DE3687847T2

DE3687847T2 - Verfahren zum selbsttaetigen nachweis von gewinnungsreaktionen und vorrichtung zu diesem zweck.

Info

Publication number: DE3687847T2
Application number: DE8686104495T
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Inoue; Masanobu Mimura; Satoru Shiino; Kazuto Yoshimura
Original assignee: Green Cross Corp Japan
Current assignee: Mitsubishi Tanabe Pharma Corp
Priority date: 1985-04-03
Filing date: 1986-04-02
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2006-04-03
Also published as: JPS61228355A; CN86102177A; ES8802544A1; PH26498A; EP0198327B1; KR860008456A; MY102881A; CN1004172B; EP0198327A3; EP0198327A2; DE3687847D1; CA1269324A; ES553639A0; KR920010295B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachweis einer spezifischen Immunsubstanz, die in einer Probe vorkommt, und eine Apparatur zur Durchführung des Verfahrens.
Das Verfahren zum Nachweis eines Antigens oder Antikörpers durch Verwendung der Agglutinationsreaktion, insbesondere dasjenige, das mit Gerbsäure behandelte Erythrozyten verwendet, ist auf dem Gebiet der klinischen Überprüfung verbreitet in Verwendung, da die Nachweisempfindlichkeit im Vergleich zur eindimensionalen Immunodiffusion, zweidimensionalen Immunodiffusion oder zum gekreuzten Immunoelektrophoreseverfahren 100 bis 1000 mal höher ist.
Dementsprechend wird diese Technik verbreitet verwendet, z. B. beim Assay auf Anti-HBs-Antikörper unter Verwendung von mit HBs-Antigen sensibilisierten Erythrozyten [Nagase et al.: Medical Postgraduates, 16 (4), 13 (1974]; Tateda et al.: Kiso to Rinsho (The Clinical Report), 11 (7), 2091 (1977)], beim Nachweis von HBs-Antigen unter Verwendung von mit Anti-HBs-Antikörper sensibilisierten Erythrozyten [Taguchi et al.: Rinsho Kensa (Journal of Medical Technology), 22 (4), 437 (1978)], und beim Sensibilisieren von Tetanus-Antitoxin mit mit Tetanustoxin sensibilisierten Erythrozyten, gefolgt vom Durchmustern des Antitetanus-Antitoxin-Antikörpers unter Verwendung der so sensibilisierten Erythrozyten [A. Barr et al.: Journal of Clinical Pathology, 28, 969 (1975)].
Obwohl derartige Antigen- oder Antikörper-Nachweisverfahren, die auf der Agglutinationsreaktion basieren, aufgrund ihrer hohen Nachweisempfindlichkeit in verbreiteter Anwendung sind, haben diese Verfahren auch den ernsten Nachteil, daß der Fehler bei der Beurteilung nicht gering ist, da visuell beurteilt wird, ob es einen Unterschied oder nicht zwischen dem Agglutinationsbild einer negativen Kontrolle und demjenigen einer Probe auf eine Mikrotiterplatte gibt.
JP-A-59-105543 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Nachweis des Grads an Agglutination, die durch eine Antigen-Antikörper-Reaktion erzeugt wurde, worin die Agglutinationsklümpchen, die auf einer Platte gebildet wurden, mit Infrarotlicht von unten bestrahlt werden und die Reaktionsoberfläche mit einem Liniensensor, der oberhalb der Platte angeordnet ist, durchmustert wird, um die Teilchen nachzuweisen.
US-A-4 197 088 offenbart ein Verfahren und eine Apparatur für die qualitative und quantitative Bestimmung von immunologischen Reaktionen, worin die Reaktionszone, die Agglutinatteilchen enthält, durchleuchtet wird und das durchgelassene Licht auf einem Bildsensor abgebildet wird. Die gesamte dunkle Fläche, die auf der Oberfläche des Bildsensors gebildet wird, wird elektronisch gemessen und mit der gesamten dunklen Fläche, die durch Verwendung einer Bezugsprobe erhalten wird, verglichen.
Ein Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Nachweis einer Agglutinationsreaktion mit nur kleinen Beurteilungsfehlern bereitzustellen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Testapparatur bereitzustellen, die in der Lage ist, automatisch und quantitativ eine spezifische Immunsubstanz, die in einer Probe vorkommt, zu bestimmen.
Die Erfindung stellt demgemäß ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung eines Antigens oder Antikörpers in einer Probe bereit, welches umfaßt:
(1) Mischen der Antigen- oder Antikörper-haltigen Probe und eines Trägers für die Agglutinationsreaktion, der mit einem Antikörper oder Antigen sensibilisiert worden ist, welche dem Antigen oder Antikörper in der Probe entsprechen, in einem Reaktionsgefäß, um eine Agglutinationsreaktion durchzuführen, wobei die Form des Reaktionsgefäßbodens kugelförmig oder konisch ist,
