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Träger und Reaktionsröhrchen für immunologische Analysen
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Die Erfindung betrifft einen Träger und ein Reaktionsröhrchen zur
Verwendung bei immunologischen Analysen und bezieht sich insbesondere auf einen
Träger zum Immobilisieren bzw. Fixieren von Antigenen oder Antikörpern und ein Reaktionsröhrchen,
in welchem eine Reaktion der am Träger fixierten Antigene oder Antikörper mit einem
Reagens oder einer Probe veranlaßt wird, um einen Imniuntest vorzunehmen.
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Aufgrund des Fortschritts in der medizinischen Behandlung können heutzutage
äußerst kleine Mengen biologischer Substanzen analysiert werden, und das erleichtert
die Frühdiagnose der verschiedensten Krankheiten. So können z.B. ernste Krankheiten,
wie bösartige Tumoren, -Fetoprotein und karzinoembryonisches Antigen oder dergleichen,
Störungen der Hormonausscheidung, z.B. von Insulin und Thyroxin und immunologisches
Fehlverhalten, beispielsweise von Immunglobulin in einem frühen Stadium diagnostiziert
werden. Abgesehen von der Diagnose der Krankheit kann auch nachträglich die medizinische
Behandlung überwacht werden. Darüber hinaus ist es möglich, niedermolekulares Hapten
(Halbantigen) zu messen, beispielsweise als eine Medizin, so daß die Erstellung
von Behandlungsplanen für medizinische Verabreichungen erleichtert wird.
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Die meisten dieser biologischen Substanzen und Medikamente werden
im allgemeinen in einem chemisch-immunologischen Verfaren unter hinwendung einer
Antigen-Antikörper-Reaktion (A.A.R.)
getestet. Die chemo-immunologische
Reaktion wird bereits in den verschiedensten Analysierverfahren angewandt. Die neuerdings
führende Methode besteht darin, ein der Identifizierung oder Markierung dienendes
Antigen bzw. einen solchen Antikörper zu benutzen, wobei eine Markierungssubstanz
von großer Empfindlichkeit gegenüber dem jeweiligen Antikörper bzw. Antigen mit
em Antigen bzw. Antikörper gekoppelt wird. Die eine Markierungssubstanz verwendenden
Analysierverfahren werden unterschieden nach Radioimmunotests unter Verwendung vo
RadioisotoFen als Markierungsm2terial, Fluoreszenzimmunotests unter Verwerdung von
fluoreszierendem Markierungsmaterial und Enzymimmunotests unter Verwendung von Enzymen
als Markierungsmaterial. Besonderes Interesse gilt hierbei dem Enzymimmunotest,
weil hierfür keine besondere Einrichtung und kein besonderer Meßverfahren erforderlich
ist, sonden der Test ganz einfach unter Verwendung der üblichen Kolorimeter durchgeführt
werden kann. Bei dem Enzymimmunotest wird ferner unterschieden nach homogenem Enzymimmunotest
und heterogenem Enzymimmunotest.
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Bei der homogenen Bestimmung wird der Prüfstoff durch direktes Ableiten
der Schwankung der Aktivität des Y:arkierungsenzyms aufgrund des Vorhandenseins
der chemisch-immunologischen Reaktion quantitativ festgestelGt. Bei der heterogenen
Bestimmurlg wird der Prüfstoff durch die Vornahme einer B-F-Trennung (Trennlong
gebundener und freier Liganden) quantitativ festgestelGt. Dazu werden unter Verwendung
eines unlöslichen Trägers, beispielsweise aus Kunstharz oder Kunststoff oder in
Form einer Glatperle in einem Spülvorgang Enzymmarkieruncjs-Antikörper oder Antigene,
die mit Antigenen oder Antikörpern umgesetzt wurden, von nichtumgesetzten getrennt.
Der homogene Enzymimmunottsi kann einfach durchgeführt werden, hat aber den Nachteil,
daß Seciglich niedermolekulares Hapten analysiert werden kann, während eine Untersuchung
hochmolekularer biologischer Substanzen unmöglich ist. Im Gegensitz zu der homogenen
Bestimmung isl- für den hetercvgenen Enzymimmunotest ein Spül- oder Waschvorgang
nötig, um die E:-F-Trennung durchzuführen. Dies Unterstzchungsverfahren kn immer
wirksam angewandt
werden, gleichgültig ob eine niedermolekulare
odei eine hochmolekulare Substanz untersucht werden soll. Folglich wird die heterogene
Methode allgemein angewandt, da der Prüfstoff nicht eng begrenzt ist.
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Für den heterogenen Enzymimriunctest ist. die sogenannte kompetitive,
direkte Methode und die indirekte Sandwich-Methode bekannt. Diese beiden Methoden
sollen anhand von Fig. 1 urid näher erläutert werden.
