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BEZUGNAHME
AUF VERBUNDENE ANMELDUNGEN
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Die
Anmeldung beansprucht die Priorität einer US-Patentanmeldung
mit dem Titel "Method
for Diagnostic Laboratory Testing using DFS Columns" mit dem Anmeldetag
31.01.2000 (provisional application) und der Anmelde-Nummer 60/179,248,
die durch diese Bezugnahme vollständig zum Gegenstand der vorliegenden
Anmeldung gemacht wird.
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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft grundsätzlich ein immunologisches
Prüfsystem
und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Separieren von
Komponenten immunologischer und immunhämatologischer Proben.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Immunologische
Prüfungen
zielen darauf ab, Reaktionen zwischen Antikörpern und Antigenen zu detektieren.
Derartige Prüfungen
setzen üblicherweise
Zellen ein, wie beispielsweise rote Blutkörperchen (RBCs), oder Kügelchen
als "Träger" von Antigenen. In
einer geeigneten Prüfkonfiguration
können
die Antikörper
Vernetzungen mit den Antigen-Trägern
bilden, wodurch eine große
dreidimensionale Antigen-Antikörper-Baugruppe
geschaffen wird aus ursprünglich
einzelnen Antigen-Trägern
und Antikörpern.
In anderen Konfigurationen erfolgt eine Bindung zwischen den Antikörpern und
den Antigen-Trägern
ohne eine derartige Vernetzung.
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Immun-hämatologische
Tests in einer Blutbank-Testumgebung verwenden RBCs und Antikörper, um
vor der Infusion eine Kompatibilität zwischen dem Spender der
Transfusion und dem Empfänger zu
prüfen.
Beispielsweise sind der Spender und der Empfänger inkompatibel, wenn Antikörper von
dem Empfänger
Vernetzungen mit den RBCs des Gebers bilden (Agglutinationen), die
zu einer Ausbildung von großen
RBC-Baugruppen führen.
Gegenwärtig
kommerziell verfügbare
Test-Reagenzien sind geeignet gestaltet, um derartige Baugruppen
von individuellen, nicht agglutinierten RBCs zu unterscheiden. Beispielsweise werden
in einem Standard – "Säulen-Test" oder "Rohr-Test" (engl.: standard "tube testing") RBCs mit Antikörpern gemischt, bei ungefähr 1.000 × g für eine kurze
Zeitspanne zentrifugiert, beispielsweise für ungefähr 30 Sekunden, um die Ausbildung
von Antigen-Antikörper-Komplexen
zu fördern,
und dann von Hand vorsichtig resuspendiert, damit es möglich ist,
agglutinierte und nicht agglutinierte RBCs zu unterscheiden. Säulen-Tests
sind laborintensiv und einer Automatisierung nicht zugänglich.
Weiterhin sind die Ergebnisse schwer von Labor zu Labor zu standardisieren,
da diese von den Fähigkeiten
des jeweiligen Durchführenden
abhängen.
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Ein
alternativer Ansatz, der eingesetzt wird, um agglutinierte RBCs
zu identifizieren, ist die Spin-Rohr-Technologie, die auf Standard-chromatographischen
Prinzipien beruht. Bei derartigen Verfahren werden Rohre verwendet,
die mit einem homogenen Matrixmaterial, beispielsweise Kügelchen,
Tröpfchen,
Gel oder Polyacrylamiden, gefüllt
sind, um aggregierte von individuellen RBCs zu trennen. Das Matrixmaterial
ist geeignet mit Löchern
oder Poren gestaltet, die eine spezifische Größe derart besitzen, dass unter
sorgfältig
gesteuerten oder geregelten Zentrifugalkräften große ("4+")
Aggregate spärlich
in die Matrix eintreten. Hingegen treten hinreichend kleinere Aggregate
("3+" bis "1+") mit ansteigendem Ausmaß in die
Matrix ein. Nicht agglutinierte RBCs treten nicht lediglich in die
Matrix ein, sondern lagern sich vollständig auf dem Boden des Rohrs
ab. Damit eine einzige homogene chromatographische Matrix effektiv
individuelle RBCs von RBC-Aggregaten unterschiedlicher Größen trennt,
muss ein verhältnismäßig langer
Lauf eines Zentrifugierens, ungefähr 10 Minuten, durchgeführt werden
unter sorgfältig
gesteuerten oder geregelten Bedingungen mit einer Zentrifugalwirkung
mit geringer Geschwindigkeit bei ungefähr 80 × g. Abweichungen von den optimalen Bedingungen
des Zentrifugierens, beispielsweise höhere Zentrifugal-Geschwindigkeiten,
mit denen versucht wird, den Prüflauf
abzukürzen,
führen
auf eine geringfügige
Trennung von RBCs, wodurch das Prüfvermögen zur Ermittlung der Kompatibilität zwischen dem
Blutgeber und dem Empfänger
kompromittiert wird. Diese Methodologie ist in gewissem Ausmaß einer
Automatisierung zugänglich
und weniger abhängig
von den Fähigkeiten
des Durchführenden.