(2) Ausfällen des in Schritt (1) gebildeten Agglutinats am Boden des Reaktionsgefäßes, um einen Agglutinat-Niederschlag zu bilden,
(3) Durchleiten von Licht aus einer Lichtquelle durch das Reaktionsgefäß vom Boden zum oberen Ende, während eine Intensität des Lichts nach dessen Durchtritt durch den Agglutinat-Niederschlag erzeugt wird,
(4) kontinuierliches Abfühlen der Intensität des durchtretenden Lichts auf einer Linie, die durch das Zentrum des Agglutinat-Niederschlags verläuft, mit einem eindimensionalen Bildsensor und
(5) Ausgeben des abgefühlten Ergebnisses als Sensor-Output-Wellenform (angezeigt als Spannung) und anschließendes Messen des Durchmessers des Agglutinat-Niederschlags anhand der Sensor-Output-Wellenformbreite bei einer Spannung zwischen der Standardspannung, die bei einer Negativkontrolle gefunden wird, und der Spannung, die bei der Probe gefunden wird.
Weiter stellt die Erfindung eine Apparatur, die für die quantitative Bestimmung eines Antigens oder Antikörpers in einer Probe geeignet ist, bereit, welche umfaßt
(a) ein Reaktionsgefäß mit kugelförmigem oder konischem Boden zum Mischen der Antigen- oder Antikörper-haltigen Probe und eines Trägers für die Agglutinationsreaktion, der mit einem Antikörper oder Antigen sensibilisiert worden ist, welche dem Antigen oder Antikörper in der Probe entsprechen, um eine Agglutinationsreaktion durchzuführen, und anschließendes Ausfallenlassen des gebildeten Agglutinats auf dem Boden des Reaktionsgefäßes, um einen Agglutinat- Niederschlag zu bilden,
(b) eine Lichtquelle, umfassend einen Reflektor und eine Halogenlampe,
(c) eine Einrichtung zum Durchleiten von Licht aus der Lichtquelle durch das Reaktionsgefäß vom Boden oder oberen Ende desselben aus, während eine Intensität des Lichts nach dessen Durchtritt durch den Agglutinat-Niederschlag erzeugt wird, welche umfaßt einen Spiegel, eine Diffusionsplatte für gleichmäßiges Licht, eine Gefäß-Platten-tragenden und -übertragenden Rahmen und eine Proben-tragende Platte,
(d) eine Einrichtung zum kontinuierlichen Abfühlen der Intensität des durchtretenden Lichtes auf einer Linie, die durch das Zentrum des Agglutinat- Niederschlags verläuft, mit einem eindimensionalen Bildsensor, umfassend einen Spiegel, eine optische Linse und einen linearen CCD-Bildsensor,
(e) eine Einrichtung zum Messen des Durchmessers des Agglutinat-Niederschlags durch Ausgeben des mit der Einrichtung (d) abgefühlten Ergebnisses als Sensor-Wellenform (angezeigt als Spannung) und anhand der Sensor-Output- Wellenformbreite bei einer Spannung zwischen der Standardspannung, die bei einer Negativkontrolle gefunden wird, und der Spannung, die bei der Probe gefunden wird, umfassend eine A/D-Wandlereinheit und einen Sensor-Wellenformsignal- Speicherpuffer und
(f) eine Einrichtung zum Berechnen der Größe des Agglutinat-Niederschlags durch Operationsverarbeitung des von der Einrichtung (e) gemessenen Wertes für die Auswertung und Bewertung, umfassend eine Operationspulteinheit, eine Wellenform-Bearbeitungs-Computereinheit und einen Drucker.
In den begleitenden Zeichnungen zeigt Fig. 1 typische Beispiele für die Output-Wellenform, wie sie durch einen eindimensionalen Bildsensor erhalten wird;
ist Fig. 2 ist eine Output-Wellenform, wie sie mit einer positiven Kontrolle erhalten wird;
sind Fig. 3 jeweils vergrößerte Ansichten eines Teils einer Output- Wellenform, wobei die Wellenform (a) eine Sensor-Output-Wellenform für eine negative Kontrolle und die Wellenform (b) eine Sensor-Output-Wellenform für eine positive Probe ist;
zeigt Fig. 4 graphisch und schematisch die Korrelation zwischen dem Niederschlagsdurchmesser und dem verwendeten 5-Stufen-Beurteilungsmaßstab; und
ist Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Apparatur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren zeigen die numerischen Bezugszeichen jeweils das folgende an:
(1) Output-Wellenform für einen Puffer allein
(2) Output-Wellenform für eine negative Kontrolle
(3) Output-Wellenform für eine positive Probe
F Bild (Agglutinat-Niederschlag)
1 Reflektor
2 Halogenlampe
3 Spiegel
4 Diffusionsplatte für gleichmäßiges Licht
5 Gefäß-Platten-tragender und -überführender Rahmen
6 Proben-tragende Platte
7 Spiegel
8 optische Linse
9 linearer CCD-Bildsensor
10 A/D-Wandlereinheit
11 Sensorwellenformsignal-Speicherpuffer
12 Operationspulteinheit
13 Wellenform-Verarbeitungs-Computereinheit
14 Drucker

