DE29521625U1 - Reagent carrier for adding reagents - Google Patents
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Description
Beschreibung - Reagenzträger zur Zugabe von Reagenzien -Seite 1-Description - Reagent carrier for adding reagents -Page 1-
Chemische Reaktionen zwischen 2 oder mehreren Reaktionskomponenten benötigen zu ihrer Durchführung, z.B. zum Start, Aufrechterhaltung, Kontrolle, Steuerung und/oder Beendigung in der Regel eine Beeinflussung von außen, z.B. die Zufuhr von Energie in Form von Licht- oder Wärmestrahlung geeigneter Wellenlänge, oder die Zugabe von Reagenzien, z.B. zur Initiierung, Katalyse, Beendigung und/oder zur Feststellung des Umsatzgrades, z.B. durch qualitative oder quantitative Bestimmung einer der Reaktionsteilnehmer oder des Endproduktes.Chemical reactions between 2 or more reaction components usually require an external influence to be carried out, e.g. to start, maintain, control, regulate and/or terminate, e.g. the supply of energy in the form of light or heat radiation of a suitable wavelength, or the addition of reagents, e.g. for initiation, catalysis, termination and/or to determine the degree of conversion, e.g. by qualitative or quantitative determination of one of the reactants or the end product.
Chemischen Reaktionen kommt in zunehmendem Maße auch immer mehr Bedeutung zu bei der Konzentrationsbestimmung von Enzymen, Substraten, Hormonen, oder zur Verfolgung von Reaktionsabläufen, wie sie z.B. im Rahmen medizinischer Untersuchungsund Diagnostizierverfahren, in der Lebensmitttelanalyse, der Wasser- und Abwasseranalyse, verwendet werden. Bei der sogenannten enzymatischen Analyse, einem Spezialgebiet der biochemischen Analyse, werden Enzyme oder Substrate als Nachweisreagenzien benutzt. Mit der enzymatischen Analyse ist es möglich, in Gemischen, z.B. Blut, Urin, Bioreaktorproben, Abwasser, eine einzige spezielle Substanz zu analysieren; mit standardisierten Substraten lassen sich so auch bestimmte Enzyme qualitativ und quantitativ erfassen.Chemical reactions are becoming increasingly important in determining the concentration of enzymes, substrates, hormones, or in tracking reaction processes, as used, for example, in medical examination and diagnostic procedures, in food analysis, and in water and wastewater analysis. In so-called enzymatic analysis, a special field of biochemical analysis, enzymes or substrates are used as detection reagents. Enzymatic analysis makes it possible to analyze a single specific substance in mixtures, e.g. blood, urine, bioreactor samples, wastewater; with standardized substrates, specific enzymes can also be qualitatively and quantitatively determined.
Ein bevorzugtes Beispiel, dem der Ablauf chemischer und biologischer Reaktionen für eine biologische oder medizinische Bestimmungsmethode zugrunde liegt und dem immer größere Bedeutung zukommt, ist der sogenannte Immunoassay (IA). Beim Immunoassay handelt es sich um ein hochsensitives, auf der Spezifität immunologischer Reaktionen beruhendes Bestimmungsverfahren, für dessen qualitative und quantitative Auswertung eine Markierung eines der Reaktionspartner mit einer gut nachweisbaren und meßbaren Indikatorsubstanz erfolgt. Eine besondere Ausführungsform eines solchen Immunoassays stellt der Enzymimmunoassay (EIA) dar, bei dem enzymatische und immunochemische Analyseverfahren kombiniert werden, und der insbesondere zur Bestimmung von Antigenen, Antikörpern oder Haptenen verwendet wird. Im EIA werden Enzyme (z.B. Peroxidase) und Substrate als Detektionssystem verwendet; durch Zugabe eines geeigneten Substrates erfolgt die Messung der Enzymaktivität des Konjugats, wobei durch die katalytisehe Wirkung des Enzyms eine Verstärkung des Meßeffektes erzielt werden kann (vergl. z.B. Römpp Chemielexikon, 9. Auflage(1990) 1189).A preferred example, which is based on the sequence of chemical and biological reactions for a biological or medical determination method and which is becoming increasingly important, is the so-called immunoassay (IA). The immunoassay is a highly sensitive determination method based on the specificity of immunological reactions, for the qualitative and quantitative evaluation of which one of the reaction partners is marked with an easily detectable and measurable indicator substance. A special embodiment of such an immunoassay is the enzyme immunoassay (EIA), in which enzymatic and immunochemical analysis methods are combined and which is used in particular for the determination of antigens, antibodies or haptens. In the EIA, enzymes (e.g. peroxidase) and substrates are used as the detection system; By adding a suitable substrate, the enzyme activity of the conjugate is measured, whereby the catalytic effect of the enzyme can enhance the measurement effect (see, for example, Römpp Chemistry Lexicon, 9th edition (1990) 1189).
Die Konzentrationsbestimmung, z.B. die Bestimmung des durch ein Enzym, z.B. Peroxidase, aus dem Substrat freigestzten Farbstoffes, kann nach einem dafür geeigneten und üblichen Bestimmungsverfahren durchgeführt werden, z.B. photometrisch (Messung von Durchlicht oder der Reflexion), durch Messung der Fluoreszenz, durch Messung der Lumineszenz (z.B. in einem LIA), turbidimetrisch, und durch Messung der Radioaktivität.The concentration determination, e.g. the determination of the dye released from the substrate by an enzyme, e.g. peroxidase, can be carried out using a suitable and usual determination method, e.g. photometrically (measurement of transmitted light or reflection), by measuring fluorescence, by measuring luminescence (e.g. in a LIA), turbidimetrically, and by measuring radioactivity.
