DE3142539C2 - Automatische Enzym-Immunprüfvorrichtung - Google Patents

Automatische Enzym-Immunprüfvorrichtung

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DE3142539C2
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Abstract

Zum Messen der Menge eines Antigens, eines Haptens oder eines Antikörpers im Serum mittels einer Antigen-Antikörper-Reaktion mit Hilfe eines Enzyms wird eine Enzym-Immunprüfvorrichtung verwendet, die automatisch arbeitet. Die Vorrichtung hat eine Vielzahl von Teströhrchen, in denen die Antigen-Antikörper-Reaktion erfolgt, wobei die für das Sandwichverfahren erforderlichen Schritte durchgeführt werden. Weiterhin sind Einrichtungen zum automatischen kolorimetrischen Messen der Menge des Antigens od.dgl. und ein Aufzeichnungsgerät zum automatischen Aufzeichnen des Meßwerts vorgesehen.

Description

d)
e)
g)
h)
Einrichtungen (4, 4') zum Bewegen eines Gestells (2, 2') mit Teströhrchen (1, 1') in Längsrichtung, wobei das Gestell (2, 2') sich in einem Behälter (3,3') befindet,
Einrichtungen (5,5') zur Bewegung des Gestells (2,2') in Querrichtung,
Einrichtungen (10) zum Einführen einer Saugdüse (G) und einer Injektordüse (7) für Reinigungsflüssigkeit in ein mit einer für die Enzym-Immunprüfung vorbereiteten Kugel und einer Testlösung versehenes Teströhrchen (t), um Reinigungsflüssigkeit in das Teströhrchen (1) zu injizieren, nachdem Flüssigkeit durch Absaugen aus dem Teströhrchen (1) und Abführen abgezogen wurde,
Einrichtungen zum Einführen einer Injektordüse (12) für Reaktionsflüssigkeit in das Teströhrchen (1) und zum Injizieren einer ein Enzym enthaltenden Reaktionsflüssigkeit in das Teströhrchen (1),
Einrichtungen (14) zum Anlegen von Vibrationen an das Teströhrchen (1),
Einrichtungen zum Einführen einer Anzugsdüse (15) in das Teströhrchen (1) und zum Ziehen der Kugel aus dem Teströhrchen (1), wobei die Kugel daran angezogen gehalten und in ein zweites Teströhrchen (V) fallen gelassen wird, Einrichtungen zum Einführen einer Substratinjektordüse (17) und einer Injektordüse (19) für Reaktionsbeendigungsflüssigkeit, wobei eine Rekationsbeendigungsflüssigkeit in das zweite Teströhrchen (Γ) nach dem Injizieren eines Substrats injiziert wird,
Einrichtungen zum Einführen einer Meßdüse (20) in das zweite Teströhrchen (Γ) und zum Transport der Flüssigkeit im zweiten Teströhrchen (Γ) zu einer Meßeinrichtung (22), ein Spektrophotometer zum Messen der Extinktion der Flüssigkeit und
einen Drucker (23) zum Aufzeichnen des gemessenen Extinktionswertes.
Die Erfindung betrifft eine automatische Enzym-Immunprüfvorrichtung zum automatischen Durchführen einer Enzym-Immunprüfung und insbesondere eine Vorrichtung zum Messen der Menge der Antigene, Haptene bzw. Halbantigene oder Antikörper, die im Serum vorhanden sind.
Die Enzym-Immunprüfung ist eine Untersuchung zum Messen der Menge eines im Serum enthaltenen Antigens, Haptens oder Antikörpers, wobei eine Antigen-Antikörper-Reaktion mit Hilfe eines Enzyms verwendet wird. Die Enzym-Immunprüfung wird anhand eines Beispiels, der sogenannten Sandwichmethode, näher erläutert.
Bei der Sandwichmethode wird eine vorher festgelegte Menge eines Antikörpers auf einem Träger abgeschieden, beispielsweise auf der Oberfläche einer Kunststoffkugel bzw. Kunststoffperle, und durch Umwandeln des Antikörpers in eine Feststoffphase unlösbar gemacht, die auf der Oberfläche des Trägers festgelegt ist.