(a) Lichtquelle und Probengefäß

Natürliches oder monochromatisches Licht ist am besten als zu verwendende Lichtquelle bei der Durchführung der Erfindung geeignet. Die zu verwendende Wellenlänge ist vorzugsweise 300-800 nm. Das Licht aus der Lichtquelle tritt in das Probengefäß entweder vom Boden oder vom oberen Teil desselben ein. Wenn eine Halogenlampe verwendet wird, ist die Quantität des Lichts, die gute Resultate ergibt, dergestalt, daß sich der elektrische Leistungsverbrauch auf 1 Watt bis auf 1 Kilowatt beläuft. Die Form des Probengefäßbodens ist vorzugsweise sphärisch oder konisch, aber nicht besonders darauf beschränkt. Die Hauptachsen-Querschnittsansicht des Probengefäßes ist im allgemeinen rund oder dreieckig, quadratisch oder polygonal. Es ist für das Verfahren und die Messung bequem, daß der innere Durchmesser 3-20 mm beträgt.
Jedes Material, das lichtdurchlässig und inert ist, kann zur Herstellung der Reaktionsgefäße verwendet werden, aber Glas, Acrylharze, Vinylchloridharze und Styrolharze werden bevorzugt. Insbesondere werden im Hinblick auf die Stabilität des Agglutinationsbildes Styrolharze am meisten bevorzugt. Da jedoch eine solche Stabilität durch Verwenden einer geeigneten Form des Gefäßbodens, z. B. vom runden oder geneigten Typ oder einem anderen, der für das verwendete Material geeignet ist, gesteigert werden kann, ist das Material nicht notwendigerweise auf ein Styrolharz beschränkt.

