DE60214827T2

DE60214827T2 - Kassette als behälter eines probenexemplars für die optische analyse

Info

Publication number: DE60214827T2
Application number: DE60214827T
Authority: DE
Inventors: L. Richard Rochester COLUMBUS
Original assignee: Immunivest Corp
Current assignee: Immunivest Corp
Priority date: 2001-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2022-02-13
Also published as: CA2434604C; ATE340360T1; EP1360471A4; CN1491355A; US20050063863A1; BR0207095A; EP1360471B1; JP3766064B2; AU2002243968A2; US7604777B2; US20020109838A1; CA2708573C; CA2708573A1; CA2434604A1; IL156741A0; AU2002243968B2; DE60214827D1; JP2004526955A; EP1360471A1; KR20030074816A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kassette mit einer Kammer zur Aufnahme eines Probenexemplars zur optischen Analyse und findet besondere Anwendung bei einer Kassette, die die Analyse eines kleinen Exemplars einer biologischen Probe ohne Verlust jeglichen Probenexemplars ermöglicht. Die Erfindung ist besonders zur Analyse von Blut unter Verwendung eines Mikroskops oder eines anderen geeigneten Detektors, das bzw. der die Probe in einem magnetischen Feld zur magnetischen Trennung von Target-Komponenten im Exemplar positioniert, ausgeführt.
Hintergrund der Erfindung
Bei der Durchführung einer optischen Analyse an Proben wird die Probe gewöhnlich nach der optischen Analyse entsorgt. Bei seltenen Zellen ist es jedoch oft wünschenswert, die Probe für weitere Tests oder zur Verwendung in weiteren Prozeduren aufzubewahren. Bei gewissen Prozeduren ist es wünschenswert, eine Probe aus einem relativ kleinen Exemplar, einem Bereich von 10–100 ml, auszuwählen, und das Volumen der gegebenenfalls aus solch einem kleinen Exemplar extrahierten Probe ist begrenzt, wodurch es besonders wichtig wird, eine Zerstörung der Probe oder irgendeines Teils davon zu vermeiden. Des Weiteren ist es wichtig, eine Verunreinigung der Probe und Zustände zu vermeiden, die zur Verschlechterung der Probe oder einer Beeinträchtigung der Analyse führen würden.
Eine Probe wird zum Beispiel beeinträchtigt, wenn sie Luftblasen ausgesetzt ist, die nicht nur zu einer Beeinträchtigung der Probe führen, sondern deren Vorhandensein auch die optische Analyse der Probe nachteilig beeinflussen kann.
Es sind zahlreiche Vorrichtungen zur Aufnahme einer Probe zur Analyse erhältlich, es hat jedoch keine Sammelkammer gegeben, die dazu ausgeführt ist, eine kleines Exemplar zur Analyse zu isolieren und die Probe für zusätzliche Tests zu konservieren. Insbesondere hat es keine Sammelvorrichtung gegeben, die das Ausschließen von Luft in Form von Blasen oder in anderen Formen aus der Probenkammer ermöglicht.
Zum Beispiel offenbart die US-PS 5,246,669 eine Probenentnahmevorrichtung zum Sammeln eines kleinen Probenexemplars und zu seinem Vermischen mit einer Testflüssigkeit. In diesem Patent stellt die Vorrichtung eine Aufnahmevorrichtung bereit, die ein kleines Probenexemplar aus einer größeren Menge festen oder halbfesten zu testenden Materials extrahiert. Die Vorrichtung trennt das kleine Probenexemplar von dem Rest und isoliert den Rest, um eine Verunreinigung des kleinen Probenexemplars oder der umgebenden Atmosphäre zu vermeiden. Die Vorrichtung gestattet weder das Wiedergewinnen des Testexemplars oder des Rests noch weist sie irgendeine Vorkehrung zum Ausschließen von Luft in Form von Blasen von der Testflüssigkeit auf.
Kurze Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine neue Kassette nach Anspruch 15 zur Verwendung bei der optischen Analyse von Proben bereit, die eine Testkammer aufweist, welche die Probe für anschließende Prozeduren enthält und eine optische Analyse der Probe ohne Verlust irgendeines wesentlichen Teils davon sowie ein Zurückhalten der Probe in der Kassettentestkammer unter Ausschluss von Luftblasen oder anderen Verunreinigungen ermöglicht. Des Weiteren stellt die Erfindung ein neues Verfahren zum Abdichten einer Kammer nach Anspruch 1 bereit, das ein Präsentieren der Probe in einer Testkammer zur optischen Analyse ohne Gefahr eines Verlusts irgendeines wesentlichen Teils der Probe und ohne Gefahr des Einschließens von Luftblasen oder dass die Probe anderen beeinträchtigenden Zuständen in der Testkammer ausgesetzt ist, ermöglicht. Des Weiteren stellt die Erfindung ein Dichtungssystem nach Anspruch 5 bereit.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung eine Kassette bereit, die in einem Mikroskop oder in einer anderen optischen Erfassungseinrichtung montiert werden kann, das bzw. die Target-Zellen des Probenexemplars in das Beobachtungsfeld der Einrichtung in einer geordneten Anordnung positioniert.