Eine Spin-Säulen-Technologie
ist signifikant teurer als Rohr-Tests infolge der Kosten zur Erzeugung
der Säulen.
Das Matrixmaterial ist in Lösung
und typischerweise ist ein sorgfältig
kontrolliertes Verpacken, Überbringen
und Lagern erforderlich. Zusätzlich
ist das Durchführen
der Tests langsamer als bei Rohr-Tests
infolge des längeren
Verfahrensschritts des Zentrifugierens mit ungefähr 10 Minuten im Gegensatz
zu ungefähr
30 Sekunden bei den Rohr-Tests. Eine Interpretation der Prüfergebnisse erfordert
weiterhin eine Schulung des Durchführenden, da das Auslesen auf
einem "analogen" Maßstab erfolgt,
d. h. typischerweise muss der Abstand der Migration der RBC durch
die Matrix geschätzt
werden.
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Somit
besteht ein zuvor nicht angesprochener Bedarf der Industrie hinsichtlich
einer Beschäftigung
mit den zuvor erwähnten
Nachteilen und Unzulänglichkeiten.
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Ein
Verfahren und eine Anordnung zur Analyse von agglutinierten Reaktionen
ist aus
DE 41 24 778
A1 bekannt. Die Anordnung weist mehrere Filtergefäße, eine
Mikrotiter-Platte, eine Leseeinheit und einen roboterartigen Pipettierer
auf. Das Verfahren weist einen Verfahrensschritt auf, in dem das
Filtergefäß inkubiert,
bebrütet
oder erwärmt
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
ein System und ein Verfahren zum immunologischen und immunhämatologischen
Prüfen
entsprechend den unabhängigen
Ansprüchen
1 und 9 vor.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann ein Verfahren, wenn der Verfahrensschritt einer Analyse des
Filtergefäßes unklare
Ergebnisse erzeugt, ebenfalls die Verfahrensschritte eines Platzierens
der Probe in dem Filtergefäß in einer
Wascheinrichtung, eines Trennens des Antigen-Trägers von den flüssigen Komponenten
der Probe durch Halten oder Zurückhalten
des Antigen-Trägers über dem
Filter des Filtergefäßes, eines
Waschens des Antigen-Trägers in
dem Filtergefäß unter
Vakuum oder Zentrifugieren mit einer physiologischen Salzlösung zur
Entfernung übermäßiger Antikörper, die
nicht mit dem Antigen-Träger gebunden
sind, eines Hinzufügens
von Antikörper-Reagenzien
zu dem gewaschenen Antigen-Träger in dem
Filtergefäß, eines
Inkubierens der Mixtur in dem Filtergefäß, eines Trennens des Antigen-Trägers von
den flüssigen
Komponenten der Mixtur durch Halten des Antigen-Trägers über dem Filter
in dem Filtergefäß sowie
eines erneuten Analysierens des Filtergefäßes zur Ermittlung des Vorhandenseins
von Interaktionen zwischen der Probe und dem Reagenz aufweisen.
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Andere
Verfahren, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind
oder werden für
den Fachmann auf Grundlage der folgenden Zeichnungen und detaillierten
Beschreibung ersichtlich. Es ist beabsichtigt, dass sämtliche
derartige zusätzliche Verfahren,
Merkmale und Vorteile in dieser Beschreibung eingeschlossen sind,
vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung umfasst sind und durch
die beigefügten
Ansprüche
geschützt
sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung ist besser verständlich
unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen. Die Komponenten
in den Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt.
Stattdessen liegt das Schwergewicht vorrangig auf einer klaren Darstellung
der erfindungsgemäßen Prinzipien.
Weiterhin bezeichnen in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen
entsprechende Teile in mehreren Ansichten.
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1 ist
eine diagrammartige Darstellung eines immunologischen Systems entsprechend
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine diagrammartige Darstellung eines Filtergefäßsystems entsprechend einem
Ausführungsbeispiel
des Typs von Filtergefäßen, die
als eine Komponente des immunologischen Systems gemäß 1 dienen
können.
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3 ist
eine diagrammartige Darstellung mit einem Vakuumsystem) gemäß einem
Ausführungsbeispiel
einer Komponente für
ein Probentrennsystem des immunologischen Systems gemäß 1.
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4 ist
eine diagrammartige Darstellung einer Zentrifuge entsprechend einem
weiteren Ausführungsbeispiel
einer Komponente eines Probentrennsystems des immunologischen Systems
gemäß 1.
