DE3587172T2

DE3587172T2 - Verfahren zur identifizierung von liganden an ort und stelle.

Info

Publication number: DE3587172T2
Application number: DE8585905145T
Authority: DE
Inventors: J Chudzik; E Guire
Original assignee: Bio Metric Systems Inc
Current assignee: Surmodics Inc
Priority date: 1984-10-04
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1993-06-17
Anticipated expiration: 2005-10-01
Also published as: ZA857733B; EP0198011A4; US4826759A; EP0198011A1; DE3587172D1; WO1986002165A1; AU4953085A; AU592540B2; EP0198011B2; IN164945B; EP0198011B1; JP2619236B2; ATE86738T1; CA1256362A; JPS62500401A; DE3587172T3

Description

Eine Vielzahl genauer und verläßlicher Versuche zur Messung sehr kleiner Mengen eines zu analysierenden Stoffes, der in einer Lösung aufgelöst ist (bspw. Hormone in biologischen Fluiden) ist entwickelt und in der Literatur beschrieben worden. Derartige Versuche setzen im allgemeinen für ihre korrekte Durchführung bei der Messung von kleinen Mengen an Reagenzien einen relativ hohen Grad an technischer und mechanischer Fähigkeit voraus, um detaillierten Verfahren zu folgen und ausgeklügelte analytische Ausrüstungen zu verwenden. Es besteht das Bedürfnis nach einem im Feld (d.H. außerhalb der Laborumgebung) auszuführenden Verfahren zum qualitativen und vorzugsweise wenigstens semiquantitativen Feststellen der Gegenwart oder Abwesenheit von sehr Quantitäten von Materialien auf einer schnellen Basis durch Personen, die oft nicht technisch ausgebildet sind. Beispielsweise sollten Tests für verschiedene Drogenspiegel in menschlichen biologischen Fluiden, wie Urin und Blutserum, vorzugsweise zur Verwendung durch Gesetze durchsetzendes Personal, medizinische Hilfskräfte oder anderes medizinisches Notfallpersonal zur Verfügung stehen und verwendbar sein, insbesondere da es oft von großem diagnostischem Nutzen ist, die Gegenwart oder Abwesenheit von bestimmten Drogen im Blutkreislauf schnell festzustellen. Ein einfacher und wirkungsvoller Test wird benötigt, um festzustellen, ob bestimmten schädliche Substanzen in Lebensmitteln vorliegen, bspw. Penizillin in Milch, Meeresgifte in Meeresfrüchten etc. Außerdem werden wirkungsvolle Feldversuche benötigt, um festzustellen, ob Schadstoffe bestimmte Konzentrationen überschreiten (bspw. Quecksilbersalze in Seewasser).
Die vorliegende Erfindung schafft Vorrichtungen und Verfahren, die einzigartig sind, indem sie in großem Maße einfach und schnell im Feld durch minimal ausgebildetes Personal verwendbar oder durchführbar sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Feststellung eines zu analysierenden Stoffes, wobei die Erfindung erste und zweite normalerweise getrennte Reaktionszonen verwendet, die jeweils ein saugfähiges Element aufweisen. Halteeinrichtungen sind vorgesehen, um die saugfähigen Elemente in einer normalen Abstandsbeziehung zu halten. Außerdem sind Einrichtungen vorgesehen, um Flüssigkeitskontakt zwischen den saugfähigen Elementen herzustellen. Bei einer Ausführungsform sind zwischen den saugfähigen Elementen Verzögerungseinrichtungen angeordnet, so daß die Elemente in einer normalen Abstandsbeziehung stehen, wobei die Verzögerungseinrichtungen Einrichtungen enthalten zur Schaffung eines flüssigkeitsübertragenden Kontaktes zwischen den saugfähigen Elementen, nachdem eine vorher festgelegte Zeitspanne vergangen ist.
Bei einer Ausführungsform wird eine flüssige Probe, von der angenommen wird, daß sie einen zu analysierenden Stoff enthält, der Vorrichtung und insbesondere der ersten saugfähigen Reaktionszone zugegeben. Allgemein gesprochen kann die erste Reaktionszone ein auf den zu analysierenden Stoff, falls es einen gibt, in der flüssigen Probe ansprechendes chemisches System enthalten, um eine flüssig übertragbare chemische Spezies zu schaffen, deren Präsenz oder Menge mit der Präsenz oder der Menge des zu analysierenden Stoffes zusammenhängt. Die Vorrichtung kann zwei, drei oder mehr Zonen aufweisen. Beispielsweise kann eine einer Zone zugeführte flüssige Analyseprobe eine andere chemische Spezies für den endgültigen Flüssigkeitstransfer zu dem ersten saugfähigen Element mit sich führen. Wie man nun versteht, wird, sobald die saugfähigen Elemente miteinander in flüssigkeitsübertragenden Kontakt gebracht sind, die übertragbare feststellbare chemische Spezies, falls eine solche vorliegt, auf das zweite saugfähige Element übertragen, was zu der Erzeugung eines feststellbaren Signales führt.
Obwohl die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung in breitem Sinne auf eine große Vielfalt von zu analysierenden Stoffen und chemischen Nachweissystemen anwendbar sind, verwendet die Erfindung bei ihrer bevorzugten Ausführungsform (und insbesondere wenn kleine Mengen eines zu analysierenden Stoffes festgestellt werden sollen) Ligand-Rezeptor-Paare. Bei dieser Ausführungsform kann die erste Reaktionszone mit einem Glied ("Paarglied") einer Ligand-Rezeptor-Gruppe, die im allgemeinen ein Paar oder eine Gruppe von Paaren aufweist, verbunden sein. Der ersten Reaktionszone ist zusätzlich zu dem in der flüssigen Probe enthaltenen zu analysierenden Stoff ein markiertes Paarglied zugefügt, welches so ausgewählt ist, daß es sich an die erste Reaktionszone im Verhältnis zu der Menge von zu analysierendem Stoff in der daran gebundenen flüssigen Probe bindet, wobei die Markierung Teil eines signalerzeugenden Systems ist. Das saugfähige Element der zweiten Reaktionszone kann ein markierungsfeststellendes System tragen, das auf die Markierung anspricht, um ein feststellbares Signal zu erzeugen. Bei dieser Ausführungsform wird die Erfindung verwendet, indem der ersten Reaktionszone die flüssige Probe und das markierte Paarglied zugegeben werden. Die Präsenz oder Menge des Paargliedes, das ungebunden verbleibt und daher in der ersten Reaktionszone flüssig übertragbar verbleibt, hängt mit der Präsenz oder Menge von zu analysierendem Stoff in der flüssigen Probe zusammen. Eine oder beide der Reaktionszonen werden auf einem vorher festgelegten Weg bewegt, um die saugfähigen Elemente in flüssigkeitsübertragenden Kontakt miteinander zu bringen, um es allen ungebunden markierten Paargliedern zu ermöglichen, in die zweite Reaktionszone überzutreten, wobei das Nachweissystem in letzterer durch Erzeugung eines feststellbaren Signales antwortet.
Eine Abwandlung des oben beschriebenen chemischen Systems ist in dem US-Patent 4,446,232 (Liotta) beschrieben. Bei diesem Patent werden Ligand-Rezeptor-Paare, insbesondere Antikörper- Antigen-Paare verwendet. Die Liotta-Abwandlung ist ein nicht konkurrierender Test, bei welchem das unbewegliche Ligand- Rezeptor-Paarglied dasselbe Ligand-Paarglied ist, von dem vermutet wird, daß es in der Probe vorliegt. Bei der vorliegenden Erfindung ist das Ligand-Rezeptor-Paarglied mit einem Enzym markiert und mit der Probe, die den vermuteten zu analysierenden Stoff enthält, gemischt. Die Mischung wird dann dem ersten saugfähigen Element zugegeben, indem das andere Ligand-Rezeptor-Paarglied verankert ist. Das mit dem Enzym verbundene Ligand-Paarglied verbindet sich mit jeglichem in der Probe vorliegenden zu analysierenden Stoff und ist damit nicht mehr in der Lage, sich an den in der ersten Reaktionszone verankerten zu analysierenden Stoff zu binden. Wird flüssigkeitsübertragender Kontakt zwischen der ersten und der zweiten Reaktionszone hergestellt, so wird sich das mit dem Enzym verbundene Ligand-Paarglied zu der zweiten Reaktionszone bewegen, die ein Material enthält, das in der Lage ist, mit den markierten Antikörpern zu reagieren, um eine farbbildende Reaktion zu erzeugen, welche die Gegenwart von zu analysierendem Stoff anzeigt. Die Menge oder Intensität der Farbe steht in direktem Zusammenhang mit der Menge von zu analysierendem Stoff in der Probe.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Vorrichtung nach der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Ansicht auf die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung, die auf sich selbst zugefaltet ist;
Fig. 4 ist eine Ansicht einer abgewandelten Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 4A ist ein teilweise weggebrochener Querschnitt entlang den Linien 4A-4A in Fig. 4;
Fig. 5A, B und C zeigen schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in aufeinanderfolgenden Verwendungsstadien;
Fig. 6 zeigt schematisch eine andere Vorrichtung gemäß der Erfindung in verschiedenen Verwendungsstadien;
Fig. 7 ist eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht der vollständigen Vorrichtung nach Fig. 7;
Fig. 9 ist ein Querschnitt entlang den Linien 9-9 in Fig. 8;
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht ähnlich der in Fig. 8, jedoch von der gegenüberliegenden Seite;
Fig. 11 ist eine weggebrochene Querschnittsansicht ähnlich der in Fig. 9, jedoch wird darin ein Schritt bei der Verwendung der Vorrichtung gezeigt;
Fig. 12 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die geeignet ist, in eine flüssige Probe eingetaucht zu werden;
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht der in Fig. 12 gezeigten Vorrichtung und stellt einen Schritt des Analyseverfahrens dar;
Fig. 14 ist eine ähnliche Ansicht wie die in Fig. 13, zeigt jedoch einen anderen Schritt in dem Verfahren; und
Fig. 15 ist eine ähnliche Ansicht wie in den Fig. 13 und 14, zeigt jedoch, daß die Schritte gleichzeitig ausgeführt werden.
Fig. 16 ist eine weggebrochene Querschnittsansicht ähnlich der in Fig. 11, wobei jedoch die Verwendung einer Verzögerungsabstandseinrichtung gezeigt wird.

BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

Wie hierin verwendet, bezieht sich "Ligand-Rezeptor-Bindungspaar" und "Ligand-Rezeptor-Paar" auf ein Paar von Komponenten, von denen einer, ein "Rezeptor", in der Lage ist, eine besondere räumliche und polare Organisation des anderen ("Ligand") oder eines Anteils davon, zu erkennen und sich an diese Komponente zu binden. Für verschiedene Liganden schließen beispielhafte Rezeptoren, die die andere Hälfte des Ligand-Rezeptor- Paares bilden, Antikörper, Enzyme, Lektine, Fab-Fragmente u. dgl. ein. Im allgemeinen wird der Rezeptor ein Antikörper sein und der zu analysierende Stoff oder ein Derivat des zu analysierenden Stoffes wird als Antigen oder Hapten wirken. So wie hier verwendet, bedeutet "Derivat des zu analysierenden Stoffes" ein chemisches Derivat eines zu analysierenden Stoffes, das die Fähigkeit aufweist, sich an das andere Glied eines Ligand-Rezeptor-Paares im Wettbewerb mit dem zu analysierenden Stoff zu binden.
Mit "markiertem Paarglied" oder "markiertem Ligand-Rezeptor-Paarglied" wird ein Konjugat eines Ligand-Rezeptor-Paargliedes mit einer chemischen Markierung, wie einem Enzym oder anderen feststellbaren chemischen Spezies, bezeichnet, wobei das Konjugat die Fähigkeit bewahrt, sich an das andere Glied des Ligand-Rezeptor-Paares zu binden und wobei das Enzym oder die andere feststellbare Markierung weiterhin die Fähigkeit aufweist, durch ein Nachweissystem (welches ein separates chemisches Reaktionssystem sein kann) feststellbar zu sein, um ein wahrnehmbares Signal zu erzeugen. "Detektor", "Markierungsdetektor" u. dgl. bezieht sich auf ein chemisches System, das wahrnehmbare Signale erzeugt, im allgemeinen elektromagnetische Strahlung oder Absorption derselben, die zu einer wahrnehmbaren Fluoreszenz, Farbwechseln u. dgl. führt, wenn es mit einem spezifischen Enzym oder einer anderen Markierung in Kontakt gebracht wird.
Allgemein gesprochen kann die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung mit einer großen Vielzahl von bekannten chemischen Analyseverfahren verwendet werden, die wenigstens zwei unterschiedliche Reaktionen beinhalten, von denen eine, in einem flüssigen Medium, eine flüssigübertragbare chemische Spezies vorsieht, deren Präsenz oder Menge mit der Präsenz oder Menge von zu analysierendem Stoff in einer der Vorrichtung zugegebenen flüssigen Probe zusammenhängt. Eine separate zweite Reaktion beinhaltet den Nachweis der übertragbaren chemischen Spezies, um ein feststellbares Signal zu erzeugen.
Die Erfindung ist demnach geeignet, einen breiten Bereich von zu analysierenden Stoffen nachzuweisen, die in einem flüssigen Träger suspendiert oder aufgelöst werden können. Derartige zu analysierende Stoffe schließen anorganische Elemente und ihre Komponenten (im allgemeinen Salze), organische Monomere und Polymere, einschließlich Makromoleküle und Ansammlungen davon, wie subzellulare Zellorgane (Chromosome, Zellkerne, Chloroplaste, Zellmembranen), Viren, Bakterien, Pilze und andere Mikroorganismen ein. Hervorragende Listen von zu analysierenden Stoffen, die Teil spezifischer immunologischer Bindungspaare sind, sind in den US-Patenten 4,374,925 und 3,817,837 aufgeführt, deren Lehre durch Bezugnahme hier mit einbezogen wird. Zu analysierende Stoffe von besonderem Interesse schließen herkömmliche Drogen, wie Barbiturate und Opiate und verschiedene Giftstoffe, die in Nahrungsmitteln, Wasser und Luft gefunden werden, einschließlich natürlicher Gifte (mikrobische, pflanzliche, insektische, reptilische etc.) und synthetische (durch den Menschen hergestellte) Toxide oder Gifte ein. Natürliche Giftstoffe schließen die Meeresgiftstoffe wie Saxitoxin und andere lähmende Schalentiertoxine, Ciguatoxin, Brevetoxin, Palytoxin u. dgl. ein. Andere Toxine umfassen Mikrotoxine (bspw. Trichothecene, Aflatoxine, Patulin, Ochratoxin und Zearalonone). Synthetische Toxine umfassen Nervenmittel wie Soman (Methylphosphonofluorsäure, 1,2,2-tri-Methylpropylester) und Sarin (Methylphosphonofluorsäure, 1-Methyl- Äthylester) und Pestizide (bspw. Paraoxon (Phosphorsäurediäthyl-4-Nitrophenylester), Furadan, ein unter diesem Warenzeichen vertriebenes Produkt der FMC Corporation, und Malathion (ein Produkt der American Cyanamid).
In den folgenden Beispielen wird festgestellt, daß die analytischen Reaktionen im großen und ganzen in zwei große Gruppen fallen, von denen eine, die vorzugsweise bei anorganischen zu analysierenden Stoffen anwendbar ist, stoichiometrische Festlegungen umfaßt, und die andere, die vorzugsweise bei organischen Materialien anwendbar ist, die Verwendung von Ligand-Rezeptor-Bindungspaaren umfaßt. Im Feld der stoichiometrischen anorganischen Feststellungen ist die Erfindung insbesondere einsetzbar zum Nachweis der Präsenz eines zu analysierenden Stoffes in einer Konzentration oberhalb einer vorher festgelegten Konzentration. Beispielsweise kann es erwünscht sein, festzustellen, ob ein zu analysierender Stoff, der ein Schadstoff ist, in einer Konzentration oberhalb einer spezifischen oberen Konzentration, die von einer regelnden Behörde festgelegt wurde, präsent ist. Anorganische stoichiometrische Feststellungen sind besonders geeignet für Analysen, die volumetrische Niederschlagsmethoden und komplexiometrische Methoden, einschließlich chelatometrische Verfahren, wie sie zur Feststellung von Metallionen verwendet werden können, umfaßt. Im allgemeinen sehen solche Analysen eine Reaktion des zu analysierenden Stoffes in der Probe mit einer stoichiometrisch vorher festgelegten Menge an Reagenz vor, um eine flüssigübertragbare Spezies zu schaffen, deren Präsenz oder Menge mit der Präsenz oder Menge von zu analysierendem Stoff in der Probe zusammenhängt.
Was die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft, die Ligand-Rezeptor-Paare verwendet, wird Bezug genommen auf das US-Patent 4,391,904, in welchem eine Vielzahl von Bindungspaaren beschrieben sind, wobei die Lehre dieses Patentes durch die Bezugnahme mit aufgenommen wird. Es ist verständlich, daß die Erfindung in ihren weiteren Aspekten nicht von der Auswahl eines besonderen chemischen Reaktionssystems abhängt, sondern, was in der Natur der Vorrichtung und des Verfahrens liegt, auf eine Vielzahl solcher Systeme anwendbar ist.
Die "saugfähigen Elemente", die hierbei verwendet werden, können aus Filterpapier oder anderem faserartigen, aus Einzelteilen bestehendem oder porösem Material gemacht sein, das die Fähigkeit aufweist, zu absorbieren und durch die Flüssigkeit der den zu analysierenden Stoff enthaltenden Probe angefeuchtet zu werden. Die saugfähigen Elemente schaffen räumlich definierte und begrenzte Reaktionszonen, in denen Reaktionen in einer flüssigen Umgebung stattfinden können. Die Elemente sollten daher nicht in der Flüssigkeit (normalerweise wäßrige Lösungen, die die Probe enthält), lösbar sein. Obwohl die Elemente etwa anschwellen können, sollten sie in der Lage sein, ihre Form im wesentlichen gegen starke Deformationen zu bewahren, selbst wenn sie mit Flüssigkeit gesättigt sind. Die saugfähigen Elemente müssen nicht flexibel oder kompressibel sein. Es ist jedoch erwünscht, daß wenigstens das erste saugfähige Element kompressibel sei, so daß, wenn es mit dem zweiten Element in Kontakt und gegen dieses gepreßt wird, es dazu neigt, sein Volumen zu verringern und dadurch Flüssigkeit freizusetzen, die dann einfacher in das zweite saugfähige Element transferiert werden kann. Das erste saugfähige Element in der bevorzugten Ausführungsform schließt vorzugsweise ein reaktives Material ein oder ist aus diesem hergestellt, mit welchem ein Ligand-Rezeptor-Paarglied verbunden werden kann. Um die Lagerbarkeit von erfindungsgemäßen Vorrichtungen zu verbessern, sind die saugfähigen Elemente vorzugsweise in trockenem Zustand nicht reaktiv mit einem der Reaktionsmittel, die sie enthalten. Das zweite saugfähige Element ist vorzugsweise weiß oder hat wenigstens eine helle Farbe, so daß Farbwechsel oder andere visuell annehmbare Signale einfach beobachtet werden können. Die saugfähigen Elemente können die Form von kleinen Scheiben aus Filterpapier annehmen, obwohl Gewebe, Glaswolle, Polyurethanschäume und andere Materialien, die wenigstens kleine Flüssigkeitsmengen absorbieren können, verwendet werden können. Die ersten und zweiten saugfähigen Elemente müssen freiliegende oder offene Flächen aufweisen, durch welche die Flüssigkeit hindurchtreten kann, wenn diese Elemente in flüssigkeitsübertragenden Kontakt gebracht werden.
Auf ähnliche Weise sind die Halteeinrichtungen, welche die saugfähigen Elemente in einer normalen Abstandsbeziehung halten und welche ihnen gestatten, sich auf einem vorher festgelegten Weg zu bewegen oder auf andere Weise miteinander in flüssigkeitsübertragenden Kontakt zu geraten, vorzugsweise aus einem Material, das weder mit den saugfähigen Elementen noch mit den von diesen Elementen getragenen Reaktionsmitteln reagiert. Vorzugsweise weisen die Halteeinrichtungen einen oder mehrere Streifen oder andere geeignete Formen aus einem polymeren Material, wie Polyäthylen oder Polypropylen auf, deren Oberflächen im allgemeinen hydrophob sind und mit wäßrigen Lösungen nicht einfach befeuchtet werden können. Somit ist die Tendenz der Flüssigkeit, über die Oberfläche der Halteeinrichtung von einem saugfähigen Element zu einem anderen überzugehen, reduziert, wenn eine Halteeinrichtung der oben beschriebenen Art mehrere saugfähige Elemente trägt, die jeweils mit einer flüssigen Probe gesättigt werden können.