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Bei der in Fig. 1 gezeigten kompetitivtn Methode werden die Antikörper
oder Antigene, die die A.A.R. as einem in einer Probe enthaltenen Prüfstoff 2 bewirken,
zunächst. a einem unlöslichen Träger 1 fixiert, und dann wird der so behandelte
Träger 1 veranlaßt, die A.A.R. mit dem Prüfstoff 2 in der Probe unci einem Markierungs-
oder Nachweisrengenc; 3 der gleichen Substanz, mit der eine Enzymmarkierungssubstanz
gekoppelt ist, hervorzurufenDantch erfolgt in einem Waschvorgang die B-F-Trennung
zwischen der Prüfstoff 2 und dem Nachweisreagens , die kompetitiv an den Träger
1 gebvnden wurden und denjenigen, die nicht gebunden wurden bz',i. frei sind. Nachdem
ein chromophores Reagens. welches mit dem Markierungsenym im Nachweisresgens 3 umsetzbar
ist, hinzugefügt und die Reaktion verar.-laßt wurde, wird dann der Prüfstoff 2 durch
kolorimetrische Messung der Reaktionsflüssigkeit quentitativ bestimmt, um Auskuft
über die Enzymaktivität des Markierungsenzyms zu erha]. ten Bei der jn Fig. 2 gezeigten
Sacdwich-Methode wird ein unloslicher Träger 5 verwendet, an dem zuvor, ähnlich
wie bei der kompetitiven Methode Antikörper oder Antigene fixiert wurden, die mit
dem in einer Probe enthaltenen Prüfstofi 6 eine A.A.R.
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eingehen Zunächst wird in einer A.A.R. zwischen de Träger 5 und dem
Früfstoff 6 der zuletzt genannte veranlaßt, sich Nit dem Träger 5, an dem ein Antigen
oder Antikörper fixiert ist, zu koppeln. Nach der B-F-Trennung im Zuge eines Waschvorganges
wird eine A.A.R. ausgelöst, indem ein Nachweisreagens 7, welches
mit
einer Enzymsubstanz markiert ist und eine A.A.R. mit der Prülstoff 6 veranlÕBt,
zur Einwirkung auf den Träger 5 gebracht wird. Nnch erneuter B-F-Trennung in einem
Spülvorgang wird ein farbgebendes bzw chromophores Reagens hinzugefügt, welches
auf das Markierungsenzylln in dem Nachweisl-eagens 7 einwirkt. Nach dieser Reaktion
wird der Prüfstoff 6 in einer kolorimetrischen Piessung der ReaktionsflüssigkeJt
quartitativ bestimmt, um Auskunft über die Enzymaktivität des Markierungsenzyms
zu erhalten.
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Wie schon erwähnt, ist für den heterogenen Enzymimmunotest der Waschvorgang
an dem Träger, an dem ein Antigen oder Antikörper fixiert ist, nötig, um die B-F-Trennung
zu erreichen.
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Dieser Waschvorgang wird wie folgt durchgeführt: Es wird ein U-förmiges
Reaktionsröhrchen verwendet, welches einen Abschnitt mit großem und einen Abschnitt
mit kleinem Durchmesser, d.h.
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einen weiten Schenkel und einen engen Schenkel sowie einen Verbindungskanal
zwischen beiden aufweist. Im Verbindungskanal wird ein Träger aufgenommen, der einen
größeren Außendurchmesser hat als der Innendurchmesser des engen Schenkels.
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Durch den weiten Schenkel wird eine Waschflüssigkeit eingeführt und
aus dem engen Schenkel wieder abgeführt. Bei einer alternativen Ausführungsform
wird ein Träger in ein einschenkliges Reaktionsröhrchen gegeben und Waschflüssigkeit
mittels einer Düse eingespritzt und abgesaugt.
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Bei dem am Träger vorgenommenen Wasch- bzw. Spülvorgang kann jedoch
die Waschflüssigkeit und auch Fremdstoffe zurück bleiben, die an Berührungsflächen
zwischen dem Träger und dem Reaktionsröhrchen haften. Das hat den Nachteil, daß
die Geräte verschmutzt werden und Reagenzien und dergleichen gemischt oder übertragen
werden. Da der bisher verwendete Träger, an dem ein Antigen oder Antikörper fixiert
ist, kugelförmige Gestalt hat und in einem U-förmigen Reaktionsröhrchen verwendet
wird, wird die Waschwirkung dadurch beeinträchtigt, daß der Verbindungskanal zwischen
dem weiten und dem engen Schenkel vom Träger blockiert wird. Wenn ein Reaktionsröhrchen
von einschenkliger,
gerader Gestalt benutzt wird, ist es schwierig,
die Waschflüssigkeit abzusaugen, die in dem Berührungsbereich zwischen dem Träger
und dem Reaktionsröhrchen eingefangen ist, so daß die Spülung nicht vollständig
durchgeführt werden kann.