Das Probenexemplar wird zusammen mit einer Pufferlösung in eine Testkammer in der Kassette eingeführt, wobei die jeweiligen Eigenschaften der Probe und der Pufferlösung so sind, dass sie eine die Pufferlösung von der Probe trennende Grenzfläche bilden. Die Probenkammer ist länglich und weist an einem Ende eine Öffnung auf. Vorzugsweise weist die Pufferlösung eine Dichte auf, die kleiner gleich der Dichte des Probenexemplars ist, so dass die Pufferlösung über der Grenzfläche und das Probenexemplar unter der Grenzfläche positioniert wird, wenn die Kammer mit aufrechtem, die Öffnung aufweisenden Ende angeordnet ist. Beim Füllen der Kammer wird gestattet, dass Luft oder andere Verunreinigungen, die weniger dicht sind als die Pufferlösung, durch die Pufferlösung zur Öffnung im oberen Ende der Kammer nach oben gravitieren. Die Kammer ist mit einem Vorraum ausgeführt, der ein Überlaufbehältnis bereitstellt, das sowohl gegen die Testkammer als auch gegen die äußere Umgebung abgedichtet sein kann. Es ist ein Stöpsel zum Abdichten beider Enden des Vorraums vorgesehen, der einen sich über der Grenzfläche in die Pufferlösung erstreckenden Finger aufweist. Wenn der Stöpsel mit der Öffnung der Testkammer in Eingriff gebracht wird, verdrängt der Finger den Puffer in den Vorraum. Der Stöpsel weist eine Primärdichtung, die die Testprobenkammer vom Vorraum verschließt, um ein Entweichen des Puffers aus dem Vorraum zu verhindern, und eine zweite Dichtung, die den äußeren Eingang zum Vorraum verschließt, um ein Entweichen des Puffers aus dem Vorraum zu verhindern. Der Vorraum dient somit als ein Überlaufbehältnis. Die erste Dichtung schließt die Testkammer, nachdem jegliche schädliche Luftblasen in der Kammer in den Vorraum gewandert sind. Danach schließt die zweite Dichtung die Überlaufkammer, um die Pufferlösung zurückzuhalten, so dass sie nicht verloren geht. Wenn der Stöpsel angeordnet ist, gestattet er, dass die Kassette in ihrer Position in der optischen Erfassungsvorrichtung in einer Ausrichtung angeordnet wird, in der die Testkammer so positioniert ist, dass sich die Target-Zellen in einer geeigneten Anordnung im Beobachtungsfeld der Erfassungseinrichtung befinden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Alle Aufgaben der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ausgeführt; in den Zeichnungen zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Erfassungsvorrichtung zur Analyse einer Testflüssigkeit in einer gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Kassette;
2 eine Vorderansicht einer die vorliegende Erfindung darstellenden Kassette mit in seiner Position angeordnetem Stöpsel und mit einem weggebrochenen Teil, um den Eingriff des Stöpsels mit dem Körper der Kassette darzustellen;
3 eine ähnliche Ansicht wie 2, die den aus dem Körper der Kassette entfernten Stöpsel zeigt;
4A und 4B Schnittansichten entlang den Linien 4A-4A bzw. 4B-4B von 3;
5A, 5B und 5C Schnittansichten der Kassette in Ladeposition, die das Zusammenwirken zwischen dem Kassettenkörper und dem Stöpsel darstellen, um die Probe unter Ausschluss von Luft in der Kassette einzuschließen, wobei 5A zeigt, wie der Stöpsel entfernt ist, wobei sich die Probe und der Puffer in Position in der Kammer und im Vorraum befinden; wobei 5B eine ähnliche Ansicht wie 5A ist, die das Eindringen des Fingers des Stöpsel in den Puffer im Vorraum zeigt; und wobei 5C zeigt, wie der Stöpsel in seiner Position angeordnet ist und sowohl die Öffnung zwischen der Kammer und dem Vorraum als auch das obere Ende des Vorraums verschließt;
6 eine perspektivische Ansicht des in den 2–5 gezeigten Stöpsels; und
7 eine vergrößerte fragmentarische Schnittansicht der Kassette, wobei der Stöpsel mit dem Körper der Kassette in Wirkeingriff steht.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Kassette der vorliegenden Erfindung ist besonders zur Verwendung in einer Erfassungsvorrichtung gemäß der Darstellung in der Liberti et al. am 11. Januar 2000 erteilten US-PS 6,013,532 ausgeführt und wird in einer von Nature Biotechnology, Band 17, Dezember 1999. S. 1210–1213 veröffentlichten Schrift mit dem Titel „Optical Tracking and Detection of Immunomagnetically Selected and aligned Cells" von Arjan G.J. Tibbe et al. beschrieben. Die in 1 des Patents schematisch gezeigte Vorrichtung wirkt dahingehend, Target-Entitäten, wie zum Beispiel Zellen, in einem Fluidmedium zur Beobachtung, Analyse oder Handhabung zu fixieren. Die Target-Entitäten sind magnetisch markiert und in einer Testkammer abgelegt, wo sie durch ein magnetisches Feld gehandhabt werden, um die Target-Entitäten in einer Einschicht entlang einer Wand der Testkammer anzuordnen. Eine Diskussion der automatisierten magnetischen Trenntechniken ist in der Gerald J. Dolan et al. am 16. November 1999 erteilten US-PS 5,985,153 und in einer in Cytometry, 43:31–37 (2001) veröffentlichten Schrift mit dem Titel „Cell Analysis System Based on Immunomagnetic Cell Selection and Alignment Followed By Immunofluorescent Analysis Using Compact Disk Technologies" von Arjan G.J. Tibbe et al. enthalten.
