangsbohrung 7 ausschließlich über die Poren dieser Teile erfolgt

Der zusammengebaute Probenhalter wird zwischen eine Einlaßeinrichtung und eine Auslaßeinrichtung für das Elutionsfluid eingesetzt Die Einlaß- und die Auslaßeinrichtungen bilden eine hermetische Dichtung an den kegelstumpfförmigen Oberflächen des Probenhalters und werden aufeinanderzubewegt, um in axialer Richtung eine mechanische Klemmkraft auf die Teile des Probenhalters auszuüben, so daß der Stöpseleinsatz die Proben- und Filtereinrichtur.g gegen die Dichtungsring 6 und diesen gegen die Schulter 3 drückt. Ein Elutionsfluid wird durch die Bohrung 7 der Oberseite der Proben- und Filtereinrichtung zugeführt. Das Elutionsfluid strömt durch die Proben- und Filtereinrichtung und gelangt zur Durchgangsbohrung 2, die den Elutionsfluidauslaß bildet, der beispielsweise direkt zu einer chromatografischen Säule führen kann.

Beim Gebrauch des beschriebenen Probenhalters kann man eine sehr kleine Flüssigkeitsprobe, beispielsweise Gesamtblut, auf ein Stück eines Filterpapiers tropfen, auf dem dann ein runder Fleck mit einem Durchmesser von beispielsweise 9 mm entsteht Das Filterpapier mit der absorbierten Probe kann man in einen Autoklav geben, um bestimmte Substanzen zu fixieren, beispielsweise Zellen und Proteine. Aus der Mitte des runden Flecks kann man eine kleine Scheibe ausstanzen, und diese auf die oben beschriebenen Filterscheiben 10 und 12 legen und ohne weitere Behandlung in den Probenhalter einsetzen.

Nicht fixierte Substanzen, beispielsweise Aminosäuren, können dann zur chrornatografischen Analyse durch Elution herausgelöst werden.

Das oben beschriebene Verfahren vermeidet die sonst üblichen Schritte zum Entfernen unerwünschter Substanzen aus der Probe vor der Analyse. Dadurch ergeben sich beträchtliche Zeiteinsparungen. Die ursprüngliche Aufnahme der Probe in einem gewöhnlichen Filterpapier ist au3erordentlich bequem, und die Elution unter Druck der absorbierten Probe wird durch die Verwendung der festen Filterplatte erreicht, die für das Filterpapier und das hochfeine Filtermaterial als Stütze dient.

Das hochfeine Filtermaterial kann beispielsweise eine Porengröße haben, die lediglich den Durchtritt von Teilchen mit einer Größe von 2 μπι oder weniger zuläßt Die starre Filterplatte läßt hingegen noch Teilchen mit einer Größe von beispielsweise 10 bis 20μΐη durch. Rostfreier Sinterstahl ist als Materia! für die Platte lO für viele Anwendungszwecke geeignet. Es können aber auch andere Materialien verwendet werden.

Mit dem beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung ist es möglich, in einer halben Stunde eine Gesamtblutprobe auf interessierende Substanzen zu analysieren. Mit den herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen benötigt man für eine vergleichbare Analyse etwa 2 Stunden.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind beispielsweise auch zur Untersuchung einzelner Wasserstropfen geeignet. Wenn man eine Analyse im Hinblick auf eine iiufgelöste Verunreinügungssubstanz durchfuhrt, werden das feste Material und die suspendierten Teilchen, die die Analyse stören können, von dem beschriebenen Probenhalter zurückgehalten. Andererseits können in dem festen Material zurückbehaltene Stoffe durch geeignete Vorbehandlungen wahlweise zur Analyse herausgelöst werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Verfahren zum Vorbereiten einer gegebenenfalls unerwünschte Substanzen enthaltenden Gesamtflüssigkeitsprobe auf die Probenanalyse, bei S dem die Gesamtflüssigkeitsprobe auf einen porösen, absorptionsfähigen Träger geben wird und die zu analysierende Probe nach Trennung von den etwaigen unerwünschten Substanzen mit einer Elutionsflüssigkeit aus dem porösen Träger gespült ι ο wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausspülen des Trägers mit der Elutionsflüssigkeit der Träger mit der darin absorbierten Probe mit Fixieren der gegebenenfalls vorhandenen unerwünschten Substanzen oder zum Freisetzen der für die Analyse vorgesehenen, gewünschten Substanzen aus in de/ Probe enthaltenen festen Stoffen in einem von dem Absorptions- und Elutionsvorgang getrennten Verfahrenschritt behandelt wird.
2. Verführen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit der darin absorbierten Probe zum Fixieren in einen Autoklav gegeben wird.
3. Vorrichtung in Form eines Probenhalters zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend einen Hohlkörper mit einer den eingebrachten absorptionsfähigen Probenträger unterstützenden starren Platte aus porösem Material und mit einem Einsatz, der den Träger an seinem Platz hält, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Probenträger U) aus einer der Einsatz als Stöpsel (5) ausgebildet ist, der den Probenträger gegen die starre Platte (10) drückt
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Folie und der starren Platte eine Scheibe (12) aus einem hochfeinen Filtriermaterial angeordnet ist.