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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrich-
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tung zum quantitativen Bestimmen eines Agglutinationsgrades von Partikeln
mit Hilfe einer optischen Einrichtung; insbesondere richtet sich die Erfindung auf
die optische Messung des Agglutinationszustandes von Partikeln, während diese unter
Verwendung mit einer entweder Antigene oder Antikörper enthaltenden Emulsion überzogener,
sensibilisierter Partikel durch Antigen-Antikörper-Reaktion zum Agglutinieren gebracht
werden.
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Die Erkenntnis des Zustandes oder des Vorhandenseins der Agglutination
in einer Suspension von Partikelnist hilfreich zur Erfassung der chemischen oder
mechanischen Eigenschaften, der Stabilität sowie der Re&ktionsfähigkeit derselben.
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Insbesondere kommt die Agglutinationsreaktion praktisch zur Anwendung
als ein einfaches und leichtes Meßverfahren immunchemischer Ingredientien, wobei
sensibilisierte Partikel wie Latex, Bentonit oder Kaolin, die mit einer entweder
Antigene oder Antikörper enthaltenden Emulsion überzogen sind, zur Reaktion gebracht
werden mit dem anderen, umgekehrt reagierenden Antikörper oder Antigen, das möglicherweise
in einer zu prüfenden Flüssigkeit enthalten ist. Vor allen Dingen ist die in einem
aus Polystyrol oder dergleichen zusammengesetzten Latex durchgeführte Agglutinationsreaktion
insbesondere anwendbar beim Messen verschiedener Sorten von Proteinen und Hormonen
einschließlich RF (Rheumatismusfaktor), CRP (C-reaktives-Protein) etc., wegen der
hochgradigen Meßempfindlichke bei
ausgezeichneter Spezifizierung.
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Gegenwärtig wird jedoch die Messung der Agglutinationsreaktion einer
solchen Latexart allgemein abhängig gemacht von der Entschciaung des Vorhandenseins
des Latex, welches beim Reagieren der sensibilisierten Latexflüssigkeit mit der
zu testenden Flüssigkeit durch die Antigen-Antikörper-Reaktion agglutiniert wurde,
allgemein auf einer Glasscheibe oder -platte aufgrund augenscheinlicher Messung,
andernfalls gelegentlich durch Verwendung optischer Einrichtungen. Die Ergebnisse
der Messung bei den oben erwähnten Fällen können in qualitativer Hinsicht durchweg
als befriedigend bezeichnet werden. Insbesondere im Falle der augenscheinlichen
Messung verursacht sie leicht jeweils bei der Bestimmung des Vorhandenseins der
Agglutination eine Ungewißheit.
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Außerdem ist es im Falle der Anwendung des optischen Meßverfahrens
und Anstrebung der quantitativen Messung obendrein erforderlich, eine Reihe von
Testobjekten vorzubereiten, die in mehreren Stufen vcrdünnt worden sind, das Vorhandensein
der Agglutination bei jeder Probe innerhalb einer Reihe während der Manipulation
der Reaktion zu beobachten und Maßnahmen zur Angabe der Antigen- oder Antikörpermenge
zu treffen durch Feststellung, welche Verdii nnungsstufe die Grenzschicht bildet,
welche den Zustand der Agglutination von dem Zustand der Nichtagglutination unterscheidet.
In Anbetracht dieser Tatsache hat das oben erwähnte Verfahren eine so ausgeprägte
Unzulänglichkeit, daß viel Arbeit und Zeit oder eine große Menge Latexreaktionsmittel
bei
Messung auch nur einer Probe erforderlich ist, Andererseits
gibt es eine Methode z @m Messen der Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkeit in der
Zelle mittels eines Lichtes von einer Wellenlänge, die nahezu in den Infrarotbereich
fällt, mit dem Ziel der quantitativen Bestimmung eines Agglutinationsgrades. In
diesem Fall liegt ein schwer zu befriedigender Punkt darin, daß, da die Klumpen
des agglutinierten Latex und die anderen Partikel des nicht agglutinierten Latex
innerhalb des Beobachtungsbereichs der Probe nebeneinander bestehen, die Messung
der Durchlässigkeit beispielsweise unweigerlich in dem gemischten System der Klumpen
des agglutinierten Latex und der Partikel des nichtagglutinierten Latex stattrinden
muß, was zu einem Abfall in der Empfindl:Lchkeit führt Es macht keinerlei Unterschied,
selbst wenn etwas gestreutes Licht benutat würde. Dieses Verfahren hat einen weiteren
Mangel, indem die Reproduzierbarkeit der durchgefiihrten Messung nicht gut ist,
da sich die agglutinierten Klumpen verstreut verteilen.
