DE69808071T2

DE69808071T2 - Nachweistest unter benutzung von magnetteilchen

Info

Publication number: DE69808071T2
Application number: DE69808071T
Authority: DE
Inventors: Patricia Connolly
Original assignee: Byk Gulden Italia SpA
Current assignee: Takeda Italia SpA
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2018-04-21
Also published as: EP0975974A1; EP0872736A1; JP2002511926A; ATE224544T1; DE69808071D1; ES2184260T3; WO1998048282A1; DK0975974T3; EP0975974B1; US6235491B1; JP3693680B2; PT975974E

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Assay zum Nachweis der Gegenwart eines Analyten oder zur Bestimmung eines biologischen oder medizinischen Parameters und ein Kit für einen derartigen Assay.
Bei der Behandlung eines Patienten entnimmt der Arzt häufig Proben von Körperflüssigkeiten, die dann einem Labor zur Analyse zugeschickt werden. Dabei kommt es unweigerlich zu einer gewissen Verzögerung bei der Verarbeitung der Probe. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Proben zur Untersuchung an ein separates Labor geschickt werden müssen. Selbst in Krankenhäusern kann es oft Stunden dauern, bis dem Arzt die Ergebnisse mitgeteilt werden. Dementsprechend beginnt der Arzt häufig mit der Behandlung eines Patienten, ohne die Ergebnisse einer beantragten Untersuchung zu kennen.
Wenn der Patient ernsthaft erkrankt ist, ist es durchaus denkbar, daß die bei der Untersuchung von Proben entstehende Verzögerung das Wohlergehen des Patienten gefährdet.
Ein denkbarer Weg zur Lösung dieses Problems bestünde darin, daß der für einen bestimmten Patienten zuständige Arzt die Untersuchung selbst vornimmt, ohne die Proben an ein Labor zu verschicken. Die Untersuchung von Proben ist jedoch häufig ein kompliziertes Unterfangen, das von qualifiziertem Personal durchgeführt werden muß, wenn die Ergebnisse zuverlässig sein und damit für den Arzt einen realen Nutzen haben sollen.
Daher besteht in der Technik Bedarf an Assays, die von einem Anwender schnell und zuverlässig durchgeführt werden können, insbesondere für von Patienten erhaltene Proben.
Die GB-A-2,284,890 betrifft einen Analytsensor, in dem ein Analyt detektiert wird, indem er mit einem Enzym oder einer katalytisch wirksamen Spezies an oder sehr nahe bei einer mit Polymer überzogenen Elektrode umgesetzt wird. Das Enzym bzw. die katalytisch wirksame Spezies bewirkt direkt oder indirekt eine Reaktion mit der Polymerschicht, bei der die Polymerschicht porös wird, wodurch eine meßbare Änderung der elektrischen Eigenschaften an der Elektrodenoberfläche verursacht wird. Nach einer Ausführungsform ist das Polymer pH- empfindlich und die Reaktionen verursachen eine Änderung des pH-Werts.
Die WO 89/10788 betrifft ein Verfahren zur Messung der Gerinnselbildungszeiten, Gerinnselauflösungszeit oder Gerinnungsparameter durch Überwachung der Bewegung von magnetischen Teilchen in der zu untersuchenden Probe, bei dem die Bewegung durch ein Magnetfeld induziert wird.
Die WO 94/19690 betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Affinitätsassays, bei dem man die Reaktion eines oszillierenden Felds auf magnetische Teilchen überwacht und dadurch die Analytkonzentration bestimmt.
In der WO 95/06868 wird ebenfalls ein Koagulationsassay mit oszillierenden Teilchen beschrieben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Untersuchung von Proben, insbesondere Patientenproben. Vorteilhaft ist bei diesem Verfahren u. a., daß man bei dem Assay Vollblut verwenden kann und eine vorgeschaltete Trennung von Blutkomponenten daher entfällt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist automatisierbar und liefert rasch die Untersuchungsergebnisse und somit eine frühe und schnelle Diagnose des Zustands eines Patienten. Das Verfahren ist einfach und erfordert daher nur minimale Anwenderfähigkeiten. Darüber hinaus können die zur Automatisierung des Verfahrens notwendigen Einrichtungen leicht erhältlich sein, so daß das Verfahren ökonomisch sein wird.
Ganz allgemein stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Durchführung eines Assays mit einer pH- Änderung als Endpunkt bereit.
Eine erste Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bildet ein Assay zum Nachweis der Gegenwart eines Analyten oder zur Bestimmung eines biologischen oder medizinischen Parameters, bei dem man:
