-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
-
Reagenslösungen, die eine Vielzahl von Komponenten enthalten.
-
Reagenzien, insbesondere für die klinisch-chemische Analyse, bestehen
zumeist aus einer Vielzahl von Substanzen, im olgenden als Komponenten bezeichnet.
Es wird allgemein angestrebt, möglichst viele dieser Komponenten in einer eizigen
Mischung (fest oder als Lösung) zu vereinigen, damit der Anwender im einfachen Handtest
(z. B. Photometertest) coer bei Verwendung eines Analysenautomaten möglichst wenig
Arbeit mit der Bereitung des Reagens gemisches hat und andererseits die angestrebte
hohe Gleichmäßigkeit der Reagenscemische durch Ausschaltung von Fehlermöglichkeiten
bei der Her-.
-
stellung erreicht werden kann. Das Ziel mehrere Komponenten zu einer
Mischung zu vereinigen, kann aber in vielen Fällen nicht realisiert werden, weil
mitunter Unverträglichkeiten einzelner Stoffe im Gemisch die Haltbarkeit zu sehr
verringern-.
-
Die fertigen Reagens lösungen werden daher im allcem.eiren zubereitet,
indem vom Hersteller gelieferte Substanzmischungen oder Vormischungen in definierter
Weise mit Wasser oder Puffer aufgelöst und dann in bestimmter Weise mit Probe versetzt
werden. Diese Feststoffmischungen haben den Nachteil, daß sie weniger stabil sind
als die in ihnen enthaltene Einzelkomponenten, weil im alloemeinen eine gegenseitige
nachteilige Beeinflussung stattfindet. Andererseits bilden diese Mischungen ein
starres System mit festgelegten Mengen verhältnissen der Einzelkomponenten, die
nur in einer bestimmte festgelegten Weise vom Anwender benutzt werden können. Um
Pteaaensmischungen mit unterschiedlichen Itencenverhältnissen der Einzelkomponenten
einsetzen zu könner., sind entweder entsprechend speziell gefertigte Mischungen
heranzuziehen, insofern sclche überhaupt kommerziell erhältlich
sind,
oder es ist die Reagensmischung von Anfang an unter Verwendung käuflicher Rohstoffe
vom Anwenderselbst zuzubereiten. Letzteres hat den Nachteil, daß wegen variierender
Beimengungen in den Rohstoffen die Reagensgemische ungleichmäßig sein und fehlerhafte
Funktion oufweisen können. Nur hochqualifizierte und speziell in der Chemie ausgebildete
Anwender können solche Fehler venteiden. Weiter ist nachteilig, daß mit dieser Art
der Reagensherstellung eine hohe .Arbeitsbelastung durch den Anwender verbunden
ist.
-
Ein weiterer erheblicher Nachteil bei der Verwendung fertiger fester
Reaktionsgemische beruht in Einzelfällen auf den zur Stabilisierung zugesetzten
Begleitstoffen. Sie können z. B. von negativem Einfluß sein, wenn die Art der zu
untersuchenden Substanz variiert wird, z. B. Plas...z anstelle von Serum für die
Analyse eingesetzt werden soll.
-
Es ist auch bekannt, Filterpapier mit einem Reagens gemisch zu imprägnieren
und auf einem weiteren Filterpapier eine zum Start der Reaktion benötigte Komponente
gesondert aufzubringen. Hierdurch wird es zwar möglich, Dosierungsschwierigkeiten,die
bei pulverförmigen Reagenzien auftreten können,und Verluste an Reagenzien zu verringern
(DE-OS 24 35 302). Die oben geschilderten Schwierigkeiten und Nachteile, beispielsweise
die Abnahme der Stabilität bei gemischten Reagenzien, die starre Festlegung der
Mengenverhältnisse der verschiedenen Einzelkomponenten untereinander lassen sich
hierdurch nicht beseitigen. Gleiches gilt, wenn anstelle von Papier ein körnchenförmiges
Trägermaterial veiendet.wird (Analytica Chimica Acta, 1953, 310 bis 316).
-
Die vorstehend beschriebenen Nachteile würden entfallen, wenn es gelänge,
die festen Einzelkomponenten in einer Weise zugänalich zu machen, die es gestattet,
beliebige Mischungen erst unmittelbar vor dem Test herzustellen.
