DE2340199A1

DE2340199A1 - Verfahren, stoffzusammensetzung und vorrichtung zum auftrennen einer blutprobe in serum- und gerinnselanteile

Info

Publication number: DE2340199A1
Application number: DE19732340199
Authority: DE
Inventors: Michel Julius Lukacs
Original assignee: JACOBY IAN HULL
Current assignee: JACOBY IAN HULL
Priority date: 1972-07-10
Filing date: 1973-08-08
Publication date: 1975-02-27
Also published as: GB1443439A; DE2340199B2; FR2240668A5; CH611424A5; US3780935A

Description

VERFAHREN, STOFFZUSAMMENSETZUNG UND VORRICHTUNG ZUM AUFTRENNEN EINER BLUTPROBE IN SERUM- UND GERiNNSELANTEILE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und eine Stoffzusammensetzung zum Auftrennen von Blutproben in Blutkörper- bzw. Gerinnselanteile durch Zentrifugieren, so daß das Serum schnell und einfach und ohne Verunreinigung durch den Blutkörper- oder Gerinnseianteil entfernt werden kann.

Seit einigen Jahren werden die biomedizinischen und Krankenhauslaboratorien immer mehr mit routinemäßigen sowie speziellen diagnostischen Untersuchungen von Blutproben konfrontiert. Zur Erfüllung des Bedarfs an derartigen Untersuchungen wurden Vorrichtungen entwickelt, die automatisch eine in eine Schale eingebrachte Blutprobe entnehmen und sie einer Reihe programmierter Untersuchungen unterwerfen, die mit einer Anzeige auf einem Aufzeichnungsstreifen oder dergleichen abschließen. Obgleich mit diesen Analysatoren der Wirkungsgrad bei der Durchführung der erforderlichen Untersuchungen erhöht werden konnte, ergeben sich weiterhin Schwierigkeiten bei der Abtrennung des Serums von den Btutkörper- bzw. Gerinnselanteilen und bei der Abnahme des Serums für die jeweilige Analyse. Zu diesem

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Zweck sind bereits verschiedene Arten von Rohr- und Stopfenvorrichtungen vorgeschlagen worden. Gemäß der US-PS 3 512 940 wird z.B. eine Vorrichtung in Form eines Rohrs mit einem ah seinem einen Ende vorgesehenen Filter in ein zweites Rohr von größerem Durchmesser eingesetzt, das eine Probe des zu filternden Materials enthält. Gemäß der US-PS 3 508 653 wird ein Kotben in Form eines Vo!{materialStopfens durch eine geschleuderte Blutprobe hindurchgetrieben, und nimmt Stellung zwischen dem Serum und den Gerinnsel anteil en der geschleuderten Probe ein. Das Rohr-im-Rohr-Konzept gemäß der US-PS 3 512 940 ist mit dem Mangel behaftet, daß es teuer und die Vorrichtung nach einmaliger Verwendung aus Kostengründen nicht ohne weiteres wegwerf bar ist. Die Stopfenanordnung gemäß der US-PS 3 508 653 besitzt den Nachteil, daß ein Voümaterial-Stopfen verwendet wird, der, wenn er einer erheblichen Fliehkraft ausgesetzt ist, auch Radial kräfte entwickelt, die gegen die Seiten des Probenrohrs wirken und dabei eine Bruchgefahr bedeuten.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, kostensparendes und wirksames Verfahren zur Gewinnung einer Serumprobe durch Schleudern anzugeben und ein Dichtungsmittel sowie eine zur Durchführung der Abtrennung geeignete Vorrichtung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die in den Patentansprüchen 1,5 und 9 angegebenen Maßnahmen vorgeschlagen, deren vorteilhafte Wetterbildungen in den zugeordneten Unteransprüchen gekennzeichnet sind.

Mit der Erfindung wird also ein Verfahren, eine Vorrichtung und eine Stoff-Zusammensetzung geschaffen, mit deren Hilfe sich die Serum- und Gerinnselanteile der Blutprobe schnell und wirksam unter Verwendung einer einfachen Vorrichtung trennen lassen, welche ein flüssiges Dichtungsmittel enthält, das im wesentlichen aus einem Silikonfließmittel und Siliziumdioxid (SiCL) besteht. Das Dichtungs mittel besitzt ein spezifisches Gewicht von mindestens 1,026 und vorzugsweise im Bereich von 1,030 - 1,050. Es hat somit normalerweise das richtige spezifische

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Gewicht, um die Serum- und Gerinnselanteile der geschleuderten Probe zu trennen und dabei den Gerinnsel anteil im Behälter abzudichten, während das Serum entnommen wird.