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Wenn die Spülung nicht komplett ist, kann auch die B-F-Trennung nicht
exakt durchgeführt werden, so daß die Analyseergebnisse fehlerhaft sein können.
Selbst wenn solche Fehler gering sind, kann auf dem Gebiet der biochemischen Analyse
die Diskrepanz der Meßergebnisse groß sein.
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Selbst für medizinische Analysen und Meßgeräte werden neuerdings die
verschiedensten Tests und Meßmethoden automatisch durchgeführt. Auch für den Enzymimmunotest,
der bisher wegen seiner Kompliziertheit nicht für automatisierbar gehalten wurde,
ist eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, mit der alle Meßschritte automatisch
durchgeführt werden. Eine solche Vorrichtung geht aus der offengelegten japanischen
Patentanmeldung 147067/1981 und 74662/1982 hervor. Mit den dort im einzelnen offenbarten
Vorrichtungen wird eine automatische Messung vorgenommen, die nachfolgend kurz beschrieben
werden soll.
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Wie Fig. 3A zeigt, wird ein Reaktionsröhrchen 11 vorgesehen, welches
U-förmige Gestalt hat und einen engen Schenkel llb aufweist, der mit dem Boden eines
weiten Schenkels lla in Verbindung steht. Ein Träger 12, an dem ein Antigen oder
Antikörper fixiert ist, hat freien Zugang zu dem weiten Schenkel lla, aber nicht
zu dem engen Schenkel llb. Der Träger 12 besteht aus einem Trägerkörper in Form
eines Polystyrolkügelchens, eines Glasperlchens oder dergleichen, an dem Antikörper
(oder Antigene) fixiert sind. Dieser Träger 12 und ein Reagens bzw.
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eine Pufferlösung 13 ist in den weiten Schenkel lla eingebbar.
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Anschließend wird dann, wie Fig. 3B zeigt, eine gegebene Menge einer
Probe eines zu untersuchenden Objekts mittels einer Proben-Pipettiervorrichtung
14 in den weiten Schenkel lla eingefüllt, und dann wird, wie Fig. 3C zeigt, durch
den engen Schenkel llb Luft zugeführt, um die Probe aufzurühren und die am
Träger
12 fixierten Antikörper (oder Antigene) und die in der Probe enthaltenen Antigene
(oder Antikörper) zur Reaktion zu bringen, so daß ein Träger 15 entsteht, an dem
ein Antikörper (Antigen)-Antigen (Antikörper)-Komplex fixiert ist. Wie Fig. 3D zeigt,
wird dann mittels einer Waschflüssigkeit-Zufuhrvorrichtung 16 in den weiten Schenkel
lla Waschflüssigkeit eingeführt und durch enge Verbindung einer Waschflüssigkeit-Saugvorrichtung
17 mit der Öffnung am oberen Ende des engen Schenkels (llb) die Waschflüssigkeit
abgesaugt. So wird der Träger 15 und das Reaktionsröhrchen 11 gespült.
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Gemäß Fig. 3E werden dann Antikörper (oder Antigene) mit Enzymmarkierungssubstanz
18 in den weiten Schenkel lla des Reaktionsröhrchens 11 mittels einer Pipettiervorrichtung
19 eingegeben. Gemäß Fig. 3F wird durch den engen Schenkel llb Luft zugeführt, um
die Lösung aufzurühren, wobei ein Träger 20 entsteht, an dem der Antikörper (Antigen)-Antigen
(Antikörper)-Antikörper (Antigen)-Komplex und das Markierungsenzym fixiert ist.
Dieser Träger 20 und das Reaktionsröhrchen 11 wird anschließend gespült (Fig. 3G),
ähnlich wie im Zusammenhang mit Fig. 3D beschrieben.
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Um die Enzymaktivität des Trägers 20, an dem der A.-A.-Komplex und
das Markierungsenzym fixiert ist, messen zu können, wird dann ein Reagens 21 dem
weiten Schenkel lla mittels einer Reagens-Pipettiervorrichtung 22 zugeführt. Wiederum
wird inden engen Schenkel llb Luft eingeführt, um das Reagens 21 aufzurühren, damit
es auf das Enzym einwirkt (Fig. 31). Dann wird an das obere Ende des engen Schenkels
llb ein Saugrohr 23 dicht angekoppelt, und das umgesetzte Reagens 21 in eine Strömungszelle
24 übergeleitet, in der die Extinktion oder das Absorptionsvermögen des umgesetzten
Reagens 21 gemessen wird, um Auskunft über die Enzymaktivität des Trägers 20 zu
erhalten.
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Auf diese Weise kann der Antigengehalt bzw. Antikörpergehalt der Probe
bestimmt werden.