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5 ist
ein Flussdiagramm eines immunologischen Prüfverfahrens entsprechend der
vorliegenden Erfindung, welches Gebrauch von dem immunologischen
System gemäß 1 macht.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Grundsätzlich betrifft
die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zum Trennen
und Analysieren von Komponenten immunologischer und immun-hämatologischer
Proben. Diesbezüglich
beseitigt ein immunologisches Prüfsystem
die Nachteile derartiger Rohr-Tests und einer Spin-Säulen-Technologie bei gleichzeitiger
Ermöglichung
einer Verbesserung einer Automatisierung der Technologie für immunologische
Prüfungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist das immunologische Prüfsystem
ein Instrument, welches ein Filtergefäßsystem mit einem oder mehreren
Filtern aufweist, die diskrete Molekular-Gewichte und -Größen sperren
infolge mehrerer Löcher
oder Poren spezifischer Größen in dem
Filter. Eine immunologische Probe wird mit einem Reagenz gemischt
und über
dem Filter oder den Filtern platziert. Nach einem Vakuum oder einem
Zentrifugieren oder einem anderen Verfahren zur Veranlassung einer
Bewegung der Probe durch den Filter werden die Komponenten der Probe
durch zahlreiche oder unterschiedliche Filter entsprechend ihrer
Größe voneinander
getrennt.
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Das
immunologische System der vorliegenden Erfindung kann eingesetzt
werden, um Interaktionen zwischen Antikörpern und Zellen oder Körpern zu
erfassen oder in einigen Fällen
zwischen Antikörpern
und synthetischen Kügelchen
oder Tropfen, die modifiziert werden können und/oder konfiguriert
werden können,
um als Antigen-Körper
zu wirken. Das immunologische System kann zumindest auf zwei unterschiedliche
Weisen eingesetzt werden. In einem Verfahren werden "zelluläre Komponenten" von Proben des Patienten,
beispielsweise rote Blutkörperchen
(RBCs), weiße
Blutkörperchen
(WBCs) oder Blutplättchen
gemischt mit "Reagenz-Antikörpern". Die Komponenten
der Mixtur werden getrennt und dann analysiert, um das Vorhandensein
von Interaktionen zwischen den zellulären Komponenten und den Reagenz-Antikörpern zu
erfassen. In einem anderen Verfahren kann das immunologische System in
einem Prüfverfahren
verwendet werden, welches Antikörper
beinhaltende Proben des Patienten, beispielsweise Plasma oder Serum-Proben,
mit Antigen-Trägern,
die synthetische Kügelchen
oder Reagenz-Zellen, beispielsweise RBCs, WBCs oder Blutplättchen,
sein können,
mischt. Die Mixtur wird dann getrennt, und die Komponenten werden
analysiert, um das Vorhandensein von Interaktionen zwischen den
Antikörper-Proben
und den Reagenz-Zellen oder synthetischen Kügelchen zu erfassen.
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1 zeigt
das immunologische System 100 entsprechend der vorliegenden
Erfindung. Das immunologische System 100 ist ein Instrument,
welches ein Filtergefäß 105,
das in der Lage ist, eine Prüfprobe
aufzunehmen, einen optionalen Inkubator 110, in dem das
Filtergefäß angeordnet
werden kann, ein Probentrennsystem 115, welches in benachbart dem
Inkubator 110 oder in diesem angeordnet ist, ein optionales
Bilderfassungssystem oder Bilderzeugungssystem 130 eng
benachbart dem Probentrennsystem 115 und einen optionalen
roboterartigen Pipettierer 135, der einen Roboterarm aufweist,
in dessen Reichweite sich das Filtergefäß 105, der Inkubator 110,
das Probentrennsystem 115 und/oder das Bilderzeugungssystem 130 befindet,
aufweist. Das immunologische System 100 kann ebenfalls
eine optionale Wascheinrichtung 140 darin aufweisen sowie ein
optionales Drehtisch-System 145, in dem Probenhalter 146 zum
Halten der Prüfproben
angeordnet sind. Weiterhin können
optional in dem immunologischen System 100 Rohre vorgesehen
sein mit der Prüfprobe 147 und/oder
Rohre mit dem Reagenz 148.
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Der
optionale Inkubator 110, der in dem immunologischen System 100 angeordnet
ist, besitzt eine Form und Größe, die
es ermöglicht,
dass darin ein Filtergefäß 105 angeordnet
wird. Während
vielfältige
Größen und
Formen eines Inkubators eingesetzt werden können, besitzt in einer bevorzugten
Ausführungsform
der Inkubator 110 eine Form und Größe, die es ermöglicht,
dass eine Vielzahl von Filtergefäßen 105 oder
eine Platte mit Filtergefäßen 106 darin angeordnet
werden kann. Der Inkubator 110 kann weiterhin ein optionales
Heizelement aufweisen, welches in der Lage ist, die Filtergefäße zu erwärmen, wenn
diese in dem Inkubator 110 angeordnet sind.