Auf 1 Bezug nehmend, wird bei 21 eine die Erfindung darstellende Kassette gezeigt, die in einem Behälter 20 angebracht ist, der ein Paar entgegengesetzter Pole 22 und 23 aufweist, zwischen denen ein Spalt ausgebildet ist. Bei der dargestellten Erfassungsvorrichtung ist der Behälter 20 horizontal im Weg des optischen Systems der Vorrichtung mit dem Spalt nach oben positioniert, jedoch kann der Behälter für andere Anwendungen auch vertikal positioniert sein. In 1 verjüngen sich die Unterseiten der Pole 22 und 23 zum Spalt, so dass das an die Kammer angelegte Magnetfeld nicht gleichförmig ist und einen im Wesentlichen vertikalen Gradienteneffekt aufweist, der zum Spalt quer zur Längsachse der Kassette 21 gerichtet ist, um magnetisch empfindliche Teilchen in der Kammer zur Wand der Kassette zu drängen, die im Wesentlichen koplanar zum Spalt verläuft. Die Target-Entitäten werden in einer geordneten Einschicht an der Innenfläche der Testkammer gesammelt, und ein automatisiertes Beobachtungssystem kann dazu konfiguriert sein, eine Relativbewegung zwischen der Kassette und den Lichtauffangelementen des Beobachtungssystems bereitzustellen, um die gesammelten Target-Entitäten zur automatisierten Spezifizierung zu verfolgen, die eine Spektralanalyse von durch die gesammelten Targets emittiertem, absorbiertem oder gesteuertem Licht beinhalten kann.
Das in 1 schematisch gezeigte System umfasst optische Verfolgungsstrahlanalysekomponenten 30 ähnlich jenen, die zum Lesen von Compact Disks, die in der Ton- und Datenspeicherungstechnik bekannt sind, eingesetzt werden. Kurz gefasst, ein Paar von Laserdioden erzeugt parallele Lichtstrahle 31 und 32. Ein Strahl wird durch das Analysesystem zum Lokalisieren und Verfolgen von Linien der Target-Entitäten eingesetzt. Der andere Strahl wird zur Erfassung des Vorhandenseins von Target-Entitäten neben einer lokalisierten Linie verwendet. Durch eine mechanische Translationseinheit 35 mit einer Öffnung 34 wird eine Relativbewegung zwischen der Kassette 21 und den optischen Elementen des Analysesystems bereitgestellt. Ein (nicht gezeigter) Mikroprozessor gewährleistet die Koordination der Funktionen des Analysesystems. Der Verfolgungsstrahl 31, der durch einen dichroitischen Spiegel 36 durch die Öffnung 34 reflektiert wird, wird durch eine Objektivlinse 371 auf die Oberseite der Kassette 21 fokussiert. Der Erfassungsstrahl 32 wird durch den dichroitischen Spiegel 37 durch die dichroitische Linse 36 und die Objektivlinse 371 reflektiert.
Durch die Verfolgungslinien und die Target-Entitäten reflektiertes Licht wird durch die dichroitischen Spiegel 36 und 37 zu einem Fotodetektor 39 reflektiert, wie bei 38 gezeigt. Der Detektor 39 erzeugt ein Datensignal, das dem Mikroprozessor für die Einheit 35 zugeführt wird, wie in der oben erwähnten US-PS 5,985,153 ausführlicher beschrieben, um die Translation der Einheit 35 zu steuern und die von dem Detektor 39 gelieferten Daten zu verarbeiten.
Die Kassette 21 kann auch in anderen Erfassungsvorrichtungen verwendet werden, wie zum Beispiel einem Mikroskop, wie in der oben erwähnten US-PS 6,013,532 beschrieben, in der die Plattform dazu ausgeführt ist, die Behälter 20 aufzunehmen, um die Fläche der Kassette im Lichtweg des Mikroskops zu positionieren. Wie oben erwähnt, kann die Ausrichtung der Testkammer horizontal oder vertikal sein oder in einem beliebigen Winkel, der durch die Geräte der Erfassungsvorrichtung bestimmt wird, vorliegen.
