DE8030231U1

DE8030231U1 - Testvorrichtung

Info

Publication number: DE8030231U1
Application number: DE19808030231U
Authority: DE
Original assignee: VENTREX LABORATORIES Inc 04103 PORTLAND ME US
Current assignee: VENTREX LABORATORIES Inc 04103 PORTLAND ME US
Priority date: 1979-11-13
Filing date: 1980-11-12
Publication date: 1981-05-27
Also published as: JPS56124051A; CA1162847A; DK481380A; ZA806976B; EP0031993A1

Description

Ventrex Laboratories, 217 Read Street, Portland Maine Ö41O3

ü. S. A.

Testvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Testvorrichtung zum Ausführen einer meßbaren Reaktion zwischen einer beweglichen, in einer Fließmittelprobe enthaltenen Komponente und einer festen, auf einer Festphasenmatrix immobilisierten Komponente.

Allgemein gesagt., handelt es sich bei der Erfindung um eine verbesserte Testvorrichtung zum Durchführen von diagnostischen Festphasenuntersuchungen in vitro.

In den letzten Jahren sind in der Laboratoriumsdiagnostik zahlreiche Verfahren entwickelt worden, um die Handhabung bestehender Verfahren zu vereinfachen und neue Methoden

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BOEHMERT Ar BÖEHMERI

mit verbesserter Geschwindigkeit, Empfindlichkeit und Genauigkeit zu schaffen. Insbesondere haben sich Festphasenreaktionen als besonders wertvoll zur Vereinfachung der Manipulationsvorgänge bei herkömmlichen Verfahren erwiesen und Methoden ermöglicht, die mit herkömmlichen Reaktionen in homogener Phase nicht durchgeführt werden konnten.

Eine Festphasenreaktion wird ganz allgemein zwischen einem Reaktionsmittel, der festen Komponente, die auf der Oberfläche einer unlöslichen Trägermatrix immobilisiert ist, und einem zweiten Reaktionsmittel, der beweglichen Komponente, die sich in Lösung befindet, ausgeführt. Die Reaktion findet statt, wenn ein Molekül oder eine Molekülanordnung des beweglichen Reaktionsmittels in Folge seiner Diffusion mit einem Molekül des festen Reaktionsmittels, welches auf der Oberfläche der festen Trägermatrix immobilisiert ist, kollidiert. Die Reaktion kann eine herkömmliche chemische Reaktion sein, unter Bindung der beweglichen Komponente durch die feste Komponente, wie dies bei einer immunochemischen Reaktion zwischen einem Antigen und einem Antikörper der Fall ist, es kann sich aber auch um das Binden der beweglichen Komponente durch die feste Komponente, begleitet von einer chemischen Umwandlung einer der Komponenten , handeln, wie dies bei einer Enzym-Katalysatorreaktion der Fall ist, Quantitative Ergebnisse werden dadurch erhalten, daß die Bildung von Reaktionsprodukten oder das Verschwinden von Reaktionsmitteln gemessen wird, wie dies bei herkömmlichen und enzymkatalytischen Reaktionen der Fall ist. Weiterhin kann auch die Menge der beweglichen Komponente, die gebunden wird, oder die Menge der beweglichen Komponente, die ungebunden bleibt, gemessen werden, wie dies bei immunochemischen Reaktionen der Fall ist.

Jedwede herkömmliche chemische oder enzymkatalytische Reaktion, die in einer direkt oder indirekt meßbaren Änderung resultiert, kann prinzipiell durch Festphasenverfahren

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ausgeführt werden. Direkt meßbare Änderungen umfassen Änderunge im pH-Wert, in der Lichtabsorption im sichtbaren und ultravioletten Bereich oder in der Fluoreszenzintensität. Indirekte Messungen können immer dann ausgeführt werden, wenn die primären Reaktionsmittel oder Produkte nicht selbst sofort meßbar sind, indem die Wirkung eines Reagens zwischengeschaltet wird, um weitere Reaktionsschritte auszuführen, die zu einer meßbaren Änderung führen, und indem spezifische Trenntechniken eingeführt werden. Derartige Vorgehensweisen können, wie dies zum Stand der Technik gehört, entweder allein oder auch in Kombination ausgeführt werden.

Besteht die Reaktion nur aus einer Bindung, ohne chemische Änderung, so können Techniken, die in der Immunchemie entwickelt worden sind, zur Messung des Ausmaßes der Reaktion verwendet werden. Festphasenreaktionen eignen sich insbesondere für immunochemische Untersuchungen, da die Reaktionspartner in gebundener Form leicht aus der Lösung durch ihr Anbinden an die feste Phase entfernt werden können. Häufig können jedoch die Komponenten, die in einer immunochemisehen Reaktion gebunden worden sind, nicht direkt gemessen werden, weil sie durch chemische Verfahren von anderen Substanzen, die üblicherweise in derselben Reaktionsmischung vorhanden sind, ununterscheidbar sind, so daß das bloße Verschwinden einer reaktiven Komponente aus der Lösung oder ihre Akkumulation auf der festen Phase nicht direkt gemessen werden · kann. Deshalb müssen zusätzliche Schritte unternommen werden, um eine meßbare Änderung hervorzurufen, die mit dem Ausmaß der Bindungsreaktion korreliert ist.

Die Vielzahl der unternommenen Versuche, wie sie aus dem Stand der Technik ersichtlich ist, läßt sich in zwei allgemeine Kategorien einordnen. Bei der ersten Kategorie, als Konkurrenz- oder indirekte Immunountersuchungen bezeichnet, ist die immbolisierte Komponente in einer kontrollierten

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Menge vorhanden, während die bewegliche Komponente in einer unbekannten Menge vorliegt. Zu der unbekannten Menge der beweglichen Komponente wird eine bekannte Menge derselben Komponente hinzugefügt, die durch das Zusetzen eines meßbaren Substituenten, der nicht mit den immunochemisehen reaktiven Eigenschaften interferiert, markiert worden ist. Die Markierung kann durch ein Radioisotop, einen Chromophor, einen Pluorophor oder ein Enzym erfolgen. Die Menge des markierten Materials, welches immunochemisch an die Festphase gebunden worden ist, hängt von der Menge der unmarkierten Komponente in der Lösung ab, die sich in Konkurrenz um dieselben Bindungsplätze bemüht. Je mehr der unbekannten Komponente vorhanden ist, desto geringer wird die Menge der gebundenen markierten Komponente sein.

Bei der zweiten Kategorie, als Sandwich- oder direkte Methode bezeichnet, wird die Pestphase, welche eine Menge an immunochemisch gebundener beweglicher Komponente, resultierend aus der ersten iiranunochemischen Reaktion, aufweist, der Einwirkung eines Reagens unterworfen, welches ebenfalls immunochemisch an die Festphase gebunden werden kann, jedoch nur an Plätzen, die bereits durch die immunochemisch gebundene bewegliche Komponente besetzt sind. Das Reagens kann beispielsweise bei der ersten Methode mit einem Radioisotop, einem Fluorophor, einem Chromophor oder einem Enzym markiert sein. Die Menge des markierten Reagens, welches gebunden wird, ist ein direktes Maß für die Menge der gebundenen beweglichen Komponente, welche wiederum ein Maß für die Menge der beweglichen Komponente ist, die anfänglich in der Reaktionsmischung vorlag.

Wenn die Markierung durch ein Radioisotop erfolgt, wird die Technik des Verfahrens, unabhängig davon, ob es sich um eine Konkurrenz- oder eine Nichtkonkurrenz-Reaktion handelt, als Radioimmununtersuchung bezeichnet. Wenn die Markierung

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durch ein Enzym erfolgt, wird die Untersuchung als enzymgekoppelte Reaktion bezeichnet. Die Menge des enzymmarkierten Reaktionsmittels wird durch jedwedes herkömmliche Verfahren zum Messen der Aktivität des Enzyms, welches zur Markierung verwendet wurde, gemessen.

Andere Arten von Festphasenreaktionen der hier allgemein beschriebenen Art werden als Beispiel wiedergegeben. Die immunoradiometrische Untersuchung zur quantitativen Bestimmung eines Antigens wird dadurch durchgeführt, daß zuerst ein bekannter Überschuß von markiertem Antikörper mit der unbekannten Menge eines Antigens in einer Homogenphasenreaktion zur Reaktion gebracht wird. Nachfolgend wird immobilisiertes Antigen im Überschuß hinzugefügt, um den nicht umgesetzten löslichen markierten Antikörper zu binden. Die Menge des unbekannten Antigens wird durch Messen der Differenz zwischen dem gesamten markierten Antikörper und der an die Festphase gebundenen Menge bestimmt. Das Verfahren gibt direkte quantitative Resultate nur mit einem einwertigen Antigen, das heißt also, einem Antigen, welches lediglich ein Molekül des Antikörpers binden kann.

Immunochemisehe Untersuchungen sind in der klinischen Forschung und Diagnose von großer Nützlichkeit. Sie sind hochspezifisch, infolge der hochselektiven Natur der Antigen-Antikörper-Reaktionen. Die Antigen- Antikörper-Bindung ist sehr fest, so daß, nachdem die Bindungsreaktion einmal stattfinden konnte, die Grenze für die Nachweisbarkeit durch die Meßgenauigkeit, mittels welcher die Markierung nachgewiesen werden kann, bestimmt wird. Immunochemisehe Untersuchungen sind überaus vielseitig, und zwar infolge des Umstandes, daß sie dazu verwendet werden können, spezifische Substanzen selektiv gegen einen Hintergrund chemisch _m ähnlicher Substanzen zu messen. Wegen dieser wünschenswerten || vorteilhaften Eigenschaften besteht ein beträchtliches $

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Interesse daran, die Durchführbarkeit derartiger Untersuchungen zu verbessern, also ihre Manipulation zu erleichtern, weiterhin die Empfindlichkeit, Genaugikeit, Geschwindigkeit und Anwendbarkeit zu erhöhen. Die Entwicklung von Festphasen-Immunountersuchungen bildet einen der größten Portschritte in der Diagnosetechnik. Bei derartigen Untersuchungen können Reaktionsprodukte oder das Reaktionsprodukt von der Reaktionslösung relativ leicht separiert werden, das heißt, indem das Festphasenmaterial physikalisch entfernt wird. Dies steht im Gegensatz zu Nicht-Festphasen- oder homogenen Reaktionen, die typischerweise in homogener Lösung stattfinden und komplexere Trenntechniken erfordern.