Beschreibung - Reagenzträger zur Zugabe von ReagenzienDescription - Reagent carrier for adding reagents -Seite -Page 2-2-
Die Zugabe der Reagenzien für einen Reaktionsablauf, z.B. zur Kontrolle und insbesondere zur Konzentrationsbestimmung in einem der vorstehend genannten Analyseverfahren, muß meistens in ganz bestimmten Mengen erfolgen, wozu in der Regel mehrere Arbeitsschritte zu Herstellung von Lösungen bestimmter Konzentration und Zusammenmischen in einem bestimmten Verhältnis erforderlich sind. Nach einer gegebenenfalls erforderlichen Inkubation kann die Konzentrationsbestimmung der Zielsubstanz dann visuell (z.B. qualitative und halbquantitative Untersuchungen) oder mit Hilfe eines entsprechenden Meßgerätes erfolgen, wobei zur Messung und Auswertung wieder manuell, teil- oder vollautomatisch gearbeitet werden kann, zB. mittels eines für derartige Zwecke geeigneten elektronischen Rechners.The addition of reagents for a reaction sequence, e.g. for control and in particular for determining the concentration in one of the above-mentioned analysis methods, must usually be carried out in very specific quantities, which usually requires several work steps to prepare solutions of a certain concentration and mix them together in a certain ratio. After an incubation period, if necessary, the concentration of the target substance can then be determined visually (e.g. qualitative and semi-quantitative tests) or with the help of an appropriate measuring device, whereby the measurement and evaluation can again be carried out manually, partially or fully automatically, e.g. using an electronic computer suitable for such purposes.
Die Zugabe von Reagenzien zur Durchführung chemischer Reaktionsabläufe, wie z.B. zur qualitativen oder quantitativen Bestimmung einer Zielsubstanz, ist häufig mit dem Nachteil behaftet, daß durch die oft getrennt erforderliche Zugabe mehrerer verschiedener Reagenzien, meistens in Form mehrerer Lösungen bestimmter Konzentrationen, jedes einzelne Reagenz zuerst in bestimmter Menge, z.B. in Form einer Lösung bestimmter Konzentration und Menge, bereitgestellt und abgemessen werden muß, was in der Regel eine vorhergehende Lösung, Verdünnung, Abmessung und/oder Vermischung erforderlich macht; eine solche Arbeitsweise ist bei chemisch instabilen Substanzen oft mit weiteren Problemen verbunden. So kann es z.B. erforderlich sein, die Reaktionslösung unter bestimmten Bedingungen (z.B. unter Kühlung und/oder in einer Ihertgasatmosphäre) aufzubewahren, oder kurz vor der Durchführung der eigentlichen Reaktion (Bestimmung) frische Lösungen eines oder mehrerer der verwendeten Reagenzien herzustellen.The addition of reagents to carry out chemical reactions, such as for the qualitative or quantitative determination of a target substance, is often associated with the disadvantage that, due to the often separate addition of several different reagents, usually in the form of several solutions of certain concentrations, each individual reagent must first be prepared and measured in a certain quantity, e.g. in the form of a solution of a certain concentration and quantity, which usually requires prior dissolution, dilution, measurement and/or mixing; such a procedure is often associated with further problems with chemically unstable substances. For example, it may be necessary to store the reaction solution under certain conditions (e.g. under cooling and/or in a hert gas atmosphere), or to prepare fresh solutions of one or more of the reagents used shortly before carrying out the actual reaction (determination).
Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung war es deshalb, einen Reagenzträger zur Zugabe chemischer und/oder biologischer Reagenzien bereitzustellen, mit dem die vorstehend genannten Nachteile in hohem Maße vermieden werden können und mit dem eine leichte, problemlose und gleichzeitige und/oder synchrone Reagenziendosierung und -zugabe mit breiter Anwendbarkeit möglich ist. Diese Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung gelöst.The aim of the present invention was therefore to provide a reagent carrier for the addition of chemical and/or biological reagents, with which the above-mentioned disadvantages can be largely avoided and with which easy, problem-free and simultaneous and/or synchronous reagent dosing and addition is possible with broad applicability. This aim is achieved with the present invention.
Gegenstand der Erfindung ist ein Reagenzträger zur Zugabe chemischer oder biologischer Reagenzien gemäß Schutzanspruch 01, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er in Form eines Ringes oder Hohlzylinders ausgestaltet ist, der ein oder mehrere chemische oder biologische Reagenzien enthält.The subject matter of the invention is a reagent carrier for adding chemical or biological reagents according to claim 01, which is characterized in that it is designed in the form of a ring or hollow cylinder which contains one or more chemical or biological reagents.
Bevorzugte Ausführungsformen davon sind Gegenstand der Ansprüche 02 bis 12.Preferred embodiments thereof are the subject of claims 02 to 12.
Die Abmessungen des erfindungsgemäßen Reaktionsträgers, insbesondere der Außendurchmesser des Ringes oder Hohlzylinders, oder die Höhe des Hohlzylinders, sind in weiten Grenzen variierbar; sie richten sich nach der beabsichtigten Verwendung.The dimensions of the reaction carrier according to the invention, in particular the outer diameter of the ring or hollow cylinder, or the height of the hollow cylinder, can be varied within wide limits; they depend on the intended use.
Beschreibung - Reagenzträger zur Zugabe von Reagenzien -Seite3-Description - Reagent carrier for adding reagents -Page 3-
Zur Verwendung in einem Analyseverfahren, z.B. einem Enzymimmunoassay, bei dem die Vertiefungen einer Mikrotiterplatte zur Aufnahme des Reaktionsgemisches dienen, und die eine bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Reagenzträgers darstellt, wird der Außendurchmesser des Ringes oder Hohlzylinders so gewählt, daß der Reagenzträger in die Vertiefung einer solchen Mikrotiterplatte eingeführt werden kann. Bei Verwendung anderer Einrichtungen zur Aufnahme des Reaktionsgemisches z.B. von ähnlichen Platten mit weniger oder auch mehr kleineren oder größeren Vertiefungen von Tüpfelplatten, genormten Reagenzgläsern usw., kann es zweckmäßig sein, die Reagenzträger entsprechend anzupassen.For use in an analysis method, e.g. an enzyme immunoassay, in which the wells of a microtiter plate serve to hold the reaction mixture, and which represents a preferred use of the reagent carrier according to the invention, the outer diameter of the ring or hollow cylinder is selected so that the reagent carrier can be inserted into the well of such a microtiter plate. When using other devices for holding the reaction mixture, e.g. similar plates with fewer or more smaller or larger wells of spot plates, standardized test tubes, etc., it may be expedient to adapt the reagent carriers accordingly.