Wenn die Kassette 21 wie in 1 gezeigt ausgerichtet ist, weist sie einen gewölbten Körperteil 51 mit nach außen ragenden Gleitschienen 52 und 53 auf einander gegenüberliegenden Seiten davon auf. Die Gleitschienen 52 und 53 sind dazu ausgeführt, so in die Führungsbahn 54 im Behälter zu gleiten, dass der gewölbte Körperteil der Kassette unter den Unterseiten der Pole 22 und 23 liegt. Zwischen den Seiten der Führungsbahn 54 weist der Behälter einen Schlitz oder eine Öffnung 56 auf, der bzw. die einen optischen Weg durch den Boden des Behälters bildet. Der optische Weg liegt in Deckung mit der Längsmittellinie der Kassette, wenn die Kassette in Position im Behälter 20 eingesetzt ist. Die Kassette weist einen Griffteil 61 auf, der das Einsetzen und Herausnehmen der Kassette in den Behälter und aus ihm heraus ermöglicht. Die Kassette ist aus einem nichtmagnetischen inerten Material, wie zum Beispiel Polycarbonat, Polystyrol oder Acryl, ohne fluoreszierende Additive hergestellt und so ausgebildet, dass sie eine starre Kammer bereitstellt, die in den optischen Weg des optischen Analysesystems und daraus heraus gehandhabt werden kann. Die Kassette weist oben an der Kuppel 51 eine flache Stegfläche 62 auf, und der Körper des Behälters stellt eine unter der Stegfläche 62 liegende Testkammer 63 bereit. Wenn die Testkammer 63 im Behälter 20 positioniert ist, ist sie auf die Öffnung 56 des Behälters entlang dem Lichtweg der Erfassungsvorrichtung, in dem der Behälter 20 montiert ist, ausgerichtet, und dazu ist die Stegfläche 62 optisch durchsichtig, um eine analytische Sichtfläche zu bieten.
Im vorliegenden Fall ist die Testkammer 63 an ihrem distalen Ende vom Griff 61 entfernt geschlossen und weist am proximalen Ende neben dem Griff 61 eine Einlassöffnung 65 auf. Der Einlass 65 ist in der Mitte der Endwand der Testkammer 63 am proximalen Ende positioniert, so dass sich die Einlassöffnung 65 am obersten Teil der Kammer 63 befindet, wenn die Kassette vertikal zum Füllen angeordnet ist. Der Körper der Kassette stellt eine Vorraumkammer 66 bereit, die an ihrem Eingangsende eine vergrößerte Mündung 67 aufweist. Die Vorraumkammer 66 steht über die Einlassöffnung 65 mit der Testkammer 63 in Verbindung. Zwischen der Mündung 67 und dem Einlass 65 stellt der Vorraum 66 ein Überlaufbehältnis bereit, das im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. Die Testkammer 63 ist so ausgeführt, dass sie durch einen Stößel 71 mit einem Finger 72 verschlossen werden kann, der zum abdichtenden Eingriff im Einlass 65 der Testkammer 63 ausgeführt ist. Rückwärtig des Fingers 72 weist der Stöpsel einen gerippten Schaft 73 auf, der in einen Stopfen 74 abschließt, welcher zum abdichtenden Eingriff in der Mündung 67, wenn der Stöpsel ganz durch den Vorraum 66 eingeführt ist, ausgeführt ist. Wenn der Stopfen 74 ganz eingeführt ist, verschließt der Stopfen 74 das proximale Ende des Vorraums 66. Hinter dem Stopfen 74 weist der Stöpsel einen Handgriff 75 und nach innen ragende Klemmen 76, 76 auf, die Halteelemente 77, 77 im Griff 61 der Kassette hintergreifen.
Der den Finger 72 enthaltende vorragende Teil des Stöpsels und der Stopfen 74 umfassen ein elastomeres Material, wie zum Beispiel thermoplastisches Elastomer (DYNAFLEX^®) oder ein anderes elastomeres Material, das Dichtungen mit dem Einlass 65 bzw. der Mündung 67 bilden kann. Vorzugsweise liegt der Durometer-Wert des elastomeren Materials in einem Bereich von 60–90. Der Handgriff 75 des Stöpsels und die Klemmen 76 sind aus einem halbstarren, elastischen Kunststoffmaterial, wie zum Beispiel Polycarbonat, Polystyrol oder Acryl, hergestellt, so dass durch Verdrehen des Handgriffes um die Achse des Stöpsels die Klemmen 76, 76 durchgebogen werden, um aus ihrem Eingriff mit den Haltern 77, 77 auszurücken. Der Handgriff 75 des Stopfens 60 ist in den Griff 62 geschachtelt und wird durch die hinter die Klemmen 77 einrastenden Klemmen 76 ausrückbar in der verschachtelten Position gehalten, wie in 5C gezeigt. Für eine leichtere Betätigung kann der dargestellte elastische Überlauf-Ohrverschluss des Griffes durch andere Verschlüsse, wie zum Beispiel einen Schraubkappenverschluss, ersetzt werden.
Wie in den 1–4A gezeigt, ist die Kassette, wenn sie sich in dem dargestellten optischen Analysesystem befindet, mit ihrer Längsachse horizontal angeordnet, so dass der flache Stegbereich 62 der Testkammer 63 im Beobachtungsfeld der Erfassungsvorrichtung angeordnet ist. Beim Füllen der Testkammer 63 wird die Kassette mit aufrechter Längsachse angeordnet, wobei der Vorraum 66 über der Testkammer 63 angeordnet ist. Wie in den 5A–5C gezeigt, wird eine Testflüssigkeit 81 zusammen mit einer Pufferlösung 82 in die Testkammer 63 eingeführt. Die Pufferlösung weist eine Dichte auf, die kleiner gleich der Dichte der Testflüssigkeit ist, so dass zwischen den beiden Lösungen bei 83 eine flüssige Grenzfläche vorliegt. Das Volumen der Pufferlösung reicht dazu aus, die Testkammer 63 vollständig zu füllen. Der Füllvorgang schließt Luft aus der Testkammer 63 aus, und jegliche in der Pufferlösung verbleibende Luftblasen gravitieren durch den Einlass 65 in den Vorraum 66 nach oben. Auf einer Seite, der Oberseite der Grenzfläche 83, füllt die Pufferlösung die Kammer 63, und auf der anderen Seite, der Unterseite der Grenzfläche 83, erstreckt sich die Testlösung zum geschlossenen Boden der Testkammer. Wie in 5A gezeigt, weist die in die Testkammer eingeleitete Pufferlösung eine Oberflächenhöhe 86, im vorliegenden Fall im Vorraum 66 neben dem Einlass 65, auf.