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Das
Probentrennsystem 115 besitzt ebenfalls eine Form und Größe, die
ermöglicht,
dass ein Filtergefäß 105 darin
angeordnet wird. Während
vielfältige
Größen und
Formen für
ein Probentrennsystem eingesetzt werden können, kann in der bevorzugten
Ausführungsform
eine Vielzahl von Filtergefäßen 105 und/oder
eine Platte mit Filtergefäßen 106 darin
angeordnet werden. Das Probentrennsystem 115 kann beispielsweise
ohne Beschränkung
hierauf ein Vakuum 120, eine Zentrifuge 125 und/oder
ein aufgebrachtes elektrisches Feld aufweisen. Das Probentrennsystem 115 entspricht
einem Typ, der bei Anordnung des Filtergefäßes 105 in dem Probentrennsystem 115 eine
Prüfprobe 147,
die in dem Filtergefäß 105 angeordnet
ist, durch einen Filter 150 (vgl. 2) zieht,
wodurch die Prüfprobe
in unterschiedliche Komponenten auf Grundlage der Größe der Komponenten
aufgeteilt wird.
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Das
optionale Bilderzeugungssystem 130 kann beispielsweise
ohne Beschränkung
hierauf eine Kamera, ein Fluss-Cytometer, eine spezielle Linse wie
beispielsweise ein Mikroskop oder sogar ein menschliches Auge sein. Üblicherweise
wird eine Prüfprobe
durch das Bilderzeugungssystem 130 analysiert, nachdem
diese aus dem Probentrennsystem 115 entfernt worden ist.
Das Bilderzeugungssystem 130 ermöglicht eine Analyse des Filtergefäßes 105 zur
Ermittlung des Vorhandenseins oder des Fehlens von Material über dem
Filter 150, welcher in dem Filtergefäß 105 angeordnet ist.
Das Bilderzeugungssystem 130 kann, insbesondere wenn dieses als
Fluss-Cytometer ausgebildet ist, ebenfalls verwendet werden, um
die Größe des Materials über dem
Filter 150 zu ermitteln, beispielsweise ob das Material
in Form individueller Antigen-Träger
oder Baugruppen von Antigen-Trägern
vorliegt, ebenso wie zur Erfassung, ob Antikörper an den Antigen-Trägern gebunden
sind, die über
dem Filter vorhanden sind.
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Der
optionale roboterartige Pipettierer 135, der in dem System
eingesetzt wird, ist als solcher eines üblicherweise bekannten und
von dem Fachmann eingesetzten Typs ausgebildet. Beispielsweise ohne
Beschränkung
hierauf kann ein roboterartiges Pipettier-System, welches von dem
Unternehmen Tomtec, Inc. (Hamden, Connecticut, USA) oder dem Unternehmen
CRS Robotics Corporation (Burlington, Ontario, Kanada) hergestellt
und vertrieben wird, entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden.
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Die
optionale Wascheinrichtung 140 ist innerhalb der Reichweite
eines Roboterarms des roboterartigen Pipettierers 135 von
dem Bilderzeugungssystem 130 angeordnet. Wenn eine Analyse
des Materials über
dem Filter 150 in dem Filtergefäß 105 durch das Bilderzeugungssystem 130 unklare
Ergebnisse erzeugt, kann die Prüfprobe,
die in dem Filtergefäß 105 angeordnet
ist, in der Wascheinrichtung 140 platziert werden. Die
Wascheinrichtung 140 besitzt eine derartige Form und Größe, dass
es möglich ist,
das Filtergefäß 105,
mehrere Filtergefäße 105 und/oder
eine Platte mit Filtergefäßen 106 darin
anzuordnen. Die Wascheinrichtung 140 ist geeignet gestaltet,
um sämtliche
Reagenzien von den Antigen-Trägern,
die in der Prüf-Mixtur
vorhanden sind, zu waschen und durch den Filter 150 des
Filtergefäßes 105 (zu
bewegen). Während
vielfältige
Konfigurationen der Wascheinrichtung 140 möglich sind,
ist in der bevorzugten Ausführungsform
die Wascheinrichtung 140 dasselbe System wie das Vakuumsystem 120.
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2 zeigt
die Filtergefäß-Komponente 105 des
immunologischen Systems 100 gemäß 1. "Filtergefäß" 105 bezeichnet
ein Gefäß, welches
in der Lage ist, eine Prüfprobe
zu beinhalten oder aufzunehmen, und besitzt einen oder mehrere darin
angeordnete Filter. 2 zeigt das Filtergefäß 105 (a) vor
dessen Anordnung in dem Probentrennsystem 115 und (b) nach
dessen Entfernung aus dem Probentrennsystem 115. Wie in 2 zu
erkennen ist, ist oder sind in dem Filtergefäß 105 ein oder mehrere Filter 150 angeordnet.
Der Filter 150 weist ein inertes Material auf, welches
mehrere Poren aufweist. Die Porengröße des Filters 150 kann
variieren entsprechend zahlreichen Ausführungsformen der Erfindung.
Beispielsweise können
die Poren des Filters 150 eine Größe im Bereich von ungefähr 0,01 Mikron bis
ungefähr
50 Mikron aufweisen. Die Größe der Poren
des Filters 150 hängt
ab von der Anwendung des Filtergefäßes 105.