Der den Antikörper tragenden Kugel wird eine vorbestimmte Menge einer Testlösung zugesetzt, die ein Antigen enthält, dessen Menge zu messen ist und das im Folgenden als Testantigen bezeichnet wird. Das Antigen wird mit dem verfestigten Antikörper durch die Antigen-Antikörper-Reaktion vereinigt. Dann wird die Testlösting entfernt und die Kugel gereinigt. Der Kugel wird dann eine festgelegte Menge einer Reaktionslösung zugesetzt, die eine festgelegte Menge eines mit Enzym versetzten Antikörpers enthält, beispielsweise einen mit Perioxidase versetzten Antikörper. Zwischen dem mit Enzym versetzten Antikörper und dem Antigen, das mit dem auf der Kugel abgeschiedenen und verfestigten Antikörper vereinigt worden ist, findet wiederum eine Antigen-Antikörper-Reaktion statt. Der mit Enzym versetzte Antikörper, der sich nicht mit dem Antigen vereinigt hat, wird beseitigt und es wird die Aktivität des mit Enzym versetzten Antikörpers gemessen, der sich mit dem Antigen vereinigt hat, wodurch die Menge des Testantigens gemessen wird.
Für die Messung der Aktivität der Peroxidase des mit Enzym versetzten Antikörpers, das sich mit dem verfestigten Antigen vereinigt hat, werden im vorliegenden Fall Wasserstoffperoxyd und 2,2'-Azinobis-(3-Äthylbenzothiazolin-6-Sulfonsäure) als Substrat für das Enzym verwendet. Die Kugel wird gewaschen, überflüssiger mit Peroxidase versetzter Antikörper, der nicht reagiert hat, wird von der Kugel entfernt. Die Kugel wird dann in die Enzymsubstratlösung getaucht, die durch das Enzym gefärbt wird. Die Absorption bzw. die Extinktion der Enzymsubstratlösung wird bei 405 nm durch ein Spektrophotometer bestimmt.
Inzwischen werden Bezugslösungen, von denen jede eine bekannte Menge des Antigens enthält, präpariert und die Absorbanz bzw. Extinktion jeder Bezugslösung in der vorstehend beschriebenen Weise gemessen. Durch Auftragen der in jeder Lösung enthaltenen Antigenmenge und ihrer Extinktion ergibt sich eine Eichkurve. Diese Eichkurve zeigt die Beziehung zwischen den Antigenkonzentration in jeder Lösung und der Extinktion der Lösung. Durch Verwendung dieser Eichkurve kann die Menge des Antigens bestimmt werden, die in der Testlösung enthalten ist.
Bisher wird jeder Schritt bei der Enzym-immunprüfung von Hand ausgeführt, was sehr zeitaufwendig ist. Außerdem sind die durch die manuelle Enzym-Immunprüfung erhaltenen Ergebnisse nicht immer genau.
Zum Stand der Technik gehören außerdem ein Analysengerät mit Einrichtungen zum Bewegen eines Gestells mit Teströhrchen und mit Einrichtungen zum Ansaugen und Abgeben von Flüssigkeit (DE-AS 16 98 240), eine Immunprüfvorrichtung mit einer Vielzahl von Spritzen und Behältern (US-PS 40 87 248) sowie eine Einrichtung zum Handhaben von Kugeln für Immunprüfungen (US-PS 39 32 141).
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Enzym-Immunprüfvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, eine Enzym-Immunprüfung automatisch durchzuführen.
Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch beschriebenen Vorrichtung gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß nun die bisher in herkömmlicher Weise von Hand durchgeführte Enzym-Immunprüfung automatisch genau und schnell ausgeführt werden kann.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung bei-
spielsweise näher erläutert Es zeigt
Fig. 1 perspektivisch den Hauptabschnitt einer Ausführungsform einer automatischen Enzym-Immunprüfvorrichtung gemäß der Erfindung und
Fig.2 eine weitere perspektivische Ansicht des Hauptabschnitts der automatischen Enzym-Immunprüfvorrichtung von Fig. 1.
Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform einer automatischen Enzym-Immunprüfvorrichtung sind jeweils zehn Teströhrchen 1 und Γ in Gestellen 2 und 2' angeordnet Zweiundzwanzig Gestelle 2 bzw. 2' sind dabei jeweils in einem Behälter 3 bzw. 3' angeordnet. Die Teströhrchen 1 und Γ dienen als Antigen-Antikörper-Reaktionskammer.
In jedem Teströhrchen 1 ist eine nicht gezeigte Kunststoffkugel angeordnet, die eine festgelegte Menge eines verfestigten Antikörpers und eine festgelegte Menge einer nicht gezeigten Testflüssigkeit trägt, weiche ein zu bestimmendes Antigen enthält, so daß in jedem Teströhrchen eine Antigen-Antikörper-Reaktion stattfinden kann. Die Behälter 3 und 3' sind lösbar an der automatischen Enzym-Immunprüfvorrichtung angeordnet.
Zum Bewegen der Gestelle 2 längs der Behälter 3 in Längsrichtung X sind Antriebsmechanismen 4 und 4' vorgesehen. Für die Bewegung der Gestelle 2 in Querrichtung Ysind Antriebsmechanismen 5 und 5' angeordnet, wodurch die Teströhrchen 1 in dem Gestell 2 individuell bewegt werden können.
Wenn eines der Teströhrchen 1 in eine festgelegte Position kommt und darin angehalten wird, werden eine Saugdüse 6 und eine Injektionsdüse 7 für Reinigungsflüssigkeit in das Teströhrchen 1 eingeführt. Nach dem Abschluß der Antigen-Antikörper-Reaktion in dem Teströhrchen 1 wird die Testlösung in eine Abschüttflasehe 8 über die Saugdüse 6 abgeführt. Durch Betätigung eines Injektors 9 wird Reinigungsflüssigkeit in das Teströhrchen 1 über die Injektionsdüse 7 für die Reinigungsflüssigkeit eingespiüht, so daß die nicht gezeigte Kugel im Teströhrchen 1 gewaschen wird. Die Reinigungsflüssigkeit wird dann in die Saugdüse 6 abgezogen und an die Abschüttflasche 8 abgeführt.
Die Vertikalbewegung der Saugdüse 6 und der Injektionsdüse 7 für die Reinigungsflüssigkeit wird von einem Hubmechanismus 10 ausgeführt.
Nachdem das Teströhrchen 1 bewegt worden ist, wird eine Reaktionsflüssigkeit in das Teströhrchen 1 durch eine Injektionsdüse 12 für Reaktionsflüssigkeit über einen Reaktionsflüssigkeitsinjektor 11 eingesprüht. Das Teströhrchen 1 wird von einem Trägermechanismus 13 gehalten. Auf das Teströhrchen 1 werden mittels eines Vibrationselements 14 Schwingungen einwirken gelassen, so daß die Kugel in dem Teströhrchen 1 in guten »Rührkontakt« mit der Reaktionsflüssigkeit gebracht wird. Dann wird eine Anzugsdüse 15 in das Teströhrchen 1 eingebracht, um die Kugel durch die Saugwirkung der Anzugsdüse 15 nach oben zu bewegen. Die Kugel wird in Richtung V bewegt, während sie an der Anzugsdüse 15 angezogen ist, und anschließend in eines der Teströhrchen Γ in dem Gestell 2' fallen gelassen.
In das Teströhrchen Γ wird durch einen Substratinjektor 16 und eine Injektordüse 17 für Substrat Substrat injiziert. Die Kugel wird mit dem Substrat reagieren gelassen. Dann wird eine Reaktionsbeendigungsflüssigkeit in das Teströhrchen 1 durch einen Injektor 18 für die Reaktionsbeendigungsflüssigkeit und eine Injektionsdüse 19 für die Reaktkmsbeendigungsflüssigkeit eingesprüht. Anschließend werden auf das Teströhrchen 1' über ein Vibrationselement 14' Schwingungen einwirken gelassen, so daß der Inhalt des Teströhrchens Γ gut durchmischt wird.