Im folgenden sind bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene Teilschnittdarstellung eines Proben

rohrs mit einer Ausgabeeinrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Teilschnitt-Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

bei welcher die Ausgabeeinrichtung in eine Blutprobe eingesetzt ist,

Fig. 3 eine Fig. 2 ähnelnde Ansicht, in welcher das Blut, das Proben

rohr und die Ausgabeeinrichtung einer teilweisen Zentrifugierung unterworfen worden sind,

Fig. 4 eine Fig. 2 ähnelnde Ansicht nach dem vollständigen Zentrifugie

ren bzw. Schleudern des Bluts, des Probenrohrs und der Ausgabeeinrichtung,

Fig. 5 einen Schnitt durch das Probenrohr, in welchem sich eine Trenn

schicht Über dem Gerinnselanteil befindet und der Serumanteil entfernt worden ist,

Fig. 6 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt durch den Dicht-

mitteldispenser, mit dem darin enthaltenen Dichtungsmittel,

Fig. 7 eine Aufsicht auf die Ausgabeeinrichtung nach Fig. 6 und

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Fig. 8 eine Aufsicht auf die Unterseite der Ausgabeeinrichtung gemäß

Fig. 6.

In den Figuren ist ein Behälter 10 zur Aufnahme einer Blutprobe als Probenrohr 10 mit geraden Seitenwänden und offenem oberem Ende 11 dargestellt. In das offene Ende 11 ist eine Ausgabeeinrichtung 12 eingesetzt, die einen Flansch aufweist, welcher die Oberkante 16 der Seitenwand 18 des Behälters 10 Übergreift. Die Ausgabeeinrichtung 12 weist einen Körper 19 aus drei Ringabschnitten 20, 22 und 24 auf. Vom Körper 19 geht ein länglicher Mundstück- oder Düsenteil 26 ab, an dessen Ende eine Spitze 28 mit einer Öffnung 30 angeordnet ist. Die Aufgabe der drei Ringteile 20, 22 und 24 besteht darin, die Verwendung der Ausgabeeinrichtung 12 mit Behältern verschiedener Durchmesser zu ermöglichen. Der Ringteil 20 weist eine Schulter 32 und eine Seitenwand 33, der Ringteil 22 weist eine Schulter 34 und eine Seitenwand 35 und der Ringteii 24 weist eine Schulter 36 und eine Seitenwand 37 auf. Bei Verwendung eines engen Behälters liegt die Ausgabeeinrichtung an der Oberkante seiner Zylinderwand mit einer der Schultern 32, 34 oder 36 auf, während die Seitenwand des nächst schlankeren Ringteils parallel zur Innenwand des Behälters liegt. Beim Schleudern gewährleistet das Lagenverhältnis zwischen der Behälter-Innenfläche und der Ringteil-Seitenwand Stabilität der Ausgabeeinrichtung während dieses Vorgangs.

Durch Verwendung einer Ausgabeeinrichtung der dargestellten Art ist es möglich, eine einzige Ausgabeeinrichtung für Behälter verschiedener Durchmesser zu verwenden.

Der Körper 19 der Ausgabeeinrichtung weist ein offenes Ende 37 auf, auf das ein Deckel 38 mit einer kleinen Öffnung 40 aufgesetzt ist. Der Deckel 38 wird erst dann auf das offene Ende aufgesetzt, wenn ein Dichtungsmittel 42 in die Ausgabeeinrichtung eingefüllt worden ist.

Das Dichtungsmittel 42 besteht im wesentlichen aus einem Silikonfließmittel

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mit einem darin dispergieren inerten Füllstoff, etwa Sitiziumdixid. Das Dichtungsmittel sollte ein spezifisches Gewicht von mindestens 1,026 und vorzugsweise im Bereich von 1,030 - 1,050 besitzen.

Das normale spezifische Gewicht von Blut, nach dem Dichtigkeitsmeßverfahren bestimmt, Hegt im Bereich von 1,048 - 1,066 und im Mittel bei 1,052 1,063. Nach dem Schleudern beträgt die Dichte des vom Restblut abgetrennten Serums mindestens 1,026 und normalerweise 1,026 - 1,031. Das spezifische Gewicht der schwereren Anteile, etwa der Erythrozyten bzw. roten Blutkörperchen, beträgt 1,092- 1,095.