Mit den erfindungsgemäßen Reaktionsträgern ist es auf einfache Weise möglich, entsprechende Reaktionen (z.B. Test und Vergleich) in getrennten Reaktionsbehältern, z.B. den Vertiefungen einer Mikrotiterplatte, genau zur gleichen Zeit durchzuführen.With the reaction carriers according to the invention it is possible in a simple manner to carry out corresponding reactions (eg test and comparison) in separate reaction containers, eg the wells of a microtiter plate, at exactly the same time .
In dem erfindungsgemäßen Reaktionsträger beträgt das Verhältnis Außendurchmesser/Innendurchmesser des Ringes oder Hohlzylinders vorzugsweise 1 bis 10; das Verhältnis Dicke des Ringes oder Höhe des Hohlzylinders/Außendurchmesser beträgt vorzugsweise 0,1 bis 1,5.In the reaction carrier according to the invention, the ratio of the outer diameter/inner diameter of the ring or hollow cylinder is preferably 1 to 10; the ratio of the thickness of the ring or height of the hollow cylinder/outer diameter is preferably 0.1 to 1.5.
Das Material, aus dem der erfindungsgemäße Reaktionsträger aufgebaut ist, wird insbesondere im Hinblick auf seine Verwendung entsprechend ausgewählt. Bevorzugt besteht der Ring oder Hohlzylinder des erfindungsgemäßen Reagenzträgers aus Glas, Metall, Keramik, Papier, z.B. Filterpapier, und/oder Kunststoff. Der Ring oder Hohlzylinder kann aus einem durchsichtigen oder opaken Material bestehen, wobei sich hier die Auswahl insbesondere nach der beabsichtigten Meßmethode, z.B. photometrische Bestimmung im Durchlicht oder Messung der Reflexion, richtet. In einer zweckmäßigen Ausführungsform besteht der erfindungsgemäße Ring oder Hohlzylinder, insbesondere bei Verwendung zusammen mit einer Mikrotiterplatte, aus dem gleichen Material wie die Mikrotiterplatten, d.h. üblicherweise aus Kunststoff, z.B. Polystyrol, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polycarbonat. Der Ring oder Hohlzylinder kann auch teilweise oder ganz aus aus einem porösen oder semipermeablen Material bestehen, z.B. einem an sich bekannten porösen Kunststoff oder porösen Keramikmasse, die entsprechende Poren oder Kanäle aufweisen, in denen das oder die Reagenzien enthalten sind, und aus denen sie durch das Reaktionsmedium, in dem die übrigen Reaktionsteilnehmer vorzugsweise in gelöster und/oder dispergierter Form vorliegen, freigesetzt werden können. In einer weiteren Ausführungsform kann der erfindungsgemäße Reaktionsträger auch teilweise oder ganz aus einem sich im Reaktionsmedium auflösenden Material bestehen. An die Oberflächen des erfindungsgemäßen Ringes oder Hohlzylinders kann das Reagenz auf eine an sich bekannte, z.B. zur Herstellung immobilisierter Phasen und Mikrotiterplattenbeschichtungen üblicheThe material from which the reaction carrier according to the invention is constructed is selected, in particular with regard to its use. Preferably, the ring or hollow cylinder of the reagent carrier according to the invention consists of glass, metal, ceramic, paper, e.g. filter paper, and/or plastic. The ring or hollow cylinder can consist of a transparent or opaque material, whereby the selection depends in particular on the intended measurement method, e.g. photometric determination in transmitted light or measurement of reflection. In an expedient embodiment, the ring or hollow cylinder according to the invention, in particular when used together with a microtiter plate, consists of the same material as the microtiter plates, i.e. usually of plastic, e.g. polystyrene, polyethylene, polyvinyl chloride, polycarbonate. The ring or hollow cylinder can also consist partly or entirely of a porous or semi-permeable material, e.g. a porous plastic or porous ceramic mass known per se, which have corresponding pores or channels in which the reagent(s) are contained and from which they can be released by the reaction medium in which the other reactants are preferably present in dissolved and/or dispersed form. In a further embodiment, the reaction carrier according to the invention can also consist partly or entirely of a material that dissolves in the reaction medium. The reagent can be applied to the surfaces of the ring or hollow cylinder according to the invention in a known manner, e.g. as is customary for producing immobilized phases and microtiter plate coatings.
Beschreibung - Reagenzträger zur Zugabe von Reagenzien -Seite 4-Description - Reagent carrier for adding reagents -Page 4-
Weise, gebunden sein.wise, be bound.