Die Größe von Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung kann nach Wunsch variieren. Im allgemeinen sind die saugfähigen Elemente jedoch Scheiben mit einem Durchmesser von bspw. etwa 6 mm, und die Halteeinrichtungen, die die saugfähigen Elemente tragen, sind vorzugsweise so bemessen, daß sie in der Hand gehalten werden können. Obwohl die von den Halteeinrichtungen getragenen saugfähigen Elemente durch die Verwendung einer mechanischen Einrichtung, wie einem Paar gegenüberliegender Rollen, in Kontakt miteinander bewegt werden können, werden die saugfähigen Elemente in ihrer einfacheren Form von den Halteeinrichtungen derart gehalten, daß sie auf dem vorher festgelegten Weg durch Fingerdruck bewegbar sind, wobei die Elemente leicht gegeneinander "gequetscht" werden, um den Flüssigkeitstransfer zwischen ihnen hervorzurufen. Wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt, ist der vorher festgelegte Pfad, dem eines oder beide der saugfähigen Elemente folgen, gekrümmt oder gerade. Bei einer Ausführungsform können die ersten und zweiten saugfähigen Streifen so orientiert sein, daß sie in flüssigkeitsübertragenden Kontakt gebracht werden, wenn eines oder beide der Elemente bei der Zugabe von Flüssigkeit anschwellen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind Verzögerungseinrichtungen zwischen dem ersten und dem zweiten saugfähigen Element angebracht, um den flüssigkeitsübertragenden Kontakt zwischen ihnen zu verhindern, bis eine vorher festgelegte Zeitspanne verstrichen ist. Wird dem ersten saugfähigen Element eine Flüssigkeitsprobe zugegeben, so wirkt die Flüssigkeit mit der Verzögerungseinrichtung zusammen, um sie flüssigkeitsdurchlässig zu machen. Die Verzögerungseinrichtungen können als poröses Blatt (bspw. Filterpapier) ausgebildet sein, das imprägniert oder mit einem Material beschichtet ist, das im Endeffekt aufgelöst oder digeriert (aufgeschlossen) wird, um einen flüssigkeitsübertragenden Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten saugfähigen Element herzustellen. Eine Vielzahl von Beschichtungen kann verwendet werden, wie Gelatine, Kollagen, Triglyzerid und Tri-Olein. Bestimmte Materialien dieser Art können für sich verwendet werden, um das eine oder das andere der saugfähigen Elemente zu beschichten. Die Beschichtungsmaterialien können sich auflösen, wenn die Flüssigkeit zugegeben wird (bspw. Gelatine) oder können durch ein Enzym degeriert werden (bspw. Kollagen, das durch Trypsin degeriert wird, oder Kollagen, das durch Kollagenase degeriert wird). Das degerierende Enzym kann mit dem ersten saugfähigen Element verbunden sein, so daß es freigegeben wird, wenn die flüssige Probe zugegeben wird, oder es kann mit der Probe in geeigneten Mengen dem ersten saugfähigen Element zugegeben werden.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird eine einfache Vorrichtung nach der Erfindung in den Fig. 1 bis 3 dargestellt und mit (10) bezeichnet. Ein Kunststoffstreifen (12), der als Beispiel für die Halteeinrichtungen dient, weist zwischen seinen Enden eine Nut auf, die eine Faltlinie (14) bildet, um die der Streifen um sich selbst gefaltet werden kann, wie in Fig. 3 dargestellt. Auf der oberen Oberfläche des Streifens sind auf einer Seite der Faltlinie (14) erste saugfähige Elemente (16) (mittels eines doppelseitigen Klebebandes) aufgeklebt, hier in Form von Filterpapierscheiben. Auf ähnliche Weise sind auf der oberen Oberfläche des Kunststoffstreifens auf der anderen Seite der Faltlinie (14) zweite saugfähige Elemente (18), die durch Filterpapierscheiben repräsentiert werden, aufgeklebt. Die saugfähigen Elemente (16) und (18) sind derart von der Faltlinie (14) beabstandet und angeordnet, daß beim Falten des Kunststoffstreifens um sich selbst, wie in Fig. 3 dargestellt, die saugfähigen Elemente vorher festgelegte (in diesem Beispiel gekrümmte) Wege zurücklegen und wie in Fig. 3 dargestellt, gegeneinander ausgerichtet werden. Ein weiteres Bewegen (Zusammenpressen) der Elemente wird sie in Kontakt miteinander bringen, wodurch Flüssigkeit in dem ersten saugfähigen Element zu dem zweiten saugfähigen Element transferiert werden kann. Es ist verständlich, daß die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung in ungefaltetem Zustand in einem geeigneten, vorzugsweise feuchtigkeitsdichten, Umschlag oder schützendem Material gelagert werden kann.
Bei der einfachen Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 kann ein typischer Test für die Präsenz von NaCl in einer wäßrigen Lösung, bspw. Schweiß, durchgeführt werden.
Der Nachweis von NaCl, das in Körperflüssigkeiten, wie Schweiß, in höherem als normalem Maße präsent ist, ist wichtig für die Diagnose von zystischer Fibrose. Das folgende Beispiel zeigt, wie die Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 zur Feststellung der Menge von NaCl in einem bestimmten Volumen von menschlichem Schweiß einsetzbar ist. Dieses Beispiel repräsentiert außerdem die Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung mit anorganischen Materialien unter Verwendung von stoichiometrisch kontrollierten Mengen von Reaktionsmittel und verwendet herkömmliche chemische Techniken (den Volhard-Nachweis) zur Feststellung der Präsenz von Chloridionen.
Den saugfähigen Elementen A, B und C in Fig. 1 werden kleine Mengen von Eisen III-Ammoniumsulfat und eine vorher festgelegte Konzentration von Silbernitrat zugegeben, wobei nur dem saugfähigen Element B Silbernitrat in wesentlichem Überschuß zugegeben wird. Die Elemente D, E und F sind insoweit identisch, als sie jeweils eine vorher festgelegte Konzentration von KSCN plus Puffer enthalten. Zusätzlich weist das saugfähige Element C eine Menge von Natriumchlorid auf, die größer ist als die, die in einem bestimmten Probenvolumen mit normalem Schweiß enthalten ist.
Der Test wird wie folgt durchgeführt. Kleine aber vorher festgelegte Probenvolumen von menschlichem Schweiß mit NaCl werden jedem der saugfähigen Elemente A, B und C zugegeben. Chloridionen in dem Schweiß reagieren stoichiometrisch mit den Silberionen, woraus sich AgCl als unlöslicher Niederschlag ergibt; sämtliche Chloridionen im Element B werden aufgrund des Überschusses von Silbernitrat in diesem Element natürlich ausgefällt. Das Volumen an Schweiß, das jedem der saugfähigen Elemente zugegeben wird, reicht aus, um das Element durch und durch zu befeuchten und es vorzugsweise im wesentlichen zu sättigen.
Die Vorrichtung wird dann um sich selbst gefaltet, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, und die gegenüberliegenden saugfähigen Elemente werden gegeneinander gepreßt, um den Flüssigkeitsstrom zwischen ihnen zu ermöglichen. Als Folge (in Bezug auf die saugfähigen Elemente A und F) bewirkt der Flüssigkeitstransfer, daß der Eisenammoniumsulfatindikator und alle nicht reagierten Silberionen auf das saugfähige Element F übergehen, wo die Silberionen stoichiometrisch mit dem KSCN reagieren, um AgSCN zu ergeben. Alle verbleibenden SCN-Ionen reagieren mit dem Eisenion unter Bildung des roten Fe(SCN)²&spplus;. Durch Einstellung der Silbernitratkonzentrationen derart, daß die normale physiologische Konzentration von Chloridionen in Schweiß eine bestimmte Menge an Silbernitrat ausfällt, wodurch sich eine bekannte Konzentration an freien Silberionen ergibt, und durch Einstellen der KSCN-Konzentration, um die überschüssigen Silberionen aufzunehmen, wird der Test so eingestellt, daß die Probe, die ein normales Maß an Natriumchlorid enthält, keine Farbantwort ergibt, während die Probe, mit einer erhöhten Konzentration an Natriumchlorid eine tief rote Reaktion erzeugt. Gleichzeitig erzeugt die vorherige Zugabe von NaCl zu dem saugfähigen Element C ein rotes Signal in dem saugfähigen Element D unabhängig von der Menge an Natriumchlorid in dem Schweiß des Patienten, was zeigt, daß der Test für große Mengen von Natriumchlorid einsetzbar ist. Aufgrund des großen Überschusses an Silbernitrat in Element B kann sich keine Farbe in dem korrespondierenden Element E bilden. Somit liefert die Bildung eines roten Signales in dem Element D und von keiner Farbe in dem Element E einen Hinweis, daß die Vorrichtung funktionsfähig ist.
Die einfachen Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 können auch von einem landwirtschaftlichen Erzeuger verwendet werden, um die Präsenz eines Kartoffelvirus in Pflanzenextrakten festzustellen. Dieses Beispiel repräsentiert den Gebrauch des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung unter Verwendung der Chemie mit einem markierten zu analysierenden Stoff mit verankertem Antikörper, wie er in dem US-Patent 4,446,232 (Liotta) beschrieben ist.
Kartoffelvirus X (PVX) ist ein großer, nematodischer Virus, was ihn in den meisten Versuchsformaten relativ unbeweglich macht. Er ist jedoch leicht in kleine, globulare Proteinuntereinheiten (D/PVX) abbaubar, indem er einfach bestimmten bekannten Chemikalien ausgesetzt wird. In diesem Test werden D/PVX und PVX-Viren auf den saugfähigen Elementen A, B und C in Fig. 1 verankert, die Scheiben aus Filterpapier aufweisen. Diese Scheiben wurden wie folgt präpariert: Scheiben mit etwa 6,3 mm Durchmesser aus Whatman #17-Chromatographypapier wurden aktiviert, indem sie wie oben beschrieben mit CDI reagiert wurden, woraufhin sie, wie ebenfalls beschrieben, mit kalter Boratlösung gewaschen wurden. 1,0 ml von D/PVX und/oder PVX wurden 100 der auf dieser Weise präparierten Scheiben in einer 35 ml 0,1 M Borat-(pH 9,0)-Lösung zugegeben und für 20 Stunden bei 4ºC reagiert. Die Scheiben wurden dann mehrmals mit kaltem PBS gewaschen und in PBS bei 4ºC gelagert. Die 100 Scheiben wurden leicht abgelöscht und in eine Gefriertrocknungsflasche transferiert, in welche 2 ml einer 4 mg/ml Albumin-in 0,5% PEG 4000/PBS-Lösung zugegeben wurde. Die Scheiben wurden bei -70ºC gefroren und gefriergetrocknet.
Die saugfähigen Elemente E, F und D wurden jeweils wie folgt präpariert: Scheiben von etwa 6,3 mm aus Whatman-Marke #17- Chromatographypapier wurden bei 105ºC während einer Stunde getrocknet, in einem Desiccator abgekühlt und dann in ein großes Reagenzglas transferiert. In das Reagenzglas wurden 1 g 1,1-Carbonyldiimidazol ("CDI") und 35 ml trockenes Dioxan zugegeben, und die Scheiben wurden 45 Minuten bei Raumtemperatur geschüttelt. Danach wurden die Scheiben mehrmals mit kaltem entionisiertem Wasser gewaschen und wiederum mehrmals mit kalter 0,1M Boratlösung, pH 9,0. Eine Lösung von 35 ml der Boratlösung mit 10 mg Meerrettich-Peroxidase wurde dem Reagenzglas zugefügt und in Kontakt mit den Scheiben für 20 Stunden bei 4ºC geschüttelt. Die Scheiben wurden dann mit kalter phosphatgepufferter Salzlösung ("PBS") gewaschen und dann in PBS bei 4ºC gelagert. Eine Lösung von 10% B-D-Glukose, 0,5% Polyäthylenglykol ("PEG") 4000, und 1 mg/ml 2,2'-Azinodi-(3- Äthylbenzthiazolinsulfonsäure) wurde präpariert, und 20 ml der Lösung wurden auf jede der oben präparierten Scheiben aufpipettiert. Dann wurden die Scheiben bei -70ºC eingefroren und gefriergetrocknet.
Glukoseoxidase (G.O.) wurde mit Antikörpern des Kartoffelvirus X ("Anti-PVX") gekoppelt durch sowohl schrittweise Glutaraldehydaktivierung und Periodataktivierung des Enzyms auf folgende Weise:
Löse 100 mg Glukoseoxidase in 8 ml von 20 mM Azetatpuffer pH5 auf. Gib 1 ml 0,2 M NaIO&sub4; zu. Rühre vier Stunden im Dunkeln bei 4ºC. Gib 100 ul Äthylenglykol hinzu. Schritt 5: Rühre 30 Min. bei 4ºC. Dialysiere über Nacht gegen folgendes: 25 mM Phosphatpuffer, pH6.
Dialysiere 4,5 ml von (NH&sub4;)&sub2;SO&sub4; ausgefälltes Antiserum gegen folgendes: 0,2 M Boratpuffer, pH 9,5, 0,5 M NaCl, 0,1 M BaBH&sub3; CN. Nach vier Stunden Dialyse gib Antikörper zu dem aktivierten G.O. und überprüfe den pH-Wert und stelle ihn auf 9,5 ein. Rühre über Nacht bei 4ºC.
Gib 20 mg NaBH&sub4; zu. Rühre zwei Stunden bei Raumtemperatur. Dialysiere gegen PBS.