Die Einführung der Festphasentechnologie hat es ermöglicht, neuartige Verfahren durchzuführen, die bisher, bei einer freien Lösungstechnologie, nur außerordentlich schwierig durchzuführen waren. Ein Beispiel hierfür ist die Sandwich-Untersuchungstechnik, die weiter oben beschrieben wurde. Während eine Sandwich-Technik theoretisch in einer homogenen Lösung möglich ist, eignet sie sich nicht zur praktischen Durchführung. Der wichtigste Aspekt, der derartige Untersuchungen in der Praxis unmöglich macht, besteht in der Separation des ersten Antigen-Antikörper-Komplexes einer Homogenphasenlösung, welcher die Anwendung komplizierten physikochemischer Techniken erfordert, speziell dann, wenn das Antigen relativ klein im Verhältnis zum Antikörper ist und die Molekulargewichtsdifferenzen zwischen freiem Antikörper und komplex gebundenem Antikörper nur gering sind. Das Trennverfahren, welches demgegenüber in einem Festphasensystem durchgeführt werden kann, ist verhältnismäßig einfach.

In der Festphasentechnologie werden das Reagens oder die Reaktionsmittel, die bei diesem Verfahren verwendet werden,

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üblicherweise dadurch immobilisiert, daß sie entweder auf das Pestphasenmaterial aufgeschichtet oder an dieses entweder kovalent oder durch Absorption gebunden werden, wobei dann das Festphasenmaterial in die zu untersuchende Probe eingetaucht wird. Die Art und Weise des Koppeins derartiger Reagenzien an das Festphasenmaterial ist bekannt, wobei beispielsweise auf die US-PS 36 52 761, 38 79 262 und 33 96 217 hinzuweisen ist.

Beispiele herkömmlicherweise verwendeter Festphasenmaterialien umfassen, jedoch ohne Begrenzung, Röhrchen aus Glas oder Kunst· stoff, die mit dem Reagenz oder den Reagenzien auf ihrer Innenfläche beschichtet worden sind, beschichtete Polymereinsätze, Mikro- und Makroperlen, hergestellt aus Polymeren und Glas, poröse Matrixmaterialien, beschichtete Materialien, und Tabletten. Besonders nützlich hat sich eine polymere Einsatzmatrix erwiesen, wie sie in der schwebenden USA-Patentanmeldung Nr. 905 552, eingereicht am 15. Mai 1978, beschrieben ist. Die beschichteten Einsätze, die dort erläutert sind, weisen einen Handgriff auf, an dessen eines Ende eine Vielzahl von Elementen mit im wesentlichen glatten oder gekrümmten Oberflächen angebracht ist, wobei die feste Komponente darauf immobilisiert ist. Diese Einsätze, welche bei der vorzugsweise verwendeten Ausführungsform die Form einer zentralen Stange mit einer Anzahl von Flügeln oder Flossen, die sich von der Stange entlang eines Abschnittes ihrer Länge nach außen erstrecken, haben, zeichnen sich durch ein großes Verhältnis von Festphasen-Oberfläche zu Flüssigprobenvolumen und durch einen kurzen mittleren Diffusionsabstand zwischen den Molekülen der beweglichen Komponente in der Flüssigprobe und der festen Komponente, die auf der Festphasenoberfläche verteilt ist, aus. Diese Faktoren verbessern die Reaktionsgeschwindigkeit und führen zu einer beträchtlichen Verringerung der für die Ausführung einer bestimmten Diagnoseuntersuchung erforderlichen Zeit.

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Darüberhinaus ergibt sich, daß die in der USA-Patentanmeldung 9 05 552 beschriebenen Einsätze sich im wesentlichen über die gesamte Tiefe der Flüssigprobe und vorzugsweise auch oberhalb der Oberfläche der Flüssigprobe erstrecken, eine im wesentlichen konstante geometrische Reaktion zwischen dem Flüssigvolumen und den Festphasenoberflächen der Einsatzmatrix über die gesamte Höhe der Flüssigprobe, wobei diese Relation ungeachtet von Veränderungen im Flüssigkeits- oder Fließmittelvolumen aufrechterhalten wird. Dieser Faktor hat die Tendenz, gleichmäßigere Ergebnisse zu erzeugen und den Einfluß menschlicher Fehler auf ein Minimum zu reduzieren, wenn eine Anzahl von Untersuchungen aufeinanderfolgend oder gleichzeitig ausgeführt wird.

Wie in der gleichzeitigen USA-Patentanmeldung Nr. 64 389 beschrieben ist, läßt sich die Reaktionskinetik weiter,verbessern, indem die Innenfläche des Fließmittelbehälters mit derselben Festkomponente beschichtet wird, die auch auf die Außenflächen der Festphasen-Einsatzmatrix aufgebracht wird. Dies hat den Effekt, das Verhältnis der Festphasenoberfläche zum Flüssigprobenvolumen zu vergrößern und damit auch die effektive Konzentration der festen Komponente. Weiterhin wird hierdurch der mittlere Diffusionsabstand zwischen der festen und der beweglichen Komponente reduziert. Auf diese Weise wird das Reaktionsgleichgewicht schneller erreicht. Die Verläßlichkeit der Versuchsanordnung wird verbessert, verglichen mit Untersuchungen, die unter Verwendung von nur beschichteten Einsätzen oder nur beschichteten Behältern ausgeführt werden.

Trotz des hohen Niveaus, welches heutzutage Festphasen-Immunountersuchungen bereits haben, bestehen immer noch bestimmte Schwierigkeiten, wenn Immunountersuchungen im großen Maßstab ausgeführt werden sollen, wie dies typischerweise in Krankenhäusern sowie in klinischen Testlaboratorien der Fall ist. Diese Schwierigkeiten rühren nicht von irgendwelchen inherenten Begrenzungen der zugrundeliegenden Festphasenreaktionstechnologie her, sondern von den überflüssigen

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und zeitaufwendigen physikalischen Manipulationen, die erforderlich sind, um simultan oder aufeinander zahlreiche Immunountersuchungen unter Verwendung herkömmlich verfügbarer Laborgeräte durchführen zu können.

Die Art der vorstehend beschriebenen Manipulationsschwierigkeiten läßt sich leicht verstehen, wenn man zunächst eine Konkurrenz- oder indirekte Radioimmunountersuchung betrachtet, die mit einem beschichteten Kunststoffeinsatz und einem Fließmittelbehälter (beispielsweise einem Test- oder Reagenzröhrchen) ausgeführt wird, welches den Einsatz und die zu untersuchende Flüssigkeitsprobe aufnimmt. Der Einsatz kann die Form einer zentralen Stange oder eines Stäbchens mit einer Anzahl von Flügeln oder Flossen haben, die sich von der Stange entlang eines Abstandes derselben nach außen erstrecken, wie es in der bereits erwähnten USA-Patentanmeldung 9 05 552 beschrieben ist. Die Flossen können, müssen jedoch nicht so ausgebildet sein, daß sie annähernd der Form des Teströhrchens oder eines anderen Behälters, in dem der Ein- I satz eingeführt werden soll, entsprechen. Derjenige Ab- | schnitt der zentralen Stange, der keine Flossen aufweist, 1 dient als Handgriff, wodurch das Einführen des Flügel | tragenden Abschnittes des Einsatzes in den Flüssigkeits- | behälter erleichtert und die Notwendigkeit, den auf den !?| Flügelflächen immobilisierten Antikörper zu berühren und ;; möglicherweise zu kontaminieren, vermieden wird. Typischer- [I₁ weise wird die Flüssigkeitsprobe, welche sowohl die unbe- j§ kannte bewegliche Komponente als auch radioaktiv markierte bewegliche Komponente aufweist, in das Teströhrchen vor dem Einführen der mit Flügel versehenen Einsatzmatrix in das Röhrchen eingefüllt. Das nachfolgende Einführen des Einsatzes in das Teströhrchen markiert dann den Beginn der Reaktion für Zeitnahmezwecke. Alternativ hierzu kann die Flüssigprobe in das Teströhrchen eingeführt werden, wenn der Einsatz sich darin bereits in seiner Stellung befindet,

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wobei dieses Verfahren dann beispielsweise angewendet wird, wenn die feste Komponente sowohl auf der Innenfläche des Teströhrchen als auch auf den reaktiven Oberflächen des Einsatzes immobilisiert wird, wie dies in der USA-Patentanmeldung Nr. 064 389 beschrieben ist. Der mit Flügeln versehene Stab eignet sich insbesondere als Einsatz, wenn dieses alternative Verfahren verwendet wird, da die offenen Zwischenräume zwischen benachbarten Flügeln es ermöglichen, daß die Flüssigkeitsprobe im wesentlichen unbehindert in den Behälter eingegossen werden kann, während der Einsatz sich dort in seiner Stellung befindet.