-
Man könnte dann wohldefinierte Mischungen der einzelnen Komponenten
herstellen und auf den Zusatz von stabilisierenden, möglicherweise aber interferierenden
Hilfsstoffen verzichten. Weiterhin könnte man je nach Bedarf die Mengenverhaltnisse
verändern. Dem Bestreben, die Einzelkomponeten in solcher Weise als Feststoffe heranzuziehen,
steht im Wege, daß je Test nur kleine Mengen dieser Stoffe, häufig Bruchteile eines
Milligramms, erforderlich sind, die so nur schwer dosiert werden können. Insbesondere
aber muß man es für ein praktisch unlösbares Problem halten, aus einer Vielzahl
von insgesamt wenigstens 50 verschiedenen festen Stoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften
(Rieselfähigkeit, Hygroskocizität etc.) so schnell die erforderlichen kleinen Mengen
abzuwiegen und an den Ort der Analyse zu befördern, daß darit ein dem heutigen Stand
der Technik adäquates Testprinzip ermöglicht wird. Man muß sich vor Augen halten,
daß in kommerziellen Automaten (z.
-
B. dem St4RC-System der Fa. Technicon) ca. 2000 einzelne Tests je
Stunde abgewickelt werden. enn die Einzelkomponenten je Test durch Wägung aus Vorratsbehältern
gezogen werden sollten, dann müßten ca. 10000 Wäguncen je Stunde gemacht werden.
Dabei ist angenommen, daß im Durchschnitt fünf verschiedene Einzelkomponenten je
Mischung erforderlich sind. Je Sekunde-wären dann mehr als 2 Wägungen hoher Präzision
im mg-Bereich durchzuführen, was mit den bekannten- Mitteln als aussichtsloses Vorhaben
zu betrachten ist.
-
Die Substanzen wären dosierbar, wenn sie in Lösungen vorlägen, also
nicht als Feststoff eingesetzt würden. Dann aber wären die Stabilitäten häufig sicht
ausreichend.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen
Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zu schaffen, welches es gestattet, Reagensmischungen
der beschriebenen Art erst unmittelbar vor dem Test herzustellen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur
Herstellung einer Mehrzahl von eine Vielzahl an Komponenten enthaltenden unterschiedlichen
Reagenslösungen für analytische Zwecke, wobei mehrere verschieden zusammengesetzte
Reagenzien in je einem festen, portionierbaren Trägermaterial in leicht ablösbarer
Form in solcher Menge eingebracht werden, daß jedes Volumen-oder Gewichtsteil des
Trägermaterials eine bestimmte Menge des Reagens trägt, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß jeder Träger nur eine Einzelkomponente des Reagens enthält, die Träger
der Einzelkomponenten magazinartig zusammengefaßt werden und zur Herstellung eines
bestimmten Reagens von allen Trägern, welche eine Komponente dieses Reagens tragen,
gleichzeitig die den benötigten Komponentenmengen entsprechenden Mengen entnommen
und in ein Reagenslösungsmittel unter Auflösung der Komponenten eingebracht werden.
-
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt das Prinzip zugrunde, die einzelnen
festen Komponenten von Reagenzien auf festen Trägerstoffen zu absorbieren und unmittelbar
vor Testbeginn von diesen abzulösen. Da sie erfindungsgemäß in Einheitsmengen je
Trägereinheit vorliegen, brauchen sie zum Zwecke des Dosierens nicht mehr abgewogen
werden,
sondern können einfach abgezählt werden.
-
Als Einzelkomponenten kommen im Rahmen der Erfindung alle Bestandteile
von Reagenslösungen iT> Betracht, welche sich auf einem festen Trägermaterial
in haltbarer rcrm so einbringen lassen, daß sie durch die üblichen Trägerlösungen
für Reagenzien rasch abgelöst werden können. zls Reagenslösungsmittel kommen dabei
im Rahmen der Erfindung in erster Linie wäßrige Lösungsmittel in Frage. Typische
Beispiele für die Einzelkomponenten sind- Enzyme, Coenzyme, Substrate, Salze, Puffersubstanzen,
Indikatorsubstanzen, oberflächenaktive Stoffe und Hilfsstoffe. Alle diese Einzelkomponenten
sind dem Fachmann bekannt.und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden. Die
Einzelkomponenten können gegebenenfalls zusammen mit Stabilisierur.gsmitteln auf
einem Träger vorliegen.
-
Als Trägermaterial kommen in erster Linie saugfähige Substanzen in
Bahn- oder Partikelform in Betracht. Besonders geeignet ist Papier. Andere geeignete
Trägermaterialien sind z. B. Folien, wie Metallfolien, poröse Kunststoffolien, Partikel
mit saugfähiger Oberflächenschicht und dergleichen.