Diese Glukoseoxidase-Antikörperkonjugate müssen affinitätsgereinigt werden, um unspezifische Hintergrundfarbentwicklungen zu vermeiden. Konjugate können präpariert werden durch Affinitätsverankern von Antikörpern auf Sepharose No. 4B- Antigen Affinitätsgel und durch dieses Reagierenlassen mit Glutaraldehyd-aktivierter Glukoseoxidase. Die Verwendung von auf diese Weise verankerter Antikörper ermöglicht den Schutz ihrer Antigen-Bindungsstellen. Das Enzym-Antikörper-Konjugat kann dann von dem 4B-Antigen mittels herkömmlicher Methoden (bspw. 0,1 M Essigsäure, 3 M MgCl2' oder 1 M NaSCN) eluiert werden.
Die größte Empfindlichkeit kann durch die Verwendung von monovalenten Fab'-G.O.-Konjugaten erreicht werden, da ein IgG- G.O.-Konjugat theoretisch sowohl verankerte als auch freie zu analysierende Stoffe gleichzeitig binden könnte. Der Antikörper wird zunächst affinitätsgereinigt mit Sepharose 4B-Antigen und mit konventionellen Methoden eluiert. F(ab')&sub2;-Fragmente werden von einer Pepsin-Digestion von IgG bereitet, und Fc- Fragmente werden an einer Protein A-Säule entfernt. Disulfid-Bindungen des F(ab')&sub2; werden reduziert (bspw. mit Zystein oder Merkaptod'thanol) und Fab' wird sofort von dem Reduktionsmittel getrennt und mit G.O.-Maleimidderivat reagiert. Das Konjugat wird dann zur Reinigung in einer größer ausschließenden Säule chromatographiert. Wieder wird die Antigen- Bindungsstelle geschützt, wenn das G.O.-Maleimid mit der freien Fab'-Sulfhydrylgruppe reagiert.
Der Test wird wie folgt durchgeführt. Kontrollpuffer wird mit durch Glukoseoxidase markiertem Anti-PVX gemischt und auf das saugfähige Element A in Fig. 1 aufgegeben. Zu analysierender Stoff, der mit durch Glukoseoxidase markiertem Anti-PVX gemischt ist, wird auf die saugfähigen Elemente B und C in Fig. 1 aufgegeben. Alle vorhandenen markierten Antikörper binden sich dann an das auf den saugfähigen Elementen A, B und C verankerte PVX. Der Benutzer wartet zwei Minuten und faltet dann die Vorrichtung auf sich selbst, wie in Fig. 3 dargestellt, wobei die gegenüberliegenden saugfähigen Elemente zusammengepreßt werden, um einen Flüssigkeitsstrom zwischen ihnen zu gestatten. Als Folge (in Bezug auf die saugfähigen Elemente A und F) bewirkt der Fluidtransfer, daß die ungebundenen markierten Antikörper-PVX-Komplexe auf das saugfähige Element F transferiert werden, wobei die mit Glukoseoxidase markierten Immunkomplexe mit der sich entwickelten Lösung reagieren, die in der Auswertescheibe enthalten ist.
Es wäre unter manchen Umständen, bspw. bei Drogenüberdosen, wünschenswert, festzustellen, welche von mehreren üblichen Drogen oder Drogenarten verwendet wurden. Beispielsweise könnte man die Präsenz von Barbituraten (bspw. Phenobarbital), Opiaten (bspw. Heroin) oder trizyklische Antidepressiva (bspw. Nortriptylin) im Urin oder Blutserum feststellen wollen. Eine für diesen Zweck geeignete Vorrichtung ist in den Fig. 4 und 4a dargestellt, wobei die Vorrichtung wie bei der zuvor beschriebenen Vorrichtung, Halteeinrichtungen in Form eines Kunststoffstreifens (12) mit einer Faltlinie (14) zwischen seinen Enden verwendet, um ein Falten des Streifens um sich selbst zu ermöglichen.
Wie dargestellt, werden die saugfähigen Elemente von dem Kunststoffstreifen gehalten, wobei die ersten saugfähigen Elemente generell mit (16) und die zweiten saugfähigen Elemente mit (18) bezeichnet werden. Zur Vereinfachung der Beschreibung kann jedes saugfähige Element außerdem durch einen Buchstaben (der seine vertikale Spalte bezeichnet) und eine Nummer (die seine horizontale Reihe bezeichnet) identifiziert werden. Die saugfähigen Elemente (18) sind in der oben beschriebenen Art und Weise an dem Kunststoffstreifen angeklebt. Die saugfähigen Elemente (16) werden jedoch in Öffnungen (20), die in dem Kunststoffstreifen ausgebildet sind, gehalten (vgl. Fig. 4A). Zusätzliche Scheiben (22) aus saugfähigem Material werden von den Öffnungen (20) angrenzend an die äußere Oberfläche des Plastikstreifens und in flüssigkeitsübertragendem Kontakt mit den Elementen (16) gehalten. Auf diese Weise kann Urin oder eine andere Flüssigkeit, von der vermutet wird, daß sie eine bestimmte Droge enthält, den saugfähigen Elementen (16) von der äußeren Oberfläche (24) (Fig. 4A) des Kunststoffstreifens zugegeben werden, wobei die Flüssigkeit durch das saugfähige Element (22) hindurchtritt und in diesem Element gelagertes Reaktionsmittel in das saugfähige Element (16) überträgt. Die saugfähigen Elemente in jeder der Reihen 1, 2 und 3 sind für die Feststellung der Drogen Phenobarbital, Heroin oder eines Heroinderivates bzw. Nortriptylin zu verwenden. Die Elemente (16), (18) und (22) werden präpariert, indem sie separat mit wäßrigen Lösungen von Reaktionsmitteln imprägniert und dann die Elemente gefriergetrocknet werden. Eine Oberfläche jedes der Elemente (18) wird dann auf den Streifen (12) wie oben beschrieben aufgeklebt und die Elemente (16) und (22) können an dem Kunststoffstreifen mittels kleiner Stücke von Polyesterband, das Klebstoff auf beiden Seiten trägt, befestigt werden.
Die Elemente (16) und (22) werden, wie in Fig. 4A gezeigt, in flüssigkeitsübertragendem Kontakt miteinander gehalten.
Die saugfähigen Elemente (18) wurden in einer Art ähnlich der oben für die Präparation der Scheiben D, E und F in Fig. 1 präpariert.
In Bezug auf Reihe 1 (Prüfen von Phenobarbital) der saugfähigen Elemente (16), wurde Element 1A in einer Weise präpariert, wie sie oben für die Scheiben A, B und C beschrieben wurde, außer daß 1,0 ml der Anti-Phenobarbital-IgG-Fraktion von Kaninchenserum der Scheibe anstelle von D/PVX und PVX-Virus zugegeben wurde.
Das saugfähige Element 1B wurde auf identische Weise präpariert, außer daß 5 ug Natriumphenobarbital unmittelbar vor dem Gefriertrocknungsschritt direkt auf das Element 1B aufgebracht wurde.
Die Elemente (22), die in Verbindung mit den Elementen 1A bzw. 1B verwendet werden, wurden wie folgt präpariert: Das Natriumsalz von Phenobarbital wurde mit Äthyl-5-Bromvalerat reagiert, was ein Phenobarbital-Derivat mit einem kürzeren Distanzsarm ergab. Der Äthylester wurde zu der freien Säure verseift und anschließend mit N-Hydroxisulfosuccinimid durch Aktivierung mit Dicyclohexyl-Carbodiimid verestert. Das so aktivierte Phenobarbital-Derivat wurde mit Glukoseoxidase durch Reaktion in einer wäßrigen Lösung bei alkalischem pH-Wert gekoppelt. Die Mischung wurde dann in einer Diäthylaminoäthyl (DEAE)- Zellulosesäule fraktioniert, und die Fraktion mit der bevorzugten Kombination von hoher enzymspefizischer Aktivität und hoher immunologischer Aktivität wurde durch Proteinbestimmung, Enzymaktivitätsbestimmung und Radioimmun-Äquivalenztests identifiziert. Das so gereinigte Glukoseoxidase-Phenobarbital- Konjugat wird auf geeignete Weise mit 1% PEG und 2 mg/ml Ovalbumin in PBS verdünnt und auf Filterpapierscheiben aufgebracht, wonach die Scheiben bei -70ºC gefriergetrocknet werden.
Die in den Reihen 2 und 3 gefundenen saugfähigen Elemente (16) für die Drogen Heroin und Nortriptylin wurden auf ähnliche Weise wie die entsprechenden Elemente (22) präpariert.
Die Ausführungsform nach den Fig. 4 und 4A kann, bspw. durch einen Polizisten oder Sanitäter, durch Zugabe eines einzelnen Tropfens von Urin, von dem vermutet wird, daß er eine der drei Drogen enthält, auf die Rückseite jeder der die Elemente (16) enthaltenden Positionen verwendet werden. Die flüssige Probe löst sich auf und nimmt den von den Elementen (22) getragenen enzym-markierten zu analysierenden Stoff in das saugfähige Element (16) mit sich.
Nach zwei Minuten wird der Kunststoffstreifen (12) um seine Faltlinie (14) gefaltet, wobei die saugfähigen Elemente (16) die vorher festgelegten gekrümmten Wege Zurücklegen, um in gegenüberliegendem Eingriff mit den entsprechenden saugfähigen Elementen (18) zu kommen. Die in Kontakt stehenden Elemente werden kurzzeitig zusammengepreßt, um Flüssigkeit von den Elementen (16) auf die Elemente (18) zu übertragen, woraufhin die Vorrichtung wieder geöffnet wird und die Elemente (18) im Hinblick auf die Entwicklung von Farbe beobachtet werden. In jedem Fall sollte das saugfähige Element in Spalte X eine dunkle Farbe entwickeln, die die Präsenz von vorher festgelegten Mengen der jeweiligen Droge in den Elementen in Spalte B anzeigt. Die Präsenz oder Abwesenheit von Farbe in den Scheiben in Spalte Y zeigt die Präsenz oder Abwesenheit der entsprechenden Droge in dem Urin des Patienten an. Ist der Kunststoffstreifen (12), der die Halteeinrichtung definiert, transparent, so können die Farbwechsel in dem Element (18) von der Außenfläche des Kunststoffstreifens gesehen werden.
Unter Bezugnahme auf die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform ist der die Halteeinrichtungen repräsentierenden Streifen von Kunststoff erneut mit (12) bezeichnet. Zwei Nuten, die Faltlinien (14) bilden, sind vorgesehen, um den Streifen in drei im wesentlichen gleichlange Bereiche zu unterteilen, die mit X, Y bzw. Z benannt werden. In dem Bereich "X" sind Öffnungen ausgebildet und in den Öffnungen sind Scheiben angeordnet, die unterschiedliche, vorher festgelegte Mengen von Phenobarbital-Glukoseoxidase-Konjugat enthalten, wie sie mit (22) in Fig. 4A bezeichnet sind. Die Elemente (16) in Abschnitt Y sind identisch mit Element 1A, wie beschrieben in Verbindung mit Fig. 4. Die Elemente (18) im Bereich Z sind identisch mit den Elementen 1X und 1Y, wie oben in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben.
Die so beschriebene Ausführungsform wird verwendet, indem zunächst der Abschnitt X auf den Abschnitt Y gebogen wird, wie in Fig. 5B dargestellt, so daß die Elemente (22) in Kontakt mit den Elementen (16) kommen. Eine Probe einer unbekannten Flüssigkeit, bspw. Urin, wird dann auf jedes der Elemente (22) aufgegeben, wobei die Flüssigkeit die variierenden Mengen des Phenobarbital-Glukoseoxidase-Konjugats in die saugfähigen Elemente (16) spült. Dann wird Bereich X vom Bereich Y weggefaltet und nach einigen Minuten wird Bereich Z auf Bereich Y gefaltet, wie in Fig. 5C dargestellt, wobei die in Kontakt stehenden Elemente kurzzeitig gegeneinander gequetscht werden, um Flüssigkeit zu dem saugfähigen Element (18) zu übertragen. Bereich Z wird dann erneut aufgefaltet, wie in Fig. 5D dargestellt, und die Elemente (18) werden beobachtet, um zu sehen, welche, falls überhaupt welche, ihre Farbe wechseln. Phenobarbital im Urin wird bewirken, daß sich eines oder mehrere der Elemente (18) innerhalb mehrerer Minuten dunkel färben abhängig von der Menge der Droge in der Urinprobe und abhängig von der Menge der Phenobarbital-Glukoseoxidase in den Elementen (22).