Nach einer geeigneten Reaktionszeit wird die Reaktion gestoppt, indem die Einsatzmatrix von der Flüs.'igprobe getrennt wird,, so daß also kein weiteres Binden der beweglichen Komponente an die feste Komponente stattfinden kann. Dies erfolgt üblicherweise dadurch , daß der Einsatz aus dem Reaktionsrohr herausgezogen und in einem weiteren Teströhrchen, welches Wasser oder einen Waschpuffer enthält, gewaschen wird. Der-WachVorgang entfernt den größten Teil der markierten sowie nicht markierten beweglichen Komponente, die nicht tatsächlich immunochemisch an den Antikörper, der auf den Flügelflächen des Einsatzes immobilisiert ist, gebunden worden ist. Nach dem Waschen wird die Einsatzmatrix aus der Waschflüssigkeit herausgenommen und in ein weiteres, sauberes Teströhrchen eingesetzt, damit dann der Zählvorgang in einer geeigneten radioaktiven Zählkammer erfolgen kann. Oft wird eine Sintillaktionsflüssigkeit in das Teströhrchen, welches bei dieser Messung verwendet wird, eingefüllt, um die radioaktive Zählung, die man erhält, zu fördern.

Es liegt auf der Hand, daß das vorstehend beschriebene Verfahren wenigstens drei Teströhrchen und zwei Vorgänge des Entferhens und Wiedereinführens des Einsatzes erfordert, damit eine einzige vollständige Untersuchung durchgeführt werden kann. Es ist möglich, die Anzahl von Teströhrchen,

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die erforderlich sind, auf zwei zu reduzieren, indem entweder das Reaktionsröhrchen oder das Waschröhrchen ausgewaschen und erneut zum Messen verwendet wird, jedoch steigert dies die Zahl der erforderlichen Handhabungen, welche der Laborant ausführen muß, und damit die für die Gesamtuntersuchung erforderliche Zeit. Die Verwendung von weniger als zwei Röhrchen entspricht keiner sorgfältigen Labortechnik, da ein zweites Teströhrchen erforderlich ist, um den jetzt radioaktiven Einsatz sicher aufzunehmen, während das erste Teströhrchen abgegossen und ausgewaschen wird, damit es wieder beim Messen verwendet werden kann. Der Einsatz kann leicht aus seinem Teströhrchen beim Abgießen und Auswaschen herausschlüpfen, wenn er versuchen würde, das Abgießen und Abwaschen auszuführen, während der Einsatz sich noch an seiner Stelle befindet, wodurch möglicherweise die Laborumgebung kontaminiert oder die reaktiven Oberflächen des Einsatzes verschmutzt würden.

Im Falle einer Sandwich- oder direkten Radioimmununtersuchung müssen, wie bereits ausgeführt wurde, zwei verschiedene irujnuno chemische Reaktionen ausgeführt werden. Die erste besteht darin, daß die unbekannte bewegliche Komponente an die feste, auf den Oberflächen des Festphaseneinsatzes immobilisierte Komponente gebunden wird. Die zweite Reaktion besteht im Binden des markierten Reagens an diejenigen Plätze der Festphasenmatrix, die bereits durch die unbekannte bewegliche Komponente, die infolge der ersten Reaktion gebunden wurde, besetzt worden sind. Da diese beiden Reaktionen üblicherweise aufeinanderfolgend ausgeführt werden, indem separate Reaktionsflüssigkeiten für die unbekannte bzw. die markierte bewegliche Komponente verwendet werden, liegt es auf der Hand, daß die direkte Radioimmununtersuchung üblicherweise ein Teströhrche'n mehr erfordert als die vorstehend beschriebene indirekte Radioimmununtersuchung. Während es möglich ist, die beiden Reaktionen im wesentlichen simultan im selben

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Teströhrchen auszuführen, liegt es auf der Hand, daß die Anzahl von Teströhrchen und der Manipulationsvorgänge, die zur Durchführung der Untersuchung erforderlich sind, wenigstens so groß bleibt, wie im Fall der indirekten oder Konkurrenzmethode.

Betrachtet man einen einzelnen Versuch, so scheint die Anzahlt der Teströhrchen und der Manipulationsvorgänge, die erforderlich sind, keiner genaueren Beachtung wert zu sein. In Krankenhäusern sowie in Untersuchungslabors, in denen Untersuchungen regelmäßig in großer Anzähl durchgeführt werden, haben diese Paktoren jedoch beträchtliche Bedeutung. Die Anzahl von reinen Teströhrchen, die zur Hand sein müssen, um eine bestimmte Untersuchungsmethode anwenden zu können, und die erforderliche Zeit um Durchführen der verschiedenen manuellen Operationen, die zur Handhabung der Teströhrchen erforderlich sind, bestimmen die Wirtschaftlichkeit der Anwendung einer bestimmten Untersuchungsmethode für in großem Maßstab durchgeführte Untersuchungen.

Vom Standpunkt der Labortechnik haben die beschichteten Tubenanordnungen, die bislang verwendet werden, den nicht zu leugnenden Vorteil der Einfachheit, da keine Zusammensetz- oder Auseinanderbauschritte erforderlich sind und üblicherweise auch keine zusätzlichen Teströhrchen zum Durchführen der Anordnung notwendig sind. Die verbesserte Reaktionskinetik, die durch die Verwendung einer beschichteten Einsatzmatrix hervorgerufen wird, macht derartige Anordnungen jedoch im Vergleich zu Methoden, bei denen beschichtete Röhrchen Verwendung finden, vorteilhafter, trotz der zusätzlichen Komplexität des Verfahrens, welches durch die Handhabung des Einsatzes als separater, von der Versuchsanordnung entfernterer Teil bewirkt wird. Idealerweise wird also erwünscht, die verfahrensmäßigen Vorteile, die sich aus einer einheitlichen Struktur ergeben, wie dies

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bei den Anordnung mit beschichteten Röhrchen der Fall ist, mit der Flexibilität und der Reaktionseffizienz zu verbinden, welche die Systeme mit beschichtetem Einsatz charakterisieren.

Diese Ideal wurde bislang nur unvollständig verwirklicht. In der US-PS 41 16 638 ist beispielsweise eine Festphasenträgerstruktur beschrieben, die aus einer Anzahl von Kapillarröhrchen besteht, welche in einer kreisförmigen Scheibe gehalten sind, die eine luftdichte Abdichtung gegen das innere eines Reaktionsbehälters bildet. Ein zentrales Röhrchen mit größerem Durchmesser als die Kapillarröhrchen soll zum Einführen reaktiver und Waschlösungen in den Behältern oder für deren Entfernung aus dem Behälter durch Absaugen geeignet sein, jedoch erscheint das Einführen einer Flüssigkeit in den Behälter durch einfaches manuelles Abgießen als in der,Praxis schwer durchführbar, wenn man den geringen Durchmesser des Zentralröhrchens relativ zum Durchmesser der öffnung des Behälters betrachtet. Darüberhinaus verhindert offenbar die kreisförmige Scheibe ein vollständiges Abgießen der Flüssigkeit im Behälter, wenn die gesamte Vorrichtung einfach umgedreht wird. Um ein vollständige Entleeren des Behälters sicherzustellen, muß der Laborant daher entweder eine externe Saugquelle an das Zentralröhrchen anlegen oder aber die Träger struktur als ganzes von dem Reaktionsbehälter entfernen.

In der US-PS 40 66 646 ist eine kombinierte Anordnung aus Diagnosegerät und rohrförmigem Gehäuse beschrieben, bei der eine Kappe zum Abdichten des oberen Endes des rohrförmigen Gehäuses vorgesehen ist. Die Kappe dient auch als Abstützung für eine sich nach unten erstreckende Stange, die sich nach unten bis zur Flüssigprobe erstreckt, die in dem rohrförmigen Gehäuse enthalten ist. Das untere Ende der Stange trägt wiederum ein dünnes Blatt aus Substratmaterial mit einer darauf angeordneten biologisch aktiven Schicht, welches in die Flüssigprobe eingetaucht werden kann. Obwohl hierdurch eine im wesentlichen einheitliche Struktur gewährleistet ist,

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liegt es auf der Hand, daß die Kappe ein Eingießen einer Flüssigprobe in das rohrförmige Gehäuse sowie auch ein Abgießen der Flüssigkeit und ein Waschen des Substrates verhindert, so lange die Apparatur zusammengebaut bleibt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Testvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche mittels beschichteter Einsätze durchführbare Untersuchungsverfahren vereinfacht werden können. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Testvorrichtung der gattungsgemäßen Art gelöst durch einen Fließmittelbehälter zum Aufnehmen der Fließmittelprobe und einer Festphasen-Einsatzmatrix, wobei der Fließmittelbehälter an seiner Innenfläche eine Halteeinrichtung zum Festhalten wenigstens eines reaktiven Abschnitts der Einsatzmatrix in den Fließmittelbehälter beim Umkehren desselben aufweist; und eine undurchlässige einheitliche Einsatzmatrix mit einem reaktiven Abschnitt, der mit der Fließmittelprobe beim Einführen in diese in Kontakt steht und auf dem die feste Komponente immobilisiert ist, wobei die Einsatzmatrix eine Form hat, welche es ermöglicht, daß Fließmittel in den Fließmittelbehälter eingegossen und aus dem Fließmittelbehälter durch Umkehren desselben abgegossen wird, während der reaktive Abschnitt der Einsatzmatrix durch die Halteeinrichtung festhaltbar ist.