In dem Ring oder Hohlzylinder des erfindungsgemäßen Reagenzträgers können die Reagenzien gleichmäßig über die Oberfläche und/oder das Innere des Ringes oder Hohlzylinders verteilt sein; es können aber auch verschiedene Reagenzien in verschiedenen von einander getrennten Zonen des Ringes oder Hohlzylinders enthalten sein, die z.B. aus aufeinander angeordneten Schichten des Ringes oder Hohlzylinders ausgebildet sind, oder aber voneinander getrennte Sektoren des Ringes oder Hohlzylinders bilden. Der Ring oder Hohlzylinder kann auch an seiner Umfangfläche und/oder der oberen und/oder unteren Oberfläche eine Beschichtung aufweisen, die eine oder mehrere Reagenzien enthält, aus der diese dann durch das Reaktionsmedium freigesetzt werden. Eine solche Beschichtung kann z.B. eine semipermeable Membran sein. Eine solche Membran kann z.B. auch die einzelnen Schichten eines aus übereinander angeordneten Schichten ausgebildeten Ringes oder Hohlzylinders bilden. Sie kann aber auch als obere und/oder untere Deckschicht ausgebildet sein, die den Hohlzylinder oder Ring unten (als Bodenfläche) und/oben (als Deckfläche) abschließt; in diesem Fall bildet die Beschichtung der unteren oder oberen Oberfläche des Ringes oder des Hohlzylinders und die den eigentlichen Hohlzylinder abschließende Bodenoder Deckschicht vorzugsweise eine Einheit, d.h. eine die äußere Umfangsfläche abdeckende Scheibe. Ein mit einer Bodenschicht oder Boden- und Deckschicht versehener Reaktionsträger kann z.B. in seinem Inneren ein oder mehrere Reagenzien, z.B. auch in mikroverkapselter Form enthalten, die z.B. nach Auflösen der Bodenschicht und/oder Deckschicht freigesetzt werden können, oder mit dem durch die als semipermeable Wände ausgebildeten Schichten eindringenden Reaktionssysteme reagieren können.In the ring or hollow cylinder of the reagent carrier according to the invention, the reagents can be evenly distributed over the surface and/or the interior of the ring or hollow cylinder; however, different reagents can also be contained in different separate zones of the ring or hollow cylinder, which are formed, for example, from layers of the ring or hollow cylinder arranged one on top of the other, or form separate sectors of the ring or hollow cylinder. The ring or hollow cylinder can also have a coating on its peripheral surface and/or the upper and/or lower surface, which contains one or more reagents, from which they are then released by the reaction medium. Such a coating can, for example, be a semipermeable membrane. Such a membrane can, for example, also form the individual layers of a ring or hollow cylinder formed from layers arranged one on top of the other. However, it can also be designed as an upper and/or lower cover layer that closes off the hollow cylinder or ring at the bottom (as the base surface) and/or at the top (as the cover surface); in this case, the coating of the lower or upper surface of the ring or hollow cylinder and the base or cover layer that closes off the actual hollow cylinder preferably form a unit, i.e. a disk covering the outer peripheral surface. A reaction carrier provided with a base layer or base and cover layers can, for example, contain one or more reagents in its interior, e.g. also in microencapsulated form, which can be released after the base layer and/or cover layer has dissolved, or can react with the reaction systems penetrating through the layers designed as semi-permeable walls.
Die Schichten, Sektoren und/oder einzelnen Beschichtungen, aus denen der Ring oder Hohlzyunder des erfindungsgemäßen Reagenzträgers besteht, oder die er enthält sind vorzugsweise fest miteinander verbunden, z.B. durch einen geeigneten Kleber. Die einzelnen Abschnitte (Schichten, Sektoren, Membranen) können dabei mehrere Reagenzien enthalten, vorzugsweise enthalten sie aber nur ein einziges Reagenz, wodurch eine vorzeitige Wechselwirkung zwischen zwei oder mehreren Reagenzien vor der Durchführung der eigentlichen Bestimmungsmethode sicher vermieden werden kann. Der Hohlzylinder eines erfindungsgemäßen Reaktionsträgers kann z.B. aus zwei oder mehreren konzentrisch übereinander angeordneten erfindungsgemäßen Ringen und/oder Hohlzylindern geringer Höhe aufgebaut sein, die lösbar oder vorzugsweise fest, z.B. durch Verkleben miteinander verbunden sind.The layers, sectors and/or individual coatings that make up the ring or hollow cylinder of the reagent carrier according to the invention or that it contains are preferably firmly connected to one another, e.g. by means of a suitable adhesive. The individual sections (layers, sectors, membranes) can contain several reagents, but preferably they only contain a single reagent, whereby premature interaction between two or more reagents before the actual determination method is carried out can be safely avoided. The hollow cylinder of a reaction carrier according to the invention can, for example, be constructed from two or more rings and/or hollow cylinders of low height arranged concentrically one above the other, which are detachably or preferably firmly connected to one another, e.g. by gluing.
Eine oder vorzugsweise mehrere der Oberflächen des erfindungsgemäßen Ringes oder Hohlzylinders können zur Vergrößerung der Oberfläche auch entsprechend ausgestaltet sein, z.B. aufgerauht oder ziehharmonikaartig gefaltet.One or preferably several of the surfaces of the ring or hollow cylinder according to the invention can also be designed accordingly to increase the surface area, e.g. roughened or folded like an accordion.
Beschreibung - Reagenzträger zur Zugabe yon Reagenzien -Seite5- Description - Reagent carrier for adding reagents -Page 5-
Mit dem erfindungsgemäßen Reaktionsträger ist es möglich, ein oder mehrere Reagenzien auf einfache und problemlose Weise einem Reaktionsmedium zuzuführen. Insbesondere ist es erfindungsgemäß möglich, auch instabile Reagenzien oder miteinander in Reaktion tretende Reagenzien leicht, problemlos und gleichzeitig zuzugeben, ohne daß vor der eigentlichen Bestimmungsreaktion zeitaufwendige und komplizierte Maßnahmen erforderlich sind, wie z.B. ein Auflösen, Einstellen auf eine bestimmte Konzentration, Abmessen und Mischen.With the reaction carrier according to the invention it is possible to add one or more reagents to a reaction medium in a simple and problem-free manner. In particular, it is possible according to the invention to add unstable reagents or reagents that react with one another easily, without problems and simultaneously, without time-consuming and complicated measures being required before the actual determination reaction, such as dissolving, adjusting to a certain concentration, measuring and mixing.