(b) Agglutinationsreaktion

Der bei der Durchführung der Erfindung zu verwendende Träger für die Agglutinationsreaktion schließt die bisher bekannten Latexharze, Tiererythrozyten (z. B. vom Schaf, Meerschweinchen, Menschen der Blutgruppe 0 oder Huhn), die durch Behandlung mit Formal in, Glutaraldehyd, Gerbsäure usw. denaturiert worden sind, und dgl. ein. Bevorzugt werden denaturierte Tiererythrozyten.
Dieser Träger für die Agglutinationsreaktion wird zur Sensibilisierung mit einem Antikörper oder Antigen im allgemeinen und bevorzugt in Form einer Suspension in einem wäßrigen Medium verwendet. Das wäßrige Medium ist z. B. Wasser, physiologische Kochsalzlösung, ein Puffer (Phosphatpuffer, Glycinpuffer, Boratpuffer usw.) oder dgl.
Im allgemeinen wird der Träger für die Agglutinationsreaktion in einem wäßrigen Medium in einer Konzentration von ungefähr 0,1 bis 10% (Vol.-%) dispergiert, und die Suspension wird vorzugsweise auf einen pH von ungefähr 7,0- 8,9, insbesondere ungefähr 7,2-8,0, eingestellt. Die Sensibilisierung dieses Trägers für die Agglutinationsreaktion kann gemäß einem an sich bekannten Verfahren [Igaku no ayumi, 78, 759-760 (1970)] durchgeführt werden. Die Sensibilisierung wird vorzugsweise in einem wäßrigen Medium, wie z. B. den oben erwähnten, durchgeführt und kann durch Mischen einer Antigen- oder Antikörpersuspension mit dem Träger für die Agglutiflationsreaktion bewirkt werden.
Die Sensibilisierungsreaktion wird im allgemeinen bei einem pH von 4,5-8,6 und einer Temperatur von ungefähr 15-37ºC über ungefähr 15-60 Minuten durchgeführt.
Die Konzentration von und das Verhältnis zwischen der Antigen- oder Antikörpersuspension und dem Träger für die Agglutinationsreaktion, die beide einer Reaktion zu unterziehen sind, sollte so gewählt werden, daß sie abhängig von der Art der Antigen- oder Antikörpersuspension und der Art des Trägers für die Agglutinationsreaktion optimal sind. Zum Beispiel ist es, wenn eine 5%-ige Suspension von mit Glutaraldehyd behandelten Schaferythrozyten und eine HBs- Antigensuspension verwendet werden, vorzuziehen, die HBs-Antigenkonzentration auf das 0,015- bis 0,15-fache, bezogen auf den Wert der Absorption (E&sub2;&sub8;&sub0;-Wert), einzustellen und dazu mit Glutaraldehyd behandelte Schaferythrozyten (5%-ige Suspension) in einer 1-11-mal so großen Menge zu geben.
Nachdem man auf diese Weise eine Sensibilisierung erreicht hat, wird der sensibilisierte Träger für die Agglutinationsreaktion gewaschen und dann in einer geeigneten Konzentration suspendiert, und die Suspension wird in geeignete Portionen aufgeteilt und lyophilisiert. Zur Verwendung als Reagenz für einen Agglutinationsreaktionsassay wird das Lyophilisat mit einem geeigneten wäßrigen Medium in dem oben erwähnten Reaktionsgefäß verdünnt.
Das Verhältnis zwischen dem sensibilisierten Träger für die Agglutinationsreaktion und der Probe beim Durchführen einer Agglutinationsreaktion in dem spezifisch hierin beschriebenen Reaktionsgefäß kann gemäß herkömmlicher Praxis mit Agglutinationsreaktionsreagenzien zur qualitativen Bestimmung gewählt werden. Im Fall von sensibilisierten Erythrozyten wird z. B. eine Suspension der sensibilisierten Erythrozyten in einer Konzentration von 0,5 ± 0,1% durch Schütteln mit einem gleichen Volumen einer Probe gemischt. Obwohl das Proben- und das sensibilisierte Erythrozytensuspensionsvolumen nicht besonders beschränkt oder kritisch sind, ist es ökonomisch, sie in gleichen Volumina von 0,1 bis 0,5 ml zu mischen.
Die Zeit vom Mischen von sensibilisierten Erythrozyten mit einer Probe in dem oben erwähnten Reaktionsgefäß bis zur Bildung eines Agglutinationsbildes kann bis zu einem gewissen Ausmaß, abhängig von der Art der verwendeten Erythrozyten, variieren. Im allgemeinen erscheint jedoch ein unterscheidbares Agglutinationsbild innerhalb von 1-2 Stunden des vertikalen Stehenlassens des Reaktionsgefäßes bei Raumtemperatur, und deshalb kann eine Beurteilung innerhalb der nachfolgenden 24 Stunden vorgenommen werden. Das gleiche gilt auch für den Fall, in dem ein herkömmlicher Träger, der in allgemeinen Gebrauch für Agglutinationsreaktion ist, wie z. B. ein Latex, anstelle der Erythrozyten verwendet wird, um als Träger bei der Sensibilisierung zu dienen.