-
Bahnförmige Trägermaterialien, von denen die jeweils benötigten Nengen
abgeschnitten oder ausgestanzt werden können, eignen sich aufgrund dieser einfachen
Portionierbarkeit besonders, Aber auch feste Partikel sind geeignet, insbesondere
wenn sie relativ klein sind im Verhältnis zur inindesterforderlichen Menge, welche
im Rahmen der in Betracht cezogenen Reagenzien an einer bestimmten Komponente erforderlich
sind. In diesem Fall können die Mengen abgezählt oder volumetrisch abgemessen werden.
Derartige feste Partikel haben
den Vorteil, daß sie einen nicht
saugfähigen Kern aufweisen können, welcher ein relativ hohes scezifisches Gexzicht
aufweist, so daß cer Transport der abgemessenen Trägermaterialmenge ohne besondere
Mittel allein durch die Schwerkraft mit der angestrebten Geschwindigkeit bewirkt
werden kann, Die einzelnen Reagenskomponenten lassen sich auf das Tr -germaterial
nach allen Methoden aufbringen, welcne eine -asche Wiederablösung gewährleisten.
Besonders geeignet -sdas Aufbringen einer Lösung der Reagenskomponente, z.
-
durch Auftropfen oder Tränken, und anschließendes Abtreiben des Lösuncsmittels.
Das Aufbringen kann jedoch auch durch leicht lösliche Bindemittel, Klebstoffe oder
dergleiche:. erfolgen. Schließlich ist es auch möglich, die Einzelkomponenten nach
den Methoden der Mikroverkapselung in einem leicht löslichen Einkapselungsmaterial
zu konfektionieren und die Mikrokapseln dann entweder miteinander zu verbinden unter
Bildung der Trägerstruktur oder auf dem eigentlichen Trger zu befestigen, beispielsweise
durch Aufkleben, Einbringen in die Papierstruktur und dergleichen. Auch die hierzu
anzuwendenden Methoden sind dem Fachmann aus anderen Bereichen bekannt, beispielsweise
auf dem Gebiet der Datenübermittelung und Herstellung von hierfür geeigneten Papieren.
-
Unter magazinartiger Zusammenfassung der Träger wird verstancen, daß
diese in enaer räumlicher Beziehung zueinander so angeordnet werden, daß die zur
Herstellung einer bestimmten Reagenslösung erforderlichen Trägermengen, die von
Träger zu Träger gleich oder verschieden sein können, praktisch gleichzeitig abgeschnitten
und in das Reagenslösungsmittel transportiert werden können. Eine magazinartige
räumliche Zusammenfassung der Träger kann innerhalb eines
gemeinsaren
Gehäuses erfolgen, alternativ kann die Zusammenfassung aber auch auf einer gemeinsamen
Halterung erfolgen. Wesentlich ist nur, daß jedes einzelne Trägermaterial für eine
P.eagenskontponente unabhängig von den anderen portioniert, aber gleichzeitig mit
den anderen, die für das gleiche Reagens erforderlich sind, abgetrennt und transportiert
werden kann.
-
"Gleichzeitig" bedeutet dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung,
daß die Entnahme der einzelnen Trägermaterialien innerhalb eines endlichen Zeitraumes
erfolgen soll, der klein ist gegenüber der für die Herstellung der Reagenslösung
insgesamt zur Verfügung stehenden Zeit. Doll das Verfahren in Verbindung mit Bnalysenautor.aten
angewendet werden, bei denen z. B. alle 10 Sekunden eine Reagenslösung zur Verfügung
gestellt werden muß, so wird in diesem Falle als "klein" ein Zeitraum von etwa 1
bis 2 Sekunden angesehen werden können.
-
Das Trägermaterial für die Reagenskomponenten muß aus einem Material
bestehen, welches gegenüber der Reagenslösung und der in dieser durchzuführenden
Messung inert ist und sich cegebenenfalls mechanisch leicht aus der Lösung abtrennen
läßt, beispielsweise durch Zentrifugieren, Filtrieren oder dergleichen.
-
Durch das Trägermaterial wird es möglich, die einzeln viel zu geringen
engen der Reaktionskomponenten in einer gut dosierbaren Form zur Verfügung zu stellen.
Im Rahmen der Erfindung dient der Träger daher als "Verdünniungsmittel" für die
Reagenskomponente, außerdem bewirkt er vielfach
eine Stabilisierung.
Ferner macht es der Träger möglich, an sich nicht rieselfähige Substanzen, beispielsweise
flüs sige oder klebrige Koinponenten, in eine leicht handhabare und portionierbare
Zubereitung zu überführen.