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Nach dem Messen des Absorptionsvermögens wird der im Reaktionsröhrchen
11
verbliebene Träger 20 mittels einer Saugvorrichtung 25 abgesaugt. Dann wird Waschflüssigkeit
dem engen Schenkel llb mittels einer Waschflüssigkeit-Zufuhrvorrichtung 26 zugeführt
und mittels der Saugvorrichtung 25 wieder abgegeben, um das Innere des Reaktionsröhrchens
11 zu säubern (Fig. 3K).
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Durch eine Wiederholung der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte
kann der Antigen- oder Antikörpergehalt in einer Reihe von Proben der Reihe nach
vollautomatisch bestimmt werden.
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Da bei den vorstehend beschriebenen Verfahrensschritten eine Vielzahl
von Reaktionen in einem einzigen Reaktionsgefäß vorgenommen wird, muß verhindert
werden, daß ein in einem bestimmten Schritt verwendetes Reagens einen nachfolgenden
Verfahrensschritt beeinträchtigen kann. Hierzu wird das Innere des Reaktionsröhrchens
immer dann gewaschen, wenn ein Reaktionsschritt beendet ist. Allerdings besteht
die Möglichkeit, daß bei herkömmlichen Geräten der Waschvorgang nicht gründlich
und zuverlässig genug durchgeführt wird. Wie der vergrößerte Schnitt gemäß Fig.
4 zeigt, steht der Träger 15 (20) mit der Innenwand des Reaktionsröhrchens 11 in
der Nähe eines Verbindungskanals llc zwischen den beiden Schenkeln so in Berührung,
daß der enge Schenkel llb überdeckt ist. Folglich bleibt beim Absaugen der Waschflüssigkeit
27 in dem engen Spalt zwischen dem Träger 15 (20) und der Innenwand des Reaktionsröhrchens
11 in der Nähe des Bereichs, in dem die Waschflüssigkeit mit dem Reaktionsröhrchen
11 in Verbindung steht, Flüssigkeit zurück.
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Sollten bei irgendeinem der Verfahrensschritte Fremdstoffe ins Innere
des Reaktionsröhrchens 11 gelangen, so bleiben diese Fremdstoffe 28 trotz des Waschvorganges
zurück, denn der-Träger 15 (20) behindert den Ausgang, so daß die Fremdstoffe nicht
in den engen Schenkel llb gelangen können, sondern im Röhrchen bleiben.
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Wenn der Waschvorgang aber nicht komplett ist, stört die verbleibende
Waschflüssigkeit 27 ebenso wie zurückbleibende Fremdstoffe 28 die anschließenden
Reaktionen, und das führt zu ungenauer Messung bei der Analyse.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln die
Genauigkeit der erzielbaren Ergebnisse durch Vermeidung von Verschmutzungen,-Übertragungseffekten
und dergleichen zu verbessern.
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Ein diese Aufgabe lösender Träger und ein Reaktionsröhrchen sind mit
ihren Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
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Auf der Oberfläche eines erfindungsgemäßen Trägers ist eine Vielzahl
von Vorsprüngen ausgebildet.
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Ein erfindungsgemäßes Reaktionsröhrchen, in dem ein solcher Träger
aufgenommen wird, an dem Antigene oder Antikörper fixiert sind, und in dem eine
A.A.R. stattfindet, hat einen Aufnahmebereich, in welchem der Träger im Abstand
mindestens von einem Teil der Innenwand des Reaktionsröhrchens gehalten wird.
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Da der Träger so konstruiert ist, daß von seiner Oberfläche eine Reihe
von Vorsprüngen absteht, wird zwischen der Innenwand des Reaktionsröhrchens und
dem Träger durch diese Vorsprünge ein Spalt gebildet. Folglich läßt sich die Berührungsfläche
zwischen dem Träger und dem Reaktionsröhrchen außerordentlich stark verkleinern
und praktisch jeglicher Rückstand von Waschflüssigkeit oder dergleichen zwischen
dem Träger und dem Reaktionsröhrchen vermeiden. Folglich kann die Waschflüssigkeit
keine Verunreinigungen mehr verursachen, und es kann nicht mehr zu Übertragungseffekten
zwischen Proben kommen. So wird bei Verwendung des erfindungsgemäßen Trägers die
Zuverlässigkeit der Analyseergebnisse stark erhöht. Da der Oberflächenbereich des
Trägers im Vergleich zu dem eines herkömmlichen Trägers ohne Vorsprünge stark vergrößert
werden
kann, ergibt sich der Vorteil, daß mehr Antikörper oder
Antigene am Träger fixiert werden können, wodurch die Empfindlichkeit der Reaktion
verbessert und die Reaktionszeit verkürzt werden kann.
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Da der Träger den Verbindungskanal in einem U-förmigen Reaktionsröhrchen
mit einem weiten und einem engen Schenkel nicht blockiert, wird die Waschwirkung
verbessert.