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Wenn
es gewünscht
ist, dass der Filter 150 zum Zurückhalten von beispielsweise
RBC-Baugruppen oder -Aggregaten eingesetzt wird, während ermöglicht werden
soll, dass individuelle rote Blutkörperchen durch die Poren des
Filters 150 hindurchtreten, liegt entsprechend einer Ausführungsform
der Erfindung der Bereich der Porengrößen zwischen ungefähr 3 Mikron
bis ungefähr
40 Mikron. Während
andere Porengrößen ebenfalls
verwendet werden können,
liegt in einer bevorzugten Ausführungsform
die Porengröße im Bereich
von ungefähr
3 Mikron bis ungefähr
5 Mikron. Wenn allerdings das Filtergefäß 105 verwendet wird,
um Fluid weg von den Antigen-Körpern
(RBCs, WBCs, Blutplättchen
oder synthetische Tröpfchen)
zu filtern, wobei der Filter 150 verwendet wird, um die
Antigen-Träger
zurückzuhalten,
aber Fluid, welches Antikörper
beinhaltet, hierdurch hindurchtreten zu lassen, ist der Bereich
der Porengrößen in der
bevorzugten Ausführungsform
ungefähr 0,1
bis ungefähr
3 Mikron. Die optimale Porengröße für derartige
Verfahren ist ungefähr
0,2 Mikron.
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Die
Dicke des Filters 150 kann in den unterschiedlichen Ausführungsformen
des Filtergefäßes 105 variieren
in Abhängigkeit
von der Anwendung des Filters 150. Beispielsweise kann
die Dicke des Filters 150 im Bereich von ungefähr 3 Mikron
bis ungefähr
5 mm liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Dicke
des Filters 150 ungefähr zwischen
3 Mikron und ungefähr
100 Mikron. Optimalerweise liegt die Dicke des Filters 150 zwischen
ungefähr
10 Mikron und ungefähr
75 Mikron.
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Das
Material, welches für
den Filter 150 verwendet wird, kann in den unterschiedlichen
Ausführungsformen
des Filtergefäßes 105 ein
beliebiges Material sein. Vorzugsweise handelt es sich um ein inertes
Material, welches eine Vielzahl von Poren aufweist. Das Material
des Filters 150 kann abhängig von der Anwendung des
Filters 150 variiert werden. Wenn die Funktion des Filters 150 darauf
gerichtet ist, RBC-Baugruppen
zurückzuhalten,
während
ermöglicht
wird, dass individuelle RBCs hindurchtreten, kann das Material des
Filters beispielsweise ohne Begrenzung hierauf ein Polyester-Netz,
ein Nylon-Netz oder – Gewebe
oder eine Polycarbonat "track-etched"-Membran oder Polycarbonat-geätzte-Membran
sein. Ein Filter 150 mit einem Material dieses Typs wird
von dem Unternehmen Sefar, Inc. in Kansas City, Missouri, USA, hergestellt
und vertrieben. Wenn der Filter 150 eingesetzt wird, um
sämtliche
RBCs zurückzuhalten,
während
ermöglicht
wird, dass andere Fluide, die Antikörper beinhalten, hierdurch
hindurchtreten, ist in der bevorzugten Ausführungsform das eingesetzte
Filtermaterial eine 0,2-Mikron-Polyvinyliden-Difluorid-Filter-Membran,
die von dem Unternehmen Corning Life Sciences, Inc. in Acton, Massachusetts,
USA, hergestellt und vertrieben wird. Alternativ kann eine unterstützte Zellulose-Acetat-Membran, beispielsweise
eine Acetate PlusTM-Membran, die von dem
Unternehmen Osmonics, Inc. (Minneapolis, Minnesota, USA) hergestellt und
vertrieben wird, für
diese Anwendung eingesetzt werden.
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Wie
in 2 zu erkennen ist, kann das Filtergefäß 105 mehrere
Filter 150 aufweisen. Mehrere Filter 150 können eingesetzt
werden, wobei die Filter 150',
die niedriger angeordnet sind als der erste Filter 150 oder
unter diesem angeordnet sind, in der bevorzugten Ausführungsform,
eine kleinere Porengröße aufweisen,
wodurch eine Prüfprobe
infolge ihrer Größe in ihre
zahlreichen Komponenten "aufgebrochen" wird. Wie dies in 2 zu
erkennen ist, ist, ohne dass dies zwingender Bestandteil der Erfindung
ist, eine Prüfprobe 147 in
dem Filtergefäß 105 über dem ersten
Filter 150 angeordnet. In (b) verbleiben nach einer Durchführung der
Probentrennung die Aggregate der Antigen-Träger 155 der Probe 147 mit
der größten Größe über dem
ersten Filter 150. Nicht agglutinierte oder kleinere Aggregate 156 der
Probe 147 verbleiben über
dem zweiten Filter 150' oder
treten durch diesen hindurch.
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3 zeigt
das Vakuumsystem 120, welches ein Typ einer Komponente
des Probentrennsystems 115 des immunologischen Systems 100 ist.