Bei der Erfindung wird also ein Fließmittel- oder Flüssigkeitsbehälter verwendet, an dessen innerer Oberfläche eine Halteeinrichtung vorgesehen ist, welche den in den Behälter aufgenommenen Einsatz so fest hält, daß wenigstens der reaktive Abschnitt des Einsatzes beim Umdrehen des Fließmittelbehälters innerhalb des Behälters festgehalten wird. Der Einsatz hat eine Konfiguration, welche die Möglichkeit gibt, Fließmittel in den Fließmittelbehälter einzugießen und hieraus auszugießen, wenn der Behälter umgedreht wird, wobei der reaktive Abschnitt des Einsatz nach wie vor inner-

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halb des Behälters liegt. Die verschiedenen Abgieß-, Wasch- und Meßoperationen, die bei einer Radioimmununtersuchung, um nur ein Beispiel zu nennen, erforderlich sind, lassen sich daher durchführen, während der Einsatz sicher innerhalb des ursprünglichen Teströhrchen umgrenzt und festgehalten bleibt. Auf diese Weise wird die Anzahl der Teströhrchen, die zum Ausführen einer vollständigen Radio- . immununtersuchung erforderlich sind, auf eines begrenzt. Darüberhinaus wird die Notwendigkeit eines manuellen Zusammenbaus oder Auseinanderbaus im Anschluß an das anfängliche Einführen des Einsatzes in das Reaktionsröhrchen vollständig eliminiert, wodurch natürlich die Versuchssicherheit deutlich verbessert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Festphasen-Einsatzmatrix einen Handgriff in Form einer Stange auf, an der eine Anzahl von nach außen vorstehenden Flügel, die nahe an den Enden derselben angebracht sind, angeordnet ist. Die feste Komponente, üblicherweise ein Antikörper, im Falle einer Immunountersuchung, wird auf den Oberflächen der Flügel immobilisiert, welche daher den reaktiven Abschnitt des Einsatzes bilden. Der Fließmittelbehälter ist vorzugsweise ein Test- oder Reagenzröhrchen. Die Halteeinrichtung an der Innenfläche des Röhrchens ist ein konvexer Vorsprung, der herkömmlicherweise dadurch gebildet werden kann, daß an der Außenseite des Röhrchens eine konkave Einkerbung hervorgerufen wird.

Die Abmessungen des konvexen Vorsprunges sind so gewählt, daß normalerweise das Einführen des Flügel tragenden Abschnittes der Einsatzmatrix in das Teströhrchen oder auch sein Entfernen, nachdem der Einsatz einmal eingeführt worden ist, behindert werden, wobei jedoch entweder die Matrix oder das Teströhrchen oder aber auch beide, wie dies bevorzugt ist, hinreichend elastisch sind, damit der Flügel tragende Abschnitt des Einsatzes an dem Vorsprung zum anfänglichen

BOEHMERT & SGSHMERS

Einführen in das Teströhrchen vorbeigedrückt werden kann. f

Anschließend dient der Vorsprung dazu, den Flügel tragenden f!

Abschnitt der Einsatzmatrix innerhalb des Teströhrchens auch |'

dann festzuhalten, wenn das Röhrchen vollständig umgedreht %

wird. Da die offenen Zwischenräume zwischen benachbarten fi

Flügeln der Einsatzmatrix es ermöglichen, daß Flüssigkeit §

frei in das Teströhrchen hinein oder aus diesem ausgegossen %

wird, wenn die Einsatzmatrix sich in ihrer Stellung befindet, ί

kann die zusammengebaute Kombination aus Teströhrchen und ^: Einsatz abgegossen, gewas-ehen, gefüllt oder auf andere Weise während der Untersuchung gehandhabt werden, im wesentlichen so, als ob es sich um eine einstückige Konstruktion handeln würde.

Der konvexe Vorsprung ist von der Mündung des Teströhrchens vorzugsweise um eine vertikale Distanz entfernt, welche ausreicht, damit der Flügel tragende Abschnitt der Einsatzmatrix stabil benachbart der Mündung oder Öffnung des Teströhrchens in der Schebe gehalten werden kann, abgestützt durch den Vorsprung und die vertikalen Seitenwände des Röhrchens, bevor der Einsatz an dem Vorsprung vorbei und hierdurch vollständig in das Röhrchen eingedrückt wird. Dies gewährleistet nicht nur eine bequeme Haltestellung für den Einsatz unmittelbar vor dem Beginn der Reaktion, sondern gibt auch die Möglichkeit, die Reaktion an einem wohldefinierten Zeitpunkt mittels einer einfachen, abrupten Abwärtsbewegung und eines dadurch hervorgerufenen Druckes auf den Handgriff des Einsatzes zu starten.

Der konvexe Vorsprung ist vorzugsweise ebenso von dem Boden des Teströhrchens um eine Distanz entfernt, die wesentlich größer ist als die Länge des Flügel tragenden Abschnittes der Einsatzmatrix, so daß die Einsatzmatrix die Tendenz hat, sich vom Boden des Röhrchens zu lösen, wenn das Röhrchen sich in umgekehrter Stellung befindet, also beispielsweise beim Abgießen. Dies unterstützt beim Abgießen von Flüssig-

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keit, welche sich in dem Bereich zwischen dem Boden des Röhrchens und dem Boden des Flügel tragenden Abschnittes der Einsatzmatrix ansammeln könnte, wodurch das Ausleeren der Flüssigkeit aus dem Teströhrchen gefördert wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Figur 1 einen mit Flügeln versehenen Einsatz und ein Eindrücktestrohr nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 2 einen Querschnitt des Teströhrchens von Figur 1, wobei der Einsatz nahe der Öffnung des Röhrchens vor dem vollständigen Einführen in dasselbe in der Schwebe ist;

Figur 3 einen weiteren Querschnitt des Teströhrchens von Figur 1, wobei der Einsatz voll eingeführt ist;

Figur 4 einen weiteren Querschnitt des Teströhrchens von Figur 1, wobei das Röhrchen in umgekehrter Postition zum Abgießen einer Flüssigkeit hieraus angeordnet ist; und

Figur 5 eine automatische Vorrichtung zum Versehen

polymerer Teströhrchen mit geeigneten Einkerbunden.

Figur 1 zeigt einen mit Flügeln versehenen Einsatz 10 und einen entsprechenden Fließmittelbehälter 20 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Einsatz 10 weist eine zentrale Stange 12 und eine Vielzahl mit gleichmäßigem Abstand angeordneter, radial vorspringender Flügel 14 auf, die entlang des unteren Abschnittes der zentralen Stange 12 an dieser angebracht sind. Der obere Abschnitt der Stange 12, an dem keine Flügel oder Flossen

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vorgesehen sind, dient als Handgriff, um so das Einführen des Einsatzes 10 in den Behälter 20 zu erleichtern. Die Flügel 14 sind vorzugsweise als Teil einer einstückigen Konstruktion ausgebildet, welche auch die zentrale Stange 12 umfaßt. Alternativ hierzu können die Flügel an die Stange auch mittels mechanischer Befestigungsmittel, wie beispielsweise durch Nut- und Federverbindung, oder aber auch durch einen geeigneten Kleber angebracht sein. Ein kleiner Knopf 15, der unten an dem Einsatz unterhalb der Flügel 14 angebracht ist, dient einem noch zu beschreibenden Zweck.

Der Einsatz 10 kann von beinahe jedem beliebigen wasserunlöslichen Material hergestellt werden, beispielsweise aus Polymethacrylat, Plypropylen oder Polystyrol. Vorzugsweise ist der Einsatz von der Art,wie sie in der USA-Patentanmeldung Nr. 905 552 beschrieben ist, auf welche hier ausschließlich zur Ergänzung des Erfindungsgedankens Bezug genommen wird. Die Flügel 14 tragen eine darauf immobilisierte feste Komponente der Festkörperreaktion, üblicherweise einen Antikörper im Falle einer immunologischen Bindungsreaktion, und können daher als reaktiver Teil des Einsatzes oder der Einsatzmatrix bezeichnet werden. Vorzugsweise weist der Einsatz neun mit gleichem Abstand angeordnete Flügel 14 auf, die an der zentralen Stange 12 angebracht sind, obwohl auch eine größere oder kleines Anzahl von Flügeln verwendet werden könnte. Wie in der schwebenden USA=Patentanmeldung Nr. 905 552 beschrieben ist, hat sich gezeigt, daß Einsätze mit zwölf, sechzehn und achtzehn Flügeln samt und sonders günstige Reaktionskinetikeigenschaften aufweisen. Die Flügel 14 können so geformt sein, daß sie annähernd dem Inneren des Behälters 20 in der gezeigten Weise entsprechen, um so einen dichten, glatten mechanischen Sitz zu ermöglichen, jedoch ist dies vom Standpunkt der Festkörperreaktionskinetik nicht wesentlich.

Der Behälter 20 besteht vorzugsweise aus einem Standard-

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Polystyrolteströhrchen von 12 χ 75 mm, welches, wie gezeigt, einen abgerundeten Boden 28, gewünschtenfalls aber auch einen ebenen Boden aufweisen soll. Der Querschnitt des Röhrchens kann, wie gezeigt, kreisförmig sein, kann aber auch jedwede andere gewünschte Konfiguration haben. Wie die Zeichnung zeigt, ist an der äußeren, vertikalen Wandung des Behälters 20 eine langgestreckte, konkave Einkerbung 22 vorgesehen. Als Ergebnis der Einkerbung 22 erscheint ein entsprechender langgestreckter konvexer Vorsprung 24 (erkennbar in den Querschnittsdarstellungen der Figuren 2 bis 4) an der vertikalen Innenfläche des Rohres 20. Das bevorzugte Verfahren zum Bilden der Einkerbung 22 und damit des Vorsprunges 24 wird weiter unten noch im einzelnen beschrieben. Für den Zweck der gegenwärtigen Darstellung ist es lediglich wichtig, darauf hinzuweisen, daß die nach innen weisende Abmessung des Vorsprunges 24 den Durchmesser des Rohres 20 so weit einschränkt, daß normalerweise (das heißt also, ohne daß eine äußere Kraft aufgebracht wird) das vollständige Einführen des mit Flügeln versehenen Abschnittes des Einsatzes 10 in das Rohr verhindert wird, wie dies in Figur gezeigt ist, und daß normalerweise weiterhin der mit Flügel versehene Abschnitt des Einsatzes 10 innerhalb des Rohres ,20, nachdem er einmal eingeführt worden ist, auch dann, wenn das Rohr vollständig umgedreht wird, wie dies in Figur 4 gezeigt ist, dort gehalten wird. Entweder der Einsatz 10 oder aber das Rohr 20, vorzugsweise beide, weisen genügend Elastizität auf, um zu gewährleisten, daß der mit Flügel versehene Abschnitt des Einsatzes 10 manuell über den Vorsprung 24 hinweggedrückt und hierdurch vollständig in das Rohr 20 eingeführt werden kann, wie dies in Figur 3 gezeigt ist.