ein mit magnetischen Teilchen beladenes pH- empfindliches Material mit einer Assaykomponente versetzt, wobei die Assaykomponente eine Änderung des pH-Werts bewirkt, die eine Funktion des zu bestimmenden Parameters ist;
auf die magnetischen Teilchen ein oszillierendes Magnetfeld einwirken läßt und
den Effekt des Magnetfelds auf die magnetischen Teilchen mißt.
Die Bestimmung der Gegenwart des Analyten bzw. des Parameters erfolgt mittels Analyse der Reaktion der magnetischen Teilchen auf das Magnetfeld.
Es versteht sich, daß sich das pH-Material als Funktion des Analysen oder Parameters verändert, was zu einer Änderung der Bewegung der magnetischen Teilchen in dem oszillierenden Magnetfeld führt.
Bei der Probe kann es sich um eine wäßrige Probe, Vollblut, Serum, Plasma, Urin oder Speichel handeln.
Eine zweite Ausgestaltung der Erfindung bildet ein Verfahren zur Durchführung eines Assays zum Nachweis der Gegenwart eines Analyten, bei dem man:
eine auf die Gegenwart eines Analyten zu untersuchende Probe mit einer reaktiven Spezies in Berührung bringt, wobei der Analyt mit der reaktiven Spezies reagiert, was zu einer Änderung des pH-Werts führt;
direkt oder indirekt eine Reaktion mit einem mit magnetischen Teilchen beladenen pH-empfindlichen Material bewirkt;
an die magnetischen Teilchen ein Magnetfeld anlegt;
eine Reaktion der magnetischen Teilchen auf das Magnetfeld überwacht und
durch Analyse der Reaktion der magnetischen Teilchen die Analytmenge in der Probe bestimmt.
Die Änderung des pH-Werts ist eine Funktion der Gegenwart des Analyten.
Aus der Wechselwirkung des Analyten mit der reaktiven Spezies ergibt sich eine Assaykomponente, welche zu einer pH-Änderung führt.
Der Analyt und die reaktive Spezies wechselwirken derart unter Bildung einer Assaykomponente, daß die pH- Änderung eine Funktion der Gegenwart des Analyten ist. Diese Funktion kann eine qualitative oder quantitative Bestimmung der in der Probe vorliegenden Analytmenge ermöglichen.
Bei dem Assay werden vorzugsweise Bindungspaare verwendet. Als Beispiele für gängige Bindungspaare seien genannt: Avidin/Biotin, Antikörper/Antigen, Haptene und Nucleinsäure (DNA und RNA). Bei Verwendung von Antikörper/Antigen als Bindungspaar wird der Assay im allgemeinen als Immunoassay bezeichnet. Andere biologische Substanzen, die zur molekularen Erkennung befähigt sind, sind Lectine für Saccharide, Hormonrezeptoren für Hormone und Arzneistoffrezeptoren für Arzneistoffe und aktive Arzneistoffmetabolite.
Vorzugsweise verwendet man das Verfahren zur Durchführung eines Immunoassays.
Eine dritte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bildet ein Enzymimmunoassay, bei dem der durch die Enzymreaktion produzierte pH-Wert eine Funktion der Analytmenge ist und man die Freisetzung von magnetischen Teilchen aus einem pH-empfindlichen Material detektiert.
Da zahlreiche Enzymreaktionen mit Änderungen des pH- Werts einhergehen, stellt die vorliegende Erfindung einen flexiblen Assay mit breiter Anwendbarkeit bereit. Bei Immunoassays verwendet man im allgemeinen das Enzym als Marker, der an ein Mitglied des gleichen Antigen- Antikörper-Paars wie in der zu vermessenden Probe gebunden ist. Das enzymgebundene Antigen bzw. der enzymgebundene Antikörper konkurriert dann mit dem Antigen/Antikörper der Probe um die Bindungsstellen an einer begrenzten Menge des komplementären Antikörpers/Antigens.
Zu den klassischen Immunoassay-Verfahren gehören:
(i) Fängerantikörper auf einer Festphase, wie z. B. einer Mikrotiterplatte aus Kunststoff, Exposition gegenüber der biologischen Probe zur Anbindung des interessierenden Antigens, Waschen und dann Exposition gegenüber einem zweiten markierten Antikörper. Bei dem Marker des Antikörpers kann es sich beispielsweise um ein Enzym handeln. Nach weiterem Waschen wird der Marker (und damit die Antigenmenge in der ursprünglichen Probe) detektiert. Dieses Verfahren ist als Sandwich-Assay oder "Two-Site-Assay" bekannt, oder (ii) Fängerantikörper auf der Festphase gefolgt von Exposition gegenüber der Antigen und eine zugesetzte Menge markiertes Antigen enthaltenden biologischen Probe. Markiertes und unmarkiertes Antigen konkurrieren an der Festphase um die Antikörperstellen. Die nach dem Waschen festgestellte Menge an Marker ist umgekehrt proportional zur Menge an echtem Antigen in der biologischen Probe. Dieses Verfahren ist als kompetitiver Assay bekannt.