(c) Messung des Agglutinat-Niederschlags

Das Antigen oder der Antikörper in der Probe wird quantitativ bestimmt, indem man das im Reaktionsgefäß gebildete Agglutinat auf den Boden des Reaktionsgefäßes ausfallen läßt und mittels eines eindimensionalen Bildsensors, der auf einer Linie, die durch das Zentrum das Agglutinat-Niederschlags verläuft, die Intensität des aus einer Lichtquelle emittierten Lichts nach dessen Durchtreten durch den Agglutinat-Niederschlag abfühlen kann, den Durchmesser des resultierenden Agglutinat-Niederschlags mißt.
Fig. 1 zeigt eine typische Output-Wellenform für einen Agglutinat- Niederschlag, wie sie mit einem eindimensionalen Bildsensor erhältlich ist. In der Figur ist die Wellenform (1) die Output-Wellenform für einen Puffer allein, die Wellenform (2) diejenige für eine negative Kontrolle und die Wellenform (3) ist diejenige für eine positive Probe.
Fig. 2 zeigt eine Wellenform für eine positive Probe, wobei Teil (a) der Wellenform charakteristisch für den Abstand zwischen benachbarten Vertiefungen auf dem Gefäß ist. Teil (b) zeigt den Vertiefungs(Probengefäß)-Rand. Die Absenkung im Teil (c) erfolgt aufgrund eines Agglutinat-Niederschlags, wobei die Wellenformbreite und Potentialdifferenz abhängig von der Positivität, Negativität usw. variieren.
Je positiver die Probe ist, desto breiter ist die Wellenformbreite und desto größer ist die Potentialdifferenz. Das Umgekehrte gilt in negativen Fällen.
Fig. 3 zeigt jeweils vergrößerte Ansichten eines Teils einer Output- Wellenform. In Fig. 3 ist die Wellenform (a) die Sensor-Output-Wellenform für eine negative Kontrolle, wobei VN.MAX die Spannung an beiden Vertiefungsrändern ist, wohingegen die Wellenform (b) die Liniensensor-Output-Wellenform für eine positive Probe ist, wobei VS.L die Bezugsspannung für die Durchmessermessung ist und VS.MIN die minimale Wellenform-Spannung ist. Die Output-Wellenform variiert im Spannungswechselgradienten zwischen der Probe, den positiven und negativen Kontrollen. Deshalb wird zur Vereinheitlichung der Meßbedingungen eine Spannung VS.L bestimmt, die ein Zwischenwert zwischen der Bezugsspannung für einen Puffer in einer Vertiefung (Spannung an beiden Vertiefungsrändern, VN.MAX), wie sie in der Sensor-Output-Wellenform für eine negative Kontrolle gefunden wird, und der minimalen Wellenform-Spannung VS.MIN für jede Probe ist. Wenn z. B. der Zwischenwert bei einem Niveau, das dem 1/2-fachen der Differenz zwischen beiden Spannungen entspricht, genommen wird, wird der betreffende Spannungswert wie folgt berechnet:
VS.L = (VN.MAX-VS.MIN)·1/2 + VS.MIN.
Die Wellenformbreite 1, die diesem Standardspannungswert für die Durchmessermessung entspricht, wird als der Durchmesser für die betreffende Probe betrachtet. Dieses Verfahren macht es möglich, die Dispersion, die aus verschiedenen Agglutinatniederschlag-Parzellen resultiert, zu absorbieren und eine Vereinheitlichung der Meßbedingungen zu erreichen.