Die Ausführung und die Anordnung der Kammer gewährleisten, dass Luftblasen aus der Testkammer ausgeschlossen werden und ein Druckaufbau in der Einheit vermieden wird. Wie in den 5A–C gezeigt, verdrängt der Finger 72 die Pufferlösung und bewirkt einen Anstieg der Oberfläche der Pufferlösung im Vorraum, bis der Finger 72 den Einlass 65 berührt, wenn der Stopfen 60 im Vorraum 66 eingesetzt wird. Wie gezeigt, weist der Einlass 65 eine aufkelchende Mündung 88 und eine zylindrische Kanalmündung 89 unterhalb der aufkelchenden Mündung auf. An dieser Stelle wird die Oberfläche der Pufferlösung auf eine erhöhte Fülllinie 87 (5C) nach oben geschoben. Durch eine weitere Bewegung des Stöpsels nach unten wird bewirkt, dass die Spitze des Fingers 72 in den Kanal 89 des Einlasses 65 eindringt. Wenn der Finger 72 den zylindrischen Kanal 89 in Eingriff nimmt, bewirkt der Finger eine erste Dichtung, die die Verbindung zwischen der Testkammer 63 und dem Vorraum 66 schließt. Durch weiteres Eindringen des Fingers 72 in den zylindrischen Teil des zylindrischen Kanals 89 des Einlasses 65 wird die Dichtung vervollständigt. Da die Spitze des Fingers 72 den zylindrischen Kanal 89 schließt und im vorliegenden Fall der Innendurchmesser des Kanals 89 des Einlasses 65 kleiner ist als die Innenabmessungen der Kammer 63, so dass das Pufferlösungsvolumen im Kanal minimal ist, erhöht der Eingriff des Fingers 72 in den Kanal 89 bei Bewirkung der ersten Dichtung den Druck in der Testkammer 63 nicht wesentlich. Der Vorraum bleibt oben offen, bis der Stopfen 74 in die Mündung 67 eintritt, wodurch der Vorraum auf Umgebungsdruck bleiben kann.
Die Ausführung der vorliegenden Erfindung kann für irgendeine Analysekammer verwendet werden, ist aber insbesondere für Analysekammern zum Testen von extrem kleinen Probenexemplaren mit einem Volumen von weniger als 1 ml geschaffen worden. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt die Breite der Kammer 63 unter dem Stegbereich 62 unter Bezugnahme auf 4B ca. 3 mm, und die Höhe beträgt ca. 4 mm, wodurch eine Querschnittsfläche in einem Bereich von 10 bis 14 Quadratmillimeter bereitgestellt wird. Die Länge beträgt ca. 30 mm. Das Volumen der Kammer 63 sollte in einem Bereich zwischen 22 μl und 675 μl, vorzugsweise bei mindestens 315 μl, liegen. Der Durchmesser des Einlasses 65 liegt in einem Bereich zwischen 0,0381 mm und 3,18 mm und beträgt vorzugsweise 2,35 mm, wodurch ein Strömungsquerschnitt von ca. 10 Quadratmillimetern geliefert wird. Hinter dem Einlass 65 kelcht der Vorraum aus, in diesem Fall auf einen Durchmesser von 4,23 mm, und erstreckt sich ca. 14 mm zur Mündung 67, die in diesem Fall eine Breite von 6,3 mm aufweist. Wenn der Stopfen ganz eingesetzt ist, beträgt das Volumen des Vorraums 66 vorzugsweise mindestens 95 μl. Die Breite der Testkammer an der oberen Wand ist etwas größer als der Durchmesser des Kanals 89 des Einlasses 65. Obgleich dies in den Figuren nicht gezeigt wird, sind die Ecken um den Umfang der oberen Wand herum abgebrochen oder abgeschrägt, um ein Einschließen etwaiger Luftblasen, die durch die Kammer 63 nach oben gravitieren, zu vermeiden. Die Abschrägung verläuft vorzugsweise in einem Winkel zwischen 2° und 30° zur Längsachse der Kammer 63 und des Einlasses 65.
Durch weiteres Verschieben des Stöpsels 60 kann der Stopfen 74 am proximalen Ende des Schafts 73 die Mündung 67 des Vorraums in Eingriff nehmen und eine zweite Dichtung bewirken, die das obere Ende des Vorraums verschließt. Wie in den 6 und 7 gezeigt, handelt es sich bei dem Stopfen 74 um einen rechteckigen Block, der mit der Mündung 67 zusammenpasst, die in Form einer Hülse mit einer komplementären rechteckigen Form vorliegt, zusammenpasst. Der Block 74 ist aus dem gleichen Kunststoffmaterial wie der Finger 72 mit ausreichender Elastizität, um eine gute Dichtung mit der Hülse 67 zu bewirken, wenn er in Eingriff steht, wie in 5C gezeigt. Die Verschiebung des Stopfens 74 in der Hülse 67 erhöht nicht wesentlich den Luftdruck über der Fülllinie 87.