Es kommen auch andere Immunoassay-Verfahren in Betracht, die dem Fachmann bekannt sind oder bekannt werden. So kann man bei dem Assay beispielsweise direkte molekulare Erkennung verwenden. Hierbei bindet ein immobilisiertes Element des Bindungspaars, z. B. ein Antikörper, mit seinem in der Probe vorliegenden Bindungspartner, was eine pH-Änderung bewirkt. Der Vorteil der Direkterkennungsassays liegt in ihrer Einfachheit.
Bei Enzymimmunoassays bestimmt man den Marker durch Zugabe des Enzymsubstrats und Überwachung des Produkts mit einem geeigneten Verfahren. Im vorliegenden Fall ergibt die Enzymreaktion eine pH-Änderung, deren Überwachung anhand des Effekts eines Magnetfelds auf magnetische Teilchen, die in einem pH-empfindlichen Material eingefangen sind, erfolgt. Dann wird das Signal verarbeitet und ein Ergebnis berechnet.
Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung eines Assays für biologische oder medizinische Parameter verwendet.
Eine vierte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bildet demgemäß ein Verfahren zur Durchführung eines Assays für biologische und medizinische Parameter, bei dem man:
eine auf einen biologischen oder medizinischen Parameter zu untersuchende Probe mit einer reaktiven Spezies in Berührung bringt, was zur Entwicklung einer Assaykomponente führt, was eine Funktion des zu bestimmenden Parameters ist und zu einer Änderung des pH-Werts führt;
direkt oder indirekt eine Reaktion mit einem mit magnetischen Teilchen beladenen pH-empfindlichen Material bewirkt;
an die magnetischen Teilchen ein Magnetfeld anlegt;
eine Reaktion der magnetischen Teilchen auf das Magnetfeld überwacht und
durch Analyse der Reaktion der magnetischen Teilchen den Parameter bestimmt.
Die Änderung des pH-Werts ist eine Funktion des biologischen oder medizinischen Parameters.
Aus der Wechselwirkung der Probe mit der reaktiven Spezies ergibt sich eine Assaykomponente, welche zu einer Änderung des pH-Werts führt.
Die Probe und die reaktive Spezies wechselwirken unter Bildung einer Assaykomponente, was zu einer pH-Änderung führt, die eine Funktion des zu bestimmenden Parameters ist. Diese Funktion kann eine qualitative oder quantitative Bestimmung des interessierenden Parameters ermöglichen.
Zu den biologischen oder medizinischen Parametern können Parameter der klinischen Chemie, in der Regel Blutelektrolyte und Metabolite, oder Blutgasmessung gehören.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform, insbesondere für Assays der klinischen Chemie oder Blutgasassays, wird die Probe einer Kombination von Reagenzien, üblicherweise Enzymen und Substraten, ausgesetzt, die proportional zur Gegenwart des interessierenden Analyten die Entwicklung einer Assaykomponente verursachen. Eine andere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bildet somit ein Assay für biologische oder medizinische Parameter, wie z. B. für Bestimmungen der klinischen Chemie oder Blutgasbestimmungen, bei dem man eine einen Analyten enthaltende Probe mit zur Verursachung einer zur Analytkonzentration proportionalen pH-Änderung befähigten Reagenzien mischt. Es versteht sich, daß in diesem Fall der Analyt dem interessierenden Parameter entspricht.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren hauptsächlich in Verbindung mit Immunoassays beschrieben; es versteht sich jedoch, daß die allgemeine Beschreibung gleichermaßen auf andere Assays, wie z. B. die Bestimmung biologischer oder medizinischer Parameter, anwendbar ist.
Die Bestimmung der Menge oder Gegenwart von Analyt kann durch Analyse des zeitlich variierenden Signals der magnetischen Teilchen bei Einwirkung des oszillierenden Magnetfelds erfolgen.
Das Magnetfeld kann unter Verwendung eines statischen oder beweglichen Magnetfelds erzeugt werden. Vorzugsweise erzeugt man das oszillierende Feld mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines oszillierenden Felds, die ihrerseits ortsfest ist.