Wenn der Einsatz 10 aus Polymethacrylat besteht, beispielsweise, und das Rohr aus Polystyrol besteht, wie bei dem beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel, ist hinreichend

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wechselwirkende Elastizität vorhanden, welche es ermöglicht, daß der Einsatz 10 über einen in geeigneter Weise dimensionierten Vorsprung 24 geschoben wird, wobei nur mäßig mit \ der Hand eine Kraft aufgebracht werden muß. Es liegt auf der Hand, daß ein Glastestrohr oder -Reagenzglas ebenfalls verwendet werden kann, solange nur der Einsatz 10 eine gewisse Elastizität aufweist und der Vorsprung 24 geeignet bemessen ist. Umgekehrt läßt sich natürlich auch ein unelastischer Einsatz verwenden, wenn nur das Testrohr 20 eine gewisse Elastizität aufweist und der Vorsprung 24 in geeigneter Weise dimensioniert ist.

Wenn der Einsatz 10 sich in der in Figur 3 gezeigten Weise innerhalb des Rohres 20 befindet, so kann offensichtlich die Kombination aus Rohr und Einsatz abgegossen, gewaschen, erneut gefüllt und auf andere Weise im Laufe eines Versuches gehandhabt werden, ganz so, als würden diese Teile eine einstückige Konstruktion bilden. Der Vorsprung 24 dient dabei dazu, den reaktiven oder Flügel tragenden Teil des Einsatzes innerhalb des Rohres zu halten, selbst dann, wenn das Rohr vollständig umgedreht wird, wie dies in Figur 4 gezeigt ist. Infolge der offenen Zwischenräume zwischen benachbarten Flügeln 14 kann Fließmittel, insbesondere Flüssigkeit, in das Rohr eingeführt oder aus diesem abgegossen werden, ohne daß durch den Einsatz 10, der sich an seinem Platz im Rohr befindet, eine wesentliche Behinderung erfolgt. Natürlich kann jedweder undurchlässige einstückige Einsatz mit Flügeln versehen oder auf andere Weise ausgebildet sein, welcher eine Konfiguration hat, die die Möglichkeit gibt, daß Fließmittel in das Rohr 20 eingegossen und hieraus abgelassen wird, während der Einsatz sich im Rohr befindet, verwendet werden, jedoch wird vorzugsweise der mit neun Flügeln versehene Einsatz verwendet, da er einen guten Fließmitteldurchlass mit besonders günstigen Festkörperreaktionskinetikeigenschaften verbindet.

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Angenoiranen, daß ein Flügel tragender Einsatz 10 der beschriebenen Art tatsächlich verwendet wird, sollte sich der langgestreckte Vorsprung 24 hinreichend weit um den Innenumfang des Rohres 20 erstrecken, um wenigstens zwei benachbarte Flügel 14 zu überbrücken. Hierdurch wird es unmöglich, daß die Flügel 14 so ausgerichtet werden, daß sie über den Vorsprung 24_ hinweggleiten können, ohne behindert zu werden. Hierdurch wird dann also sichergestellt, daß der Einsatz 10 und das Rohr 20 nicht in unbeabsichtigter Weise während des Abgieß- und Waschvorganges voneinander getrennt werden.

Wie in Figur 2 gezeigt ist, ist der Vorsprung 24 vorzugsweise von der öffnung 26 des Teströhrchens 20 um einen Abstand entfernt, der ausreicht, den Flügel tragenden Abschnitt des Einsatzes 10 stabil benachbart der öffnung des Röhrchens in der Schwebe zu halten, abgestützt durch die vertikalen Seitenwände des Röhrchens und durch den Vorsprung 24, ehe der Einsatz über den Vorsprung gedrückt und in das Rohr hineinbefördert wird, um dort die in Figur 3 gezeigte vollständig eingeschobene Stellung einzunehmen. Dies ist aus wenigstens zwei Gründen vorteilhaft. Zunächst einmal ist hierdurch ein bequemer Ruheplatz für den Einsatz vor dem Versuchsbeginn gewährleistet. Hierdurch wird die Möglichkeit reduziert, daß die beschichteten Flügeloberflächen durch Fremdkörper kontaminiert werden, beispielsweise in dem Fall, daß ein Ablegen auf dem Labortisch vor dem Versuchsbeginn erfolgt. Zusätzlich hierzu wird dadurch, daß der Einsatz stabil benachbart der öffnung des Röhrchens 20, wie in Figur 2 gezeigt ist, in der Schwebe gehalten werden kann, gewährleistet, daß der Versuch zu einem wohldefinierten Zeitpunkt mittels einer einfachen, abrupten Abwärts-Druckbewegung des Handgriffes 12 des Einsatzes 10 gestartet wird, wodurch die auf den beschichteten Oberflächen der Flügel 14 befindliche fixierte Komponente sofort in die bewegliche Komponente, die in der Flüssigkeitsprobe im

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unteren Abschnitt des Röhrchens 20 enthalten ist, eingetaucht wird. Der erforderliche Abwärtsdruck kann sogar gleichzeitig auf zahlreiche in der Schwebe befindliche Einsätze ausgeübt werden, indem ein starrer mechanischer Arm oder dergleichen verwendet wird, so daß also die Versuchsanordnung nach der Erfindung leicht so modifiziert werden kann, daß in großem Maßstab voll- oder teilautomatisch Versuche durchgeführt werden.

Figur 2 zeigt, daß der Abstand zwischen dem Vorsprung 24 und der Öffnung oder Mündung 26 des Teströhrchens 20 annähernd gleich der Länge des Flügel tragenden Abschnittes des Einsatzes 10 ist, so daß der gesamte Flügel tragende Abschnitt innerhalb der Seitenwände des Rohres 20 eingeschlossen ist, wenn der Einsatz zum Einführen in der Schwebe gehalten wird. Dies ist der bevorzugte Minimalabstand zwischen dem Vorsprung 24 und der Öffnung 26, da hierdurch sichergestellt wird, daß der gesamte reaktive Abschnitt des Einsatzes 10 von den vertikalen Seitenwänden des Rohres 20 umgeben und daher gegen eine mögliche Kontamination während derjenigen Zeit geschützt wird, in welcher der Einsatz nahe der Öffnung des Rohres in der Schwebe gehalten wird, also vor dem Versuchsbeginn. Es liegt jedoch auf der Hand, daß ein kleinerer Abstand zwischen dem Vorsprung 24 und der Öffnung 26 des Rohres 20 bereits ausreicht, um die Möglichkeit zu geben, daß der Einsatz stabil an der Öffnung des Rohres in der Schwebe gehalten wird, wenn die Abschirmfunktion nicht erforderlich ist.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt des bevorzugten Ausführungs· beispieles der Erfindung ist der Vorsprung 24 von dem Boden 28 des Rohres 20 um einen Abstand entfernt, der wesentlich größer ist als die Länge des Flügel tragenden Abschnittes des Einsatzes 10, wie sich dies aus Figur 3 unmittelbar ergibt. Dementsprechend bewirkt ein Umdrehen des Rohres 20

BOEHMERT &.BO£HMEÄT

ein Herunterfallen des Flügel tragenden Abschnittes des Einsatzes, bis dieser an den Vorsprung 24, wie in Figur 4 gezeigt, zur Anlage kommt. Dies gibt die Möglichkeit, daß sich der Boden des Flügel tragenden Abschnittes des Einsatzes 10 von dem Boden 28 des Rohres 20 trennt. Hierdurch wird die Flüssigkeit, welche die Tendenz hat, sich in diesem Bereich abzusetzen, verschoben, wodurch das vollständige Ausgießen der Flüssigkeit aus dem Rohr 20 gefördert wird. Das plötzliche Schütteln und Rütteln des Flügel tragenden Abschnittes des Einsatzes 10 gegen den Vorsprung 24 beim Umkehren des Rohres 20 hat auch die Tendenz, jedwede Flüssigkeit, die an den Oberflächen der Flügel 14 anhaftet, loszuschütteln, wodurch ein vollständiges Ausgießen weiter gefördert wird. Dieser Effekt läßt sich durch wiederholtes manuelles Schütteln des Rohres.20 während des Abgießens noch verstärken, wodurch bewirkt wird, daß der Flügel tragende Abschnitt des Einsatzes 10 wiederholt an dem Vorsprung 24 anschlägt.