Der Abstand zwischen dem oberen Ende des zylindrischen Kanals 89 des Einlasses 65 und dem Unterteil der die Mündung 67 bildenden Hülse ist kleiner als der Abstand zwischen der Spitze des Fingers 72 und dem Unterteil des Stopfens 74, so dass gewährleistet wird, dass der Finger in den Kanal 89 eintritt, bevor der Stopfen 74 auf dem Unterteil der Hülse 67 aufsetzt. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, dass jeglicher wesentliche Druckaufbau im Vorraum 66 vermieden wird. Es sei darauf hingewiesen, dass der Schaft 73 Rippen 91 aufweist, die um ihn herum so beabstandet sind, dass der Raum zwischen den Rippen einen angemessenen Raum zur Aufnahme der Pufferlösung bietet, die während des Eindringens des Fingers in den zylindrischen Teil 89 des Einlasses verdrängt wird. Die Elastizität des den Stöpsel bildenden Kunststoffes reicht dazu aus, den Klemmen 76 zu ermöglichen, außer Eingriff mit dem Halteelement 77 durchgebogen zu werden, um den Stöpsel 60 zu entfernen, indem der Handgriff 75 einfach um die Längsachse der Kassette verdreht wird.
Wenn die Klemmen das Halteelement 77 in Eingriff nehmen, um den Stöpsel in seiner Position zu halten, wird Luft im Vorraum 66 zwischen der ersten und der zweiten Dichtung eingeschlossen, und die Kassette kann gehandhabt werden, ohne dass man Gefahr läuft, dass Luftblasen oder dergleichen die optische Analyse der Flüssigkeit in der Testkammer 63 stören. Nach dem Füllen kann die Kassette so neu ausgerichtet werden, dass ihre Längsachse zur Analyse in der Erfassungsvorrichtung horizontal verläuft, wie oben beschrieben und in den 1–4 dargestellt, da die Testkammer 63 vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist. Sie kann je nach Bedarf durch die von dem Analytiker gewählte Erfassungsvorrichtung auch in anderen Ausrichtungen angeordnet werden. Jegliche mit der Testflüssigkeit 81 in Berührung stehende Pufferlösung 82 wird in der Kassette entweder in der Testkammer 63 oder im Vorraum 66 zurückgehalten, und es besteht kaum Gefahr, dass irgendein wesentlicher Teil der Testflüssigkeit verloren geht. Die in der Kassette beim Füllvorgang über der Testflüssigkeit liegende Pufferlösung gewährleistet, dass die Testflüssigkeit nur minimal Luft ausgesetzt ist und dass die Gefahr einer Beeinträchtigung oder Verunreinigung der Testflüssigkeit verringert wird.

Claims

Verfahren zur Abdichtung einer Kammer zum Ausschließen eines Lufteinschlusses in einer Testflüssigkeit (81), das Folgendes umfasst: (a) Bereitstellen einer analytischen Kammer mit einer Testkammer (63) und einem Überlaufbehältnis; (b) Füllen der analytischen Kammer bis zu einer Fülllinie (87), so dass die Testkammer (63) vollständig mit Flüssigkeit gefüllt wird; (c) Bereitstellen eines Stöpsels (60) mit einem Primärdichtungselement (72) neben seinem distalen Ende und einem Sekundärdichtungselement (74) neben seinem proximalen Ende; (d) Einführen des distalen Endes des Stöpsels (60) in und durch das Überlaufbehältnis, um das Primärdichtungselement (72) zwischen der Testkammer (63) und dem Überlaufbehältnis anzuordnen; (e) Zurückhalten jeglicher bei Einführen des distalen Endes des Stöpsels (60) in und durch das Überlaufbehältnis in das Überlaufbehältnis verdrängten Flüssigkeit, um das Primärdichtungselement (72) zwischen der Testkammer (63) und dem Überlaufbehältnis anzuordnen; und (f) Abdichten des Überlaufbehältnisses mit dem Sekundärdichtungselement (74), um Entleeren des Überlaufbehältnisses und Aufsprengen der durch das Primärdichtungselement (72) erzeugten Dichtung auszuschließen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (b) des Füllens der Kammer mit Flüssigkeit Folgendes umfasst: (i) Einführen einer Testflüssigkeit (81) in die Kammer mit einem ausreichenden Volumen zum Füllen der Testkammer (63) auf eine Höhe unter der Fülllinie (87); (ii) Einführen einer Pufferlösung (82) mit einer anderen Dichte als die der Testflüssigkeit (81) in die Kammer, wobei das kombinierte Volumen der Testflüssigkeit (81) und der Pufferlösung (82) dazu ausreicht, die Oberfläche der kombinierten Flüssigkeiten zur Fülllinie (87) zu bringen; wobei die Testflüssigkeit (81) und die Pufferlösung (82) eine Flüssigkeitsgrenzfläche (83) in der Testkammer (63) mit Pufferlösung (82) auf einer Seite und Testflüssigkeit (81) auf der anderen Seite bereitstellen; und der Einführschritt (d) Pufferlösung (82) von der einen Seite der Flüssigkeitsgrenzfläche (83) in das Überlaufbehältnis verdrängt, wodurch sämtliche Testflüssigkeit (81) in der Testkammer (63) zurückgehalten und Luft aus der Testkammer (63) ausgeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem sich das Überlaufbehältnis über der Testkammer (63) befindet und die Pufferlösung (82) eine Dichte aufweist, die nicht größer ist als die Dichte der Testflüssigkeit (81).