Bei der Auswahl eines Dichtungsmittels ist es wesentlich, daß dieses Dichtungsmittel ein höheres spezifisches Gewicht aufweist als der Serumanteil. Folglich sollte das Dichtungsmittel ein spezifisches Gewicht von mindestens 1,026 besitzen. Dennoch sollte sein spezifisches Gewicht nicht so hoch sein, daß es sich an irgendeiner Stelle im Gerinnsetanterl schichtartig absetzt* Diese Schichtbildung hätte keinerlei praktischen Nutzen für di& Gewinnung eines abgetrennten Serumanteils. Ein bevorzugtes Dichtungsmittel besitzt ein spezifisches Gewicht im Bereich von 1,030- 1,050.

Das Dichtungsmittel ist außerdem vorzugsweise thixotrop, wasserunlöslich, praktisch ungiftig sowie praktisch chemisch inert gegenüber den Bestandteilen der Blutprobe, speziell denjenigen des Serumanteils.

Nachstehend ist eine bevorzugte Dichtungsmittel-Zusammensetzung angegeben:

Beispiel 1 Gewichtsteile

Silikonfließmittel (Dimethylpolysitoxan) 100

Siliziumdioxid (spez. Gewicht 2,65) 8

Siliziumdioxid (spez. Gewicht 2,3) 6

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Das gemäß Beispiet T verwendete Silikonfließmittel ist ein unter der Bezeichnung "L-45" von der Firma Union Carbide Corporation hergestelltes Dimethylpolysiloxan-Polymeres. Es besitzt eine Viskosität von 12500 Centistoke sowie eine Wichte von etwa 0,973 bei 25 C. Das SiO„ mit einem spezifischen Gewicht von 2,65 ist ein amorphes Siliziumdioxid, dessen Teilchen zu 75% eine Größe von weniger afs 5,0 μ besitzen. Es wird von der Firma Whittaker, Clark & Daniels unter der Bezeichnung ¹¹No.. 31 Lo Micron" hergestellt. Das SiO₂ mit einem spezifischen Gewicht von 2,3 ist ein hydrophobes, amorphes Siliziumdioxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 20 m^jj, das unter der Bezeichnung "Aerostl R 972" von der Firma Degussa Inc. geliefert wird.

Das Silikonfließmittel und das SiCU wurden in einem thixotropen Zustand mit einem resultierendien spezifischen Gewicht von 1,045 - 1,050 miteinander vermischt, um das Dichtungsmittel zu bilden.

Das Dichtungsmittel wurde dann in eine Ausgabeeinrichtung der speziell in Fig. 6 dargestellten Art eingefüllt. Der Durchmesser des Flansches betrug dabei ca. 17,8 mm bei einer Gesamtlänge von etwa 44,4 mm, von welcher die Düse und die Spitze etwa 27,9 mm ausmachten. Die in der Spitze ausgebildete Öffnung war 0,81 mm weit. Die gefüllte Ausgabeeinrichtung wurde in ein übliches Probenrohr mit einer Gesamtlänge von etwa 98,4 mm eingesetzt, wobei die Schulter 32 des ersten Ringteils auf der Oberkante der Rohr-Seitenwand ruhte. Das Rohr war vorher bis auf etwa 27,9 mm vom oberen Rohrende mit einer Blutprobe gefüllt worden. Die Erstreckung der Ausgabeeinrichtung von der Schulter 32 bis zum Ende der Spitze betrug dabei 38, 1 mm. Die Spitze der Ausgabeeinrichtung sowie ein Teil ihrer Düse erstreckten sich somit genügend weit in die Blutprobe hinein.

Das Rohr mit der Blutprobe und der Ausgabeeinrichtung wurde dann etwa tO min. lang geschleudert. Nach 5 min. war praktisch das gesamte Dichtungsmittel aus der Ausgabeeinrichtung ausgetreten. Das Dichtungsmittel dispergierte nicht, sondern blieb vielmehr homogen und setzte sich als Schicht zwischen dem

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Serum- und dem Gerinnsel ante! I des geschleuderten Bluts ab. Dabei war zu beobachten, daß sich das Dichtungsmittel in einer praktisch gleichmäßigen Schicht zwischen den beiden Anteilen absetzte, weil sein spezifisches Gewicht von 1,045 - 1,050 kleiner war als dasjenige des Gerinnselanteils, aber größer als dasjenige des Serumanteils. Das Dichtungsmittel stellte hierbei eine sichere Abdichtung gegen die Innenwand des Rohrs her. Außerdem war zu beobachten, daß sich das Dichtungsmittel, speziell im Bereich nahe dem Gerinnsel ante ti, mit den aus dem Serumanteil ausgefilterten Faserstoffen vermischt hatte, während es sich auf seinen eigenen Wichtepegel absetzte.