Vorzugsweise ist ein kleiner Knopf 15 am Boden des Flügel tragenden Abschnitt des Einsatzes 10 ausgebildet, um einen dichten Kontakt zwischen den Bodenkanten der Flügel 14 und dem Boden des Rohres 20 zu verhindern, wenn der Einsatz die vollständig eingeschobene Position, welche in Figur 3 gezeigt ist, einnimmt. Ein Vorteil des Knopfes liegt darin, daß auf die Flüssigkeits-Oberflächenspannung zurückgehende Effekte reduziert werden, die ansonsten das Abtrennen des Einsatzes von dem Boden 28 des Rohres beim Umkehren des Rohres behindern könnten. Dieser Knopf ist jedoch für diesen Zweck nicht unbedingt erforderlich, da das Gewicht des Einsatzes 10 in den meisten Anwendungsfällen ausreichen wird, um seine Trennung von dem Boden des umgekehrten Rohres zu gewährleisten, unabhängig von jedweden Flüssigkeits-Oberflächenspannungseffekten.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem ein

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Standard-Teströhrchen mit einer Größe von 12 χ 75 verwendet wird, kann der Flügel tragende Abschnitt des Einsatzes 10 annähernd 28 mm lang sein. Der Vorsprung 24 würde dann dementsprechend um 28 mm von der öffnung 26 des Rohres 20 entfernt sein müssen, um auf diese Weise den Flügel tragenden Abschnitt des Einsatzes vollständig innerhalb der vertikalen Seitenwände des Rohres zu umschließen, wenn der Einsatz sich in seiner Schwebeposition befindet. In der Praxis kann der Vorsprung 24 etwas dichter an der Mündung 26 des Rohres 20 liegen, wenn die Böden der Flügel 14 in der gezeigten Weise abgerundet sind, da die abgerundeten Unterkanten oder Böden der Flügel 14 die Tendenz haben, sich leicht über den Vorsprung 24 hinaus zu erstrecken, wenn der Einsatz sich in seiner Schwebestellung befindet, wie sich dies aus einer Betrachtung der Figur 2 ergibt. Jedenfalls werden etwa 45 bis 50 mm zwischen dem Boden des Rohres und dem Vorsprung freibleiben, wodurch eine mehr als adäquate Trennung zwischen dem Flügel tragenden Abschnitt des Einsatzes und dem Boden des Rohres ein Umdrehen desselben zur Ausführung der verbesserten Ausgießfunktion in der beschriebenen Weise gewährleistet ist. Ein adäquater Abstand sowohl für das verbesserte Abgießen als auch zum Inschwebehalten und Abschirmen des Einsatzes an der öffnung des Rohres wird tatsächlich dann erreicht, wenn der Vorsprung stattdessen einfach in der Mitte des Rohres oder aber nahe der Mitte angeordnet ist.

Wie in Figur 3 gezeigt ist, endet das obere Ende des Handgriffes 12 des Einsatzes 10 wenige Millimeter unterhalb der öffnung 26 des Teströhrchens 20, wenn der Einstaz 10 vollständig in das Teströhrchen eingeführt ist. Dies stellt sicher, daß kein hervorstehender Handgriff zu Spritzern führt oder auf andere Weise beim EingMen von Flüssigkeiten in das Röhrchen hindert, nachdem der Einsatz einmal vollständig eingeführt worden ist, beispielsweise dann, wenn eine zweite Reaktionsflüssigkeit in die zusammengesetzte

BOEHMERT &ΒθΒΗΜΒίΚΓ

Röhrchen/Einsatz-Kombination während des Verlaufes eines Doppelt- oder Direktversuches eingeführt wird. In der Praxis sollte daher der Handgriff 12 nicht langer sein, als dies erforderlich ist, um den Flügel tragenden Abschnitt des Einsatzes 10 über den konvexen Vorsprung 24 in das Rohr 20 hinein einzuführen. Diese Länge wird natürlich durch den Abstand, um den der Vorsprung 24 von der öffnung 26 entfernt ist, bestimmt.

Die Nützlichkeit der Erfindung in Verbindung mit Festkörper-Immununtersuchungen, insbesondere Radioimmununtersuchungen wird nunmehr beschrieben: Angenommen, eine Flüssigkeitsprobe, welche die unbekannte bewegliche Komponente und eine radioaktiv markierte bewegliche Komponente enthält, ist im Rohr 20 angebaut worden, wie dies bei einer Konkurrenz- oder indirekten Radioimmununtersuchung der Fall ist, so wird der beschichtete Einsatz 10 anschließend in die öffnung 26 des Röhrchens eingeführt, und zwar in der Weise, daß der Einsatz die in Figur 2 gezeigte Schwebeposition einnimmt. Die Festkörper- oder Festphasenreaktion wird dann durch einen abrupten Abwärtsdruck auf den Handgriff 12 des Einsatzes eingeleitet, wodurch der Flügel tragende Abschnitt des Einsatzes über den Vorsprung 24 hinweggedrückt und in die Flüssigkeitsprobe am Boden des Röhrchens 20 eingetaucht wird. Der Abwärtsdruck kann manuell, oder, wie bereits erwähnt, durch einen starren mechanischen Arm oder dergleichen ausgeübt werden, wobei die letztgenannte Alternative sich insbesondere dann empfiehlt, wenn es erwünscht ist, verschiedene Versuchsanordnungen simultan zu starten. In jedem Fall haben der Einsatz 10 und das Rohr 20 nach dem Initiieren der Festkörperreaktion die in Figur 3 gezeigte Relativstellung.

Es ist natürlich möglich, den Einsatz 10 vor dem Eingeben der Flüssigkeitsprobe vollständig in das Rohr 20 einzuführen. In diesem Fall wird der Beginn der Festkörperreak-

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tion durch das nachfolgende Eingießen der Flüssigkeitsprobe in das Röhrchen definiert. Dieses Verfahren wird beispielsweise dann angewandt, wenn die Festkomponente der Festkörperreaktion als Schicht sowohl auf die Innenfläche des Röhrchens 20 als auch auf die Oberflächen der Flügel 14 aufgebracht ist. Die Vorteile dieser Kombination sind in der USA-Patentanmeldung Nr. 064 389 beschrieben, auf welche zur Erläuterung des Erfindungsgedankens insofern ausdrücklich Bezug genommen wird.

Wenn die gewünschte Reaktionszeit abgelaufen ist, wird die Reaktion dadurch beendet, daß die Kombination aus Rohr und Einsatz in der in Figur 4 gezeigten Weise umgedreht und die Flüssigkeitsprobe abgegossen wird. Auch dies kann nicht nur manuell, sondern insbesondere auch mechanisch erfolgen, beispielsweise mittels eines umkehrbaren Reagenzglashalters, der eine Anzahl von Röhrchen 20 aufnehmen kann. In jedem Fall löst sich der Flügel tragende Abschnitt des Einsatzes 10 beim Umkehren des Teströhrchens 20 vom Boden 28 desselben und fällt gegen den Vorsprung 24, wodurch das Ausfließen der Flüssigkeit aus dem Bodenbereich des Röhrchens in der beschriebenen Weise gefördert wird. Wenn das Röhrchen manuell gehandhabt wird, kann es mehrfach geschüttelt werden, um so zu bewirken, daß der Einsatz wiederholt an dem Vorsprung 24 anschlägt, wodurch Flüssigkeit, welche an den Oberflächen der Flügel 14 hängt, abgeschüttelt wird, unter weiterem Fördern eines vollständigen Auslaufens der Flüssigkeit. Während des Abgießens dient der Vorsprung 24 dazu, den reaktiven oder Flügel tragenden Abschnitt des Einsatzes 10 innerhalb des Rohres 20 zu halten, obwohl der Handgriff 12 dabei natürlich etwas vorstehen kann, wie dies in Figur 4 gezeigt ist.

Nachdem die Flüssigkeitsprobe abgegossen worden ist, wird Wasser oder ein Waschpuffer in das Röhrchen 20 eingegossen,

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um von den Oberflächen der Flügel 14 den größten Teil der markierten und nicht markierten beweglichen Komponenten zu entfernen, die nicht tatsächlich immunochemisch hieran gebunden worden sind. Nach geeignetem Umrühren oder Schütteln kann die Waschflüssigkeit durch Umkehren des Röhrchens 20 in der bereits beschriebenen Weise abgegossen werden, wobei der Vorsprung 24 wiederum dazu dient, den Einsatz 10 in den Röhrchen festzuhalten. Die Kombination aus Röhrchen und Einsatz kann nunmehr als Ganzes in eine radioaktive Zählkammer eingesetzt werden, damit der Meßvorgang durchgeführt werden kann, eventuell nach dem Einführen einer Sintillaktionsflüssigkeit in das Röhrchen, um so die erhaltene radioaktive Zählung zu verbessern.

Betrachtet man nun den Fall einer Sandwich- oder direkten Radioimmununtersuchung, so ist zunächst zu beachten, daß in diese zwei immunochemische Reaktionen anstelle einer einzigen ablaufen. Die erste immunochemische Reaktion besteht im Binden der unbekannten beweglichen Komponente an die feste Komponente, die auf dem reaktiven Abschnitt des Einsatzes 10 immobilisiert ist. Die zweite immunochemische Reaktion besteht im Binden des radioaktiv markierten Reagens an diejenigen Plätze der Einsatzoberflächen, die bereits durch die unbekannte bewegliche Komponente, die während der ersten Reaktion dort gebunden worden ist. besetzt sind. Diese Reaktionen werden üblicherweise aufeinanderfolgend ausgeführt, indem separate Reaktionsflüssigkeiten für die unbekannte bzw. die markierte bewegliche Komponente verwendet werden. Dementsprechend wird im Falle einer Sandwich- oder direkten Radioimmununtersuchung das vorstehend beschriebene Verfahren geringfügig modifiziert, da es notwendig ist, zwei Reaktionsflüssigkeiten anstelle einer einzigen einzuführen und abzugießen. Diese Operationen werden jedoch sämtlich ausgeführt, während der Einsatz 10 innerhalb desselben Teströhrchen 20 festgehalten bleibt.

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Unabhängig davon, ob eine direkte oder eine indirekte Radioimmununtersuchung erfolgt, liegt es auf der Hand, daß die Erfindung die Möglichkeit gibt, die aus dem Einsatz 10 und dem Rohr 20 bestehende, zusammengesetzte Kombination im wesentlichen so zu handhaben, als ob es sich um eine einstückige Konstruktion handeln würde, nachdem der Versuch einmal begonnen worden ist. Es sind keine Zusammenbau- oder Auseinandernehmschritte erforderlich, nachdem der Einsatz einmal in das Rohr eingeführt worden ist, wodurch die Handhabungskomplexität der Versuchsanordnung für den Techniker auf ein Minimum verringert wird. Die gesamte Versuchsprozedur wird ausgeführt, indem nur ein einziges Teströhrchen benutzt wird, wodurch die Versuchsanordnung insbesondere auch für in großem Maßstab ablaufende Tests wirtschaftlich attraktiv ist.