Unter Bezugnahme auf die Ausführungsform nach Fig. 6 trägt ein Kunststoffstreifen (12), der eine Faltlinie (14) aufweist, auf einer Seite erste saugfähige Elemente (A), (B) und (C), die den oben als 1A in Verbindung mit Fig. 4 beschriebenen saugfähigen Elementen identisch entsprechen. Der Streifen (12) trägt außerdem auf der anderen Seite der Faltlinie saugfähige Elemente (X), (Y) und (Z), die jeweils den oben in Verbindung mit Fig. 4 beschriebenen saugfähigen Elementen (1Y) identisch entsprechen. Die saugfähigen Streifen (16) weisen jeweils ein separates saugfähiges Element (22), wie es ebenfalls in Verbindung mit Fig. 4A beschrieben wurde, auf. Das saugfähige Element (C) enthält anstelle von Anti-Phenobarbital-Antikörpern Anti-Glukoseoxidase-Antikörper, die darauf in ausreichender Menge verankert sind, um alle Glukoseoxidase-Phenobarbital-Konjugate in dem benachbarten Element (22) zu binden. Die an die Elemente (A) und (B) angrenzenden Elemente (22) enthalten jedoch unterschiedliche Mengen des Konjugats, wobei das Element (B) wesentlich weniger von dem Konjugat enthält als Element (A). Die Zugabe einer kleinen Urinprobe, von der vermutet wird, daß sie Phenobarbital enthält, auf jedes der Elemente (16) führt zu der Präsenz von flüssigübertragbarer Phenobarbital-Glukoseoxidase-Konjugat im Element (A), wenn lediglich eine geringe Konzentration der Droge präsent ist. Höhere Konzentrationen der Droge werden ebenfalls übertragbares Konjugat in dem Element (B) schaffen. Die Präsenz von flüssigübertragbarem Konjugat in dem Element (C) hängt jedoch von der Aktivität des darin enthaltenen Anti-Glukoseoxidase- Antikörpers ab. Angenommen, daß die Anti-Glukoseoxidase-Antikörper und die Anti-Phenobarbital-Antikörper mit der Zeit in demselben Maße deaktiviert werden, so signalisiert der Transfer des Phenobarbital-Glukoseoxidase-Konjugats von dem Element (C) in das Element (Z) (wie es durch den sich ergebenden Farbwechsel angedeutet wird), daß die Vorrichtung nicht länger zufriedenstellend funktioniert.
Wird der Kunststoffstreifen entlang der Faltlinie (14) gefaltet und werden die entsprechenden aufeinanderzeigenden saugfähigen Elemente kurzzeitig gegeneinander gequetscht, so werden in etwa gleiche Mengen von Flüssigkeit von den Elementen (A), (B) und (C) in die entsprechenden Elemente (X) - (Y) und (Z) übertragen. Das saugfähige Element (X) wird die Farbe wechseln, selbst wenn nur geringe Mengen von Phenobarbital in der Urinprobe enthalten sind. Größere Konzentrationen von Phenobarbital in dem Urin werden auch einen Farbwechsel in dem Element (Y) hervorrufen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 7 bis 11 dargestellt. Kunststoffstreifen (30), (32), von denen wenigstens der letztere vorzugsweise transparent ist, werden parallel ausgerichtet im Abstand angeordnet, wie in Fig. 7 dargestellt, und elastische Abstandshalter (34), die an ihren Enden angeordnet sind, ermöglichen den Streifen, elastisch gegeneinander gepreßt zu werden. Auf der inneren Oberfläche des Streifens (32) werden zweite saugfähige Elemente (18) der oben beschriebenen Art getragen. Auf der inneren Oberfläche des Streifens (30) werden erste saugfähige Elemente (16), die ebenfalls oben beschrieben und mit den entsprechenden saugfähigen Elementen (18) ausgerichtet sind, getragen. Der Streifen (30) kann Öffnungen durch seine Dicke aufweisen, die mit den saugfähigen Elementen (16) ausgerichtet sind, und dritte saugfähige Elemente (22), wie sie ebenfalls oben beschrieben sind, jedoch so geformt sind, daß sie genau in die Öffnungen hineinpassen, sind ebenfalls in Kontakt mit dem saugfähigen Element (16) vorgesehen. Die chemischen Reagenzien werden, zum Zwecke dieses Beispiels, als dieselben angenommen, wie die oben in Verbindung mit den Fig. 4 und 4A beschriebenen. Die Kunststoffstreifen (30), (32) und die Abstandshalter (34), die zusammen Halteeinrichtungen repräsentieren, können von einem flexiblen, wasserdichten, abgedichteten Umschlag umhüllt sein, bspw. der in Fig. 9 als (36) dargestellten Kunststoffumhüllung, wobei die Umhüllung im wesentlichen röhrenförmig ausgebildet und an ihren Enden (38) abgekröpft ist, um die dehnbaren Falten (40) zu bilden, wie sie allgemein in Fig. 9 dargestellt sind. Die Umhüllung (36) kann Öffnungen (42) (vgl. Fig. 8) aufweisen, die vorzugsweise größer sind als die durch den Streifen (30) ausgebildeten Öffnungen und die im allgemeinen mit den letzteren Öffnungen ausgerichtet sind, um es zu ermöglichen, daß eine flüssige Probe von außerhalb der Umhüllung direkt auf das saugfähige Element (22) aufgebracht werden kann. Die Umhüllung ist auf ähnliche Weise vorzugsweise transparent. Eine abnehmbare Abdeckung, vorzugsweise ein Streifen aus Klebeband (44), deckt die Öffnungen (42) ab und kann abgezogen werden, wenn Zugang zu den Öffnungen gewünscht wird. Die Umhüllung (36) ist vorzugsweise luftdicht und wasserdicht. Wenn der Klebestreifen (44) an seinem Platz ist, bilden die Umhüllung und der Streifen eine wasserdichte und dampfdichte Einhüllung, die eine Lagerung der Vorrichtung über längere Zeit ermöglicht.
Wie somit beschrieben, kann die Vorrichtung in einem Tauchtestverfahren eingesetzt werden, bei welchem die Vorrichtung in eine flüssige Probe, wie Milch oder Urin, von der vermutet wird, daß sie zu analysierenden Stoff enthält, eingetaucht werden. Zunächst wird der Bandstreifen (44) abgezogen und weggeworfen und die Vorrichtung wird gerade unter die Oberfläche der flüssigen Probe für eine Zeitdauer, die ausreicht, daß die saugfähigen Streifen (16) mit Flüssigkeit gesättigt werden, eingetaucht. Dies erfolgt schnell, im allgemeinen innerhalb einer Sekunde oder zwei. Wie bereits erwähnt, ist die Oberfläche des Kunststoffstreifens vorzugsweise hydrophober Natur und neigt dazu, ein Fließen der Flüssigkeit von einem saugfähigen Element zu einem anderen zu verhindern. Die Vorrichtung wird von der flüssigen Probe entfernt, abgelöscht und für einige Minuten stehengelassen, wie bei der Vorrichtung nach Fig. 4. Unter Verwendung von Fingerdruck werden die Streifen (30), (32) kurzzeitig gegeneinandergepreßt, was bewirkt, daß die saugfähigen Elemente (16), (18) vorher festgelegte, geradlinige Wege zurücklegen, bis sie in Kontakt miteinander treten. Flüssigkeit wird von den Elementen (16) auf die Elemente (18) übertragen. Die letzteren saugfähigen Elemente (18) können dann durch die transparente Kunststoffumhüllung (38) und den transparenten Streifen (32) beobachtet werden, wie in Fig. 10 dargestellt.
Unter Berücksichtigung dessen, daß das Zusammenquetschen der Streifen (30), (32) dazu führt, daß das Luftvolumen innerhalb der Umhüllung (38) verringert und damit der Luftdruck innerhalb der Umhüllung und zu einem Herausdrängen von Flüssigkeit nach außen durch die saugfähigen Elemente (22) wird, ist die Umhüllung vorzugsweise mit gefalteten Enden oder anderen dehnbaren Strukturen versehen, so daß beim Zusammenpressen der Elemente, wie in Fig. 11 dargestellt, der Falz (40) oder die andere Struktur sich dehnt (eine derartige Dehnung ist in übertriebener Weise in Fig. 11 dargestellt), wobei eine derartige Dehnung einen wesentlichen Anstieg des Innendruckes vermeidet.
Bei dem Verfahren, bei dem die Vorrichtung nach Fig. 8 in eine flüssige Probe eingetaucht wird, ist es nun verständlich, daß das Volumen der flüssigen Probe, das in die Vorrichtung eindringt, strikt und ziemlich genau durch die Fähigkeit der Elemente (16) und (22) begrenzt wird, Flüssigkeit zu absorbieren; sind die Elemente einmal mit der flüssigen Probe gesättigt, so tritt keine weitere Flüssigkeit ein. Werden die saugfähigen Elemente (16), (18) während des Quetschvorganges miteinander in Kontakt gebracht, so neigen die Elemente (18) die ursprünglich trocken sind, außerdem dazu, sehr schnell Feuchtigkeit von den Elementen (16) zu absorbieren. Vorzugsweise ist beim Zusammenpressen der Elemente (16) und (18) ihr Gesamtvolumen größer als das des nicht komprimierten Volumens von Element (16). Auf diese Weise wird eine Leckage von Flüssigkeit an einem saugfähigen Element zu einem anderen zurückgehalten.
Falls gewünscht, können an den inneren Flächen eines oder beider Plastikstreifen Dichtungen vorgesehen sein, um die jeweiligen saugfähigen Elementepaare zu umgeben und zu isolieren, so daß bei einem Zusammenpressen der Elemente die Dichtungen den Übergang von Flüssigkeit von einem saugfähigen Element zu einem benachbarten saugfähigen Element auf demselben Kunststoffstreifen verhindern. Die Dichtungen sind vorzugsweise aus kompressiblem Material, das dem der Abstandshalter (34) entsprechen kann, und sie können, als Elemente der Halteeinrichtungen, als Einrichtungen dienen, welche die saugfähigen Elemente (16), (18) in normalem Abstand voneinander halten. Falls gewünscht, kann das Dichtungsmaterial flüssigkeitsabsorbierend sein; bei dieser Ausführungsform würde das absorbierende, elastische Dichtungsmaterial beim Zusammenpressen der Kunststoffstreifen (30), (32) ebenfalls in einem gewissen Maße flachgedrückt werden, was kurzzeitig seine Fähigkeit, Flüssigkeit zu absorbieren, reduziert und seine Fähigkeit, den Flüssigkeitsstrom durch sie zu verhindern, verbessert. Wird die die Kunststoffstreifen zusammenpressende Kraft entfernt, so würde das Dichtungsmaterial seine vorherige Form im wesentlichen zurückgewinnen und im allgemeinen alle Flüssigkeit, mit welcher es in Kontakt kam, absorbieren, womit es eine Verbreitung dieser Flüssigkeit zu anderen saugfähigen Elementen verhindert. Wie sich daraus ergibt, können die Abstandshalter (34) und Dichtungen, falls solche vorgesehen sind, auch dazu dienen, den auf die saugfähigen Elemente (16) und (18) wirkenden Preßdruck zu begrenzen.
Obwohl die Vorrichtung gemäß der Erfindung bisher so beschrieben wurde, daß manuelle Bewegung geeignet ist, die saugfähigen Streifen miteinander in Kontakt zu bringen, ist es verständlich, daß die saugfähigen Elemente auch mittels verschiedener anderer Mechanismen bewegt werden können. Für relativ große Vorrichtungen der in Fig. 4 gezeigten Art muß beachtet werden, daß das in flüssigkeitsübertragenden Kontakttreten jedes der saugfähigen Elemente (16) mit seinem entsprechenden saugfähigen Element (18) sichergestellt ist. Zu diesem Zweck kann ein Mechanismus eingesetzt werden, um sicherzustellen, daß die Hälften des Kunststoffstreifens (12) gleichmäßig gegeneinandergepreßt werden. Verschiedene mechanische Vorrichtungen können zu diesem Zweck eingesetzt werden; bspw. kann man ein Paar von Druckrollen verwenden, durch welche die aufgefaltete Vorrichtung nach Fig. 4 hindurchgeführt werden kann. Unter Bezugnahme auf die Ausführungsform in Fig. 8 können die saugfähigen Elemente (16) aus einem Material hergestellt sein, das anschwillt, wenn es Flüssigkeit absorbiert - bspw. ein zusammengepreßtes Papier oder ein polymerer Schwamm. Bei der Zugabe einer flüssigen Probe tritt eine ausreichende Schwellung auf, um die Elemente (16), (18) automatisch zu der gewünschten Zeit miteinander in Kontakt zu bringen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 15 kann eine vereinfachte Vorrichtung gemäß der Erfindung auch in Verfahren eingesetzt werden, bei welchen die Vorrichtung in eine Flüssigkeit getaucht werden soll, von der vermutet wird, daß sie einen bestimmten zu analysierenden Stoff enthält. Bei dieser Ausführungsform kann ein im allgemeinen V-geformter Streifen aus Kunststoff oder anderem Material, wie er mit (50) bezeichnet ist, als Halterung verwendet werden. Nuten od. dgl. sind über die Beine des Streifens vorgesehen, um Faltlinien (52) zu schaffen. Saugfähige Elemente (54) und (58) sind, wie dargestellt, nahe der Enden der Beine der Vorrichtung angebracht und ein drittes saugfähiges Element (56) ist an der Spitze des "V" angebracht, wobei die saugfähigen Elemente und die Faltlinien (52) so angeordnet sind, daß sie den Streifenbeinen ermöglichen, sich zu biegen und die saugfähigen Elemente (54) und (58) auf einem gekrümmten Weg in Kontakt mit dem saugfähigen Element (56) zu bringen.