-
Eine Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Herstellung von Reagenslösungen
für analytische Zwecke, weist ein Magazin, welches eine Vielzahl von Trägermaterial
enthält, von denen jedes je Volumen- oder Gewichtsteil eine bestimmte Nenge einer
Einzelkomponente eines Reagens trägt, eine Dosiereinrichtung, welche es gestattet,
von mehreren Trägermaterialien jeweils bestimmte Mengen, vorzucsweise gleichzeitig,
abzumessen und abzutrennen, eine Fördereinrichtung zum Transport der abgetrennten
Trägermengen zu einem Lösungsmittelbehälter und eine Steuereinrichtung, welche für
jede gewünschte Reagenszusammenstellung die Dosiereinrichtung steuert, auf.
-
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die beigefügte Zeichnung
verwiesen. In dieser stellen dar: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer für
das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Vorrichtung, Fig. 2 einen Vertikalschnitt
eines Easazins mit Trägermaterialien, Fio. 3 eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene,
Ansicht des Magazins von Fig. 2, Fig. t eine perspektivische Ansicht eier Ausführungsform
eines Lösungsmittelbehälters, Fig. 5 das Schema einer anderen Ausführungsform, und
Fio. 6 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Maqazins r-it Trägermaterial.
-
In Fig, 1 wird die Vorrichtung Zur Herstellung von Reagens lösungen
für analytische Zwecke schematisch dargestellt, Ein Magazin 1 enthält Trägermaterialien
2 in Form von Papierrollen, deren Enden aus dem Magazin herausragen und von denen
eine bestimmte Länge durch die Dosiereinrichtung 3 abgemessen und abgeschnitten
werden kann. Die abgeschnittenen Papierstreifen fallen auf die Fördereinrichtung
4. Durch diese Fördereinrichtung 4 werden die Trägerabschnitte in den Lösungsmittelbehälter
5 transportiert, wo die Einzelkomponenten unter Bildung der fertigen Reagenslösung
abgelöst werden. Die Steuereinrichtung 6, angesteuert von der Wähleinrichtung 6a,
steuert die Dosiereinrichtung 3 derart, daß für jede gewünschte Reagenszusammensetzung
die benötigten Trägermaterialienmengen abgemessen und abgetrennt werden; weiter
steuert sie einen Spender 5a, welcher Lösungsmittel in den Lösungsmittelbehälter
5 liefert.
-
Die Fig. 2 und 3 erläutern eine mögliche Ausführungsform des Magazins
1 und der Dosiereinrichtung näher. Das Magazin 1 enthält in einem Magazingehäuse
13 eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Trägermaterialien in Form von Papierbandrollen
7, welche sich in je einer Kassette 14 befinden. Die Kassetten 14 können bei Bedarf
einzeln dem Magazin 1 entnommen und ausgetauscht werden. Für jede Kassette 14 befindet
sich im Magazin 1 eine Magazinöffnung 1o, aus welcher durch die Dosiereinrichtung
eine bestimmte Papierbandlänge ausgeschoben und abgeschnitten werden kann.
-
Die Dosiereinrichtung 3 weist dabei je Papierbandrolle 7 einen von
der Steuereinrichtung 6 gesteuerten Schrittmotor 8 auf, welcher eine Vorschubeinrichtung,
nämlich ein gegebenenfalls mit Transport zähnen ausgerüstetes Walzenpaar 9 antreibt.
Durch das Walzenpaar 9 wird die zu Bereitstellung der jeweils benötigten Menge einer
Reagenskomponente erforderliche Länge des Papierbandes aus der jeweiligen Magazinöffnung
1o ausgeschoben; durch die der Dosiereinrichtung
zugehörige Schneidevorrichtung
11, die beispielsweise aus einen parallel zu den Magazinöffnungen 1o angeordneten
Messer besteht, werden die herausa-'retenen Bandabschnitte 12 praktisch gleichzeitig
abgeschnitten.
-
Die Magazinöffnungen 1o führen in einen an das Magazincehäuse 13 angesetzten
Windkanal 15, welcher ein Gebläse 16 aufweist; dieses saugt Luft von oben an und
drückt sie durch den Windkanal nach unten. Am unteren Ende des Windkanals 15 ist
ein siebartiges Förderband 18 angeordnet, welches die Verbindung zum Lösungsmittelbehälter
5 herstellt. Der Windkanal 15, das Gebläse 16 und das Förderband 18 bilden zusammen
die Fördereinrichtung 4, welche die Papierbancabschnitte in das Lösungsmittel im
Lösungsmittelbehälter 5 einführt. Bei dieser Ausführungsform ist der Windkanal 15
mit den Magazingehäuse 13 so verbunden, daß die traaazinöffnungen 1o sich in der
Wand des Windkanals befinden.