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Ein Aufnahmebereich für den Träger, der Vorsprünge, ein Netz oder
dergleichen hat, kann so in dem Reaktionsröhrchen ausgebildet sein, daß der Träger
mit den daran fixierten Antigenen oder Antikörpern zwischen der Innenfläche des
Reaktionsröhrchens und dem Aufnahmebereich unter Freilassung eines Spaltes gehalten
wird, wodurch die Menge an rückständiger Waschflüssigkeit verringert und das Innere
des Reaktionsröhrchens zuverlässig gesäubert werden kann. Insbesondere können Fremdstoffe
ohne weiteres aus dem U-förmigen Reaktionsröhrchen abgegeben werden, was die Waschwirkung
weiter verbessert. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Reaktionsröhrchens kann
die Beeinflussung vorhergehender Reaktionsschritte auf nachfolgende Reaktionsschritte
verringert werden, so daß Analysen und Meßergebnisse mit größerer Genauigkeit zur
Verfügung stehen.
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Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten
anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen
zeigt: Fig. 1 und 2 Verfahrensdiagramme zur Erläuterung der Prinzipien einer immunologischen
Analyse; Fig. 3A bis 3K Diagramme der aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte bei
der immunologischen Analyse unter Verwendung eines U-förmigen Reaktionsröhrchens;
Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt durch ein Beispiel eines herkömmlichen Reaktionsröhrchens
mit einem herkömmlichen Träger;
Fig. 5 eine Ansicht eines Trägers
gemäß- der Erfindung, an dem Antigene oder Antikörper fixiert sind; Fig. 6A und
6B Ansichten eines U-förmigen und eines einschenkligen Reaktionsröhrchens, in denen
jeweils ein Träger gemäß Fig. 5 aufgenommen ist; Fig. 7 bis 9 perspektivische Ansichten
weiterer Träger, an denen Antigene oder Antikörper zu fixieren sind; Fig. 10A und
10B Ansichten eines U-förmigen Reaktionsröhrchens gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung in Draufsicht bzw. im Schnitt; Fig. 11 ein Diagramm eines Beispiels
eines Waschvorgangs unter Verwendung des U-förmigen Reaktionsröhrchens gemäß Fig.
10A und 10B; Fig. 12A, B, Fig. 13A, B und Fig. 14A, B Draufsichten bzw.
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Schnitte, die U-förmige Reaktionsröhrchen gemäß weiterer Ausführungsbeispiele
der Erfindung zeigen; Fig. 15A und 15B Ansichten eines einschenkligen Reaktionsröhrchens
gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Draufsicht bzw. im Schnitt; Fig.
16 ein Diagramm eines Beispiels eines Waschvorganges unter Verwendung des in Fig.
15A und 15B gezeigten einschenkligen Reaktionsröhrchens; Fig. 17A,B, Fig. 18A, B
und Fig. 19A, B Schnitte durch einschenklige Reaktionsröhrchen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen
der Erfindung.
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Der in Fig. 5 gezeigte Träger 31, an dem Antigene oder Antikörper
zur immunologischen Analyse fixiert werden, ist ähnlich gestaltet wie der bekannte
Träger 1, 5, (siehe Fig. 1, 2) und besteht aus Kunstharz, beispielsweise Polystyrol
oder einem unlöslichen anorganischen Werkstoff, wie Glas. Seine Gestalt ist allerdings
nicht kugelförmig, sondern er hat eine Anzahl von spitzen Vorsprüngen 31a an der
Außenseite einer Kugel. Wie Fig. 6A zeigt, wird dieser Träger 31 in den Verbindungskanal
llc eines U-förmigen Reaktionsröhrchens 11 eingeführt, welches einen weiten Schenkel
lla und einen engen Schenkel llb aufweist. Durch den weiten Schenkel lla wird
Waschflüssigkeit
zugeführt. Da der Träger 31 mit der Innenwand des Reaktionsröhrchens 11 nur an den
spitz zulaufenden Enden der Vorsprünge 31a in Berührung tritt, ist der Kontaktbereich
außerordentlich klein. Es besteht außerdem keine Möglichkeit, daß der Träger 31
den Verbindungskanal llc blockiert.
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Folglich kann die Waschflüssigkeit im wesentlichen vollständig aus
dem engen Schenkel llb abgegeben werden, ohne daß ein Rest zwischen dem Reaktionsröhrchen
11 und dem Träger 31 verbleibt.
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Selbst wenn der Träger, wie Fig. 6B zeigt, in ein einschenkliges Reaktionsröhrchen
lla gegeben wird, ist der Berührungsbereich zwischen dem Träger 31 und dem Reaktionsröhrchen
lla außerordentlich klein, so daß die Waschflüssigkeit, Probenflüssigkeit oder dergleichen
durch Einführen einer Düse, die bis in die Nähe des Bodens des Reaktionsröhrchens
lla absaugend wirkt, im wesentlichen vollständig abgegeben werden kann.