(d) Einstufung, basierend auf dem Agglutinat-Niederschlagsdurchmesser

Der oben in (c) erhaltene Durchmesser (1) wird quantitativ ausgewertet und durch Konstruktion einer Kalibrierungskurve oder Arbeitskurve durch Vergrößerung der Antigenmenge in positiven Proben gegen eine negative Kontrolle eingestuft. Allgemein wird das Verfahren, das auf der Zuwachsrate in 1 basiert, oder dasjenige, das auf einem Vergleich mit empirischen Daten basiert, verwendet.

(i) Verfahren, das auf der Zuwachsrate in 1 basiert

Der Durchmesser für eine positive Kontrolle wird als "4" und derjenige für eine negative Kontrolle wird als "0" eingestuft. Der Durchmesser für eine Probe, die innerhalb dieses Bereichs liegt, wird basierend auf dem Verhältnis der Durchmesserdifferenz zwischen der Probe und der negativen Kontrolle zu der Durchmesserdifferenz zwischen der positiven und der negativen Kontrolle, wobei die letztere Differenz als 1 angesehen wird, eingestuft.
dl = l-lo/l&sub4;-lo
worin
l die Wellenformbreite für die Probe ist,
lo die Breite für die negative Kontrolle ist und
l&sub4; die Breite für die positive Kontrolle ist.
Diese Beziehung ist wie in Fig. 4 oder in Tabelle 1 gezeigt.

TABELLE 1

Kriterien für die Beurteilung von Agglutinat

Bilddurchmesserzuwächse Einstufung
0 ≤ dl ≤ 3/32 0
3/32 < dl ≤ 9/32 1
9/32 < dl ≤ 17/32 2
17/32 < dl ≤ 26/32 3
26/32 < dl ≤ 1 4

(ii) Verfahren, das auf dem Vergleich mit bekannten Daten basiert

Gemäß den empirischen Werten, die von Personen, die mit der Beurteilung der Ergebnisse von Agglutinationsreaktionstests befaßt sind, berichtet wurden, entsprechen die Auswertungsergebnis-Einstufungen den entsprechenden Agglutinat- Durchmesserwertbereichen, die unten in Tabelle 2 gegeben werden.

TABELLE 2

Kriterien für die Beurteilung von Agglutinat

Bilddurchmesser Einstufung
1,3 mm bis 1,9 mm 0
2,0 mm bis 2,4 mm 1
2,5 mm bis 3,0 mm 2
3,1 mm bis 3,7 mm 3
3,8 mm oder mehr 4
Die Werte für die Einstufung, wie sie in (a) und (b) gegeben wird, sind Werte auf der Basis von Erfahrung. Sie können jedoch wie benötigt modifiziert werden.
Die Gehalte der obigen Kalibrierungskurve oder Einstufung werden in einen Computer einprogrammiert, um dadurch eine Beurteilungsvorrichtung zu betreiben. Der grundsätzliche Algorithmus zur Beurteilung, der das Skelett des Programms ausmacht, wird unten gegeben.