Als Beispiel für die Verwendung der Ausführungsform gemäß den Fig. 12 bis 15 kann das saugfähige Element (56) identisch mit dem an Position 1A in Fig. 4 gezeigten saugfähigen Element (16) sein, wobei dieses Element gebundene Anti-Phenobarbital- Antikörper enthält. Die Scheibe (54) kann identisch mit dem in Fig. 4A gezeigten und der Position 1A in Fig. 4 entsprechenden saugfähigen Element (22) sein, wobei dieses Element Enzym (Glukoseoxidase)-markiertes Phenobarbital enthält. Das saugfähige Element (58) kann mit dem an Position 1F in Fig. 4 gezeigten Element (18) identisch sein, wobei dieses Element das Ausgabe-Nachweissystem enthält, das in Verbindung mit dem saugfähigen Element beschrieben wurde.
Bei der Verwendung wird die Vorrichtung nach Fig. 12 wie dargestellt gehalten und das saugfähige Element (56) wird kurzzeitig in eine flüssige Probe (60) getaucht, von der angenommen wird, daß sie einen zu anlysierenden Stoff, in diesem Fall Phenobarbital, enthält, wobei die Probe (60) bspw. Urin ist. Die Vorrichtung nach Fig. 12 wird sofort aus der flüssigen Probe entfernt, wenn das saugfähige Element (56) mit der Flüssigkeit gesättigt ist und das saugfähige Element (54) wird dann in Kontakt mit dem Element (56) umgebogen, wie in Fig. 13 dargestellt, wobei Fingerdruck verwendet wird, um den Flüssigkeitstransfer zwischen den beiden Elementen sicherzustellen. Flüssigkeit von dem saugfähigen Element (56) tritt in das saugfähige Element (54) ein, wobei es das enzym-markierte Phenobarbitalmaterial in Lösung bringt, wobei der Phenobarbitalanteil der Testprobe (60) und das enzym-markierte Phenobarbital miteinander um von dem Element (56) getragene Antikörperbindungsstellen wetteifern. Nach einigen Minuten wird das saugfähige Element (54) von dem Element (56) abgehoben und das andere saugfähige Element (58) wird in Kontakt mit dem Element (56) gebracht, wie in Fig. 14 dargestellt. Die Elemente (56) und (58) werden kurzzeitig gegeneinander gepreßt, woraufhin das Element (58) aufgefaltet und auf einen Farbwechsel hin beobachtet wird.
Falls gewünscht, kann das saugfähige Element (54), wie oben beschrieben, zunächst in Kontakt mit dem saugfähigen Element (56) gebracht werden und nach einer kurzen Zeit kann das Bein der Vorrichtung, das das Element (58) trägt, zusätzlich nach unten gefaltet werden, wie in Fig. 15 dargestellt, wodurch alle drei der Elemente in flüssigkeitsübertragenden Kontakt gebracht werden. Bei dieser Ausführungsform muß das Element (56) natürlich in einer in seinem entsprechenden Haltebein ausgebildeten Öffnung gehalten werden, so daß Flüssigkeit durch das Element (56) in das Element (58) fließen kann, wobei letzteres dann beobachtet wird, um einen Farbwechsel festzustellen.
Unter weiterer Bezugnahme auf die Vorrichtung gemäß Fig. 12 kann die Auswahl und Anordnung von Reaktionsmitteln nach Wunsch variiert werden.
Die in den Fig. 12 bis 15 dargestellte Vorrichtung kann einfach bei einer organischen Analyse verwendet werden, um die Menge von Glukose bspw. in Urin festzustellen. Bezugnehmend auf Fig. 12 kann das saugfähige Element (56) Adenosintriphosphat ("ATP") in einer vorher festgelegten Menge und das Enzym Hexokinase enthalten. Das saugfähige Element (54) enthält ein Nachweissystem, das ein Chromogen, wie o-Dianisidin, Glukoseoxidase und Meerrettich-Peroxidase als einem auf die Präsenz von Glukose ansprechenden Signalgenerator enthält. Das Element (58) enthält Glyzerol, Methylenblau, Glyzerolkinase und Glyzerolphosphatdehydrogenase. Dem System hinzugegebenes ATP bewirkt eine Reduktion des Indikators mit Methylenblau derart, daß der Indikator bei der Präsenz eines bestimmten stoichiometrisch ausreichender Menge ATP farblos wird.
Der vorliegende Versuch kann verwendet werden, um festzustellen, ob die Konzentration von Glukose in einem Körperfluid, wie Urin oder Blut, über oder unter dem normalen Bereich liegt. Das Nachweissystem in dem Element (54) ist in der Lage selbst ziemlich geringe Mengen von Glukose festzustellen; somit wird die Menge von in dem saugfähigen Element (56) enthaltenen ATP ausreichend groß gemacht, daß es mit der gesamten Glukose in einer Testprobe reagiert, wobei vorausgesetzt wird, daß die Glukosekonzentration am oberen Ende des normalen Bereichs liegt. Würde die Konzentration von Glukose in der flüssigen Probe, die dem saugfähigen Element (56) zugegeben wurde, am unteren Ende des normalen Bereichs liegen, würde jedoch die Reaktion dieser Glukosemenge mit dem ATP zu der Gegenwart eines Überschusses oder nicht verwendetem ATP in dem Element (56) führen. Daher wird die Menge an Methylenblau- Indikatorfarbe in dem saugfähigen Element (58) ausreichend groß gemacht, um die Zugabe des überschüssigen ATP zu tolerieren, ohne daß es vollständig in seine farblose Leukoform oxidiert wird. Die Gegenwart von Glukose in der Flüssigkeitsprobe in einer Konzentration unterhalb des normalen Bereiches führt zu der Verfügbarkeit von zusätzlichem ATP in dem saugfähigen Element (56), so daß das ATP in diesem saugfähigen Element ausreicht, den Methylenblau-Indikator in dem saugfähigen Element (58) zu oxidieren. Es ist verständlich, daß die Konzentrationen der verschiedenen Ingredienzien angepaßt werden können, um einen weniger idealen Transfer von Glukose auf der einen Seite oder ATP auf der anderen Seite zu den entsprechenden saugfähigen Elementen (54) und (58) zu gestatten.
Bei der Verwendung wird ein vorher festgelegtes Volumen von Flüssigkeit, wie Urin oder Blutplasma, das Glukose enthält, auf dem saugfähigen Element (56) plaziert. Die Glukose reagiert bei der Gegenwart von Hexokinase darauf stoichiometrisch mit dem ATP, wobei die Reaktion zu der Präsenz von flüssigkeitsübertragbarer überschüssiger Glukose oder überschüssigem ATP führt. Es wird festgestellt werden, daß das saugfähige Element (56) sich über die Dicke des Streifens erstreckt, auf dem es gehalten wird. Die saugfähigen Elemente (54) und (58) werden dann gleichzeitig wie in Fig. 15 gezeigt, nach unten auf gegenüberliegende Seiten des saugfähigen Streifens (56) gefaltet. Vorzugsweise sind die saugfähigen Elemente (54) und (58) sehr viel weniger absorbierend als das saugfähige Element (56), so daß die durch diese saugfähigen Elemente (56), (54) und (58) repräsentierten drei Reaktionszonen im Endeffekt eine im wesentlichen gesättigte einzige Zone werden. Ist das Gleichgewicht einmal im wesentlichen erreicht, so können die saugfähigen Elemente (54), (58) zu der in Fig. 12 gezeigten Position zurückgeführt und auf einen Farbwechsel hin beobachtet werden. War die Glukosekonzentration in dem physiologischen Fluid innerhalb des normalen Bereichs, sollte kein Farbwechsel der saugfähigen Elemente (54), (58) festgestellt werden; d. h., daß das Element (54) farblos bleiben sollte und das Element (58) blau bleiben sollte. War die Glukose in der Probe unterhalb des normalen Bereichs, wird der Farbindikator in dem Element (58) auf seine farblose Leuko-Farblosform, woraufhin beide der saugfähigen Elemente (54) und (58) einem Betrachter farblos erscheinen. Für den Fall, daß die Glukosekonzentration oberhalb des normalen Bereichs liegt, wird diese Tatsache durch das Erscheinen einer rot-braunen Farbe in dem saugfähigen Streifen (54) signalisiert.
Kunststoffmaterial, wie Polyäthylen, wurde in den vorangegangenen Beispielen als ein geeignetes Material für die Halteeinrichtungen, welche die jeweiligen saugfähigen Elemente tragen und ihnen gestattet, miteinander durch Bewegung entlang eines vorher festgelegten Weges in Kontakt gebracht zu werden, dargestellt. Verschiedene andere Materialien können natürlich ebenfalls verwendet werden, wobei solche Materialien Metalle, beschichtete Papiere, Glasstreifen (geeigneterweise an einem Klebebandstreifen od. dgl. aufgehängt oder bei einer Ausführungsform, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, gehalten) u. dgl. umfassen.
Die in Fig. 16 gezeigte Vorrichtung kann bei den oben beschriebenen chemischen Versuchen auf folgende Weise verwendet werden. Verzögerungsmittel (70) können aus einem porösen oder durchlässigen Element, wie Filterpapier, aufgebaut sein. Eine Fläche des Filterpapieres wird in eine verdünnte Lösung aus warmer Gelatine eingetaucht und getrocknet. Es wird in eine Vorrichtung ähnlich der in Fig. 16 gezeigten eingesetzt, so daß es zwischen einem Satz von ersten und zweiten saugfähigen Elementen angeordnet ist. Die mit Gelatine beschichtete Seite des Filterpapiers berührt das erste saugfähige Element. Dann kann eine flüssige Probe auf das erste saugfähige Element (16) durch den Kanal (75) aufgebracht werden. Während die Flüssigkeit die erste saugfähige Schicht (16) durchdringt, beginnt sie, die Gelatinebeschichtung auf den Verzögerungseinrichtungen aufzulösen. Der Flüssigkeitsstrom wird somit zeitweise für eine angemessene Zeitdauer verzögert. Sobald die Gelatine ausreichend aufgelöst ist, wird ein flüssigkeitsübertragender Kontakt zwischen den ersten und zweiten saugfähigen Elementen durch das Filterpapier hergestellt.
Somit schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren, das schnell verwendet werden kann, um die Präsenz und, falls gewünscht, die ungefähre Menge eines bestimmten zu analysierenden Stoffes anzuzeigen. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind einfach bedienbar und können generell durch nicht-technisches Personal, das ein Minimum an Training hat, im Feld angewendet werden. Die internen Referenzsysteme dienen der Anzeige, ob ein bestimmter Test tatsächlich funktioniert. Erfindungsgemäße Vorrichtungen, die geeigneterweise in Kunststoffumhüllungen oder Umschlägen od. dgl. eingeschlossen sind, weisen voraussichtlich eine gute Lagerbarkeit selbst unter extremen Temperaturbedingungen auf, da die Lagerung in trockenem Zustand erfolgt. Die internen Referenzsysteme können jedoch wie beschrieben dazu verwendet werden, die Lebensfähigkeit gelagerter erfindungsgemäßer Produkte von Zeit zu Zeit zu überprüfen, um ihre fortgesetzte Verwendbarkeit sicherzustellen.