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Ferner gibt es ein Verfahren der qu.lntitativen Bestimmung eines Agglutinationsgrades,
bei welchem die Agglutlllation des Latex in einem geeigneten Gefäß fortgesetzt wird,
die agglutinierten Pumpen durch ZentrifugaJabscheidung der Reaktionsflüssigkeit
dazu gebracht werden, sich von den nichtagglutinierten Partikeln des Latex abzuscheiden,
und dann die DurChlässigkeit ihrer überstehenden Flüssigkeit gemessen wird. In diesem
Fall ist jedoch die Vorsehung eines ZentrifugalaJ>c 1 ieider und eines relativen
Ret@iebsverfahrens
erforderlich, umsomehr, als die Messung kompliziert wird.
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Zusätzlich zu dem oben erwähnten ist noch ein Verfahren zur Bestimmung
des Vorhandenseins der Agglutination durch Messung der Viskosität mit Bezug auf
übliche Latexe auf anderem Gebiet als der Inmunchemie bekannt. Dieses Verfahren
krankt jedoch an verschiedenen Problemen, wie beispielsweise dem Verbrauch verhältnismäßig
großer Mengen an Prcben, der Verwickeltheit in der Teinperatursteuerung und den
Arbeitskurven usw., und es ist daher nicht d Genauigkeit in der Messung zu erwarten.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausschaltung der oben erwähnten
Mängel und in der schaffung eines Verfahrens zur quantitativen Bestimmung eines
Agglutinationsgrades einer Latexsuspension oder - allgemeilter gesagt - üblicher
Partikel, bei obj ektiver Reproduzierbarkeit c er Agglutinationsreaktion oder des
Zustands der Agglutination derselben. Ein besonders Merkmal der Erfindung besteht
in der Schaffung eines Verfahrens, durch welches die Messung automatisch durchgeführt
werden kann, sowie einer Vorrichtung, die sich in einer einfachen Konstruktion zur
leichten Anwendung derselben verwirklichen läßt. Die Erfindung richtet sich weiterhin
auf ein Verfahren zur quantitativen Messung immunchemischer Ingredicntien auf der
Grundlage der Antigen Antikörper-Reaktion, sowie eine Vorrichtung, auf welcher die
obige Messung automatisch unti kontinuierlich durchzuführen ist.
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Diese Erfindungsaufgabe wird erfüllt durch Beobachtung und Messung
des Unterschiedes in den optischen Eigenschaften zwischen den beiden Schichten der
Suspension oder des Wechsels in den optischen Eigenschaften der einen oder anderen
Schicht derselben, die in agglutinierte Klumpen und nichtagglutinierte Partikel
getrennt worden ist, während die Suspension langsam durch ein kleines Rohr hindurchgeführt
wird, unter Ausnutzung des Vorteils der-Übertragungscharakteristik der durch das
kleine Rohr fließenden Suspension.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden
ausführlichen Beschreibung hervor. Es zeigen: Fig. 1 ein typisches Schema der Geschwindigkeitsverteilung
eines durch den Kanal des kleinen Rohres fließenden Strömungsmittels, Fig. 2 einen
vergrößerten Schnitt zur Klarstellung des Zustands einer Vakuolenhöhle in dem kleinen
Rohr, Fig 3 einen vergrößerten Schnitt zur Darstellung auch des Zustandes einer
durch das kleine Rohr hindurchfließenden Vakuolenhöhle in welcher a, b und c den
Anfangszustand der Überführung, das Zwischenstadium, bei welchem zahlreiche agglutinierte
Klumpen sich an dem vorderen Teil der Wakuolenhöhle sammeln, und den Zustand
zeigen,
wo sich jene aglutinierten Klumpen an dem vorderen Teil gesammelt haben, nachdem
sich die gesamte Vakuolenhöhle in zwei Schichten geteilt hat: eine Akkumulationsscbicht
von acJylutinierten Klumpen bzw. eine Suspensionsschicht von nichtagglutinierten
Latexpartikeln, Fig. 4 eine schemati.sche Darstellung eines Beispiels der Vorrichtung
gemäß der Erfindung, Fig. 5 a) eine grafische Darsl:ellung, welche die jeweiligen
Durchlassigkeiten bei jedem Schritt der hindurchgehenden Vakuolenhöhle ausdrückt,
und Fig. 5 b zeigt die Durchlässigkeit der Reaktionsflüssigkeit bei einem geringen
Agglutinationsgrad in dem vollständig halbierten Zustand der Vakuolenhöhle an, und
Fig. 6 und 7 zeigen schematische Darstellungen von zwei verschiedenen Beispielen
der Abwandlung des Probezufuhrabschnitts der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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Die Beschreibung richtet sich nunmehr auf die Einzelheiten der Erfindung
unter Bezugnahme auf die beig efügten Zeichnungen und bei Annahme des Falls der
Hinzufügung eines Testgegenstands, welcher Antikörper oder Antigene als zu testende
Substanz enthält, zu einem sensibilisierten Latex, der als Partikelsuspension
benutzt
wird. Bei dem oben erwärmten Fall ist übrigens vorausgesetzt, daß die Partikelsuspension
il der Eigenschaft als Reaktionsmittel benutzt wird. Im Gegensltz dazu ist es auch
möglich, die zu testende Substanz, die in der Partikelsuspension enthalten ist,
durch die Verwendung eines anderen Reaktionsmittels festzustellen. Das Beispiel
des letzten Falles ist jedoch im Interesse der Vereinfachung der Erläuterung im
folgenden ausgelassen.