Obwohl die Erfindung sich in breitem Umfang auf jedwede Art von Festkörperversuchsanordnungen anwenden läßt, eignet sie sich doch insbesondere für Radioimmununtersuchungen, bei denen ein radioaktiv markiertes Mittel am reaktiven Abschnitt des Einsatzes 10 gebunden wird. Dadurch, daß man den reaktiven Abschnitt des Einsatzes sicher innerhalb des Teströhrchens 20 festhalten kann, braucht der Einsatz nicht weiter beachtet zu werden, während das Röhrchen von der Reaktionsflüssigkeit befreit und ausgespült wird. Da darüberhinaus der radioaktive Zählvorgang überlicherweise erfolgen kann, während der Einsatz 10 sich innerhalb des Röhrchens 20 befindet, läßt sich.die Radioimmununter-. suchung von Anfang bis Ende durchführen, ohne daß der Einsatz aus dem Original-Reaktionsröhrchen entfernt werden müßte.

Die Erfindung ist auch dann von besonderem Nutzen, wenn, wie dies in der USA-Patentanmeldung Nr. 064 389 beschrieben ist, die Festkomponente der Festphasenreaktion auf der Innen-

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fläche des Rohres 20 ebenso wie auf dem Einsatz 10 immobilisiert ist. In diesem Fall bilden sowohl das Rohr als auch
der Einsatz jeweils einen Teil einer Gesamt-Festphasenmatrixoberflache. Es ist natürlich wünschenswert, eine unbeabsichtigte Trennung dieser Teile zu verhindern, wobei möglicherweise auch eine nicht mehr rekonstruierbare Vermengung mit anderen Röhrchen und Einsätzen erfolgt, ehe die Meßoperation abgeschlossen ist. Die Erfindung gibt die Möglichkeit, derartige unbeabsichtigte Trennvorgänge weitestgehend unwahrscheinlich zu machen,·

Es liegt auf der Hand, daß die Erfindung sich sowohl für
quantitative als auch für qualitative Versuche eignen.
Im letztgenannten Fall besteht der Zweck der geannnten Meßoperation, einfach darin, das Vorhandensein einer minimalen Grenzmenge einer beweglichen Komponente zu bestimmten, anstatt also den Gesamtgehalt der mobilen Komponente zu messen.

Es liegt auch auf der Hand, daß die Verbindung sich zwar
insbesondere in Verbindung mit Radioimmununtersuchungen
eignet, jedoch nicht hierauf begrenzt ist. Sowohl kolorimetrische als auch beispielsweise enzymatische Untersuchungen können unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.

Figur 5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer automatisch arbeitenden Vorrichtung zum Bilden geeigneter langgestreckter Einkerbungen an der Außenwandung von Polymerteströhrchen. Roh-Polystyrolröhrchen von 12 χ 75 mm (nicht gezeigt) werden einzeln von einer Zuführbahn 102 einem rotierenden Rad 104 zugeführt, welches Schlitze 106 zum Aufnehmen der einzelnen Röhrchen aufweist. Eine Führungsstange 108 stellt sicher, daß jeweils zu einem bestimmten
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104 aufgegeben werden kann. ff

- 29 -

Wenn das geschlitzte Rad 104 sich in der durch den Pfeil wiedergegebenen Richtung dreht, werden die von den Schlitzen 106 getragenen Röhrchen der örtlich begrenzten Strahlungswärme ausgesetzt, welche durch ein Heizelement 110 erzeugt wird. Das Heizelement 110 ist in geringem Abstand von dem geschlitzten Rad 104 angeordnet und hat eine kreisbogenförmig gekrümmte Konfiguration, so daß es also dem Umfang des Rades angepaßt ist. Der Zweck des Heizelementes besteht darin, denjenigen exakten Bereich der Röhrchen, in dem nachfolgend durch eine federbelastete Stößeleinrichtung 112 Einkerbungen ausgebildet werden, durch Hitze zu erreichen.

Die Stößeleinrichtung 112 weist eine scharfkantige Rolle 114 auf, die drehbar an einem Ende eines schwenkbar gelagerten, federbelasteten Armes 116 angeordnet ist. Die Rolle 114 ist so angeordnet, daß sie mit dem hitzeerweichten Bereich jedes Kunststoffröhrchens kurz nach dem Hindurchlaufen des Röhrchens durch die Heizzone, welche durch das gebogene Heizelement 110 definiert ist, in Kontakt kommt. Die geschärfte Kante der Rolle 114 dient dann dazu, eine langgestreckte Einkerbung an dem gewünschten Punkt jedes Rohres zu bilden. Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, befindet sich zwischen dem Ende 138 des gebogenen Heizelementes 110 und demjenigen Punkt, in dem die Rolle 114 mit dem die Röhrchen tragenden Rad 104 tangential verläuft, ein Spalt. Hierdurch ist ein momentanes Kühlintervall für die Röhrchen gewährleistet, wenn diese aus der Heizzone herauskommen, bevor sie durch die Rolle 114 eingekerbt werden. Der Zweck dieses kurzen Kühlintervalls liegt darin, eine hinreichende Oberflächenrekristallisation der Röhrchen zu ermöglichen, um so ein Ankleben des erweichten Polymerröhrchenmaterials an der Rolle 114 zu verhindern.

Der Arm 116, an dem die Rolle 114 drehbar angebracht ist, ist an einem Punkt 117 relativ zu einer Basisplatte 118 schwingbar gelagert, so daß also die Rolle 114 der unebenen

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Kontur des Röhrchen tragenden Rades 104 folgen kann. Eine Gewindestange 120, die an einem Ende an der Basisplatte befestigt ist, durchsetzt lose eine öffnung im Arm 116, so daß dieser einstellbar ist. Einstellmuttern 122 und 124 sind auf die Gewindestange 120 aufgeschraubt und stoßen an der Unterseite des Armes 116 an, um auf diese Weise die nächstmögliche Annäherung der Rolle 114 an das Rad 104 zu definieren, damit also auch die Tiefe der Einkerbung, die in dem polymeren Testrohrchen gebildet werden. Bei einem Teströhrchen mit kreisförmigem Querschnitt bestimmt die Tiefe der Einkerbung ihre Längserstreckung, die, wie bereits erwähnt wurde, hinreichen sollte, um wenigstens zwei benachbarte Flügel oder Flossen des Einsatzes, welcher in Verbindung mit dem Röhrchen verwendet wird, zu überbrücken. Eine Einstellmutter 126 ist auf die Stange 120 oberhalb des Schwenkarmes 116 aufgeschraubt und dient dazu, den Druck auf die Feder 128 einzustellen, wodurch der Einkerbdruck, der durch die Rolle 114 auf die hitzeerweichten Teströhrchen ausgeübt wird, bestimmt wird. Ringscheiben 129 und 131 dienen dazu, die Feder 128 zwischen der Einstellmutter 126 und dem Schwenkarm 116 festzuhalten.

Nachdem die Röhrchen sich an der Rolle 114 vorbeigedreht haben und dort eine Einkerbung erfahren haben, werden sie mittels eines in geeigneter Weise angeordneten Zapfens 130 aus den Schlitzen herausgedrückt. Die fertigen Röhrchen fallen dann auf eine Sammelbahn 132 und werden von dort zu beliebigen nachfolgenden Bearbeitungs- oder Fertigstellungsstufen abtransportiert.

Bei einem als Prototyp verwirklichten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Rolle 114 aus einem herkömmlichen Massivring mit einem Nenn-Innendurchmesser von etwa 0,64 cm (1/4 inch) hergestellt, wobei der Ring entlang seines Umfanges so angeschärft wurde, daß seine Kante einen dreieckigen Querschnitt annahm, mit leicht gerundetem Scheitel.

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Das leichte Runden der geschärften Kante verhindert, daß ij die Rolle durch die Teströhrchen während des Einkerbungs- ■ Vorganges hindurchschneidet, obwohl natürlich noch genügend Schärfe da sein muß, um sicherzustellen, daß die Rolle tatsächlich die Wandungen der hitzeerweichten Röhrchen einkerbt und nicht nur zusammendrückt. ■;

Das geschlitzte Rad 104 hat bei dem Prototyp einen Durch- | messer von annähernd 16,5 cm (6,5 Zoll), wobei die Schlitze S 106 so dimensioniert sind, daß sie Standard-Polystyrolteströhrchen von 12 χ 75 mm aufnehmen können. Das geschlitzte Rad besteht aus einem Phenolharzlaminat oder einem anderen geeignet hitzebeständigen Material und ist so ausgelegt, daß es mittels eines geeigneten Konstantgeschwindigkeits-Wechselstrommotors, eines Untersetzungsgetriebes und eines Bandantriebssystems, welches in der Zeichnung aus Gründen der einfacheren Darstellung weggelassen worden ist, mit annähernd 3 Umdrehungen pro Minute angetrieben werden kann.