In das Teströhrchen 1' wird über einen Luftzylinder
21 eine Meßdüse 20 eingeführt Dadurch wird die Flüssigkeit in dem Teströhrchen Γ zu einer Meßeinrichtung
22 transportiert in welcher die Extinktion der Flüssigkeit mittels eines Spektrophctometers gemessen wird, das sich in der Meßeinrichtung 22 befindet Der gemessene Wert wird von einem Drucker 23 aufgezeichnet. Alle beschriebenen Vorgänge werden von einem Mikrocomputer 24 ausgeführt.
Die in der Testlösung enthaltene Antigenmenge kann automatisch bestimmt und das Meßergebnis kann automatisch entsprechend den vorstehend beschriebenen Schraten aufgezeichnet werden.
im Folgenden werden Ausführungsbeispiele für eine Vorrichtung zum Bewegen des Gestells 2, für einen Vibrationsmechanismus zum Schwingenlassen der Vibratjonselemente 14 und 14', und ein Betätigungsmechanismus zum Betätigen der Anzugsdüse 15 und der Meßdüse 20 für den Einsatz in der automatischen Enzym-Immunprüfvorrichtung beschrieben.
Das Gestell 2 befindet sich im Behälter 3. Längs der vier Seiten des Behälters ist eine Vielzahl von Scheiben angeordnet. Über diese Scheiben ist eine Schnur geführt, die von einem Motor in Drehung versetzt wird. An der Schnur ist ein Treibabschnitt zum Bewegen des Gestells befestigt. In dem Treibabschnitt ist ein beweglicher Hebelmechanismus angeordnet. Der obere Abschnitt des beweglichen Hebels ist in ein Loch eingeführt, das im Boden des Gestells 2 ausgebildet ist, wodurch der Hebel des beweglichen Hebelmechanismus bewegt wird, wenn die Schnur umläuft, wodurch auch das Gestel! 2 bewegt wird.
Die Vibrationselemente 14 und 14' sind mit einem Permanentmagneten, beispielsweise einem Magneten aus Bariumferrit, über eine Zwischenplatte verbunden. Der Permanentmagnet wird mittels eines magnetischen Wechselfeldgenerators in Schwingung versetzt, der neben dem Permanentmagneten angeordnet ist. Die erzeugten Schwingungen werden auf das Teströhrchen über die Zwischeriplatte und die Vibrationselemente übertragen, so daß der Inhalt in dem Teströhrchen gemischt wird.
Die Anzugsdüse 15 wird in das Teströhrchen eingeführt, in welchem eine Kugel angeordnet ist. Das obere Ende der Anzugsdüse 15 wird in Kontakt mit der Kugel gebracht. Durch die Druckreduzierung in der Düse wird die Kugel zum oberen Ende der Düse gezogen und dann aus dem Teströhrchen entfernt. Die Düse mit der an ihrem oberen Ende angezogenen Kugel wird in ein anderes Teströhrchen eingeführt. Durch Rückführung des Drucks in der Düse auf Atmosphärendruck fällt die Kugel in das Teströhrchen.
Vorzugsweise wird die Meßdüse 20 nachdem sie aus dem Teströhrchen herausgezogen ist, bezüglich des Teströhrchens geneigt gehalten, um zu verhindern, daß weitere Flüssigkeit an der Meßdüse 20 hängen bleibt. Um dies zu erreichen, ist am Kolben des Luftzylinders ein Halter für die Düse 20 befestigt. Der Halter wird durch die Linearbewegung des Kolbens gedreht, wodurch die Düse vertikal oder mit einer Neigung, beispielsweise etwa 45°, bezüglich des Teströhrchens gehalten wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Automatische Enzym-lmmunprüfvorrichtung zum automatischen Durchführen einer Enzym-Immunprüfung, gekennzeichnet durch
    a)
    b)
    c)
DE3142539A 1980-10-28 1981-10-27 Automatische Enzym-Immunprüfvorrichtung Expired DE3142539C2 (de)

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