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Die Durchflußgeschwindigkeit des durch ein kleines Rohr hindurchströmenden
Strömungsmittels ist schneller in der näheren Umgebung des Mittelpunkts des Querschnitts
und wird langsamer, jemehr er sich der Rohrwand nähert, und zwar unter dem Einfluß
der Viskosität und der Reibung zwischen der Rohrwand und dem Strömungsmittel. Es
ist bekannt, daß bei geringer Durchflußgeschwindigkeit und Ausbildung des Laminarstroms
die Verteilung der Durchflußgeschwindigkeit innerhalb eines kreisförmigen geraden
Rohres die Form einer Parabel annimmt, wie in Fig. 1 gezeigt, bei wobei/einem Radius
des Rohres von cl und einer maximalen Durchflußgeschwindigkeit von VM, die Durchflußgeschwindigkeit
V an dem um eine Entfernung r vom Mittelpunkt des Rohres entfernten Platz gleich
VM (1-r²/a²) ist und die durchschnittliche Durchflußgeschwindigkeit V gleich 1/2
VM ist.
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Wenn nun ein Latexreaktionsmittel, welches mit einem Antigen oder
Antikörper sensibilisiert wurde, mit einem Antikörper oder
Antigen
cllthclltenden Testgegenstand im Inneren eines Reaktionsgefäßes reagiert wird, dann
wird eine vorgeschriebene Menge der so erzeugten Reaktionsflüssigkeit 30 in ein
kleines Rohr 1 eingesogen, das nach der Darstellung in Fig. 2 sandwichartig zwischen
den vorderen und hinteren Luftschichten 2 angeordnet ist, und die Vacuolenhöhle
3 der Reaktionsflüssigkeit wird veranlaßt, sich bei langsamer Geschwindigkeit in
Richtung des Pfeiles zu bewegen, sodann nimmt die Verteilung der Durchflußgeschwindigkeit
des Reaktionsmlttels in dem mittleren Teil der Vakuolenhöhle 3 in etwa die in Fig.
1 gezeigte Form an, in welcher die Vakuelenhöhle eine :;chllellere Geschwindigkeit
hat, je mehr sie sich dem mittleren Teil nähert. Jedoch werden vorn und hinten an
der Vakuolenhöhle 3 Vortexe in Berührung mit den Luftschichten 2 erzeugt, so daß
die Flüssigkeit in der Nähe der Rohrwand in den mittleren Teil an dem Meniskusfeld
3b hinten gefangen wird und sich dadurch bei einer größeren als der durchschnittlichen
Durchflußgeschwindigkeit vorwärtsbewegt.
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Wenn die sensibilisierten Latexpartikel 4 keine Neigung zum Agglutinieren
zeigen, dann bewegen sich diese Partikel größtenteils auf dem Flüssigkeitsstrom
in Richtung des Pfeiles vorwärts, die Partikel, welche sich in Richtung auf den
vorderen Teil der Vakuolenhöhle 3 vorwärtsbewegt haben, werden in die Vortexe am
vorderen Meniskusfeld 3a eingefangen, um sich zur Seite der Rohrwand hin zu verschieben,
und wenden sich danach relativ zurück. Demzufolge wird der Zustand der Suspension
nahezu gleichförmig
innerhalb der gesamten Vakuolenhöhle und zeigt
ein Verhalten, als ob die Reaktion zur Flüssigkeit während ihrer Vermischung lediglich
durch Umrührt übertragen würde.
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Im Gegensatz dazu werden bei Fortschreiten der Agglunitationsreaktion
und Wachstum einer ziemlich großen Menge agglutinierter Klumpen mehrere Phänomene,
die sich von dem obigen unterscheiden, wie folgt wahrgenommen: Wenn die Reaktionsflüssigkeit
30, in welcher die agglutinierten Klumpen 5 wachsen, oder die Reaktionsflüssigkeit
30, welche die agglutinierten Klumpen von Anfang an enthält, in das kleine Rohr
1 eingesogen und anschließend veranlaßt wi;d,sich langsam vorwärts zu bewegen (Fig.