Mit dem erfindungsgemäßen Reaktionsträger ist es möglich, ein oder mehrere Reagenzien bereits in einer bestimmten gewünschten Menge bereitzustellen, wodurch es vor der eigentlichen Durchführung der Bestimmungsreaktion nur noch erforderlich ist, einen oder mehrere gleiche, oder verschiedene erfindungsgemäße Reaktionsträger zuzusetzen, wobei deren Mengenanteil auf einfache Weise, z.B. durch Abzählen oder Abwiegen, festgelegt werden kann. Die erfindungsgemäßen Reagenzträger können auch bereits in entsprechenden Dosiseinheitspackungen bereit gestellt werden, die z.B. ein oder mehrere Reagenzien für einen kompletten Test enthalten, gegebenenfalls in Inertgasatmosphäre eingeschlossen. Auf diese Weise ist es möglich, gemäß der Anleitung für einen bestimmten Test den Inhalt einer oder mehrerer Probenfläschen, die erfindungsgemäße Reagenzträger enthalten, einem Reaktionsmedium auf einfache Weise und ohne vorhergehende aufwendige Zusatzmaßnahmen zuzugeben.With the reaction carrier according to the invention it is possible to provide one or more reagents in a specific desired amount, whereby before the actual carrying out of the determination reaction it is only necessary to add one or more identical or different reaction carriers according to the invention, whereby their proportion can be determined in a simple manner, e.g. by counting or weighing. The reagent carriers according to the invention can also be provided in corresponding unit dose packs which, for example, contain one or more reagents for a complete test, optionally enclosed in an inert gas atmosphere. In this way it is possible to add the contents of one or more sample vials containing reagent carriers according to the invention to a reaction medium in a simple manner and without prior complex additional measures, in accordance with the instructions for a specific test.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Reaktionsträgers, insbesondere in Form seiner vorstehend und nachstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, zur Durchführung chemischer oder biochemischer Reaktionen. Vorzugsweise finden die erfindungsgemäßen Reaktionsträger Verwendung in Mikrotiterplatten-Verfahren, z.B. in entsprechenden Immunoassays, und insbesondere Enzyinimmunoassays.The present invention therefore also relates to the use of a reaction carrier according to the invention, in particular in the form of its preferred embodiments described above and below, for carrying out chemical or biochemical reactions. The reaction carriers according to the invention are preferably used in microtiter plate processes, e.g. in corresponding immunoassays, and in particular enzyme immunoassays.
Unter chemischen Reaktionen sind erfindungsgemäß auch physikalisch-chemische Reaktionen zu verstehen, und unter biochemischen Reaktionen auch biologische Reaktionen. So kann z.B. eine durch Temperaruränderung verursachte physikalisch-chemische Reaktion, z.B. Auskristallisation oder Lösung, durch Zugabe entsprechend gekühlter oder erwärmter erfindungsgemäßer Reaktionsträger gesteuert werden.According to the invention, chemical reactions are also understood to mean physical-chemical reactions, and biochemical reactions are also understood to mean biological reactions. For example, a physical-chemical reaction caused by a change in temperature, e.g. crystallization or dissolution, can be controlled by adding appropriately cooled or heated reaction carriers according to the invention.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist auch ein Kit zur Durchführung eines Bestimmungsverfahrens, insbesondere eines Enzymimmunoassays, der aus einem oder mehreren die erfindungsgemäße Träger enthaltenden Einheitsdosisbehältern und gegebenenfalls weiteren Hilfsstoffen besteht.The invention also further relates to a kit for carrying out a determination method, in particular an enzyme immunoassay, which consists of one or more unit dose containers containing the carriers according to the invention and, if appropriate, further excipients.
Beschreibung - Reagenzträger zur Zugabe von Reagenzien -Seiteo-Description - Reagent carrier for adding reagents -Pageo-
Die erfindungsgemäßen Reaküonsträger können, insbesondere abhängig von der chemischen oder biochemischen Reaktion, die durchgeführt werden soll, in verschiedener Größe und Gestalt zugegeben werden.Die Größe, Gestalt und Menge der erfindungsgemäßen Reaktionsträger richttet sich dabei insbesondere auch nach der Art des Reagenzes oder der Reagenzien, die er enthält. Wenn das Reagenz als Katalysator dient, so ist es in der Regel ausreichend, einen oder wenige entsprechend ausgestaltete Reaktionsträger dem Reaktionsmedium zuzugeben. Wenn der Reaktionsträger aber eine oder mehrere Reaktionskomponenten einer chemischen oder biochemischen Reaktion enthält, ist es meistens erforderlich,die Reaktionsträger in größerer Menge zuzugeben. So kann z.B. ein Reaktionsgefaß, z.B. ein entsprechender Kolben, ein Reagenzglas, ein Zentrifugenglas, oder eine Küvette zur photometrischen Messung mit den erfindungsgemäßen Reagenzträgern teilweise oder ganz gefüllt werden, und nach Beendigung der Reaktion, die gegebenenfalls unter Rühren oder Agitieren des die Reagenzträger enthaltenden Mediums durchgeführt wird, lassen sich die Reaktionsträger-falls erfoderlich-wieder auf einfache Weise von der Reaktionsmischung, die diese Reaktionsträger z.B. nach Art von Füllkörpern enthält, wieder einfach abtrennen, z.B. durch Abdekantieren, Filtration oder nach einem anderen dafür bekannten und üblichen Verfahren.The reaction carriers according to the invention can be added in different sizes and shapes, in particular depending on the chemical or biochemical reaction to be carried out. The size, shape and amount of the reaction carriers according to the invention are also determined in particular by the type of reagent or reagents that they contain. If the reagent serves as a catalyst, it is usually sufficient to add one or a few appropriately designed reaction carriers to the reaction medium. However, if the reaction carrier contains one or more reaction components of a chemical or biochemical reaction, it is usually necessary to add the reaction carriers in larger amounts. For example, a reaction vessel, e.g. a corresponding flask, a test tube, a centrifuge tube, or a cuvette for photometric measurement can be partially or completely filled with the reagent carriers according to the invention, and after completion of the reaction, which is optionally carried out by stirring or agitating the medium containing the reagent carriers, the reaction carriers can - if necessary - be easily separated again from the reaction mixture, which contains these reaction carriers, e.g. in the manner of packing, e.g. by decanting, filtration or by another known and customary method.