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Überlaufbehältnis durch einen Einlass (65) neben der Fülllinie (87) und über der Flüssigkeitsgrenzfläche (83) beabstandet mit der Testkammer (63) verbunden und durch Anordnen des Primärdichtungselements (72) gegen die Testkammer (63) abgedichtet wird.
Dichtungssystem zum Abdichten einer Testkammer (63) zum Ausschließen von Lufteinschluss in einer in die Kammer eingeleiteten Testflüssigkeit (81), wobei das System Folgendes umfasst: a) eine Testkammer (63) mit einer Längsachse, die zur vertikalen Anordnung bei Einleiten von Flüssigkeit dort hinein ausgeführt ist, und mit einem Vorraum (66) über der Testkammer (63), einem Einlass (65) zwischen der Testkammer (63) und dem Vorraum (66) und einer sich neben dem Einlass (65) befindenden Fülllinie (87), wobei die Fülllinie (87) durch die in die Testkammer (63) eingeleitete Flüssigkeitsoberfläche bestimmt wird; b) einen Stöpsel (60) mit einem Primärdichtungselement (72), das zur abdichtenden Anordnung in dem Einlass (65) und zum Schließen desselben ausgeführt ist, wobei der Stöpsel (60) ein distales Ende aufweist, das zum Eintreten in den Einlass (65) der Testkammer (63) unter der Fülllinie (87) vor Schließen des Einlasses (65) durch das Primärdichtungselement (72) ausgeführt ist, wobei das distale Ende eine Dicke aufweist, die dazu ausreicht, Flüssigkeit nach oben durch den Einlass (65) zu verdrängen und die Oberfläche der Flüssigkeit in dem Vorraum (66) vor dem Schließen des Einlasses (65) durch das Primärdichtungselement (72) zu positionieren, wobei das Primärdichtungselement (72) bei seiner Anordnung in dem Einlass (65) einen Lufteinschluss in der Kammer ausschließt; c) wobei der Vorraum (66) ein Volumen zum Bilden eines Überlaufbehältnisses zur Aufnahme eines bei Anordnung des Primärdichtungselements (72) verdrängten Flüssigkeitsvolumens aufweist; und d) der Stöpsel (60) ein von dem Primärdichtungselement (72) in dem Vorraum (66) abgesetztes Sekundärdichtungselement (74) aufweist, wobei das Primär- und das Sekundärdichtungselement (72, 74) dazwischen das Überlaufbehältnis definieren, wobei das Sekundärdichtungselement (74) ein Wandern jeglicher Überlaufflüssigkeit am Sekundärdichtungselement (74) vorbei aus dem System heraus ausschließt.
System nach Anspruch 5, bei dem die Testkammer (63) durch die obere Wand der Testkammer (63) von dem Vorraum (66) getrennt ist und bei dem der Einlass (65) in der oberen Wand angeordnet ist.
System nach Anspruch 6, bei dem der Stöpsel (60) einen Schaft (73) aufweist, der dazu ausgeführt ist, sich durch den Vorraum (66) zu erstrecken, mit einem distalen Ende, das dazu ausgeführt ist, sich durch den Einlass (65) der Testkammer (63) zu erstrecken, und einem proximalen Ende, das dazu ausgeführt ist, über dem Vorraum (66) angeordnet zu werden, wobei das Primärdichtungselement (72) an dem Schaft (73) neben dem distalen Ende und das Sekundärdichtungselement (74) an dem Schaft (73) neben dem proximalen Ende angeordnet ist.
System nach Anspruch 7, bei dem der Einlass (65) einen sich verjüngenden Durchgang, der in einem zylindrischen Kanal (89) endet, welcher einen Sitz für das Primärdichtungselement (72) bereitstellt, und eine sich nach oben öffnende Mündung (67), die einen Sitz für das Sekundärdichtungselement (74) bereitstellt, umfasst, wobei das Primärdichtungselement (72) am distalen Ende des Schafts (73) einen Finger (72) umfasst, der dazu ausgeführt ist, sich durch den sich verjüngenden Durchgang in den zylindrischen Kanal (89) zu erstrecken, um den Einlass abzudichten, und wobei das Sekundärdichtungselement (74) einen Stopfen (74) umfasst, der dazu ausgeführt ist, die offene Mündung (67) abdichtend in Eingriff zu nehmen.
System nach Anspruch 8, bei dem der zylindrische Kanal (89) mittig in der oberen Wand der Testkammer (63) angeordnet ist und einen Innendurchmesser aufweist, der wesentlich kleiner ist als die Innenabmessungen der Testkammer (63).