-
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des Lösungsmittelkehälters 5. Er
weist eine Küvette 5b auf, deren Seitenwände aus optisch klarem Material, wie Quarzglas,
Kunststoff oder dergleichen, bestehen und daher geeignet sind, direkt für optische
Messungen in der Lösung verwendet zu werden.
-
Die Küvette 5b kann in den entsprechenden Küvettenhalter eines Meßgeräts,
beispielsweise eines Photometers eingesetzt werden, insbesondere wenn die hergestellte
Reagenslösung zur Durchführung von Einzelbestimmungen dient, wie sie im Arztlaboratorium
häufig angewendet werden. Die Küvette 5b kann aber auch Teil eines Analysenautomaten
und so angeordnet sein, daß nach dem Zugeben der zu untersuchenden Probe direkt
optische Messungen vorgenommen werden, ohne daß die Küvette 5b zu diesem Zwecke
weitertransportiert werden muß. Um die gewünschte Klarheit für optische Messungen
zu haben, ist in Flucht mit der Küvette 5b ein stabartig ausgebildetes Halteorgan
19 höhenverstellbar angeordnet,
welches an seinem unteren Ende
einen siebartig durchbrochenen Stempel 17 trägt Dieser Stempel 17 fährt nach Eingeben
der--Bandabschnitte 12 von oben in die Küvette 5b ein und st an diesen so angepaßt,
daß ein Durchtreten von Bandabschnitten um seinen äußeren Rand herum ausgeschlossen-ist.
-
Durch Abwärtsbewegung des Stempels 17 werden die Bandabschnitte aus
dem Lichtweg entfernt und können die optische Messungnicht stören. Gleichzeitig
erfolgt durch die Abwärtsbewegung eine Durchmischung des Reagens und der Probe.
-
Die Meßeinrichtung des Analysenautomaten ist ganz allgemein mit 5c
bezeichnet.
-
Die Steuereinrichtung 6 kann beliebig ausgebildet sein. Wesentlich
ist, daß sie es ermöglicht, für jede gewünschte Reager.szusamcensetzuns die benötigten
Einzelkomponenten entsprechend zu dosieren. Zweckmäßig besteht sie hierzu aus einer
elektronischen Steuerung, welche die Dosier- und Abtrennvorrichtung 3 so steuert,
daß die jeweils erforderlichen Mengen an den einzelnen Trägern zur Verfügung gestellt
werden. Im Falle der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform werden hierzu lediglich
die einzelnen Schrittmotoren 8 so lange fortgeschaltet, bis die Bandabschnitte 12
in der erforderlichen Länge aus geschoben sind. Anschließend wird ges chn itten.
-
Anstelle der Schneidvorrichtung 11 ist es z. B. auch möglich, einen
Stanzer vorzusehen, der dazu eingerichtet ist, aus dem Trägerband eine große, aber
wählbare Anzahl von Stücken gleicher Größe herauszuschneiden. Derartige Stanzer
sind bekannt. Sie werden beispielsweise in Fernschreibgeräten zur Herstellung der
Lochstreifen eingesetzt. Derartige Geräte sind in der Lage, bis zu 250 Stücke pro
Sekunde von einem Band abzuschneiden oder aus diesem herauszuschneiden, wenn das
Band etwa nur punktweise beschichtet oder getränkt ist. Durch die sehr hohe Anzahl
von Stücken,
die pro Sekunde hergestellt werden kann, erhält man
sehr geringe Einheitsmengen an jeweiliger Reagenskorponente, so daß die Zusammensetzung
der Rea@enslösungen in feinster Abstufung variiert werden kann.
-
Besteht das Trägermaterial aus festen Teilchen, beispielsweise aus
Pulver, Granulat, Kügelchen oder dergleichen, so kommen Meßvorrichtungen auf Volumen-
oder Gewichtsnessungsbasis in Betracht. Geeignete Meßvorrichtungen auf vO-lumenmessungsbasis
verwenden Maßkammern einstellbarer Größe.
-
In Fig. 5 erkennt man eine Ausführungsform mit einer volumenveränderlichen
Meßkammer lol, deren Volumen durch einen Kolben 1o2 von einem Linearmotor 103 her
veräncerbar ist. Die Meßkammer lol empfängt das schnittfähice feste Trägermaterial
durch einen Trichter 104 aus einen Vorratsbehälter 105. Am Ausgang des Vorratsbehälters
105 ist ein erster Schieber 106, ar Eingang der Meßkammer lol ein zweiter Schieber
107 und am Ausgang der Meßkarrr.er ein dritter Schieber 1o8 angeordnet. Der Kolben
1o2 kann neben der Volumenbestimmung auch das Ausschieben des Träcermaterials aus
der Meßkammer lol übernehmen. Die bewegten Teile sind von einer Steuereinrichtung
109 aus gesteuert, der eine Wählvorrichtung 11o vorgeschaltet ist. Das Trägermaterial
gelangt aus der Meßkammer 1o1 auf eine Fördereinrichtung 112, welche das Material
einem Lösungsmittelbehälter 111 zuführt. Dem Förderband 112 können ähnlich wie bei
der zuvor beschriebenen Ausführungsform mehreren Meßkammern zugeordnet sein.