Aufgrund ihrer Ausstattung als Ring oder Hohlzylinder mit flachen unteren und oberen Begrenzungsflächen eignen sich die erfindungsgemäßen Reaktionsträger insbesondere auch für den Einsatz in Reaktionsgefäßen mit flachem Boden und kreisförmigem oder auch rechteckigem Querschnitt, lh derartigen Behältern, wie z.B. den Vertiefungen einer üblichen Mikrotiterplatte und entsprechend angepassten erfindungsgemäßen Reaktionsträgern läßt sich auch eine Agglutination von Reaktionsteilnehmern, z.B. zur Blutgruppenbestimmung qualitativ und quantitativ bestimmen, z.B. durch photometrische Messung der Extinktionsänderung oder Trübung.Due to their design as a ring or hollow cylinder with flat lower and upper boundary surfaces, the reaction carriers according to the invention are particularly suitable for use in reaction vessels with a flat bottom and circular or rectangular cross-section, i.e. in such containers, such as the wells of a conventional microtiter plate and correspondingly adapted reaction carriers according to the invention, agglutination of reaction participants, e.g. for blood group determination, can also be determined qualitatively and quantitatively, e.g. by photometric measurement of the change in extinction or turbidity.
Obwohl der Grundriß der erfindungsgemäßen Reagenzträger in der Regel kreisförmig ist, ist er nicht darauf beschränkt; er kann z.B. auch ellipsenförmig und insbesondere quadratisch/rechteckig ausgebildet sein. Ein rechteckiger Grundriss eignet sich z.B. vor allem für Reaktionen, die in Messküvetten zur photometrischen Bestimmung durchgeführt werden. In diesem Fall ist der erfindungsgemäße Reaktionsträger dann vorzugsweise als Polyeder mit rechteckigem Querschnitt ausgestaltet, der einen zur äußeren Umfangsfläche parallelen inneren Schacht aufweist.Although the plan of the reagent carrier according to the invention is generally circular, it is not limited to this; it can also be elliptical and in particular square/rectangular. A rectangular plan is particularly suitable for reactions that are carried out in measuring cuvettes for photometric determination. In this case, the reaction carrier according to the invention is then preferably designed as a polyhedron with a rectangular cross-section, which has an inner shaft parallel to the outer peripheral surface.
Es kann auch zweckmäßig sein, auch den Querschnitt (Aufriss) des erfindungsgemäßen Reaktionsträgers dem Querschnitt (Aufriss) des Reaktionsgefäßes anzupassen; so kann es z.B. im Hinblick auf die Bestimmung von Agglutinationsbildungen, oder bei Reaktionen, inIt may also be expedient to adapt the cross-section (elevation) of the reaction carrier according to the invention to the cross-section (elevation) of the reaction vessel; for example, with regard to the determination of agglutination formations, or in reactions in which
Beschreibung - Reagenzträger zur Zugabe von Reagenzien -Seite 7-Description - Reagent carrier for adding reagents -Page 7-
denen eine Trennung der Reaktionsprodukte durch Zenrifugieren erfolgt, zweckmäßig sein, den Reaktionsträger an das Reaktionsgefäß anzupassen, z.B. dadurch, daß das untere Ende sich wie bei einem Zentrifugengefäß nach unten verjüngt, d.h. also, daß z.B. der untere Grundriß des erfindungsgemäßen Reaktionsträgers einen kleineren Durchmesser als der obere Grundriß des Reaktionsträgers besitzt, oder der Reaktionsträger sich nach unten hin kegelförmig verjüngt. Auch die vorstehend aufgeführten Abänderungen ( z.B. ein dem Reaktionsgefäß angepasster ellipsenförmiger oder rechteckiger Grundriß, oder ein dem Reaktionsgefäß angepasster sich nach unten verjüngender Aufriß ) fallen ebenfalls unter den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.in which the reaction products are separated by centrifugation, it may be expedient to adapt the reaction carrier to the reaction vessel, e.g. by having the lower end tapering downwards like a centrifuge vessel, i.e., for example, the lower outline of the reaction carrier according to the invention has a smaller diameter than the upper outline of the reaction carrier, or the reaction carrier tapers conically downwards. The modifications listed above (e.g. an elliptical or rectangular outline adapted to the reaction vessel, or an outline tapering downwards adapted to the reaction vessel) also fall within the scope of protection of the present invention.
Ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Reaktionsträger, der sich nach unten verjüngt und insbesondere zu Bestimmung von Agglutinatbildung verwendet werden kann, zeigt die Abb. 8.An example of a reaction carrier according to the invention, which tapers downwards and can be used in particular to determine agglutinate formation, is shown in Fig. 8.
Werden die erfindungsgemäßen Reaktionsträger in einem Verfahren zur Bestimmung einer Zielsubstanz verwendet, z.B. in einem Enzymimmunoassay zur Bestimmung eines Antigens oder Antikörpers, so können die erfindungsgemäßen Reagenzträger sowohl die entsprechenden Reagenzien, als auch die zu bestimmende Probe, z.B. eine Körperflüssigkeit, in vorzugsweise mehreren verschiedenen Reaktionsträgern enthalten. Dazu ist es z.B. nur erforderlich, die Probe, z.B. Körperflüssigkeit, in einem entsprechenden erfindungsgemäßen Ring oder Hohlzylinder, der dann vorzugsweise aus saugfähigem porösem Kunststoff- oder Keramikmaterial, oder Filterpapier besteht, aufzusaugen und dann auf geeignete Weise zusammen mit den übrigen Reaktionsträgem in ein sich in einem Reaktionsbehälter, z.B. der Vertiefung einer Mikrotiterplatte, befindliches Reaktionsmedium, z.B. aufeinanderliegend, einzubringen.If the reaction carriers according to the invention are used in a method for determining a target substance, e.g. in an enzyme immunoassay for determining an antigen or antibody, the reagent carriers according to the invention can contain both the corresponding reagents and the sample to be determined, e.g. a body fluid, in preferably several different reaction carriers. For this purpose, it is only necessary, for example, to absorb the sample, e.g. body fluid, in a corresponding ring or hollow cylinder according to the invention, which then preferably consists of absorbent porous plastic or ceramic material, or filter paper, and then to introduce it in a suitable manner together with the other reaction carriers into a reaction medium located in a reaction container, e.g. the well of a microtiter plate, e.g. lying on top of one another.