3a), dann bewegt sich die Reaktionsflüssigkeit 30 in der Vakuolenhöhle 3 vorwärts,
während sie in ähnlicher Weise wie im Falle der Fig. 2 gerührt wird, jedoch wird
die Verteilung der agglutinierten Klumpen 5 nicht gleichmäßig, und es wird beobachtet,
daß die agglutinierten Klumpen 5 sich an dem vorderen Teil der Vakuolenhöhle 3 konzentrieren
und anhäufen, wie in Fig. 3b und c gezeigt Di.es geschieht aus dem Grunde, daß die
agglutinierten klumpen 5 des Latex sich leicht miteinander verketten, um zu agglutinieren,
wobei die agglutinierten Klumpen 5, welche sich auf dem schnellen Strom in der Mitte
des kleinen Rohres entlangbewegt haben, kollidieren, während sie mit den anderen
agglutinierten Klumpen 5 auf dem Weg umlaufen, zu größeren agglutinierten Klumpen
anwachsen und schließlich den vorderen Teil der Vakuolenhöhle 3 erreichen
(Fig.
3b). Die agglutinierten Klumpen 5, welche den vorderen Teil der Vakuoles öllle 3
erreicht haben, häufen sich dort an, während sie ihre schnelle Geschwindigkeit verlieren,
ohne in den Vortexe an den Meniskusteil 3a des Vorderteils gefangen zu werden, und
zwar wegen ihrer Größe in den Abmessungen und ihrer Agglutinationsfähigkeit. Gegen
diese und an diesen agglutinierten und akkumulierten Klumpen schlagen die neu nachfolgenden
agglutinierten Klumpen von hinten und haften daran an, um ein größeres Aggregat
agglutinierter Klumpen an dem vorderen Teil zu binden (Fig. 3c).
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Wenn die Vakuolenhöhle 3 veranlaßt wird, ihre Durchglngsbewegung in
einem Zustand durchzuführen, in welchem die Länge des kleinen Rohres 1 vergröJ3ert
worden ist, so daß sie für ihre Verschiebebewegung eine größere Anzahl Stunden benötigt,
dann sammeln sich die agglutinierten Klumpen 5 aufeinanderfolgend an dem vorderen
Teil. In dem Zwischenstadium bis zur vollständigen Trennung wird der Konzentrationsgradient
der agglutinierten K lumpen bereits in der progressiven Richtung der Vakuolenhöhle
3 ersie zeugt, wobei die Konzentration um so höher ist, je näher/an dem vorderen
Teil der Vakiolenhöhle liegt (Fig. 3b), und die Reaktionsflüssigkeit wird schließlich
in zwei Schichten getrennt (Fig. 3c). Die vordere Schicht ist eine Aggregat- oder
eine Anhäufungsschicht 51 von agglutinierten Klumpen 5. Die hintere Schicht ist
eine Suspensionsschicht 41 von nichtagglutinierten Latexpartikeln 4. Nach Ablauf
einer angemessenen Agglutinationszeit wird die Anhäfungsschicht 51 agglutinierter
Klumpen im
vorderen Bereich dicker und dicker l)ei fortschreitender
Agglutinationseaktion und zunehmend hoher Agglutinationsgrad, sowie dazu proportionalem
Verbrauch einer großen Anzahl Latexpartikel 4 dafür. Demzufolge verringert hinten
die aus nichtagglutinierten Latexpartikeln 4 zusammengesetzte Suspensionsschicht
entsprechend ihre Konzentration.
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Die Erfindung erstrebt ein optisches Messen der Konzentration der
Reaktionsflüssigkeit 30 in der Vakuolenhöhle 3, die zusammengesetzt ist aus sowohl
der Akkumulationsschicht 51 agglutinierter Klumpen und der Suspensionsschicht 41
aus nichtagglutinierten Latexpartikeln, und anschließend die quantitative Bestimmung
eines Agglutinationsgrades zur Zeit der Agglutinationsreaktion des Latex durch Beobachtung
des Verhaltens des in dem oben erwähnten Verfahren zur erzielenden Wechsels in der
Konzentration.
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Bei weiterer Bezugnahme auf eine AIt(jfü!lrungs form dieser F.'-f;i
ndung wird die quatitative Bes timmuiig eines Agglutinationsgrades auch hier durch
optisches Messen der Konzentration der Suspensionsschicht 41 in dem hinteren Teil
der Vakuolenhöhle durchgeführt.