BEISPIEL 1

Eine 0,5%-ige Suspension von mit Anti-HBs-Antikörper sensibilisierten Schaferythrozyten [ANTIHEBSCELL® (erhältlich von The Green Cross Corp.)] wurde in 0,25 ml-Portionen auf Polystyrol-Teströhrchen (Kapazität 14 ml; wobei die Innenfläche des Bodens einen Radius hat, der ungefähr gleich der Hälfte des Innendurchmessers ist) verteilt. Das Serum eines HBs-Antigen-positiven Patienten wurde 4-bis 64-fach mit einem Stroma-haltigen Phosphatpuffer verdünnt, und eine 0,25 ml-Portion der Verdünnung wurde in das Teströhrchen, das die oben erwähnte mit Anti-HBs-Antikörper sensibilisierte Schaferythrozytensuspension enthielt, gegeben. Nach Schütteln ließ man das Röhrchen 3 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Dasselbe Verfahren wurde unter Verwendung einer 320-fachen Verdünnung eines Präparats, das 1 ug/ml gereinigtes HBs-Antigen als Standard-HBs-Antigen enthielt, durchgeführt. Nach 3-stündigem Stehen wurde unter Verwendung der erfindungsgemäßen Apparatur der Durchmesser eines Agglutinats, das auf dem Boden jedes Teströhrchens auftrat, gemessen. Der Durchmesser wurde als Wellenformbreite 1 am Spannungswert VS.L, der der Summenwert von VS.MIN und der Hälfte der Differenz zwischen VN.MAX der Sensor-Output-Wellenform für eine negative Kontrolle und VS.MIN der Sensor-Output-Wellenform für die Probe ist, gemessen.
Die Durchmesser der Agglutinationsbilder des Serums des Patienten zeigten Linearität im 8- bis 32-fachen Verdünnungsbereich.

BEISPIEL 2

Die in Fig. 5 gezeigte Apparatur wurde hergestellt. Sie umfaßt einen Reflektor 1, eine Halogenlampe 2, einen Spiegel 3, eine Diffusionsplatte für gleichmäßiges Licht 4, einen Gefäß-Platten-tragenden und -übertragenden Rahmen 5, eine Proben-tragende Platte 6, einen Spiegel 7, eine optische Linse 8, einen linearen CCD-Bildsensor 9, eine A/D-Wandlereinheit 10, einen Sensorwellenformsignal-Speicherpuffer 11, eine Operationspulteinheit 12, eine Wellenform- Verarbeitungs-Computereinheit 13 und einen Drucker 14. Die Verarbeitung wird in Richtung der Pfeile durchgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Einstufung und Auswertung von Agglutinaten, die aus Agglutinationsreaktionen resultieren, automatisch vorgenommen werden. Dementsprechend wird der Durchmesser des Agglutinats direkt als eine Quantität gemessen, die mit der transversalen Fläche des Agglutinats, welche als Basis für die Beurteilung dient, korreliert, wodurch es möglich wird, quantitativ eine speziellen Immunsubstanz, die in der Probe vorkommt, nachzuweisen. Das Verfahren und die Apparatur, die durch die Erfindung bereitgestellt werden, machen es möglich, die Agglutinatmenge objektiv und schnell zu bestimmen, und sie sind beim automatischen Nachweis von Agglutinationsreaktionen auf dem Gebiet diagnostischer Apparate sehr nützlich.