Die erfindungsgemäßen Reaktionsträger eignen sich aufgrund ihrer Ausgestaltung insbesondere auch sehr gut für eine photometrische Konzentrationsbestimmung im Durchlicht, weil das Strahlenbündel in einem solchen Fall parallel zur Achse durch die kreisförmige Öffnung des Ringes oder Hohlzylinders geführt werden kann. Wenn der erfindungsgemäße Reaktionsträger eine Bodenschicht aufweist, z.B. in Form einer semipermeablen Wand, einer ein Ragenz enthaltenden Wand usw., die nicht vollkommen lichtdurchlässig ist, so wird in einer solchen Wand im Zentrum zweckmäßigerweise ein ausreichend großes Fenster vorgesehen, das aus einem vollkommen lichtdurchlässigen Material ausgebildet ist. Die den Reaktionsträger unten und/oder oben abschließende Wand, z.B. in Form einer Membran, und insbesondere ein im Zentrum einer solchen Membran vorgesehenes völlig durchsichtiges Fenster, kann zweckmäßigerweise auch eine Prägung (Markierung), z.B. in Form eines Zählnetz-Rasters zur mikroskopischen Beurteilung eines Niederschlages (z.B. eines Agglutinats) aufweisen.Due to their design, the reaction carriers according to the invention are particularly well suited for photometric concentration determination in transmitted light, because in such a case the beam of rays can be guided parallel to the axis through the circular opening of the ring or hollow cylinder. If the reaction carrier according to the invention has a bottom layer, e.g. in the form of a semipermeable wall, a wall containing a reagent, etc., which is not completely transparent, a sufficiently large window made of a completely transparent material is expediently provided in the center of such a wall. The wall closing off the reaction carrier at the bottom and/or top, e.g. in the form of a membrane, and in particular a completely transparent window provided in the center of such a membrane, can expediently also have an embossing (marking), e.g. in the form of a counting grid for microscopic assessment of a precipitate (e.g. an agglutinate).
Beschreibung - Reagenzträger zur Zugabe von Reagenzien -Seite 8-Description - Reagent carrier for adding reagents -Page 8-
Auf diese Weise lassen sich z.B. die mit bekannten Systemen, z.B. auf der Basis einer Mehrschichtfilmtechnologie, bei denen nur eine Oberflächenmessung, z.B. Reflexionsmessung, aber keine Messung im Durchlicht erfolgen kann, verbundenen Nachteile vermeiden; auch Reagenzien in Granulatform müssen zur Messung im Durchlicht erst in einem Lösungsmittel gelöst werden.In this way, the disadvantages associated with known systems, e.g. based on multilayer film technology, where only a surface measurement, e.g. reflection measurement, but no measurement in transmitted light can be carried out, can be avoided; reagents in granulate form also have to be dissolved in a solvent first for measurement in transmitted light.
Mit den erfindungsgemäßen Reaktionsträgern läßt sich in der Regel auch das Volumen des Reaktionsmediums verringern, wodurch z.B. turbidimetrische Messungen erleichtert, oder überhaupt erst möglich werden. Bei gleichbleibender Meßgenauigkeit und Empfindlichkeit läßt sich meist auch die Reagenzmenge und/oder Probenmenge verringern.With the reaction carriers according to the invention, the volume of the reaction medium can generally also be reduced, which makes turbidimetric measurements easier, for example, or even makes them possible in the first place. While the measurement accuracy and sensitivity remain the same, the amount of reagent and/or sample can usually also be reduced.
Die Erfindung wird nun durch die nachfolgenden Beispiele näher veranschaulicht, ohne den Rahmen der Erfindung darauf zu beschränken.The invention is now illustrated in more detail by the following examples, without restricting the scope of the invention thereto.
Die Fig. Ibis 5 zeigen beispielhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Reaktionsträgers.Figures 1 to 5 show exemplary embodiments of a reaction carrier according to the invention.
In den Figuren bedeuten:In the figures:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Reaktionsträgers 1 in Form eines Hohlzylinders; Fig. 1 is a perspective view of a reaction carrier 1 according to the invention in the form of a hollow cylinder;
Fig. 2 den Querschnitt eines aus mehreren übereinanderliegenden Schichten 2 ausgebildeten Reagenzträgers 1 in Achsebene; Fig. 2 shows the cross-section of a reagent carrier 1 formed from several superimposed layers 2 in the axial plane;
Fig. 3 den Grundriß eines sektorförmig in 3 Segmente 3, 4, 5, aufgeteilten, als Ring oder Hohlzylinder ausgestalteten Reagenzträger 1; Fig. 3 shows the plan view of a reagent carrier 1 which is divided sector-shaped into three segments 3, 4, 5 and designed as a ring or hollow cylinder;
Fig. 4 den Querschnitt in Achsebene eines erfindungsgemäßen Reagenzträgers 1, dessen untere und obere Begrenzungsfläche Rinnen 6 aufweist; Fig. 4 shows the cross-section in the axial plane of a reagent carrier 1 according to the invention, the lower and upper boundary surfaces of which have grooves 6 ;
Fig. 5 die obere Begrenzungsfläche eines Reagenztträgers / nach Fig. 4 in Draufsicht, wobei die Rinnen 7 konzentrisch angeordnet sind; Fig. 5 shows the upper boundary surface of a reagent carrier / according to Fig. 4 in plan view, wherein the grooves 7 are arranged concentrically;
Fig. 6 den Querschnitt eines Reagenzträgers 1 in Form eines Hohlzylinders, der unten mit einer Bodenschicht 10 abgeschlossen ist; Fig. 6 shows the cross-section of a reagent carrier 1 in the form of a hollow cylinder, which is closed at the bottom with a base layer 10 ;