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In dem obigen Fall ist es zulässig, obwohl die Vakuolenhöhle 3 zwischen
den Luftschichten 2 2 von sowohl der Vorder- als auch der Rückseite sandwichartig
eIngeschlossen war, anstatt der Luft irgendein anderes Strömungsmittel zu verwenden,
das sich mit der Reaktionsflüssigkeit nicht vermischt, beispielsweise das eine oder
andere inerte Gas, Silikon und dergleichen.
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Was die ill das k3eiiie Rohr 1 c!inzuführendc ReaktionsElüssig}=cit
30 anbelangt, so kann diese die im vorhinein durch Vermischen des Latexreaktionsmittels
mit dem Testobjekt bereitete sein, wie oben erwähnt, oder es reicht aus, wenn das
Latexreaktionsmittel und der Tcstgogenstand getrennt in das kleine Rohr eingeführt
werden, um sie darin miteinander zu vermischen, und sie wänrend der Hindurehrührung
miteinander reagiert werden.
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Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum quantitativen
Bestimmen eines Agglutinationsgrades durch das oben beschriebene Verfahren. Diese
Vorrichtung 10 enthält eine Saugdüse 11, ein kleines Roihr 1, das mit der Düse 11
Verbunde ist, eine optische Meßeinrichtung 12, die auf dem Seitenteil des kleinen
Rohres 1 vorgesehen ist, eine Pumpe 13, welche ein Strömungsmittel in das kleine
Rohr 11 einsaugt, sowie einen Behälter 14 zur Aufnahme des verbrauchten Strömungsmittels.
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Zu Beginn, wenn eine festgesetzte Menge der Reaktionsflüssigkeit 30
in einem Reaktionsbehälter 15 durch die Saugwirkung der Pumpe 13 über die Düse 11
eingesogen worden ist, wird die Düse 11 durch eine Düsenantriebsvorrichtung 16 aus
der Reaktionsflüssigkeit heraus anyehoben und saugt anschließend Luft an.
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In diesem Fall ist cs selbstverständlich, daß anstelle der Luft irgendein
inertes Gas oder Silikon angesaugt werden kann. Die Reaktionsflüssigkeit 30 bilde
eine Vakuolenhöhle 3, die sandwichartig zwischen die Luftscllichten 2 2 von hinten
und von
vorn in dem Inneren des mit der Düs} 11 verbundenen kleinen
Rohres 1 eingeschlossen ist, sie wird langsam durch die Saugwirkung der Pumpe 13
in Richtung des Pfeiles vorwärtsbewegt und erreicht die optische Meßeinrichtung
12, die auf einem Teil des System des kleinen Rohres 1 vorgesehen ist. Diese optische
Meßeinrichtung 12 enthält eine Lichtquelle 121 und einen Lichtdetektor 122 zum Messen
des übertragenen Lichtes. Während der Zwischenzeit schreitet die Agglutinationsreaktion
der Reaktionsflüssigkeit 30 in der Vakuolenhöhle 3 fort (oder es spielt keine Rolle,
wenn die Reaktion in einem Probebehälter zur Vollendung geführt wird). Die agglutinierten
Klumpen 5 sammeln sich in dem vorderen Teil der Vakuolenhöhle 3, wie in Fig. 3 gezeigt,
auf deren Rückseite die nichtagglutinierten Latexpartikel 4 in der hinteren Reaktionsflüssigkeit
sustendiert sind. Wie oben-beschrieben, verschiebt sich die Reaktionsflüssigkeit
30 in der Vakuolenhöhle 3 während der Bewegung, so daß die nichtagglutinierten Latexpartikel
4 in der rückwärtigen Suspensionsschicht 41 fast gleichmäßig verteilt werden und
ihre Konzentration dem Grad der Agglutination der agglutinierten Latexklumpen entspricht.
Die optische Meßeinrichtung 12 ist zu.verwenden beim Messen der Konzentration der
Reaktionsflüssigkeit, bestehend aus der Akkumulationsschicht 51 und der Suspensionsschicht
41.
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Wenn in diesem Zusammenhang verschiedene Arten von Reaktionsflüssigkeiten
30 nacheinander aufgesaugt werden, um die Wirksamkeit der Messung zu verbessern,
ist es zu bevorzugen, die
Diese ii' in einen Wasclinapf 1ß 8 einzitauchen,
um Waschflüssigkeit 19 aufzusaugexl und die Verschmutzung bei jeder Probenahme zu
verhindern, wodurch eine bis mehrere einzelne Vakuolenhöhlen (nicht gezeigt) in
das kleine Rohr eingeführt werden können. In der Zeichnung bedeutet das Bezugs zeichen
20 die verbrauchte Flüssigkeit.