Bei dem Assay verwendet man eine kleine Kammer, die magnetische Teilchen enthält, die in einem pH- empfindlichen Material eingefangen sind. Die Kammer wird mit der Assaykomponente versetzt. Die magnetischen Teilchen unterliegen einem oszillierenden Magnetfeld. Diese Bewegung wird durch Überwachung des von einer von oben auf die Kammer gerichteten Quelle reflektierten Lichts detektiert. Richten sich die Teilchen auf, so wird reflektiertes Licht von der Karte auf einen über der Kammer angeordneten Photodetektor reflektiert. Legen sich die Teilchen flach, so wird das Licht abgeblockt, und auf dem Photodetektor wird nur ein Minimum erreicht. Mit Auflösung oder Zersetzung des pH- empfindlichen Materials werden die Teilchen frei beweglich, und die Intensität des reflektierten Lichts ändert sich, vorzugsweise auf eine spezifische zeitabhängige Art und Weise.
Vorzugsweise ist die Kammer Teil eines Kunststoffkartensystems.
Das Polymer liegt vorzugsweise in Form eines dünnen Films vor und ist im allgemeinen fast durchscheinend. Man kann magensaftresistente Polymere wählen, die die Eigenschaft haben, bei einem bestimmten pH-Wert in Lösung zu gehen.
Ein Assay kann im Dochtformat ausgelegt sein, bei dem eine pH-Änderung in einer geeigneten Pufferlösung oder der Patientenprobe selbst erzeugt wird. Die pH- Änderungen hängen von der vorhandenen Analytmenge ab und bewirken, daß das Polymer in Lösung geht und die Teilchen sich bewegen. Die Bewegung der Teilchen wird als Änderung der Intensität des reflektierten Lichts detektiert. Das zeitabhängige Verhalten des reflektierten Lichts wird zur Kalibrierung des Immunoassays verwendet.
Zweckmäßigerweise werden die magnetischen Teilchen in dem pH-empfindlichen Material durch Vernetzen der Moleküle des pH-empfindlichen Materials fixiert, wodurch die magnetischen Teilchen gefangen oder eingefangen werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird das pH-empfindliche Material teilweise oder vollständig von den magnetischen Teilchen entfernt. Wie oben bereits erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung vorzugsweise einen enzymatischen Immunoassay. Bei dieser Ausführungsform produziert das Enzym oder der Katalysator im allgemeinen ein Produkt, das mit dem Polymer reagieren oder die Polymermembran direkt hydrolysieren kann.
Die Enzyme oder Katalysatoren können in dem Polymer oder direkt an dem Polymer gebunden sein, z. B. an dem Polymer über eine Antikörper-Antigen-Wechselwirkung mit einem enzymmarkierten Konjugat gebunden sein, an eine poröse Membran in enger Nachbarschaft zu dem pH- empfindlichen Material gebunden sein oder in der Bulklösung vorliegen. Vorzugsweise sind die Enzyme oder Katalysatoren in einer zweiten Reaktionskammer enthalten, wobei das Produkt der Enzymreaktion (das im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als die Assaykomponente bezeichnet wird) dann in die das pH- empfindliche Material und magnetische Teilchen enthaltende Kammer eintritt.
Eine der vielen geeigneten Kombinationen eines Enzyms mit einem Polymerüberzug ist die Kombination von Urease mit Materialien wie denjenigen, die in magensaftresistenten Überzügen für Tabletten Anwendung finden. Diese Überzüge sind bei dem niedrigen pH-Wert des Magens unlöslich, beim pH-Wert des Darms (pH 6 und darüber) dagegen löslich. Beispiele für derartige Beschichtungsmaterialien sind Celluloseacetathydrogenphthalat, Methylvinylether- Maleinsäureanhydrid-Copolymerester oder anionische Polymerisate aus Methacrylsäure oder Methacrylsäureestern (Eurragit® von Rohm-Pharma, Darmstadt, Deutschland).
In einer speziellen Reaktion katalysiert Urease den Abbau von Harnstoff zu Ammoniak und Kohlendioxid nach dem folgenden Schema:
H&sub2;O + Harnstoff -> 2NH&sub3; + CO&sub2;
NH&sub3; + H&sub2;O -> NH&sub4;&spplus; + OH&supmin;
Die resultierende Erhöhung des pH-Werts führt zu einer Solubilisierung des Polymers.
Ist ein Antikörper auf den pH-empfindlichen Polymeren immobilisiert, so kann er in einem Immunoassay ein mit Urease markiertes Konjugat einfangen. Das gebundene Ureasekonjugat erzeugt dann eine örtliche pH-Änderung, die zur Solubilisierung des Polymers an der Stelle des Konjugateinfangs führt. Es wurde gefunden, daß eine örtliche Solubilisierung in Lösungen auftreten kann, in denen aufgrund der Pufferkapazität der Bulklösung keine beträchtliche pH-Änderung in der Lösung stattfindet. Da bei erfindungsgemäßen Assays kein Waschschritt erforderlich ist, können sie alle an homogene Assays gestellten Anforderungen erfüllen.