Das Vakuumsystem 120 ist in 3 mit mehreren
Filtergefäßen 105 oder
einer Platte mit Filtergefäßen 106, die
darin angeordnet sind, dargestellt. Der Gegenstand der Erfindung
umfasst auch ein Vakuumsystem mit einem oder mehreren Filtergefäßen darin.
Verbunden mit den einzelnen Filtergefäßen 105 ist ein Vakuumrohr 160,
welches durch eine Vakuum-Steuereinrichtung oder Regeleinrichtung 165 hindurchtritt,
das oder die mit einer Vakuumpumpe 170 verbunden ist.
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In
der bevorzugten Konfiguration setzt das Vakuumsystem 120 entsprechend 3 ein
96-Filtergefäß-Plattenformat ein.
Während
andere Konfigurationen in anderen Ausführungsformen möglich sind,
kontaktiert bei einer bevorzugten Ausführungsform das Vakuumsystem
jedes der Filtergefäße 105 und
bringt unabhängig
von den anderen Filtergefäßen 105 Druck
auf jeden Filter 105 auf. In dieser Ausführungsform
ist jedes Filtergefäß 105 der
Filtergefäßplatte 106 (1)
von unten kontaktiert durch eine individuelle Dichtung, die wiederum
verbunden ist mit einem individuellen Leitungsstück 160, welches das Filtergefäß 105 mit
der Vakuumpumpe 170 verbindet. Daher sind 96 Rohrsegmente
von der Pumpe 170 zu der Platte mit den Filtergefäßen 106 vorhanden,
wobei ein Vakuumdruck jedes Rohrsegments 160 unabhängig angeschaltet
oder abgeschaltet werden kann. Allerdings kann das Vakuumsystem 120 auch
das Vakuum gleichzeitig auf einen Teil der Filtergefäße 105 aufbringen
oder das Vakuum auf sämtliche
der Filtergefäße 105 oder
die Filtergefäßplatte 106 gleichzeitig
aufbringen.
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Der
Druck, der durch das Vakuumsystem aufgebracht werden kann, kann
im Bereich von ungefähr –0,1 bis
ungefähr –100 Inch
Quecksilbersäule (in.
Hg) liegen. In der bevorzugten Ausführungsform liegt der Druck
im Bereich von ungefähr –0,1 bis
ungefähr –10 in.
Hg. Optionalerweise liegt der Druck, der durch das Vakuumsystem 120 aufrechterhalten wird,
bei ungefähr –0,1 bis
ungefähr –3 in. Hg.
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4 zeigt
die Zentrifuge 125, die einen anderen Typ des Probentrennsystems 115 und
einer Komponente des immunologischen Systems 100 darstellt.
Jeder beliebige Typ eines Zentrifugensystems, der von dem Durchschnittsfachmann
bekannt und eingesetzt wird, kann ebenfalls als Zentrifugensystem 125 eingesetzt
werden. Beispielsweise kann eine typische Zentrifuge, wie diese
von dem Unternehmen Beckman Coulter, Inc. (Fullerton, Kalifornien,
USA) hergestellt und vertrieben wird, in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, solange die Zentrifuge
so modifiziert ist, dass diese die Filtergefäße 105 halten kann.
Die Zentrifuge 125, die in 4 dargestellt
ist, zeigt den Winkel des Zentrifugierens, der in der bevorzugten Ausführungsform
eingesetzt wird. Während
vielfältige
Winkel eingesetzt werden können,
ist in einer bevorzugten Ausführungsform
das Filtergefäß 105 unter
einem Winkel von 45° gegenüber der
Rotationsachse 175 angeordnet.
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In
einer Ausführungsform
des immunologischen Systems 100 der vorliegenden Erfindung
ist die Orientierung des Filtergefäßes 105, der Probe und
des Filters 150 derart, dass das Probentrennsystem 115 verursachen
kann, dass die Probe den Filter 150 kontaktiert, und ermöglicht,
dass Komponenten der Probe, die kleiner sind als die nominelle Porengröße des Filters 150,
durch den Filter 150 hindurchtreten in einen Auffangbehälter unter
dem Filter 150 oder zu dem nächsten Filter 150', so dass diese
getrennt werden von den Komponenten der Probe, die zu groß sind,
um durch die Poren des Filters hindurchzutreten, und die in dem
Filtergefäß 105 über dem
Filter 150, und möglicherweise
dem Filter 150', zurückzubleiben.
Ebenfalls umfasst von der vorliegenden Erfindung ist ein immunologisches
Prüfverfahren.
Das immunologische Prüfverfahren 180 ist
in dem Flussdiagramm gemäß 5 dargestellt.