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Wenn die Verschiebung der Vakuolenhöhle 3 beobachtet wird durch die
optische Meßeinrichtung 12 mit Hilfe von übertragenem Licht, dann werden die in
Fig. 5a ersichtlichen Kurven erzielt, bei denen die Stufen A die Durchlässigkeiten
der jeweiligen Luftschichten 2 bezeichnen und die Stufen B bis F die Durchlässigkeiten
der ReaktionsflJCJsigkej.t in der Vakuolenhöhle, während diese vorübergehend die
entsprechenden Stufen passiert.
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In den Schritten B bis F zeigt die erste Stufe B die Durchlässigkei.t
in dem Fall, wo die Reaktionsflüssigkeit nicht oder noch nicht die Ägglutinationsreaktion
begonnen hat, d.h. in dem Fall, wo die Latexpartikel überhaupt nicht für die Agglutinationsreaktion
verbraucht sind. Diese Durchlässigkeit ist gleichmäßig innerhalb der gesamten Vakuolenhöhle.
In dem Schritt C schreitet die Agglutinationsreaktion in gewissem Ausmaß fort, und
die Anhäufung der agglutinierten Klumpen 5 wird an dem vorderen Teil der Vakuolenhöhle
schwach wahrgenommen, wo die Durchlässigkeit sich allmählich zu verringern beginnt,
während andererseits die Durchlässigkeit der hinteren Suspensionsschicht
in
gewissem Maße ansteigt (entsprechend Fig. 3a). Der Schritt D zeigt eine Probe, in
welcher die Agglutinationsreaktion sich in einem fortgeschrittenen Stadium befi.ndet,
und wo die angehäufte Schicht 51 von agglutinierten Klumpen in dem vorderen Abschnitt
mehr und mehr zunimmt, während die Durchlässigkeit der Suspensionssicht 41 in dem
hinteren Teil nahezu diejenige der Luftschicht 2 erreicht (entsprechend Fig. 3b).
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Die Schritte E und F zeigen getrennt die Durchlässigkeiten der Reaktionsflüssigkeit
bei Darstellung der Aggluti!z.tiorisreaktion gegenüber der vorherigen Stufe verstärkt.
In jeder dieser beiden letztgenannten Stufen wird bei zunehmend fortschreitender
Akkumulation der agglutinierten Klumpen in dem vorderen Teil gezeigt, daß die Durchlässigkeit
der Suspensionsschicht 41 in dem hinteren Teil einen höheren Wert hat als diejenige
der Luftschicht 2 (entsprechend Fig. 3c).
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Ferner geben die Schritte F' und F'', die in Fig. 5b gezeigt sind,
jeweils die Durchlässigkeiten in den Fällen wieder, wo die Reaktionsflüssigkeit
mit dem geringeren Agglutinationsgrad vollständig in zwei Teile geteilt ist, im
Vergleich zu dem in Fig. 5a gezeigten Fall F.
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Nun ist es in Anbetracht der in Fig. 5a und b gezeigten grafischen
Darstellungen denkbar, daß eine Vielzahl von Verfahren vorhanden sein kann, die
anwendbar sind zur Erlangung eines
Agglutinationsgrades der Reaktionsflüssigkeit
durch Verwendung des übertragenen Lichtes wie folgt: Zunächst wird beispielsweise
nach Ablauf einer ausreichenden Zeitdauer zur vollständigen Trennung der Reaktionsflüssigkeit
in der Vakuolenhöhle in zwei Schichten die Akkumulationsschicht 51 der agglutinierten
Klumpen und die Suspensionsschicht 41 der nicht agglutinierten Partikel (Schritt
F in Fig. 5a und Schritte F' und F', in Fig. 5b), das Ausgangsschema, andernfalls
die Durchlässigkeit sowohl der Akkumulationsschicht 51 der agglutinierten Klumpen
als auch der Suspensionsschicht 41 nicht agglutinierter Partikel in der Anzeigevorrichtung
17 sichtbar gemacht, wie in Fig. 4 gezeigt. Bei Annahme des Ausgangsschemas ist
es möglich, nicht nur auf die Unebenheit der grafischen Darstellung, sondern auch
die Lange der Zeitdauer des in Frage stehenden Zustands zu beurteilen.
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Andererseits ist es empfehlenswert bei der erfindungsgemäßen Verwendung
der Durchlässigkeit, in dem vorliegenden Beispiel Vorteil zu ziehen aus den Durchlässigkeiten
auf der Seite der Suspensionsschicht 41, da die Werte der Durchlässigkeiten der
Akkumulationsschicht agglutinierter Klumpen sich wenig voneinandere unterscheiden
und daher das Auflösungsvermögen hier schlecht ist. Auf der Anzeiqevorrichtung 17
ist es jedoch auch möglich, den Grad der Agglutination, in den die Durchlässigkeit
umgewandelt worden ist, anzuzeigen.