Claims

1. Verfahren zur Feststellung eines zu analysierenden Stoffes in einer flüssigen Probe unter Anwendung von:

a) einer ersten Reaktionszone mit einem auf den zu analysierenden Stoff ansprechenden chemischen Reagenz zur Schaffung einer flüssig übertragbaren chemischen Species, wobei dessen Präsenz oder Menge mit der Präsenz oder der Menge von analysierendem Stoff in der flüssigen Probe zusammenhängt;

b) ein auf die flüssig übertragbare chemische Species ansprechendes Nachweissystem zur Erzeugung eines wahrnehmbaren Signals; und

c) Halteeinrichtungen, welche die Reaktionszone und das Nachweissystem halten und diesen ermöglichen, sich auf einem vorher festgelegten Weg zu bewegen, um die flüssig übertragbare chemische Species zu dem Nachweissystem zu bringen, dadurch gekennzeichnet: daß

das chemische Reagenz in einem ersten saugfähigen Element in der ersten Reaktionszone enthalten ist;

daß das Nachweissystem in einem zweiten saugfähigen Element in einer zweiten Reaktionszone enthalten ist;

daß die Halteeinrichtungen die ersten und zweiten Reaktionszonen in einer normalen Abstandsbeziehung halten, aber eine oder beide von ihnen ermöglichen, sich auf einem vorher festgelegten Weg zu bewegen, um sie in flüssigkeitsübertragenden Kontakt miteinander zu bringen;

daß die flüssige Probe dem ersten saugfähigen Element zugeführt wird;

daß eines oder beide der ersten und zweiten saugfähigen Elemente auf einem vorher festgelegten Weg bewegt werden, um sie in flüssigkeitsübertragendem Kontakt miteinander zu bringen; und

daß die saugfähigen Elemente gegeneinander gequetscht werden, wodurch die flüssigkeitsübertragende chemische Species von der ersten Reaktionszone in die zweite Reaktionszone übertreten kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei:

der zu analysierende Stoff einer eines Ligand-Rezeptor-Paares ist;

an dem ersten saugfähigen Element ein Glied des Ligand-Rezeptor-Paares angebunden ist;

der ersten Reaktionszone die flüssige Probe zugeführt wird, welche zu analysierenden Stoff und ein markiertes Glied eines Ligand-Rezeptor-Paares enthält, welches ausgewählt ist, sich an die erste Reaktionszone im Verhältnis zu der Menge von zu analysierendem Stoff in der flüssigen Probe zu binden, wobei die Markierung ein Teil eines signalerzeugenden Systems ist; und

das zweite saugfähige Elemente ein auf die Markierung ansprechendes Markierungsnachweissystem aufweist, um ein wahrnehmbares Signal zu erzeugen; wodurch die Menge des markierten Gliedes des Ligand-Rezeptor-Paares, welches ungebunden und flüssigkeitsübertragend in der ersten Reaktionszone verbleibt, der Präsenz oder der Menge von zu analysierendem Stoff in der flüssigen Probe entspricht; und

der flüssigkeitsübertragende Kontakt es jedem ungebundenen markierten Glied des Ligand-Rezeptor-Paares gestattet, in die zweite Reaktionszone überzuwechseln, wobei das Nachweissystem in letzterer davon abhängig ein wahrnehmbares Signal erzeugt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, welches ein anderes zweites saugfähiges Element verwendet, das entlang einem vorher festgelegten Weg bewegbar ist, um in flüssigkeitsübertragenden Kontakt mit dem ersten saugfähigen Element gebracht zu werden, und das ein Nachweissystem aufweist, wobei das Verfahren das Inkontakttreten dieses anderen zweiten saugfähigen Elements mit dem ersten saugfähigen Element und das Wahrnehmen eines Signals daher beinhaltet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die zweiten saugfähigen Elemente sequentiell in Kontakt mit dem ersten saugfähigen Element bewegt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die zweiten saugfähigen Elemente gleichzeitig in Kontakt mit dem ersten saugfähigen Element bewegt werden, wobei die zweiten saugfähigen Elemente mit gegenüberliegenden Flächen des ersten saugfähigen Elements in Kontakt treten.

6. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das erste saugfähige Element Adenosin-Triphosphat und Hexokinase enthält, wobei ein zweites saugfähiges Element o-Dianisidin, Glukose-Oxidase und Meerrettich-Peroxidase enthält, und wobei das andere zweite saugfähige Element Methylen-Blau, Glycerolkinase, Glycerol und Glycerol-Phosphat-Dehydrogenase enthalten, wobei das Verfahren den vorhergehenden Schritt der Zugabe des ersten saugfähigen Elements zu einer flüssigen Probe enthält, von welcher angenommen wird, daß sie Glukose enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 2, wobei:

eine Öffnung enthalten ist, die an das erste saugfähige Element anschließt;

außerdem ein drittes saugfähiges Element enthalten ist, welches das markierte Glied des Ligand-Rezeptor-Paares enthält und von der an die äußere Oberfläche der Halteeinrichtung angrenzenden Öffnung getragen wird und in flüssigkeitsübertragendem Kontakt mit dem ersten saugfähigen Element steht;

der ersten Reaktionszone durch das dritte saugfähige Element die flüssige Probe zugeführt wird, den zu analysierenden Stoff, das markierte Glied des Ligand-Rezeptor-Paares aufweist, wobei die ungebunden und flüssigkeitsübertragend in der ersten Reaktionszone verbleibende Menge des letzteren Gliedes der Präsenz und der Menge von zu analysierendem Stoff in der flüssigen Probe entspricht, die durch die flüssige Probe in die erste Reaktionszone gebracht wurden; und

nach Ablauf einer vorher festgelegten Zeitdauer die ersten und zweiten saugfähigen Elemente auf einem vorher festgelegten Pfad bewegt werden, um flüssigkeitsübertragenden Kontakt miteinander herzustellen, wodurch es jedem ungebundenen markierten Glied des Ligand-Rezeptor-Paares möglich ist, in die zweite Reaktionszone zu gelangen, wobei das Nachweissystem abhängig davon ein wahrnehmbares Signal in letzterer erzeugt.