System nach Anspruch 8 oder 9, bei dem der Abstand zwischen dem distalen Ende des Fingers (72) und dem Stopfen (74) größer ist als der Abstand zwischen dem zylindrischen Kanal (89) und der Mündung (67), wobei der Finger (72) die Dichtung des Primärdichtungselements (72) vervollständigt, bevor der Stopfen (74) die Dichtung des Sekundärdichtungselements (74) realisiert.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem es sich bei der Mündung (67) um eine Hülse und bei dem Stopfen (74) um einen zur Hülse komplementären Block handelt.
System nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem der Schaft (73) sich zwischen dem Finger (72) und dem Stopfen (74) erstreckende Rippen (91) aufweist.
System nach einem der Ansprüche 5 bis 12, bei dem die Testkammer (63) Längsseitenwände aus transparentem Kunststoffmaterial ohne fluoreszierende Additive aufweist, um eine optische Analyse der in die Testkammer (63) eingeleiteten Flüssigkeit zu ermöglichen.
System nach Anspruch 13, bei dem mindestens eine der Längsseitenwände der Testkammer (63) flach ist.
Kassette (21), die eine Testkammer (63) zur Verwendung in einer Vorrichtung zur Durchführung einer optischen Analyse von flüssigen Proben durch optische Beobachtung enthält, wobei die Vorrichtung ein Behältnis (20) zur Aufnahme der Kassette (21) und Positionierung der Testkammer (63) der Kassette (21) in einem Beobachtungsfeld der Vorrichtung zur Ermöglichung von Analyse der Flüssigkeit in der Testkammer (63) aufweist, wobei die Vorrichtung mindestens zwei magnetische Pole (22, 23) aufweist, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Behältnisses (20) positioniert sind, um an die Kassette (21) ein magnetisches Feld anzulegen, wobei die Kassette (21) Folgendes umfasst: (i) einen Körper aus transparentem Kunststoff, der dazu ausgeführt ist, in das Behältnis (20) der Vorrichtung zwischen den magnetischen Polen (22, 23) verschiebbar in Eingriff genommen zu werden, um die Testkammer (63) in dem magnetischen Feld der Pole (22, 23) zu positionieren, wobei der Körper einen gewölbten Querschnitt (51) mit einem flachen Stegbereich (62) aufweist, der dazu ausgeführt ist, in dem Beobachtungsfeld der Vorrichtung positioniert zu werden; (ii) eine Testkammer (63), die unter dem flachen Stegbereich (62) liegt und eine Längsachse aufweist, die dazu ausgeführt ist, bei Einleiten von Flüssigkeit dort hinein vertikal angeordnet zu werden, und mit einem Vorraum (66) über der Testkammer (63), einem Einlass (65) zwischen der Testkammer (63) und dem Vorraum (66) und einer sich neben dem Einlass (65) befindenden Fülllinie (87), wobei die Fülllinie (87) durch die in die Testkammer (63) eingeleitete Flüssigkeitsoberfläche bestimmt wird; iii) einen Stöpsel (60) mit einem Primärdichtungselement (72), das zur abdichtenden Anordnung in dem Einlass (65) und zum Schließen desselben ausgeführt ist, wobei der Stöpsel (60) ein distales Ende aufweist, das zum Eintreten in den Einlass (65) der Testkammer (63) unter der Fülllinie (87) vor Schließen des Einlasses (65) durch das Primärdichtungselement (72) ausgeführt ist, wobei das distale Ende eine Dicke aufweist, die dazu ausreicht, Flüssigkeit nach oben durch den Einlass (65) zu verdrängen und die Oberfläche der Flüssigkeit in dem Vorraum (66) vor dem Schließen des Einlasses (65) durch das Primärdichtungselement (72) zu positionieren, wobei das Primärdichtungselement (72) bei seiner Anordnung in dem Einlass (65) einen Lufteinschluss in der Testkammer (63) ausschließt; wobei der Vorraum (66) ein Volumen zum Bilden eines Überlaufbehältnisses zur Aufnahme eines bei Anordnung des Primärdichtungselements (72) verdrängten Flüssigkeitsvolumens aufweist; und der Stöpsel (60) ein von dem Primärdichtungselement (72) in dem Vorraum (66) abgesetztes Sekundärdichtungselement (74) aufweist, wobei das Primär- und das Sekundärdichtungselement (72, 74) dazwischen das Überlaufbehältnis definieren, wobei das Sekundärdichtungselement (74) ein Wandern jeglicher Überlaufflüssigkeit am Sekundärdichtungselement (74) vorbei aus der Kassette (21) heraus ausschließt.
Kassette nach Anspruch 15, bei der die Testkammer (63) ein Volumen von mindestens 315 μl und der Vorraum (66) ein Volumen von mindestens 95 μl aufweist, wenn das Primärdichtungselement (72) in dem Einlass (65) angeordnet ist und das Sekundärdichtungselement (74) ein Wandern jeglicher Überlaufflüssigkeit am Sekundärdichtungselement (74) vorbei ausschließt.
Kassette nach Anspruch 15 oder 16, bei dem die Testkammer (63) ein Volumen in einem Bereich von 22 μl bis 675 μl aufweist.
Kassette nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei der die Testkammer (63) eine Querschnittsfläche in einem Bereich von 10 bis 14 Quadratmillimeter und der Einlass (65) einen Durchmesser von 2,35 mm aufweist.