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Außer dem oben gesagten wird es auc: für möglich gehalten, daß es
-ein -anderes Verfahren gibt, durch welche die Messung selbst innerhalb einer bestimmten
Periode liner Reaktionszeit nach Beginn der Reaktion der Probe durchgeführt werden
kann, jedoch nicht bis die Reaktionsflüssigkeit sich vollständig in zwei Schichten
geteilt hat. In diesem Fall ist es möglich, den Grad der Agglutination kinetisch
auch auf der Grundlage der Beobachtung des Verhaltens des Wechsels in einer Anzahl
Durchlässigkeiten der Suspensionsschicht 41 bei Messung in regelmäßigen Zeitintervallen
festzustellen, beispielsweise durch Anordnung der optischen Meßeinrichtung 12 in
Sätzen von mehr als einem Lichtquellen- 121 und Lichtnteßvorrichtungspaar 122 (der
Fall von Fig. 4) oder durch Entlangbewegen der Lichtquelle 121 und der Lichtmeßvorrichtung
122 auf dem kleinen Rohr 1. Eine derartige Maßnahme der Vervielfältigung und Mobilisierung
der Lichtquelle 121 und der Lichtmeßeinrichtung 122 kann Anwendung finden auf den
Fall, wo die Messung durchgeführt wird bei der vollständigen Trennung der Reaktionsflüssigkeit
in zwei Schichten.
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Dic obige Beschreibung befasst sich mit dem Fall, wo die vorher bereitete
Reaktionsflüssigkeit 30 in dem Zustand, in dem sie sich befindet, in das kleine
Rohr 1 eingeführt wird. Es ist jedoch auch zulässig, das die Reaktionsflüssigkeit
30 bildende Latexreaktionsmittel 31 und den die Antikörper oder die Antigene enthaltenden
Testkörper 32 getrennt in das kleine Rohr 1
@@nzubringen, un sle
beide darin miteinander zu vermischen und ferner die Mischung während der Bewegung
dort hindurch zum Reagieren zu bringen. In diesem Fall werden durch die Düse 11
nacheinander das Latexreaktionsmittel 31 (mit Antigen oder Antikörpern sensibilisierte
Latexpartikel) in ein Reaktionsgefäß 21, der Testgegenstand 32 (möglicherweise Antigene
oder Antikörper enthaltende zu testende Flüssigkeit) in einen Testgegenstandsbehälter
22 und die Waschflüssigkeit 19 in den Waschnapf 18 gesaugt. Hierbei muß jedoch darauf
geachtet werden, nicht die Luft zwischen dem Latexreaktionsmittel 31 und dem Testgegenstand
32 zu saugen, sondern eine genügende Menge Luft anzusaugen, damit zwischen den obigen
beiden und der Waschflüssigkeit 19 eine geeignete Luftschicht gebildet wird. Hierdurch
vermischen sich das Reaktionsmittel 31 und der Testgegenstand 32 fortschreitend
miteinander in dem oberen Teil der Düse 11 und anschließend in den damit verbundenen
kleinen Rohr 1, um die Vak1lolenhöhle 3 der Reaktionsflüssigkeit 30 zu bilden.
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Im folgenden ermöglicht dieselbe Handlung, die bei Austausch eines
neuen Testgegenstandes gegen den alten zu wiederholen ist, jeweils das ununterbrochene
Messen einer Anzahl von Testgegenständen.
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Fig. 7 zeigt auch ein Beispiel, in welchem ein Zweigrohr mit zwei
Saugöffnungen anstatt der Saugdüse 11 benutzt wird. In diesem Fall werden das Latexreaktionsmittel
31 und der Testgegenstand 32 getrennt angesaugt und fließen dann zusammen auf
dem
Wege zur Bildung der Reaktions-Ii.üssigkeit 30. Außerdem müssen trkehrungen getroffen
werden, daß das Waschen der Düse nur auf der Seite des Testgegenstanles oder sonst,
falls erforderlich, auf beiden Seiten des Mittels und des Testgegenstandes gleichzeitig
durchgeführt werden kann. Es braucht kaum erwähnt zu werden, daß bei Lagerung einer
Anzahl Testgegenstandsbehälter 22 auf einem intermittierend umlaufenden Probestand
23 es möglich wird, eine Anzahl Testgegenstände automatisch fortlaufend zu messen.