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Folglich bleibt zwischen dem Träger 31 und dem Reaktionsröhrchen lla
keine Flüssigkeit zurück.
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Fig. 7 zeigt einen Träger 32 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung, der vierfüßige Gestalt hat, indem sich in vier Richtungen vier spitze
Vorsprünge 32a von ihm weg erstrecken.
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Der in Fig. 8 gezeigte Träger 33 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist als Polyeder gestaltet und hat im wesentlichen einen kugelförmigen
Körper, dessen Außenseite von einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Polygon beschrieben
ist. Bei diesem Träger 33 werden die unter der Vielzahl von Ebenen zwischen einander
schneidenden Linien und Punkten gebildeten Kanten und Scheitelpunkte als Vorsprünge
33a betrachtet.
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Fig. 9 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trägers 34,
bei dem in der Außenfläche einer Kugel regelmäßig oder unregelmäßig Nuten 34a vorgesehen
sind. Der jeweils verbleibende Oberflächenbereich der Kugel zwischen den Nuten 34a
kann
als Vorsprung 34b bei dem Träger 34 betrachtet werden.
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Bei den in Fig. 7 bis 9 gezeigten Trägern 32, 33 und 34 können die
Berührungsflächen zwischen dem Reaktionsröhrchen und den Trägern stark verkleinert
werden, wie bei dem in Fig. 5 sowie in Fig. 6A und 6B gezeigten Träger 31. Folglich
kann im wesentlichen die gesamte Waschflüssigkeit oder dergleichen abgegeben werden.
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In Fig. l0A und 10B ist ein U-förmiges Reaktionsröhrchen 36 gemäß
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, welches einen weiten Schenkel 36a
und einen engen Schenkel 36b aufweist. Der weite Schenkel 36a ist oben offen, so
daß er einen Träger aufnehmen und eine Flüssigkeit, beispielsweise ein Reagens und
eine Waschflüssigkeit eingeführt werden kann. Das untere Ende ist über einen verjüngten
Verbindungskanal 36c, dessen Durchmesser nach unten allmählich abnimmt, mit einem
Ende des engen Schenkels 36b verbunden, der J-förmig gebogen ist. Durch den Verbindungskanal
stehen die beiden Schenkel 36a, 36b miteinander in Verbindung. Da das offene Ende
des engen Schenkels 36b mit dem offenen Ende des weiten Schenkels 36a im wesentlichen
auf der gleichen Höhe liegt, entsteht insgesamt die Gestalt eines U. Im weiten Schenkel
36a kann ein Träger und die nötige Menge Flüssigkeit, beispielsweise ein Reagens
aufgenommen werden. An der Innenwand des Verbindungskanals 36c sind in der Nähe
des engen Schenkels 36b vier Vorsprünge 37a bis 37d vorgesehen, die zur Mitte des
Reaktionsröhrchens 36 weisen. Diese Vorsprünge 37a bis 37d halten den in den weiten
Schenkel 36a eingeführten Träger im Abstand von der Innenwand des Verbindungskanals
36c.
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Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines Waschverfahrens an dem U-förmigen
Reaktionsröhrchen 36. Zunächst wird über dem weiten Schenkel 36a eine Waschflüssigkeit-Zufuhrvorrichtung
39 angeordnet und auf das obere Ende des engen Schenkels 36b ein Saugmundstück 41
aus Gummi einer Waschflüssigkeit-Saugvorrichtung
40 dicht aufgesetzt.
Die Waschflüssigkeit-Zufuhrvorrichtung 39 ist mit einem brauseartigen Lochmundstück
42 versehen, durch das der Innenseite des weiten Schenkels 36a und dem Träger 38
Waschflüssigkeit zugeführt wird. Gleichzeitig mit der Zufuhr wird ein Absaugvorgang
durch das Saugmundstück 41 ingang gesetzt. Wenn eine gegebene Menge Waschflüssigkeit
eingespritzt worden ist, wird durch Absaugen die gesamte Flüssigkeit aus dem engen
Schenkel 36b entfernt und damit der Spülvorgang beendet. Sollten im weiten Schenkel
36a Fremdstoffe enthalten sein, so würden sie durch den Spalt zwischen dem Träger
38 und dem Verbindungskanal 36c abgeführt und könnten in den engen Schenkel 36b
fließen. Auch die aufgrund der Oberflächenspannung verbleibende restliche Waschflüssigkeit
wird entfernt. Folglich wird die Innenseite des U-förmigen Reaktionsröhrchens 36
zuverlässig gewaschen, und nachfolgende Reaktionen können nicht durch zurückbleibende
Fremdstoffe oder Waschflüssigkeit beeinflußt werden.