-
Die Steuereinrichtung, beispielsweise eine elektronische Steuerung,
muß zumindest den Vorschub des Trägerbandes bzw.
-
die Menge an Trägermaterial, die jedem Magazinteil entnommen werden
soll, steuern. Zusätzlich kann sie auch die Schneidevorrichtung betätigen, die Menge
des Lösungsmittels,
die in den Lösungsmittelbehälter 5 eingeführt
wird, die Transportgeschwindigkeitt wenn mechanische Transportmittel für, die Überführung
der abgemessenen Trägerteile zum Lösungsmittel verwendet werden und dergleichen,
regeln. Diese Funktionen sind jedoch nicht unbedingt erforderlich.
-
Die Eingabe in die elektronische Steuerung kann nach allen für die
Steuerung derartiger Geräte üblichen Methoden erfolgen, beispielsweise über Tasten,
über Lochstreifen, Codierkarten usw.. Alle diese Möqlichkeiten sind bekannt und
brauchen nicht näher beschrieben zu werden. Bevorzugt wird im Rahmen der Erfindung
ein wäßriges Lösungsmittel verwendet, dem sämtliche Komponenten des Reagens erst
zugesetzt werden.
-
Es ist jedoch auch möglich, als Lösungsmittel bereits eine Pufferlösung
zu verwenden. Dies beeinträchtigt jedoch die Variabilität der herzustellenden Reagenslösungen.
Für bestimmte Anwendungszwecke kann dieser Nachteil jedoch in Xauf genommen werden.
-
Die Ablösung der Reagenskomponenten vom Träger in dem Reagenslösungsmittel,
gewöhnlich also im Wasser, kann durch Bewegen unterstützt werden. Das Bewegen kann
durch Rühren, Schütteln, Vibrationen oder dergleichen erfolgen.
-
Durch die Erfindung wird erreicht, daß einzelne Reaktlonskomponenten
in vielen verschiedenen Reagenzien eingesetzt werden können, je nachdem wie sie
benötigt werden, ohne hierbei an die anderen, in einem bestimmten Reagens gleichzeitig
benötigten Komponenten gebunden zu sein. Hierdurch wird es auch möglich,-in Testreagenzien
Reaktionskomponenten einzusetzen, die aufgrund ihrer unbefriedigenden Haltbarkeit
in Gegenwart anderer Komponenten für normale Reagenskombinationen nicht anwendbar
sind, da sie die dort geforderte Lagerungsfähigkeit nicht erreichen. Gleichzeitig
werden aber auch die Anforderungen an die Haltbarkeit der
Einzelkomponenten
herabgesetzt, da nicht mehr befürchtet werden muß, daß die Komponenten weniger häufig
gebrauchter Reagenzien in der Mischung monatelang gelagert werden müssen. Hinzu
korrrt weiter, daß der Träger, der ja als "Verdünnungsmittel" dient, auch eine Stabilisierung
der Einzelkomponenten bewirken kann. Ferner ist es auf diese Weise möglich, nichtrieselfähige
Substanzen in einer leicht dosierbaren Zubereitunasform einsetzen zu können.
-
Ferner wird erfindungsgemäß die Zuverlässigkeit der Herstellung erhöht,
da die einzelne Reaktionskomponente jewells nur in einem sehr einfachen System,
welches in der Regel lediglich aus einer einzigen chemischen Verbindung, nämlich
der Reagenskomponente, und dem Träger besteht, hergestellt wird und damit Fehlerquellen
durch andere Komponenten, die gleichzeitig vorhanden sind, ausgeschaltet werden.
Bei vorgemischten Reagenzien aus einer Vielzahl von Komponenten wäre ein Fehler,
beispielsweise ein rcsierungsfehler bei eier einzigen Komponente, in der Lage, eine
gesamte Produktionscharge unbrauchbar zu machen. in weiterer wichtiger Vorteil ist
die große Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Erfindung ermöglicht
es, die äußerst einfache Handhabung von vorgemischten Reagenzienkombinationen zu
kombinieren mit den Vorteilen der Bagerhaltung von Einzelreagenzien, die zumeist
in vielen verschiedenen Reagenskombinationen eine Komponente darstellen.