Das immunologische Prüfverfahren 180 weist
einen optionalen Verfahrensschritt auf, der als Block 185 dargestellt
ist und für
den eine immunologische Prüfprobe
in dem Filtergefäß 105 angeordnet
wird. In einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die immunologische Prüfprobe ebenfalls in
einem Standard-Testrohr oder einem Mikrozentrifugen-Rohr angeordnet
werden. Auch andere Gefäße können eingesetzt
werden, um die Prüfprobe
in anderen Ausführungsformen
des Verfahrens 180 zu halten. Block 190 zeigt
den nächsten
optionalen Schritt eines Hinzufügens
von Prüf-Reagenzien zu dem
Filtergefäß 105.
In dem nächsten
Schritt, der in Block 195 dargestellt ist, erfolgt ein
Mischen der Probe mit den Reagenzien zur Ausbildung einer Proben-Mixtur 200.
Block 205 zeigt den optionalen Verfahrensschritt eines
Inkubierens der Proben-Mixtur 200. In dem Inkubations-Verfahrensschritt
gemäß Block 205 kann
die Proben-Mixtur 200 bei einer Temperatur, die im Bereich
von ungefähr
4 °C bis
ungefähr
37 °C liegt,
inkubiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Proben-Mixtur 200 inkubiert
bei einer Temperatur im Bereich von ungefähr der Raumtemperatur (20-25 °C) bis ungefähr 37 °C. Die Inkubationszeit
der Proben-Mixtur 200 kann im Bereich von keiner Inkubation
bis ungefähr
30 Minuten liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Inkubationszeit
ungefähr
2 bis ungefähr
5 Minuten.
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Nach
dem optionalen Inkubations-Verfahrensschritt ist der nächste optionale
Verfahrensschritt in Block 210 dargestellt, mit dem ein
Trennen der Proben-Mixtur 200 in deren zahlreiche Komponenten erfolgt.
Dieser Verfahrensschritt ist gewöhnlicherweise
begleitet von einem Platzieren der Proben-Mixtur 200 in
dem Probentrennsystem 115. Wenn das Probentrennsystem 115,
welches in dem Verfahrensschritt des Trennens gemäß Block 210 eingesetzt wird,
die Zentrifuge 125 ist, beträgt die Geschwindigkeit der
Zentrifuge gewöhnlicherweise
ungefähr
10 bis 10.000 × g,
obwohl auch andere Geschwindigkeiten eingesetzt werden können. In
der bevorzugten Ausführungsform
beträgt
die Geschwindigkeit der Zentrifuge zwischen ungefähr 1.000
bis ungefähr 5.000 × g. Optimalerweise
beträgt
die Geschwindigkeit der Zentrifuge 3.000 × g. Die Dauer des Zentrifugierens
kann im Bereich von ungefähr
5 Sekunden bis ungefähr
5 Minuten liegen. Obwohl auch andere Zeitspannen eingesetzt werden
können,
liegt die Dauer des Zentrifugierens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
zwischen ungefähr
10 bis ungefähr 30
Sekunden. Optionalerweise beträgt
die Dauer des Zentrifugierens zwischen ungefähr 15 bis ungefähr 20 Sekunden.
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Wie
in Block 215 dargestellt ist, kann nach dem optionalen
Verfahrensschritt 210 eines Trennens das Filtergefäß 105 optionalerweise
analysiert werden, um das Vorhandensein oder das Fehlen von Interaktionen
zwischen der Prüfprobe
und Reagenzien, die über
dem Filter 150 verbleiben, zu erfassen. Die Probe wird
durch Platzieren des Filtergefäßes 105 in
dem Bilderzeugungssystem 130 analysiert. Wenn Interaktionen
zwischen der Prüfprobe
und dem Reagenz in dem Material über
dem Filter 150 durch das Bilderzeugungssystem 130 in
dem analysierenden Verfahrensschritt gemäß Block 215 detektiert werden,
ist das immunologische Prüfverfahren 180 beendet.
Material wird über
dem Filter detektiert werden, wenn Interaktionen, beispielsweise
zwischen zellulären
Komponenten in der Prüfprobe
und den Antikörper-Reagenzien, eingetreten
sind. Die Interaktionen werden sich selber nachweisen in Form von Agglutinationen,
einem Zusammenklumpen von zellulären
Komponenten mit den Antikörpern.
Derartige Agglutinationen können
durch das Bilderzeugungssystem 130 detektiert werden. Ähnlich indiziert
das Fehlen eines Nachweises der Agglutinationen, dass keine Interaktionen
zwischen den zellulären
Komponenten und den Antikörper-Reagenzien
eingetreten sind. Ähnlich
kann das Prüfverfahren
verwendet werden, um Interaktionen zwischen Antikörper-Komponenten
in der Prüfprobe
und zellulären
Reagenzien zu detektieren durch Detektion des Vorhandenseins oder
des Fehlens von Agglutinationen zellulärer Reagenzien mit den Antikörper-Komponenten
durch das Bilderzeugungssystem 130.
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Wenn
die Ergebnisse des Verfahrensschritts gemäß Block 215 eines
Analysierens nicht klar sind und keine Interaktionen in dem Material über dem
Filter 150 des Filtergefäßes 105 detektiert
werden, kann das immunologische Prüfverfahren 180 optionalerweise
fortgesetzt werden mit Verfahrensschritt 220, für welchen
ein Waschen der Proben-Mixtur 200 in der Wascheinrichtung 140 erfolgt.