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Das in Fig. 12 gezeigte U-förmige Reaktionsröhrchen 43 gemäß der Erfindung
hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das Reaktionsröhrchen 36 gemäß Fig.
10A und 10B, unterscheidet sich von diesem jedoch dadurch, daß der Verbindungskanal
43c im Vergleich zu dem weiten und engen Schenkel 43a bzw. 43b dick ist, und daß
in der Innenwand des Verbindungskanals 43c vier Ausnehmungen 44a bis 44d in gleichmäßigen
Abständen voneinander vorgesehen sind. In diesem Reaktionsröhrchen 43 wird ein Träger
im weiten Schenkel 43a an Wandbereichen des Verbindungskanals 43c außer den Oberflächenbereichen
der Ausnehmungen im Abstand von den Oberflächen der Ausnehmungen 44a bis 44d gehalten,
so daß an den Ausnehmungen Spalte gebildet sind. Folglich können wie beim Reaktionsröhrchen
36 gemäß Fig.
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10A und 10B Fremdstoffe entfernt werden, und es besteht keine Wahrscheinlichkeit,
daß Waschflüssigkeit zurück bleibt.
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Die Dicke des Verbindungskanals 43c muß nicht unbedingt vergrößert
sein, allerdings ist das bevorzugt, da die Stärke des
Verbindungskanals
43c selbst bei der Ausbildung der Ausnehmungen 44a bis 44d dann nicht geschwächt
wird.
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Auch das in Fig. 13A und 13B gezeigte U-förmige Reaktionsröhrchen
45 ist im wesentlichen so aufgebaut wie das Reaktionsröhrchen 36, unterscheidet
sich jedoch dadurch, daß der Verbindungskanal 45c teilweise eine abgeänderte Gestalt
hat, indem einander gegenüberliegende Seiten nach innen verformt sind und Vorsprünge
46a, 46b bilden.
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In dem Reaktionsröhrchen 45 wird ein Träger im weiten Schenkel 45a
von den Vorsprüngen 46a, 46b abgestützt, so daß Spalte zwischen dem nicht verformten
Innenwandteil des Verbindungskanals 45c und dem Träger entstehen. Infolgedessen
werden die gleichen Wirkungen erzielt wie mit den vorstehend beschriebenen U-förmigen
Reaktionsröhrchen 36, 43. Das Reaktionsröhrchen hat, wie Fig. 13A und 13B zeigen,
einen engen Schenkel 45b.
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In Fig. 14A und 14B ist ein weiteres U-förmiges Reaktionsröhrchen
47 gezeigt, welches ebenfalls im wesentlichen den gleichen Aufbau hat wie das Reaktionsröhrchen
36 gemäß Fig. 10A und 10B. Statt der Vorsprünge 37a bis 37d ist jedoch im Innern
des Verbindungskanals 47c ein siebartiger Einsatz 48 vorgesehen, der an der Innenwand
des Verbindungskanals 47c angeklebt oder angeschweißt sein kann. Gemäß einer Alternative
kann auch an der Innenwand des Verbindungskanals 47c ein Anschlag ausgebildet sein,
in den der siebartige Einsatz 48 abnehmbar paßt.
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Bei dem U-förmigen Reaktionsröhrchen 47 wird ein im weiten Schenkel
47a aufgenommener Träger auf dem siebartigen Einsatz 48 abgestützt und zwischen
dem Träger und der Innenwand des Verbindungskanals 47c ein Spalt gebildet, wodurch
die gleichen Wirkungen erzielt werden wie mit den U-förmigen Reaktionsröhrchen 36,
43 und 45.
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Wenn im Fall des Reaktionsröhrchens 47 die Maschen des siebartigen
Einsatzes
48 zu fein sind, kann es schwierig werden, Fremdstoffe aus dem weiten Schenkel 47a
in den engen Schenkel 47b zu transportieren, so daß möglicherweise Flüssigkeit,
z.B.
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die Waschflüssigkeit im Sieb unter Oberflächenspannung hängen bleibt.
Folglich sollte der siebartige Einsatz 48 vorzugsweise so große Maschen haben, daß
keine Waschflüssigkeit hängen bleibt.
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Die bisher beschriebenen Reaktionsröhrchen haben alle U-förmige Gestalt;
die Erfindung ist jedoch auch an Reaktionsröhrchen anwendbar, die wie ein Reagensglas,
d.h. einschenklig gestaltet sind.
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In Fig. 15A und 15B ist ein solches einschenkliges Reaktionsröhrchen
50 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Hierbei handelt es sich
um einen unten geschlossenen Zylinder, der von oben einen Träger aufnimmt und in
den Flüssigkeit, beispielsweise ein Reagens oder eine Waschflüssigkeit eingeführt
und abgeführt werden kann. Das Reaktionsröhrchen 50 nimmt den Träger und die Flüssigkeit,
z.B. ein Reagens oder eine Pufferflüssigkeit auf und läßt sie im Innern reagieren.