-
Mit einer relativ begrenzten Anzahl von Einzelkomponenten, beispielsweise
etwa 50, ist es möglich, eine außerordentliche Vielzahl verschiedener zusammengesetzter
Reagenzien herzustellen, und zwar mit außerordentlicher Geschwindigkeit und je nach
Bedarf. Bisher dagegen war es notwendig, jede der vielen verschiedenen Reagenzienkombinationen
für die verschiedenen Testverfahren vorrätig zu halten.
-
Die von der Erfindung erzielten Vorteile sind sowohl im Rahmen von
Großanalysenautomaten als auch im einfachen Arztlaboratorium ausnützbar. Beim automaten
wird in der Regel die Kapazität der Anlage gesteigert, da die verschiedenen Reagenslösungen
viel rascher zur Verfügung gestellt werden können. Innerhalb weniger Sekunden ist
es dabei möglich, ganz unterschiedliche Reagenzien in das Automatensystem einzuspeisen.
Bei dieser Anwendungsform der Erfindung kann die Vorrichtung in den Automaten direkt
integriert erden, so daß beispielsweise der Lösungsmittelbehälter gleichzeitig einen
Teil des Automatensystems darstellt und von diesem mit Lösungsmittel und Probe im
vorgegebenen Zeittakt beschickt wird.
-
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die nachstehenden Beispiele.
In diesen werden folgende Abkürzungen verwendet: GOT Glutamat-Oxalacetat-Transaminase
GPT Glutamat-Pyruvat-Transaminase LDH Lactat-Dehydrogenase «-HBDH OC-Hydroxybutyrat-dehydrogenas
e NADH Reduziertes Nicotinamid-adenin-dinucleotid MDH Malat-dehydrogenase Beispiel
Für die Bestimmung. der Enzyme GOT, GPT, LDH und «-HBDH, die sämtlich von klinisch-chemischer
Bedeutung sind, sind vier verschiedene Reagenzienkombinationen erforderlich, die
insgesamt neun verschiedene Einzelkomponenten enthalten, diese jedoch in unterschiedlicher
Menge. In der nachstehenden Tabelle I sind die neun Einzelkomponenten und die in
den jeweiligen Reagenzien erforderlichen Mengen derselben, jeweils bezogen auf ein
Lösungsvolumen von 1 ml, angegeben.
-
TABELLE I Nr. Komponente GOT GPT LDH -HBDH 1 Phosphatpuffer 80 µMol
80 µMol 50 µMol 50 µMol 2 NADH o,18 " o118 " o,18 " o,18 3 MDH o,6 U 4 LDH 1,2 U
1,2 U 5 α-Ketoglutarat 12 µMol 18 µMol 6 L-Aspartat 200 " 7 L-Alanin 800 µMol
8 Pyruvat 0,6 µMol 9 α-Ketobutyrat 3 µMol Werden Lösung dieser Konponenten
auf Filterpapierstreifen aufgetragen und getrocknet, so daß je Flächeneinhe des
Papiers eine bestirrte Menge der Komponente adsorbiert vorliegt, dann acann durch
einfaches abschneiden eines entsprechend großen Panierstreifenstücks und Einbringen
in Wasser in kürzester Zeit jede der vier Reagenszusammensetzungen hergestellt werden.
-
Werden die gleichen Komponenten auf teilchenförmige Träger aufaebracht,
so ist es erforderlich, daß jede Einzelkomponente in einer Einheitsmenge je Trägerteilchen
oder Volumenträgerteilchen vorliect, von der Vielfache die für jedes Reagens gerade
genötigte Menge genau ergeben. Derartige Einheitsmengen und die für die einzelnen
Reagenzien benötigten Vielfachen davon, zeigt nachstehende Tabelle II.
-
TABELLE II Nr. Komponente GOT GPT LDH α-HBDH 1 Phosphatpuffer
8 (10 µMol) 8 5 5 2 NADH 1 (o,18 " ) 1 1 1 3 MDH 1 (0,6 U a LDH 1 (1,2 U ) 1 5 α-Katoglutarat
2 (6 µMol) 3 6 L-Aspartat 1 (200 7 L-Alanin 1 (800 µMol) 8 Pyruvat 1 (0,6,uMol)
9 α-Ketobutyrat 1 (3 µMol) Als Träger für derartige Einheitsmengen eignen
sich beispielsweise Partikel aus Kunststoff, Edelmetall, Edelstahl, pcrösen Glas,
poröser Keramik u. ä..