Fig. 7 den Querschnitt durch eine übliche MIkrotiterplatte 8 (8x12 cm, 8x12 = 96 Vertiefungen, Fassungsvermögen jeder Vertiefung ca. 250 &mgr;&idiagr;), in der 3 Vertiefungen 9 einen erfindungsgemäßen Reagenzträger 1 in Form eines Hohlzylinders enthalten; und Fig. 7 shows the cross section through a conventional microtiter plate 8 (8x12 cm, 8x12 = 96 wells, capacity of each well approx. 250 μη), in which 3 wells 9 contain a reagent carrier 1 according to the invention in the form of a hollow cylinder; and
Fig. 8 den Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Reaktionsträger / , dessen Innenwand 12 sich nach unten verjüngt und einen Kegelstumpf auf der Bodenfläche 10 bildet. Ein solcher Reaktionsträger eignet sich z.B., wie in Fig. 8 dargestellt, zur Fig. 8 shows the cross section through a reaction carrier / according to the invention, the inner wall 12 of which tapers downwards and forms a truncated cone on the bottom surface 10. Such a reaction carrier is suitable, for example, as shown in Fig. 8, for
Beschreibung - Reagenzträger zur Zugabe von Reagenzien -Seite 9- Description - Reagent carrier for adding reagents -Page 9-
Bestimmung des Auftretens eines Agglutinate 13 in einem Reaktionsgemisch 14. Der Reaktionsträger 1 kann erfindungsgemäß eine Bodenschicht 10 aufweisen, welche als semipermeable Membran und/oder als Zählnetz-Raster, ganz oder teilweise aus lichtdurchlässigem Material ausgebildet ist und gegebenenfalls eine Beschichtung aufweist.Determination of the occurrence of an agglutinate 13 in a reaction mixture 14. According to the invention, the reaction carrier 1 can have a bottom layer 10 which is designed as a semipermeable membrane and/or as a counting grid, completely or partially from light-permeable material and optionally has a coating.
Dieses Beispiel beschreibt einen erfindungsgemäßen Reagenzträger in Form eines zur Einführung in Vertiefungen einer Mikrotiterplatte (Fig. 6) ausgestalteten Hohlzylinders zur Verwendung in einem ELISA-Enzyrnimmunoassay zur Bestimmung von Gesamt-Thyroxin. Als Reagenzträger für den nach diesem Verfahren verwendeten Antikörper dient ein erfindungsgemäßer Hohlzylinder aus Polystyrol, der an seinen äußeren und inneren Oberflächen mit Thyroxin-Antikörper (Schaf) beschichtet ist. Nach Zugabe des Probenmaterials (Serum, Heparin-, EDTA-, Citrat- und Oxalat-Plasma) in die Vertiefungen der Mikrotiterplatte, die erfindungsgemäße, mit Thyroxin-Antikörpern beschichtete Reagenzträger enthält, und Zugabe der Inkubationslösung (Ihkubationstemperatur 20 bis 25°C, Inkubationszeit 30 Minuten ),werden die erfindungsgemäßen Reagenzträger aus den Vertiefungen herausgenommen und nach Überführung in die Vertiefungen einer anderen Mikrotiterplatte mit Substrat-Chromogen-Lösung (ABTS/H2O2 )versetzt. Nach Inkubieren (30 Minuten) kann die photometrische Auswertung der ganzen Titerplatte direkt im Durchlicht mittels eines geeigneten Spektralphotometers (Wellenlänge 420 nm) erfolgen.This example describes a reagent carrier according to the invention in the form of a hollow cylinder designed for introduction into wells of a microtiter plate (Fig. 6) for use in an ELISA enzyme immunoassay for the determination of total thyroxine. The reagent carrier for the antibody used in this method is a hollow cylinder according to the invention made of polystyrene which is coated on its outer and inner surfaces with thyroxine antibody (sheep). After adding the sample material (serum, heparin, EDTA, citrate and oxalate plasma) to the wells of the microtiter plate containing the reagent carriers according to the invention coated with thyroxine antibodies and adding the incubation solution (incubation temperature 20 to 25°C, incubation time 30 minutes), the reagent carriers according to the invention are removed from the wells and, after being transferred to the wells of another microtiter plate, mixed with substrate-chromogen solution (ABTS/H 2 O 2 ). After incubation (30 minutes), the photometric evaluation of the entire titer plate can be carried out directly in transmitted light using a suitable spectrophotometer (wavelength 420 nm).
Dieses Beispiel beschreibt eine enzymatische Bestimmung von Harnsäure mit Uricase (vgLD.Barham und P.Trinder, Analyst 97 (1972) 142 bis 145; P.Fossati et al5Clin. Chem. 26 (1980) 227 bis 231).This example describes an enzymatic determination of uric acid using uricase (cf. LD.Barham and P.Trinder, Analyst 97 (1972) 142 to 145; P.Fossati et al 5 Clin. Chem. 26 (1980) 227 to 231).
Die Bestimmung der Harnsäure erfolgt nach Umsetztung mit Uricase; das gebildete H2O2 wird mit 3,5-Dichlor-hydroxybenzolsuh°onsäure (DCHBS) und 4-Aminophenazon (Katalyse mit Peroxidase) zu einem rotvioletten Chinominfarbstoff umgesetzt, der als Indikator dient.The determination of uric acid is carried out after reaction with uricase; the H 2 O 2 formed is converted with 3,5-dichloro-hydroxybenzenesulfonic acid (DCHBS) and 4-aminophenazone (catalysis with peroxidase) to a red-violet quinomine dye, which serves as an indicator.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE29521625U DE29521625U1 (en) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | Reagent carrier for adding reagents |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29521625U DE29521625U1 (en) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | Reagent carrier for adding reagents |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29521625U1 true DE29521625U1 (en) | 1998-02-19 |
Family
ID=26012854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29521625U Expired - Lifetime DE29521625U1 (en) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | Reagent carrier for adding reagents |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29521625U1 (en) |
-
1995
- 1995-02-27 DE DE29521625U patent/DE29521625U1/en not_active Expired - Lifetime
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