Claims

1. Methode zur quantitativen Bestimmung eines Antigens oder Antikörpers in einer Probe, welches umfaßt

(1) Mischen der Antigen- oder Antikörper-haltigen Probe und eines Trägers für die Agglutinationsreaktion, der mit einem Antikörper oder Antigen sensibilisiert worden ist, welche dem Antigen oder Antikörper in der Probe entsprechen, in einem Reaktionsgefäß, um eine Agglutinationsreaktion durchzuführen, wobei die Form des Reaktionsgefäßbodens kugelförmig oder konisch ist,

(2) Ausfällen des in Schritt (1) gebildeten Agglutinats am Boden des Reaktionsgefäßes, um einen Agglutinat-Niederschlag zu bilden,

(3) Durchleiten von Licht aus einer Lichtquelle durch das Reaktionsgefäß vom Boden zum oberen Ende, wodurch eine bestimmte Intensität des Lichts nach dessen Durchtritt durch den Agglutinat-Nieder- Schlag erzeugt wird,

(4) kontinuierliches Abfühlen der Intensität des durchtretenden Lichtes auf einer Linie, die senkrecht zur Lichtrichtung und durch das Zentrum des Agglutinat-Niederschlags verläuft, mit einem eindimensionalen Bildsensor und

(5) Ausgeben des abgefühlten Ergebnisses als Sensor- Output-Wellenform (angezeigt als Spannung) und anschließendes Messen des Durchmessers des Agglutinat-Niederschlags anhand der Sensor-Output- Wellenformbreite bei einer Spannung zwischen der Standardspannung, die bei einer Negativkontrolle gefunden wird, und der Spannung, die bei der Probe gefunden wird.

2. Vorrichtung für die quantitative Bestimmung eines Antigens oder Antikörpers in einer Probe entsprechend Anspruch 1, welche umfaßt

(a) eine Reaktionsgefäß mit kugelförmigem oder konischem Boden zum Mischen der Antigen- oder Antikörper-haltigen Probe und eines Trägers für die Agglutinationsreaktion, der mit einem Antikörper oder Antigen sensibilisiert worden ist, welche dem Antigen oder Antikörper in der Probe entsprechen, um eine Aggutinationsreaktion durchzuführen, und anschließendes Ausfällen des gebildeten Niederschlages am Boden des Reaktionsgefäßes, um einen Agglutinat-Niederschlag zu bilden,

(b) eine Lichtquelle, umfassend einen Reflektor (1) und eine Halogenlampe (2),

(c) eine Einrichtung zum Durchleiten von Licht aus der Lichtquelle durch das Reaktionsgefäß vom Boden zum oberen Ende, wodurch eine bestimmte Intensität des Lichtes nach dessen Durchtritt durch den Agglutinat-Niederschlag erzeugt wird, welche umfaßt einen Spiegel (3), eine Diffusionsplatte für gleichmäßiges Licht (4), einen Gefäß- Platte tragenden und übertragenden Rahmen (5) und eine die Probe tragende Platte (6),

(d) eine Einrichtung zum kontinuierlichen Abfühlen der Intensität des durchtretenden Lichtes auf einer Linie, die senkrecht zur Lichtrichtung und durch das Zentrum des Agglutinat-Niederschlags verläuft, mit einem eindimensionalen Bildsensor, umfassend einen Spiegel (7), eine optische Linse (8) und einen linearen CCD-Bildsensor (9),

(e) eine Einrichtung zum Messen des Durchmessers des Agglutinat-Niederschlags durch Ausgeben des mit der Einrichtung (d) abgefühlten Ergebnisses als Sensor-Wellenform (angezeigt als Spannung) und anhand der Sensor-Output-Wellenformbreite bei einer Spannung zwischen der Standardspannung, die bei einer Negativkontrolle gefunden wird, und der Spannung, die bei der Probe gefunden wird, umfassend eine A/D-Wandlereinheit (10) und einen Sensor-Wellenformsignal-Speicherpuffer (11) und

(f) eine Einrichtung zum Berechnen der Größe des Agglutinat-Niederschlags durch Operationsverarbeitung des von der Einrichtung (e) gemessenen Wertes für die Auswertung und Bewertung, umfassend eine Operationspulteinheit (12), eine Wellenform-Verarbeitungs-Computereinheit (13) und einen Drucker (14).