Wie zuvor festgestellt, ist in der bevorzugten Ausführungsform
die Wascheinrichtung 140 auch das Vakuumsystem 120. Während Vakuum
aufgebracht werden kann für
unterschiedliche Zeitspannen entsprechend unterschiedlicher Ausführungsformen,
wird in einer bevorzugten Ausführungsform
ein Vakuum aufgebracht, bis sämtliche
Fluide infolge des Vakuums durch den Filter 150 des Filtergefäßsystems 105 bewegt
worden sind. Die Zeitdauer der Aufbringung des Vakuums ist abhängig von
dem Vakuumdruck, aber liegt oftmals zwischen ungefähr 5 Sekunden
bis ungefähr 2
Minuten, oder das Aufbringen erfolgt bis zu einem Zeitpunkt, zu
dem die flüssige
Komponente der Proben-Mixtur 200 größtenteils oder vollständig durch den
Filter 150 gezogen worden ist.
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In
dem optionalen Verfahrensschritt eines Waschens gemäß Block 220 kann
die Proben-Mixtur 200 mit einer physiologischen Salzlösung gewaschen
werden. Die Salzlösung
kann beispielsweise ohne Beschränkung
hierauf eine Saline, beispielsweise 0,9 % Kochsalz-(NaCl-) Lösung, eine
Phosphat gepufferte Salzlösung
oder jede beliebige andere physiologische Salzlösung sein, die eine Lebensfähigkeit
der zellulären
Komponenten während
des Prüfverfahrens
aufrechterhält.
Der Verfahrensschritt eines Waschens kann Verfahrensschritte aufweisen mit
einem Bereitstellen der physiologischen Salzlösung, einem Hinzufügen von
ungefähr
10 Mikrolitern bis ungefähr
5 Millilitern der physiologischen Salzlösung zu der Proben-Mixtur 200,
einem Trennen des Antigen-Trägers,
entweder zelluläre
Komponenten oder synthetische Tröpfchen,
die über
dem Filter 150 bleiben, von den Komponenten, die durch
den Filter 150 hindurchtreten und unter diesem bleiben,
und einem einmaligen bis ungefähr
zehnmaligen Wiederholen dieser Hinzufügungs- und Trenn-Schritte,
bis die Proben-Mixtur 200 hinreichend für diese Anwendung gewaschen
ist.
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Nach
dem optionalen Verfahrensschritt eines Waschens gemäß Block 220 beginnt
das immunologische Prüfverfahren 180 wieder
bei dem optionalen Verfahrensschritt 190, in dem Prüf-Reagenzien
zu den gewaschenen Antigen-Trägern
hinzugefügt
werden, die über
dem Filter 150 in dem Filtergefäß 105 verbleiben.
Anschließend
an den optionalen Verfahrensschritt 195 eines Mischens
gelangt die resultierende Proben-Mixtur 200 zu dem optionalen
Verfahrensschritt eines Inkubierens gemäß Block 205, wobei
die Proben-Mixtur 200 wieder in dem Inkubator 110 angeordnet
wird. Mit dem Inkubieren wird die Proben-Mixtur 200 optional
in dem Probentrennsystem 130 angeordnet, wie dies in Block 210 dargestellt ist,
und dann optionalerweise wieder analysiert, wie dies in Block 215 dargestellt
ist.
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In
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der die Prüfprobe zunächst in einem Standardtestrohr
oder einem Mikrozentrifugen-Rohr angeordnet wird, werden die Proben
zunächst
mit dem Bilderzeugungssystem 130 geprüft. Für den Fall, dass die Testergebnisse
des Bilderzeugungssystems 130 unklar sind, wird dann die
Proben-Mixtur 200 in dem Filtergefäß 105 angeordnet,
in dem diese dann zu dem Verfahrensschritt eines Waschens gemäß Block 220 gelangt
mit einem anschließenden
Hinzufügen
von Test-Reagenzien in Block 190, dem Mischen der Probe
und der Reagenzien in Block 195, dem Verfahrensschritt
eines Inkubierens gemäß Block 205,
dem Verfahrensschritt der Trennung der Probe gemäß Block 210 und dem
Verfahrensschritt eines Analysierens gemäß Block 215.
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Die
zuvor beschriebenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, insbesondere "bevorzugte" Ausführungsformen, sind lediglich
beispielhafte Ausführungsformen,
die zur Verdeutlichung der Prinzipien der Erfindung dienen. Viele
Variationen und Modifikationen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen
der Erfindung können
vorgenommen werden, ohne dass diese eine Abweichung von dem Gegenstand
der Erfindung darstellen. Es ist beabsichtigt, dass sämtliche
derartige Modifikationen und Variationen Gegenstand der Offenbarung
der vorliegenden Erfindung sind und durch die folgenden Ansprüche geschützt sind.