Durch die Verwendung der sich in die Blutprobe hinein erstreckenden Ausgabeeinrichtung wurde das Verfahren erleichtert, weil das Dichtungsmittel die Oberflächenspannung der Blutprobe nicht zu Überwinden brauchte.

Bei in seiner Lage befindlichem Dichtungsmittel war es möglich, den Serumanteil einfach abzudekantieren, während der Gerinnungsanteil hinter dem Dichtungsmittel eingeschlossen blieb.

Das spezifische Gewicht des Dichtungsmittel wurde nach einem Kupfersulfatverfahren bestimmt. Bei diesem Verfahren werden Tropfen des Dichtungsmittels in eine abgestufte Reihe von Lösungen des Kupfersulfats mit bekanntem spezifischen Gewicht eingeträufelt; dabei wird festgestellt, ob die Tropfen ansteigen oder absinken. Die verwendete Lösungsreihe war dabei in Stufen von 0,005 abgestuft. Durch einfache Beobachtung der Tropfen war es möglich zu bestimmen, daß das Dichtungsmittel ein spezifisches Gewicht zwischen 1,045 und 1,050 besaß.

Im folgenden ist eine andere Dichtungsmittel-Zusammensetzung angegeben:

Beispiel 2 Gewichtsteile

Silikonfließmittel (DimethylpolysiIoxan) 100

Siliziumdioxid (spez. Gewicht 1,95) 14

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Das Silikonfließmittel von Beispiel 2 ist das gleiche DimethylpolysNoxan-Polymere wie in Beispiel 1. Das Siliziumdixoid mit einem spezifischen Gewicht von 1,05 besaß eine mittlere Teilchengröße von 16 m^u. Es wird von der Firma Henlig & Co. unter der Bezeichnung "TRI-SIL 404" hergestellt. Sein spezifisches Gewicht liegt bei 1,045-1,050.

Im folgenden ist noch eine andere Dichtungsmittel-Zusammensetzung angegeben:

Beispiel 3 Gewichtsteile

Silikonfließmirrel (Äthyltriäthoxysilan) 100

Siliziumdioxid (spez. Gewicht 2,65) 8

Siliziumdixoid (spez. Gewicht 2,3) 20

Das SilikonfÜeßmittel gemäß Beispiel 3 war ein von der Firma Union Carbide Corporation unter der Bezeichnung A-15 geliefertes Athyltriäthoxysilan-Monomeres. Die Siliziumdixodide waren die gleichen wie beim Beispiel 1.

Der Füllstoff diente der doppelten Aufgabe, das Silikonfließmittel thixotrop zu machen und sein spezifisches Gewicht auf den für das resultierende Dichtungsmittel gewünschten Wert;, einzustellen. Anstelle von SiO„ können auch andere inerte Füllstoffe in fein pulverisierter Form benutzt werden, beispielsweise Bentonit, Aluminiumoxid und Talkum. Dem Fachmann sind noch andere Füllstoffe bekannt.

Ein anderes Silikonfließmittel, das erfindungsgemäß verwendet werden kann, wird von der Firma Dow Corning Corporation unter der Bezeichnung "200 Fluid" geliefert.

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Bei der Auswahl der Silikonfließmittel und der Füllstoffe sollten solche Stoffe gewählt werden, die im Gemisch miteinander das gewünschte spezifische Gewicht ergeben, die aber praktisch ungiftig, wasserunlöslich und praktisch chemisch inert gegenüber den Bestandteilen zumindest des Serumanteils sind.

Die Ausgabeeinrichtung dient zur allmählichen Zudosierung des Dichtungsmittels, wobei diese allmähliche Zumessung beim Zentrifugieren genügend Vorlaufzeit bietet, um ein einwandfreies Zentrifugieren zu erreichen, bevor das Dichtungsmittel abgesetzt ist. Wenn sich das Dichtungsmittel zu schnell absetzen würde, könnten gewisse unerwünschten Stoffe, wie rote Blutkörperchen oder fibrillenartiges Material, durch das Dichtungsmittel im Serumanteil eingeschlossen werden.