-
Zur erfindungsgemäßen Herstellung der obige vier Reagenzen-unter
Verwendung der in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Vorrichtung werden in das Magazin
1 neun Kassetten 14, von denen jede eine Papierrolle, welche eine der in Tabelle
I auf geführten Komponenten enthält, eingesetzt wird. Zur Herstellung des GOT-Reagens
wird eine entsprechende Lochkarte in das Steuergerät 6 eingegeben. Die Steuereinrichtung
steuert die Dosiereinrichtung 3 derart, daß aus den Macazinen, die die Papierstreifen
mit den Komponenten 1 bis c von Tabelle I enthalten, eine der jeweils benötigten
Sub-Stanzemenge entsprechende Länge des Papierstreifens in den Windkanal 15 ausgeschoben
und anschließend gleichzeitig abceschnitten wird. Die Papierabschnitte werden durch
den c Gebläse 16 erzeugten Windstron in das Lösungsmittelgefäß 5 geblasen, wo sich
innerhalb von 1 bis 2 Sekunden die einzelnen Reagenzien vom Träger ablesen und die
fertige
Reagenslösung vorliegt.
-
Zur Herstellung der drei anderen 2eaaenzienlösungen wird entsprechend
verfahren.
-
Nachfolgend sei als -7eiteres Beispiel eine Ausführungsform der Kassette
und des papierbandes beschrieben, die eine besonders einfache Einführung in das
Magazin erlauben, weil der Transport des Bandanfangs in die Schneidevorrichtuna
automatisch derart vorgenommen werden kann, daß bereits der erste neue Papierabschnitt
wieder die richtige Mengen portionierung ergibt.
-
m diese Vorteile zu erreichen, ist das Band mit einer strichartigen
Inkrerentalmaßstab über seine ganze Länge bedruckt, wobei die Druckfarbe so gewählt
ist, daß sich durch sie keinerlei chemische Nebenwirkungen ergeben. Ursatzweise
könnte auch eine Doppelreihe von in der Bandlängsrichtung versetzt aneinander anschließenden
Perforatcnslöchern verwendet werden.
-
Das Magazin weist eine Transportsperre auf, die erst durch den Einsatz
der Kassette in das Magazin entrieceit wird. Mit ihrer Hilfe kann der Anfang des
Papierbandes nach sauberen Schnitt im Herstellerwerk an einer definierten und geschützten
Stelle innerhalb der Kassette fixiert werden. Mit Hilfe einer optischen Abtasteinheit
im Magazin wird durch die elektronische Steuerung nach Einsetzen der Kassette eine
derart festgelegte Bandlänge aus der Kassette te transportiert, daß der Bandanfang
an der Schneidevorrichtung genau ansteht.
-
Nachdem die Bereitschaft des Magazins so wieder hergestellt wurde,
dient die Abtastung des aufgedruckten Inkrementalmaßstabs
von
nun an der Portionierung. Die minimale Einheitsmense ist dabei nicht durch das Raster
des Meßstabes limitiert, da mehrere Abtastsensoren verwendet werden können, die
so angeordnet sind, daß relativ zur Kassette und danit auch zur Schneidevorrichtung
auch kleinere Schritte steuerbar sind. Die Kassette ist dabei im Magazin durch entsprechende
Führungen an definierter und reproduzierbarer Stelle verriegelt.
-
Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsform unter Anwendung eines
Inkrementalmaßstabes besteht darin, daß selbst ein geringfügiger Schlupf des Transportrades
nicht zu Portionierfehlern führen kann.
-
Die Inkrementalsteuerung ermöglicht es auch, das Ende des Bandes zu
erkennen, das Magazin stillzusetzen und unter Hinweis, um welche Kassette es sich
handelt, auf die Motwendigkeit ihres Austausches hinzuweisen.
-
Eine für diese Ausführungsform geeignete Kassette zeigt Fia. 6.
-
Die Kassette 200, welche spritzgußtechnisch herstellbar ist, weist
eine Halterung 201 für eine federnd vorgespannte Transportsperre 202, eine Bandführung
203 hinter einer optischen Abtasteinheit 204 und einen Achszapfen 205 für ein Andrückrad
206 sowie dessen Abschirmung 207 gegen die Papierbandrolle 208 auf, die in das Spritzgußwerkzeug
eingearbeitet sein können. Die Abtasteinheit 204 und ein federnd angedrücktes Transportrad
209 sind im eigentlichen Magazingehäuse befestigt. Das Andrückrad kann auch entfallen;
dann gehen Bandführung und Halterung der Transportsperre direkt ineinander über.