8. Verfahren nach Anspruch 2, welches verwendet:

(a) ein markiertes Glied eines Ligand-Rezeptor-Paares, ausgewählt, um sich an den zu analysierendem Stoff im Verhältnis zu der Menge von zu analysierenden Stoff in der flüssigen Probe zu binden, wobei die Markierung ein Teil eines signalerzeugenden Systems ist;

(b) eine erste Reaktionszone mit einem saugfähigen Element und einem daran gebundenen Glied des Ligand-Rezeptor- Paares ausgewählt, um sich an das markierte Glied des Ligand-Rezeptor-Paares zu binden, wobei das markierte Glied des Ligand-Rezeptor-Paares vor der Einbringung in die erste Reaktionszone derart mit zu analysierendem Stoff gemischt wurde, daß das markierte Glied des Ligand- Rezeptor-Paares, das mit zu analysierendem Stoff reagiert, sich nicht an die erste Reaktionszone bindet;

(c) eine zweite Reaktionszone mit einem saugfähigen Element, welches ein auf die Markierung ansprechendes Markierungsnachweissystem trägt, um ein feststellbares Signal zu erzeugen; und

(d) Halteeinrichtungen, die die ersten und zweiten Reaktionszonen in einem normalen Abstandsverhältnis halten, aber einem oder beiden Elementen ermöglichen, sich auf einem vorher festgelegten Weg zu bewegen, um die Elemente in flüssigkeitsübertragenden Kontakt zu bringen; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch:

Mischen des markierten Gliedes des Ligand-Rezeptor-Paares mit der flüssigen Probe, von der angenommen wird, daß sie zu analysierenden Stoff enthält;

Zugeben der zu analysierenden Stoffe aufweisenden flüssigen Probe und des markierten Gliedes des Ligand-Rezeptor-Paares zu der ersten Reaktionszone, wobei die Menge des letzteren Gliedes, die ungebunden und flüssig übertragbar in der ersten Reaktionszone verbleibt, der Präsenz oder Menge von zu analysierendem Stoff in der flüssigen Probe entspricht; und danach

Bewegen der saugfähigen Elemente auf einem vorher festgelegten Weg, um sie in flüssigkeitsübertragenden Kontakt zu bringen, wodurch allen ungebundenen markierten Gliedern des Ligand-Rezeptor-Paares gestattet wird, in die zweite Reaktionszone überzugehen, wobei das Nachweissystem in letzterer ein entsprechendes feststellbares Signal erzeugt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das chemische Reagenz in trockenem Zustand ist.

10. Vorrichtung zum Nachweis eines zu analysierenden Stoffes in einer flüssigen Probe, mit:

einem ersten Element, welches ein chemisches Reaktionsmittel aufweist, das mit dem zu analysierenden Stoff reaktionsfähig ist, um eine flüssigkeitsübertragende chemische Species zu schaffen, deren Präsenz oder Menge der Präsenz bzw. Menge von zu analysierendem Stoff entspricht; und

einem zweiten Element, welches einen auf die flüssigkeitsübertragende chemische Species ansprechenden Detektor trägt, um ein wahrnehmbares Signal zu erzeugen; und

Halteeinrichtungen (12), die die ersten und zweiten Elemente halten und ihnen ermöglichen, sich auf einem vorher festgelegten Weg zu bewegen;

dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element ein erstes saugfähiges Element (16) aufweist;

daß das zweite Element ein zweites saugfähiges Element (18) aufweist; und

daß die Halterung (12) die ersten und zweiten saugfähigen Elemente in einem normalen Abstandsverhältnis trägt, aber einem oder beiden von ihnen ermöglicht, sich auf einem vorher festgelegten Weg zu bewegen, um sie miteinander in flüssigkeitsübertragenden Kontakt zu bringen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Halteeinrichtungen (12) ein elastisches Abstandselement (34) enthalten, um das Zusammenklemmen der ersten und zweiten saugfähigen Elemente zu erleichtern.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das wahrnehmbare Signal ein visuell wahrnehmbares Signal ist und die Halteeinrichtungen, die das zweite saugfähige Element tragen, ausreichend transparent sind, um zu ermöglichen, daß das visuell wahrnehmbare Signal durch sie wahrnehmbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Halteeinrichtungen eine in Flüssigkeitsverbindung mit dem ersten saugfähigen Element stehende Öffnung aufweisen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, welche ein drittes saugfähiges Element aufweist, das von der an die äußere Oberfläche der Halteeinrichtungen angrenzende und in flüssigkeitsübertragendem Kontakt mit dem ersten saugfähigen Element stehenden Öffnung getragen wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das dritte saugfähige Element ein Reaktionsmittel trägt, welches durch die flüssige Probe in das erste saugfähige Element einzubringen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das chemische Reaktionssystem ein in das erste saugfähige Element eingebundene Glied eines Ligand-Rezeptor-Paares, ein markiertes Glied des Ligand- Rezeptor-Paares, welches durch Reaktion mit dem zu analysierenden Stoff an einer Bindung zu dem in dem ersten saugfähigen Element relativ zu der Menge von zu analysierendem Stoff in der flüssigen Probe eingebundenen ersten Ligand- Rezeptor-Paares gehindert ist, und ein Markierungsnachweissystem aufweist, welches durch das zweite saugfähige Element getragen wird und auf die Markierung anspricht, um ein wahrnehmbares Signal zu erzeugen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das chemische Reaktionssystem ein an das erste saugfähige Element gebundenes Glied eines Ligand-Rezeptor-Paares, ein markiertes Glied des Ligand-Rezeptor-Paares, ausgewählt, um das erste saugfähige Element relativ zu der Menge von zu analysierendem Stoff in der flüssigen Probe zu binden, und ein Markierungsnachweissystem aufweist, welches von dem zweiten saugfähigen Element getragen wird und auf die Markierung anspricht, um ein wahrnehmbares Signal zu erzeugen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das chemische Reaktionsmittel in trockenem Zustand ist.

19. Vorrichtung zum Nachweis eines zu analysierenden Stoffes in einer flüssigen Probe mit ersten und zweiten Reaktionszonen und einer Halterung, welche die Reaktionszonen in einem normalen Abstandsverhältnis trägt, aber einer oder beiden Zonen ermöglicht, sich auf einem vorher festgelegten Weg zu bewegen, um sie miteinander in flüssigkeitsübertragenden Kontakt zu bringen;

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Reaktionszone ein erstes saugfähiges Element aufweist mit einem chemischen Reaktionssystem, das auf die Zugabe einer zu analysierenden Stoff enthaltenden flüssigen Probe anspricht, um eine ungebundene, flüssigkeitsübertragende chemische Species in dem ersten saugfähigen Element zu schaffen, wobei die Präsenz oder die Menge dieser Species der Präsenz bzw. der Menge von zu analysierendem Stoff in der flüssigen Probe entspricht,

daß die zweite Reaktionszone ein zweites saugfähiges Element aufweist, das ein chemisches Reaktionssystem trägt, welche auf die flüssigkeitsübertragende chemische Species anspricht, um ein visuell wahrnehmbares Signal zu erzeugen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Halteeinrichtungen, die das zweite saugfähige Element tragen, ausreichend transparent sind, um es dem visuell wahrnehmbaren Signal zu ermöglichen, durch sie visuell wahrnehmbar zu sein.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei das erste saugfähige Element in der ersten Reaktionszone angrenzend an eine in den Halteeinrichtungen ausgebildete Öffnung gehalten wird, und wobei ein drittes saugfähiges Element von der an die äußere Oberfläche der Halteeinrichtungen angrenzende und in flüssigkeitsübertragendem Kontakt mit dem ersten saugfähigen Element stehenden Öffnung getragen wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei das chemische Reaktionssystem ein in das erste saugfähige Element eingebundenes erstes Glied eines Ligand-Rezeptor-Paares, ein markiertes Glied des Ligand-Rezeptor-Paares, welches durch Reaktion mit dem zu analysierenden Stoff an einer Verbindung mit dem ersten Glied des Ligand-Rezeptor-Paares, das relativ zu der Menge von zu analysierendem Stoff in der flüssigen Probe in dem ersten saugfähigen Element gebunden ist, gehindert ist, und ein Markierungsnachweissystem aufweist, welches durch das zweite saugfähige Element getragen wird und auf die Markierung anspricht, um ein wahrnehmbares Signal zu erzeugen.

23. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei das erste saugfähige Element innerhalb einer in den Halteeinrichtungen ausgebildeten Öffnung gehalten wird.

24. Vorrichtung zur chemischen Analyse eines zu analysierenden Stoffes mit ersten und zweiten Reaktionszonen, wobei die erste Reaktionszone ein erstes saugfähiges Element (16) aufweist, das ein chemisches Reaktionssystem trägt, das auf die Zugabe einer zu analysierenden Stoff enthaltenden flüssigen Probe anspricht, um eine flüssige übertragbare chemische Species innerhalb des ersten saugfähigen Elements zu bilden, wobei die Präsenz oder Menge dieser Species in Verbindung mit der Präsenz bzw. Menge von zu analysierendem Stoff in der flüssigen Probe steht, wobei eine zweite Reaktionszone ein zweites saugfähiges Element (18) mit einem chemischen Nachweissystem aufweist, welche auf die übertragbare chemische Species anspricht, um ein visuell wahrnehmbares Signal zu erzeugen, wobei die Vorrichtung erste und zweite Haltestreifen (30, 32), die das erste bzw. zweite saugfähige Element tragen, und Verbindungseinrichtungen (38) aufweist, die die ersten und zweiten Streifen verbindet und diese in beabstandeten, im wesentlichen parallelen Ebenen orientiert, wobei die saugfähigen Elemente in zueinander ausgerichtetem, aufeinanderzu weisendem Abstandsverhältnis getragen werden, wobei die Haltestreifen derart ausgebildet und angeordnet sind, daß ermöglicht wird, die Haltestreifen manuell zusammen aufeinanderzu zu pressen, um die jeweiligen saugfähigen Elemente in flüssigkeitsübertragenden Kontakt zu bringen, wobei der zweite Haltestreifen (32) transparent ist, um die Wahrnehmung des visuell wahrnehmbaren Signals zu ermöglichen.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei der erste Haltestreifen durch seine Dicke eine Öffnung aufweist, die mit dem ersten saugfähigen Element ausgerichtet ist, wodurch einer flüssigen Probe ermöglicht wird, dort hindurch in das erste saugfähige Element zu treten.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25 mit einem im wesentlichen wasserdichten Gehäuse, das eine an die Öffnung in den Halteeinrichtungen angrenzende Öffnung aufweist, die angeordnet ist, um die direkte Zugabe einer flüssigen Probe in das erste saugfähige Element durch die Öffnung zu gestatten.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26 mit einem dritten saugfähigen Element, welches durch die in flüssigkeitsübertragbarem Kontakt mit dem ersten saugfähigen Element und angrenzend an die äußere Oberfläche des Haltestreifens angeordneten Öffnung gehalten wird.

28. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei eine wegnehmbare Abdeckung die äußere Oberfläche des Gehäuses abdeckt, welche die Öffnung unter Schaffung einer im wesentlichen wasserdichten und dampfdichten Umhüllung abdeckt, wodurch die Vorrichtung vor Gebrauch eine Zeit lang lagerbar ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei das chemische Reaktionssystem ein erstes Glied eines in das erste saugfähige Element eingebundenen Ligand-Rezeptor-Paar, ein markiertes Glied des Ligand-Rezeptor-Paares, welches durch Reaktion mit dem zu analysierenden Stoff an einer Verbindung mit dem relativ zu der Menge des zu analysierenden Stoffes in der flüssigen Probe in dem ersten saugfähigen Element gebundenen ersten Gliedes des Ligand- Rezeptor-Paares gehindert ist, und ein Markierungsnachweissystem aufweist, welches von dem zweiten saugfähigen Element getragen wird und auf die Markierung anspricht, um ein wahrnehmbares Signal zu erzeugen.

30. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei das erste saugfähige Element innerhalb der Öffnung enthalten ist.