Nach einer anderen Ausführungsform kann man ein H&sub2;O&sub2; produzierendes Enzym wie Glucoseoxidase in Verbindung mit der Fenton-Reaktion verwenden. Diese Reaktion wird in der synthetischen organischen Chemie gemeinhin zur Hydroxylierung von Aromaten verwendet. Dabei wird das extrem reaktive Radikal OH· erzeugt; z. B.
H&sub2;O&sub2; + Fe²&spplus; -> Fe³&spplus; + OH&supmin; + HO·
Das Hydroxylradikal ist so reaktiv, daß es nur so lange überlebt, bis es auf eine organische Spezies trifft. In diesem Fall wird ein Polymerüberzug gewählt, der mit den HO-Radikalen reagierende Strukturelemente enthält. Durch die Einführung von Hydroxylgruppen wird die Löslichkeit des Überzugs erhöht.
Der erfindungsgemäße Assay kann in vielen verschiedenen Formaten, die dem Fachmann bekannt sind, durchgeführt werden.
So kann man auf eine beliebige, dem Fachmann bekannte Art und Weise einen Antikörper an der Polymeroberfläche oder vorzugsweise in einer zweiten Reaktionskammer immobilisieren, um den der zu bestimmende Analyt und ein Analyt-Enzym-Konjugat oder ein Analytanalogon- Enzym-Konjugat konkurrieren.
Für einen Sandwich-Immunoassay wird ein erster Antikörper gegen den zu bestimmenden Analyten an dem pH-empfindlichen Material immobilisiert, und in der Lösung liegt ein zweiter Antikörper vor, der mit einem Enzym markiert ist. Der erste Antikörper bindet das interessierende Antigen (den interessierenden Analyten) in der Probe. Der zweite, mit einem Enzym markierte Antikörper bindet an das eingefangene Antigen. Es ist ein Substrat zugegen, das durch das Enzym in die eine pH-Änderung bewirkende Assaykomponente umgewandelt wird.
Für ein Konkurrenzformat wird ein Fängerantikörper auf einer Festphase immobilisiert und dann eine Probe zugegeben, die markiertes Antigen und unmarkiertes Antigen enthält, die um Antikörperstellen an der Festphase konkurrieren. Die festgestellte Menge an Marker ist umgekehrt proportional zur Antigenmenge in der Probe.
Nach einer Ausführungsform eines Konkurrenzformats enthält die Lösung einen mit Biotin markierten Analyten oder ein mit Biotin markiertes Analogon des Analyten. In der Lösung ist auch ein Enzym-Konjugat mit Avidin zugegen, das auch erst nach der Einfangreaktion des biotinmarkierten Analyten oder Analytanalogons und dem zu bestimmenden Analyten mit dem immobilisierten Antikörper zugesetzt werden kann. Es kommen auch andere Bindungspaare als Avidin/Biotin in Betracht, z. B. IgG:Anti-IgG.
Wie oben bereits erwähnt, kann man auch einen kompetitiven Assay verwenden, bei dem ein Analyt oder ein Analytanalogon mit einem Anti-Enzym-Antikörper konjugiert ist. In der Lösung sind auch der zu bestimmende Analyt und freies Enzym zugegen, wobei das erzeugte Signal zur gemessenen Analytkonzentration umgekehrt proportional ist.
Bei einem bevorzugten Format kann man die Wchselwirkung zwischen dem Analyten und einem Enzym-Konjugat des Analyten oder eines Analytanalogons mit einem Enzym in einem Docht (Saugschicht) oder einem Kapillarkanal durchführen, in dem ein Antikörper gegen den Analyten auf der Oberfläche immobilisiert ist. Nach dem Durchgang durch den Docht oder Kapillarkanal kommt das ungebundene Enzym-Konjugat des Analyten mit dem Material in Berührung, auf dem ein Anti-Enzym- Antikörper immobilisiert ist. Das erzeugte Signal ist zur vorhandenen Analytkonzentration proportional.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Reagenziensysteme so ausgelegt sein, daß sie die Durchführung von Bestimmungen klinisch-chemischer Parameter einschließlich Blutgasbestimmung auf dem gleichen Instrument ermöglichen.
Verschiedene bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun anhand von Beispielen, die die Erfindung nicht einschränken sollen, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines Assays nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der zur Detektion eines Analyten geeignet ist;
Fig. 2 einen schematischen Aufbau eines Assays nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der zur Analyse von Parametern biologischen oder medizinischen Interesses geeignet ist; und
Fig. 3 einen schematischen Aufbau eines Detektionsverfahrens nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 1