Das Heizelement 110 besteht aus einem 12,7 cm (5 Zoll) langen Streifen aus Nickelchromdraht, der so gebogen ist, daß ein Bogen gebildet wird, der sich über annähernd 70 relativ zum vollen Umfang des geschlitzten Rades 104 hinzieht. Eine insulierende Stützplatte 134 bildet eine Befestigungsfläche für elektrische Anschlüsse 136 und 138, welche das Heizelement 110 mit Strom versorgen. Die Anschlüsse 136 und 138 werden durch einen regelbaren Transformator ("Variac"), nicht gezeigt, der es ermöglicht, die den Röhrchen auf dem Rad 104 zugeführte Wärme zu variieren. Bei dem Prototyp hat sich ein Arbeitsleistungsniveau für das Heizelement 110 von annähernd 135 Watt als geeignet herausgestellt. Ein Zwischenraum von annähernd 0,16 cm (1/16 Zoll) zwischen dem Heizelement 110 und den Oberflächen der Teströhrchen, die durch das Rad 104 getragen werden, hat sich bei dieser Heizleistung als geeignet herausgestellt. Ein geeignetes Kühlintervall für die

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Teströhrchen zwischen dem Heizen und dem Einkerben ergibt sich, wenn ein Spalt, der sich annähernd über einen Kreisbogen von 10° erstreckt, zwischen dem Anschluß 138 des Heizelementes und dem Tangentialpunkt der Rolle 114 liegt.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, liegt es natürlich auf der Hand, daß für den Fachmann innerhalb des Erfindungsgedankens zahlreiche Modifikationen und Abwandlungen möglich sind. Die Festphasen-Einsatzmatrix beispielsweise braucht nicht mit Flügeln versehen zu sein, wie dies beschrieben wurde, sondern kann aus jedweder beliebigen einstückigen durchlässigen Struktur bestehen, welche eine Konfiguration hat, die es ermöglicht, daß Flüssigkeit in einen Flüssigkeitsbehälter eingeschüttet und aus diesem abgegossen wird, indem dieser umgedreht wird, wobei die Einsatz-| matrix dann darin festgehalten wird. Der Einsatz kann gegebene falls einen Handgriff aufweisen und kann gegebenenfalls auch den Konturen des Flüssigkeitsbehälters angepaßt sein. Der flüssigkeitsbehälter braucht kein Teströhrchen mit einem gerundeten Boden zu sein, wie dies beschrieben wurde, sondern könnte auch einen ebenen Boden oder auch nicht-kreisförmigen Querschnitt oder jedwede andere gewünschte Konfiguration haben. Die Rückhalteeinrichtung zum Festhalten des reaktiven Abschnittes des Einsatzes innerhalb des Behälters braucht nicht in der gezeigten Weise ein kleiner,- konvexer Vorsprung zu sein, sondern stattdessen könnte auch eine kreisförmige Einschnürung verwendet werden, die sich vollständig um den Innenumfang des Behälters erstreckt. Auch könnte die Halteeinrichtung an die öffnung des Behälters rückverlegt sein und dort eine ringförmige, nach innen vorspringende Lippe bilden. Alternativ hierzu kann die Halteeinrichtung auch zwei oder mehr konvexe Vorsprünge der beschriebenen Art aufweisen, die ungleichmäßig oder gleichmäßig verteilt mit gegenseitigem Abstand um den Umfang des Behälters angeordnet sind. Die Halteeinrichtung

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kann, falls dies gewünscht ist, eine symmetrische Konfiguration haben, um auf diese Weise das Einführen, aber nicht das Entfernen der Einsatzmatrix zu ermöglichen, da das Herausnehmen der Einsatzmatrix aus dem Flüssigkeitsbehälter allgemein nicht notwendig ist, so lange nur die Meßoperationen (beispielsweise, die radioaktive Zählung) in üblicher Weise ausgeführt werden können, während der Einsatz innerhalb des Behälters verbleibt. Der Behälter braucht auch nicht einmal konvex ausgebildet zu sein, vom Inneren des Behälters aus gesehen, sondern kann stattdessen auch eine Innenausnehmung oder -einkerbung zum Ineingriffkommen mit einem entsprechenden Vorsprung des Einsatzes beim Eindrücken des Einsatzes

j in den Behälter aufweisen. Auch besteht keinerlei Notwendig

keit dafür, daß die Halteeinrichtung übergangslos in die Wandung 'des Behälters übergeht, wie dies beim gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist, sondern die Halteeinrichtung könnte auch aus einer separat angebrachten Struktur bestehen. All diese Abweichungen und Modifikationen fallen in den durch die Ansprüche definierten Erfindungsgedanken.

- 34 -

Be Z¹Ug¹S ζ eichenliste

10 Einsatz 12 Stange

14 Flügel

15 Knopf

20 Fließmittelbehälter 22 Einkerbung ?.4 Vorsprung 26 öffnung 28 Boden

38 Ende

102 Zuführbahn 104 Rad
106 Schlitz 108 Führungsstange 110 Heizelement 112 Stößeleinrichtung 114 Rolle

116 Arm

117 Punkt

118 Ba.oisplatte

120 Gewindestange 122 Einstellmutter 124 Einstellmutter 126 Einstellmutter

128 Feder

129 Ringscheibe

130 Zapfen

131 Ringscheibe

132 Sammelbahn 134 Stützplatte 136 Anschluß 138 Anschluß

Claims

ANSPRÜCHE

1. Testvorrichtung zum Ausführen einer meßbaren Reaktion zwischen einer beweglichen, in einer Fließmittelprobe enthaltenen Komponente und einer festen, auf einer Festphasenmatrix immobilisierten Komponente, gekennzeichnet durch einen Fließmittelbehälter (20) zum Aufnehmen der Fließmittelprobe und einer Festphasen-Einsatzmatrix (10), wobei der Fließmittelbehälter (20) an seiner Innenfläche eine Halteeinrichtung (24) zum Festhalten wenigstens eines reaktiven Abschnitts der Einsatzmatrix in den Fließmittelbehälter beim Umkehren desselben aufweist; und eine undurchlässige einheitliche Einsatzmatrix (10) mit einem reaktiven Abschnitt, der mit der Fließmittelprobe beim Einführen in diese in Kontakt steht und auf dem die feste Komponente immobilisiert ist, wobei die Einsatzmatrix eine Form hat, welche es ermöglicht, daß Fließmittel in den Fließmittelbehälter eingegossen und aus dem Fließmittelbehälter durch Umkehren desselben abgegossen wird, während der reaktive Abschnitt der Einsatzmatrix durch die Halteeinrichtung (24) festhaltbar ist.

2. Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzmatrix einen Handgriff (12) aufweist; daß

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der reaktive Abschnitt der Einsatzmatrix (10) eine Vielzahl von an einem Ende des Handgriffes (12) angebrachten Elementen (14) aufweist, die im wesentlichen glatte ebene oder gekrümmte Oberflächen aufweisen, auf denen die feste Komponente immobilisiert ist; und daß die Elemente relativ zueinander sowie zu dem Handgriff (12) derart angeordnet sind und eine derartige Form und Größe haben, daß sich die Einsatzmatrix, wenn diese in den Fließmittelbehälter (20) eingeführt ist, im wesentlichen über die gesamte Höhe der Fließmittelprobe erstreckt und der mittlere Diffusionsabstand der Moleküle der beweglichen Komponente zu den Oberflächen der Elemente (14) im Verhältnis zum mittleren Diffusionsabstand der Moleküle der beweglichen Komponete zu dem Fließmittelbehälter in dem Fall, daß sich in diesem keine Einsatzmatrix befindet, stark verringert ist.

3. Testvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff der Einsatzmatrix (10) eine zentrale Stange (12) aufweist; und daß die Elemente eine Vielzahl von Flügeln (14) aufweisen, die sich von der zentralen Stange entlang eines Abschnittes ihrer Länge nach außen erstrecken, wobei der Fließmittelbehälter (20) im wesentlichen gerade vertikale Seitenwände hat, die an einem Ende des Behälters in einer offenen Mündung enden, während der Behälter an dem anderen Ende einen geschlossenen Boden (28) aufweist.

4. Testvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung einen konvexen Vorsprung (24) an der inneren vertikalen Seitenwandoberflache des Fließmittelbehälters (20), entsprechend einer konkaven Einkerbung (22) an der äußeren vertikalen Seitenwandflache des Behälters, aufweist, welcher so bemessen ist, daß normalerweise das Einführen des Flügel tragenden Abschnittes der Einsatzmatrix (10) in den Fließmittelbehälter (20) und dessen Ent-

fernung hieraus behindert wird, wobei die Einsatzmatrix (10) und/oder der Fließmittelbehälter (20) hinreichend elastisch ausgebildet ist, um ein Vorbeidrücken des Flügel tragenden Abschnittes der Einsatzmatrix (10) an dem Vorsprung (24) in den Fließmittelbehälter (20) hinein und dessen anschließendes Festhalten durch den Vorsprung innerhalb des Fließmittelbehälters beim Umkehren desselben zu ermöglichen.

5. Testvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (24) von der öffnung (26) des Fließmittelbehälters (20) um eine Distanz entfernt angeordnet ist, welche gewährleistet, daß der Flügel tragende Abschnitt der Einsatzmatrix (10) stabil benachbart zur öffnung (26) des Fließmittelbehälters in der Schwebe gehalten wird, bevor die Einsatzmatrix an dem Vorsprung vorbei in den Fließmittelbehälter hineingedrückt wird.

6. Testvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanz, um welche der Vorsprung (24) von der öffnung (26) des Fließmittelbehälters entfernt ist, im wesentlichen gleich der oder größer als die Länge des Flügel tragenden Abschnittes der Einsatzmatrix (10) ist, sodaß der Flügel tragende Abschnitt im wesentlichen vollständig durch die vertikalen Seitenwände umschlossen ist, während die Einsatzmatrix stabil benachbart der öffnung des Fließmittelbehälters vor dem Vorbeidrücken an dem Vorsprung und in den Fließmittelbehälter hinein in der Schwebe gehalten ist.

7. Testvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (24) von dem Boden (28) des Fließmittelbehälters (20) um eine Distanz entfernt angeordnet ist, die wesentlich größer ist als die Länge des Flügel tragenden Abschnittes der Einsatzmatrix (10), so daß die Einsatzmatrix von dem Boden des Fließmittelbehälters beim Umdrehen desselben zur Förderung des Herausfließens von Fließmittel aus diesem trennbar ist.