Erfindungsgemäß wird somit die Auftrennung einer Blutprobe in einen Serum- und einen Gerinnsel anteil mit Hilfe eines Dichtungsmittels durchgeführt, das im wesentlichen aus einem Silikonfließmittel und darin dispergiertem Siliziumdioxid besteht. Die Auftrennung geschieht in der Weise, daß eine einen Vorrat an Dichtungsmittel enthaltende Vorrichtung in einen eine Blutprobe enthaltenden Behälter eingesetzt wird, wobei diese Vorrichtung durch einen in die Probe hineinreichenden Düsenabschnitt gekennzeichnet ist. Der Behälter und die Vorrichtung werden dann zentrifugiert, so daß sich die Blutprobe in Serum- und Gerinnselanteile auftrennt, wobei das Dichtungsmittel, das ein spezifisches Gewicht von mindestens 1,026 besitzt, die beiden Anteile voneinander trennt.

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Claims

PATENTAN SPRÜCHE

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,Ί. / Verfahren zur Auftrennung einer Blutprobe in einen Serum- und einen Blut^v~^/' körper- bzw. Gerinnsel anteil, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine bestimmte Gesamtblutmenge in einen zentrifugierTaaren Behälter eingefüllt wird, sodann in den Behälter ein Anteil eines thixotropen, wasserunlöslichen, praktisch ungiftigen Dichtungsmittels eingesetzt wird, das im wesentlichen aus einem Silikonfließmittel und einem darin dispergierten, inerten Füllstoff besteht und welches ein spezifisches Gewicht von mindestens 1,026 besitzt, und danach die Blutprobe durch Zentrifugieren in Serum- und Gerinnselanteile aufgetrennt wird, bis das Dichtungsmittel eine Trennschicht zwischen den beiden Anteilen bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtungsmittel mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von¹1,026 - 1,092 verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als inerter Füllstoff Siliziumdioxid verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtungsmittel mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von 1,030 - 1,050 verwendet wird.
5. Dichtungsmittel zur Verwendung beim Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Dichtungsmittel beim Zentrifugieren eine Trennschicht zwischen den beiden Blutanteilen bildet, dadurch gekenn zeichnet, daß es im wesentlichen aus einem Silikonfließmittel und einem inerten Füllstoff besteht, thixotrop, wasserunlöslich und praktisch

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ungiftig ist, ein spezifisches Gewicht von mindestens 1,030 besitzt und chemisch praktisch inert gegenüber den Bestandteilen der Blutprobe ist.
6. Dichtungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sein spezifisches Gewicht im Bereich von 1,026 - 1,092 liegt.
7. Dichtungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der inerte Füllstoff ein Siliziumdioxid ist.
8. Dichtungsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es ein spezifisches Gewicht im Bereich von 1,030 - 1,050 besitzt.
9. Vorrichtung zum Zentrifugieren einer in einen offenendigen Behälter eingefüllten Gesamtblutprobe, mit einer Aufnahme für ein Dichtungsmittel, das als Trennschicht zwischen den Serum- und Blutkörper- bzw. Gerinnselanteile η dient, gekennzeichnet durch einen Körperteil (19) zur Aufnahme eines Vorrats an Dichtungsmittel, einen vom Körperteil (19) abgehenden und materialeinheitlich damit ausgebildeten Düsenabschnitt (26), Stützmittel (14) zur Ausrichtung der Vorrichtung gegenüber dem Behälter (10), wobei der Endabschnitt (28) des Düsenabschnitts (26) in die Blutprobe hineinreicht, und eine im Endabschnitt des Düsenabschnitts vorgesehene Öffnung (30) solcher Größe, daß das Dichtungsmittel beim Zentrifugieren aus dem Düsenabschnitt in die Blutprobe zur Bildung einer Trennschicht zwischen den Serum- und Gerinnsel anteil en der zentrifugierten Probe eintritt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperteil ein dem Düsenabschnitt gegenüberliegendes offenes Ende (37) aufweist, das durch einen Deckel (38) abdeckbar ist.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperteil (19) weiterhin einen auf einen Seitenwandabschnitt des offenen Behölterendes ausrichtbaren Seitenwandteil (20) aufweist, wodurch die Vorrichtung beim Zentrifugieren gegenüber dem Behälter stabilisierbar ist.

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