Dieser Assay wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.
Schritte:
a) Vollblut wird über Bluttrennmembran 1 aufgegeben. Das Plasma strömt durch den Kanal zum Bereich 2.
b) In Bereich 2 nimmt Antigen Tracer-Antikörper auf. Der Tracer-Antikörper ist mit einem Enzym markiert, das in Gegenwart seines entsprechenden Substrats eine pH-Änderung verursachen kann (z. B. Urease).
c) Fängerantikörper im Bereich 3 bindet Konjugat aus Antigen und markiertem Antikörper. Überschüssige Probe und überschüssiger Tracer-Antikörper werden durch Dochtwirkung in Absorptionsbereich 4 abgezogen.
d) Aus Bereich 5 wird ein Enzymsubstrat (z. B. Harnstoff) abgegeben, das über den Bereich 3 spült und beim Inberührungkommen mit dem Enzymmarker eine pH-Änderung verursacht.
e) Eine Lösung mit einem zeitlich variierenden pH- Wert gelangt zu der Mischung aus pH-empfindlichem Material und magnetischen Teilchen in Kammer 6.
f) Das pH-empfindliche Material beginnt sich in zeitabhängiger Weise, die eine Funktion der Antigenkonzentration ist, aufzulösen. Die magnetischen Teilchen können sich in einem angelegten oszillierenden Magnetfeld bewegen und verursachen Änderungen des reflektierten Lichts, die detektiert werden.
Der Reagenzprobenstrom zwischen den Bereichen 4, 5 und 6 kann mit beliebigen zweckmäßigen Mitteln gesteuert werden, wie z. B. Druckkontaktänderungen zur Regulierung des Strömungsquerschnitts und Öffnung des Substratvorrats.