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Das Reaktionsröhrchen 50 hat an einer inneren Seitenwand in der Nähe
seines Bodens 50a vier Vorsprünge 56a bis 56d, die zur Mitte des Reaktionsröhrchens
weisen. Diese Vorsprünge 56a bis 56d haben die Aufgabe, den Träger innerhalb des
Reaktionsröhrchens 50 im Abstand von der Innenwand zu halten.
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Um das Innere des Reaktionsröhrchens 50 und den darin aufgenommenen
Träger 51 zu waschen, wird beispielsweise gemäß Fig.
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16 vorgegangen. Zunächst wird eine Düse 53 einer Waschflüssigkeit-Zufuhrvorrichtung
52 in der Nähe des oberen offenen Endes des Reaktionsröhrchens 50 angebracht und
die Spitze einer Saugdüse 55 einer Waschflüssigkeit-Saugvorrichtung 54 bis in die
Nähe des Bodens des Reaktionsröhrchens 50 eingeführt.
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Aus der Düse 53 wird Waschflüssigkeit ins Innere des Reaktionsröhrchens
50 und zum Träger 51 abgegeben, und gleichzeitig
wird ein Saugvorgang
durch die Saugdüse 55 ingang gesetzt.
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Wenn eine vorherbestimmte Menge Waschflüssigkeit eingespritzt und
aus dem Reaktionsröhrchen 50 abgegeben worden ist, ist der Waschvorgang beendet.
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Ein herkömmliches Reaktionsröhrchen in Form eines Reagensglases hat
keinen Vorsprung am Boden, so daß der Träger mit dem Boden des Röhrchens in unmittelbarer
Berührung stünde.
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Folglich wäre es möglich, daß Flüssigkeit, wie die Waschflüssigkeit
im Spalt zwischen dem Boden des Röhrchens und dem Träger durch Oberflächenspannung
der Flüssigkeit verbleibt. Bei dem Reaktionsröhrchen 50 gemäß der Erfindung wird
jedoch die Waschflüssigkeit, wie durch den Pfeil Y in Fig. 16 angedeutet, mittels
der Saugdüse 55 durch den Spalt abgesaugt, der zwischen dem Träger 51 und dem Boden
des Röhrchens besteht. Infolgedessen kann keine Waschflüssigkeit durch Oberflächenspannung
in dem Spalt zurück bleiben. Damit ist eine vollständige Reinigung der Innenseite
des Reaktionsröhrchens 50 gewährleistet.
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In Fig. 17A und 17B ist ein Reaktionsröhrchen 57 gleichfalls als einschenkliges
Reagensglas gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Das
Reaktionsröhrchen 57 hat einen Boden 57a, in welchem eine kreuzförmige Ausnehmung
58 ausgebildet ist. Wenn ein Träger in dem Reaktionsröhrchen 57 angeordnet ist,
besteht zwischen ihm und der Ausnehmung 58 ein Spalt. Der Boden 57a muß nicht unbedingt
verdickt werden, jedoch wird er vorzugsweise dicker vorgesehen, da die Stärke des
Bodens 57a dann selbst durch die Ausbildung der Ausnehmung 58 nicht geschwächt wird.
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Das Reaktionsröhrchen 57 hat die gleiche Wirkung wie das in Fig. 15A
und 15B gezeigte Reaktionsröhrchen 50.
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In Fig. 18A und 18B ist ein einschenkliges Reaktionsröhrchen 59 gemäß
einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem in der Nähe des
Bodens 59a Vorsprünge 60a, 60b ausgebildet sind, die so geformt sind, daß der Boden
59a an
entgegengesetzten Seiten nach innen gedrückt ist.
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Wenn in das so geformte Reaktionsröhrchen 59 ein Träger eingesetzt
wird, ruht er in Anlage an den Vorsprüngen 60a, 60b, so daß wieder zwischen dem
Träger und der Innenwand, abgesehen von den Vorsprüngen 60a, 60b des Reaktionsröhrchens
59 ein Spalt besteht. Folglich werden die gleichen Wirkungen wie mit den Reaktionsröhrchen
50, 57 erhalten.
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In Fig. l9A und l9B ist ein einschenkliges Reaktionsröhrchen 61 gemäß
einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Hier ist in der Nähe des
Bodens 61a des Reaktionsröhrchens 61 ein siebartiger Einsatz 62 befestigt, der einen
Träger abstützt.
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Auch in dem Reaktionsröhrchen 61 besteht ein Spalt zwischen dem im
Röhrchen aufgenommenen Träger und der Innenwand des Trägers, so daß die gleichen
Wirkungen wie mit den Reaktionsröhrchen 50, 57, 59 erreicht werden.