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Wenn auf diese Weise das Latexreaktionsmittel 31 und der'Testgegenstand
32 vorbereitet sind, um getrennt in nicht mischbarem Zustand angesaugt zil werden,
dann ist es zweckmäßig, sich die Mühe des Mischens und Rührens derselben vor dem
Ansaugen zu ersparen und ferner die Zeit festzulegen, die benötigt wird nach dem
Mischen des Reaktionsmittels und des Testgegenstandes an dem Zusammenflußpunkt bis
zum J;eginn der Messung, wodurch zeitliche Veränderungen in dem Zustand der Agglutination
vorteilhaft leicht erfasst werden sollten. Noch wichtiger bei der Anwendung einer
solchen Konstruktion wie in Fig. 7 gezeigt, die in der Lage ist, die automatiscS
und kontinuierliche Saugtätigkeit durchzuführen, ist die Möglichkeit der Begünstigung
einer erheblichen Einsparung an Arbeitk'räf£en, ohne daß es notwendig wäre, ständig
darauf zu achten.
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In allen oben erwähnten Beispielen war es so eingerichtet, daß die
Durchlässigkeit in dem Zustand gemessen wird, wo die Vakuoleniiöhle
3
sich langsam durch das kleine Rohr 1 hindurchschiebt, wie es hier der Fall ist,
jedoch ist es auch ausreichend, wenn die Durchlässigkeit nur der Suspensionsschicht
41 so eingerichtet wird, daß sie gemessen werden kann, wobei der Strom zur Zeit
der Messung für eine Weile angehalten wird. Andererseits steht es im Falle der Vorsehung
der optischen Meßeinrichtung 12 getrennt von dem kleinen-Rohr 1 auch frei, das kleine
Rohr 1 nach dem Anhalten des Stroms zu entfernen, es auf der obigen Einrichtung
zu lagern und es dann der Messung zu unterwerfen.
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Obwohl in den obigen Beispielen eine Beschreibung hinsichtlich der
Fälle der Anwendung der Durchlässigkeiten vorgenommen wurde, ist es doch selbstverständlich,
daß die Messung auch durch Anwendung von gestreutem Licht oder reflektiertem Licht
durchgeführt werden kann. Das kleine Rohr 1 zur Verwendung in dieser Erfindung ist
im allgemeinen cin typisch zylindrischer Gegenstand, und dennoch ist sein Qtlerschnitt
nicht immer auf die Kreisform begrenzt, sondern kewnn andere Formen, wie beispielsweise
ein Oval, ein Viereck ocler andere Formen annehmen. Es ist ferner zulässig, nicht
nur geradlinige Rohre zu verwenden, sondern auch schlangenartig aufgewickelte, die
so gewickelt sind, daß sie in etwa eine Rührwirkung zeigen.
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Die obige Beschreibung richtete sich auf die Agglunitationsreaktion
der mit Antigenen odr Antikörpern sensibilisierten Latexpartikel. Es ist jedoch
:;o zu verstehen, daß die Erfindung weit über den obigen Bereich hinaus auf verschiedene
Fälle
anwendbar ist, wie beispielsweise auf einen Fall, wo der
Suspension der üblichen Partikel irgendeine mechanische oder physikalische Tätigkeit
hinzugefügt wird, einen Fall, wo ihnen verschiedene Arten von Reaktionsmitteln oder
zu prüfender Substanzen hinzugefügt werden, um die Reaktionsfähigkeit die Stabilität
oder andere Eigenschaften zu messen, usw.
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Wie oben beschrieben, handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung
um eine solche, die eine Suspension oder eine Reaktionsflüssigkeit von Partikeln
in zwei Teile teilt: eine Akkumulationsschicht von agglutinierten Klumpen und eine
Suspensionsschicht von nicht agglutinierten Partikeln, während sie veranlaßt wird,
sich langsam durch ein kleines Rohr hindurchzubewegen, um die Konzentration der
aus der Akkumulationsschicht agglutinierter Klumpen und der Suspensionsschicht nicht
agglutinierter Partikel bestehenden Reaktionsflüssigkeit optisch zu messen und dadurch
den Grad der Agglutination der Partikel zu bestimn'en, in deren Verlauf die Messung
quantitativ mit ausgezeichneter objektiver Reproduzierbarkeit durchgeführt werden
kann.
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Bei der obigen Anordnung braucht die Erfindung nicht ein und dieselbe
Probe in Stufen jeweils zu verdünnen und erfordert keinerlei komplizierte Arbeitsweise,
wie beispielsweise die zentrifugale Abscheidung und andere, und ermöglicht infolgedessen
eine kontinuierliche Messung einer großen Anzahl von Proben unter gleichzeitiger
Überwindung von Problemen wie dem Nachlassen in der Meßsens i)ii ität oder schlechter
Reproduzierbarkeit
, wie sie entstehen bei Durchführung der Messung
in mit einem gemischten Zustand von agglutinierten Klumpen/nichtagglutinierten Partikeln,
wodurch die immunchemischen Ingredientien in einfacher Weise und.^mit Genauigkeit
durch Beobachtung der Agglutinationsreaktion eines sensibilisierten Latex gemessen
werden können.