Beispiel 2

Dieser Assay wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
a) Vollblut wird über Probenkammer 1 aufgegeben. Nach einer Ausführungsform enthält die Probenkammer 1 eine Bluttrennmembran. Nach einer anderen Ausführungsform handelt es sich dabei einfach um eine Kammer zum Einbringen der Probe in die Karte für die diagnostische Prüfung.
b) Vollblut oder Plasma wird mittels Dochtwirkung in den Reaktionsbereich 2 geleitet oder strömt entlang der Karte dorthin. Die Probe vermischt sich mit den Reagenzien im Bereich 2, die so gewählt sind, daß sie eine mit dem zu bestimmenden Parameter in Zusammenhang stehende pH-Änderung verursachen.
c) Die umgesetzte Flüssigkeit strömt in Kammer 3, die die Mischung aus pH-empfindlichem Material und magnetischen Teilchen enthält, oder wird durch Dochtwirkung in Kammer 3 gezogen.
d) Das pH-empfindliche Material beginnt sich in zeitabhängiger Weise, die eine Funktion der Konzentration des zu bestimmenden Parameters ist, aufzulösen. Die magnetischen Teilchen können sich in einem angelegten oszillierenden Magnetfeld bewegen und verursachen Änderungen des reflektierten Lichts, die detektiert werden.
Es versteht sich, daß die obigen Tests auf einer Testkarte durchgeführt werden können, die vorzugsweise etwa die Größe einer Kreditkarte hat und eine Reaktionskammer aufweist, die in dem pH-empfindlichen Material eingefangene paramagnetische Eisenoxidteilchen enthält.
Zur Durchführung eines Tests gibt man einen Tropfen Probe auf die Karte in einer entsprechenden Vertiefung, bei der es sich um die die magnetischen Teilchen und das pH-empfindliche Material enthaltende Kammer oder eine separate Kammer handeln kann. In den vorliegenden Beispielen würde der Probetropfen auf den Bereich 1 aufgegeben, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt.
Jegliche Änderung des von der aufgegebenen Probe kommenden Lichts wird von dem Photodetektor detektiert. Während der Test im Gange ist, schaltet sich ein Elektromagnet jede Sekunde ein und aus. Wenn die paramagnetischen Teilchen in der Testkarte befreit werden, richten sie sich auf, wenn der Magnet eingeschaltet ist, so daß mehr Licht zum Photodetektor gelangt. Bei abgeschaltetem Magneten fallen die Teilchen um, so daß weniger Licht detektiert wird. Die Bewegung dieser Teilchen ergibt das Signal. Durch den Zerfall des pH-empfindlichen Materials beginnen die Teilchen sich zu bewegen. Das Analysegerät überwacht die Teilchenbewegung.
Wie in Fig. 3 illustriert ist, produziert eine optische Quelle 1 Licht, das auf die Probe 2 auf einer Testkarte 3 gerichtet ist. Die Probe weist keine oder eine transparente Abdeckung auf. Licht von der Quelle wird an einer reflektierenden Oberfläche unter der Abdeckung reflektiert. Die reflektierten Strahlen gelangen in einen Photodetektor 4. Ein Elektromagnet, der das oszillierende Magnetfeld erzeugt, ist bei 5 gezeigt.

Claims

1. Assay zum Nachweis der Gegenwart eines Analyten oder zur Bestimmung eines biologischen oder medizinischen Parameters, bei dem man:

magnetische Teilchen, die in einem pH- empfindlichen Material eingefangen sind, welches sich bei einem bestimmten pH-Wert auflöst oder zerfällt, wodurch sich die Teilchen unter dem Einfluß eines Magnetfelds bewegen können, mit einer Assaykomponente versetzt,

wobei die Assaykomponente eine Änderung des pH- Werts bewirkt, die eine Funktion des zu bestimmenden Analyten oder Parameters ist;

auf die magnetischen Teilchen ein oszillierendes Magnetfeld einwirken läßt und

durch die Bewegung der magnetischen Teilchen verursachte Änderungen des reflektierten Lichts detektiert.

2. Assay nach Anspruch 1, bei dem die Assaykomponente sich aus der Wechselwirkung der zu untersuchenden Probe mit einer reaktiven Spezies ergibt.

3. Assay nach Anspruch 1 oder 2, bei dem es sich bei der reaktiven Spezies um Urease oder Glucoseoxidase handelt.

4. Assay nach Anspruch 1 oder 2, bei dem es sich bei der Assaykomponente um ein Hydroxylradikal handelt.

5. Assay nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem es sich bei dem pH-empfindlichen Material um ein magensaftresistentes Polymer, vorzugsweise Celluloseacetathydrogenphthalat, einen Methylvinylether-Maleinsäureanhydrid-Ester oder ein anionisches Polymerisat aus Methacrylsäure oder einem Methacrylsäureester, handelt.

6. Assay nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem es sich um einen Immunoassay, vorzugsweise einen Enzymimmunoassay, handelt.

7. Assay nach Anspruch 1, bei dem es sich um einen Bindungspaarassay handelt, bei dem der durch die Bindungspaarreaktion erzeugte pH-Wert eine Funktion der Gegenwart eines Analyten in einer Probe oder eines biologischen oder medizinischen Parameters einer Probe ist.

8. Kit zur Durchführung des Assays nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Reaktionskammer, die magnetische Teilchen enthält, die in einem pH-empfindlichen Material eingefangen sind, welches sich bei einem bestimmten pH-Wert auflöst oder zerfällt, wodurch sich die Teilchen unter dem Einfluß eines Magnetfelds bewegen können, Einrichtungen zur Erzeugung eines Magnetfelds und einem optischen System zur Detektion von durch die Bewegung der magnetischen Teilchen verursachten Änderungen des reflektierten Lichts.