DE8214336U1

DE8214336U1 - Küvette zur Messung der Blutgerinnungszeit

Info

Publication number: DE8214336U1
Application number: DE8214336U
Authority: DE
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1981-06-16
Filing date: 1982-05-17
Publication date: 1985-12-05
Also published as: DK156523B; DK156523C; CA1190460A; SE454219B; GB2100427A; FI72612B; US4659550A; NZ200894A; DK261982A; NO821988L; IT8221474A0; AU537668B2; NL176606B; ES513099A0; IT1151774B; AU8471782A; NO160744C; DE3218515C2; ES8306880A1; SG15085G

Description

F.Hoffmann-La Roche & Co. Aktiengesellschaft, Basel, Schweiz

RAN 4O90/132-00A

Küvette zur Messung der Blutgerinnungszeit

t-jO Die Erfindung betrifft eine Küvette zur photo-

metrischen Messung der Gerinnungszeit einer Blutprobe.

Es ist ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Messung der Gerinnungszeit bekannt (deutsches Gebrauchsmuster ■Ig GM 77 07 546), bei dem die Gerinnung des Frobe-Reagenz-

Gemisches durch Rühren derselben mit einem Rührstab herbeigeführt wird, der vjr der Messung in die Küvette eingeführt werden muss und durch eine ausserhalb der Küvette liegende Magnetrühreinrichtung angetrieben wird. 20

Wenn eine grosse Zahl von Messungen durchzuführen ist, wird der Arbeitsaufwand für die Einführung der Rührstäbe in die Küvetten als Nachteil des oben erwähnten be-(") kannten Verfahrens empfunden. Da die Magnetrühreinrichtung einen beträchtlichen Anteil des gesamten Materialaufwandes der bekannten Vorrichtung darstellt, wäre es ausserdem wünschenswert, eine Vorrichtung zu haben, die ohne eine solche Einrichtung arbeitet.

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35

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Es ist ferner ein Verfahren zu Messung der
Gerinnungszeit bekannt (DE-AS 15 98 514) _r
bei dem die Probe in den einen Aufnahmebehälter und ein
Reagenz in den anderen Aufnahmebehälter einer zweiteiligen
Küvette pipettiert wird. Beide Aufnahmebehälter sind über
eine Kapillare miteinander verbunden. Die Mischung der Probe
mit dem Reagenz wird bei diesem bekannten Verfahren dadurch
erreicht, daß diese beide Komponenten mittels variablen
Luftdrucks durch die Kapillare hin und her befördert werden,
wobei in beiden Aufnahmebehältern Niveauänderungen erzeugt
werden. Die Gerinnung des Probe-Reagenz-Gemisches führt zu
einer fortschreitenden Verstopfung der Kapillare und dadurch zu einer Verminderung der Amplitude der Niveauänderungen in den Aufnahmebehältern. Der Zeitpunkt der Gerinnung
des Probe-Reagenz-Gemisches wird durch die Feststellung dieser
Verminderung der Amplitude durch eintretende Luftdruckände- | riingen erfaßt. Probe und Reagenz werden bei diesem bekannten % Verfahren vor Beginn des Pumpvorgangs durch die Kapillare | getrennt gehalten, die die Aufnahmebehälter für Probe bsw. | Reagenz verbindet. Erst durch den Pumpvorgang wird die Probe | mit dem Reagenz gemischt, und zwar am stärksten innerhalb Ij der Kapillare, so daß bei der Gerinnung sich das Gerinnsel | irgendwo innerhalb der Kapillare bilden muß. Das Prinzip * dieses bekannten Verfahrens liegt also darin, daß durch das % Getrennthalten von Probe und Reagenz zu Beginn der Messung j. und durch das Pumpen dieser beiden Komponenten durch die % Kapillare ein Bereich definiert wird, nämlich der Innenraum J der Kapillare, in dem die Gerinnung erfolgt, weil dort die I stärkste Vermischung der Probe mit dem Reagenz stattfindet. % Nach diesem Prinzip ist es jedoch nicht möglich, den Entstehungsort des Gerinnsels genau zu bestimmen. Eine Messung
der Gerinnungszeit nach diesem Prinzip kann daher nicht sehr
genau sein.

Es ist außerdem ein Verfahren zur Bestimmung der
Gerinnungszeit bekannt (DE-OS 24 o1 o84), bei dom der Eintritt der Gerinnselbildung durch eine fotoelektrische lies-

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sung der Trübungsänderung des Probe-Reagenz-Gemisches festgestellt wird. Dabei ist jedoch keine genaue Bestimmung des Ortes vorgesehen, an dem sich bei der Gerinnung das Gerinnsel bilden soll. Eine genaue Messung der Gerinnungszeit ist daher auch mit diesem Verfahren nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine küvette für ein vorgenanntes Verfahren zu schaffen, durch welche die Meßgenauigkeit dadurch erheblich erhöht wird, daß der Ort der ersten Gerinnung genau festgelegt ist, so daß der Zeitpunkt der Gerinnung unmittelbar erfaßt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Küvette der eingangs angegebenen Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ihr oberer Teil durch eine Trennwand in zwei Räume aufgeteilt ist, daß diese Trennwand eine vom Boden der Küvette beabstandete scharfe Kante aufweist, und daß einer der beiden Räume im oberen Teil der Küvette eine öffnung für den Anschluß an eine einen variablen Luftdruck liefernde Anordnung aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, daß kein Rührstab in die Küvette eingeführt werden muß und daß r deshalb auch kein Antrieb für einen solchen Rührer erforderlieh ist. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es daher, eine wesentliche Reduktion des Arbeits- und Materialaufwandes zu erzielen.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet außerdem gegenüber dem zweit- und drittgenannten Stand der Technik den Vorteil, daß bei der Gerinnung das Gerinnsel sich stets an der scharfen Kante in der Küvette, also einem definierten Ort, bildet. Dies ermöglicht eine eindeutige und sichere Erfassung des Gerinnsels mit einem Lichtstrahl und dadurch eine genaue Bestimmung des Zeitpunkts der Gerinnung. Auf diese Weise wird die Meßgenauigkeit erheblich verbessert und werden fehlerhafte Meßergebnisse praktisch ausgeschlossen.

Im folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Fs zeigen

Figur 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsc gemessen Küvette und die elektrooptische

Anordnung der Vorrichtung,in der die Küvette zweckmässigerweise verwendet wird.

Fig. 2 einen Querschnitt der erfindungsgemässen ■IQ Küvette und der vorgesehenen Anordnung 21

zur Erzeugung eines variablen Luftdrucks (_) in der Küvette .

Fig. 3 Schritte, die bei der Verwendung der erfindungsgemässen Küvette zur Messung der

Gerinnungszeit durchgeführt werden.

Fig. 4a bis 6b zeigen eine andere Ausführungsform der > '.'.n I erf indungsgemässen Küvette und ihre Ver-2Q Wendung.

Fig. 7 zeigt schematisch einen Querschnitt einer

bevorzugten Ausführungsform der in Fig. 2

,--x gezeigten Anordnung 21 zur Erzeugung eines

variablen Luftdruckes.

Fig* 8 zeigt schematisch einen typischen Verlauf

des Luftdrucks, der mit der Anordnung gemäss Fig. 7 erzeugbar ist.

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Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Küvette 1. Diese Küvette ist aus einem Material, das die Durchführung von optischen Messungen des Küvetteninhaltes ermöglicht. Die Küvette muss nicht zwingend

gg die in Fig. 1 gezeigte Form haben. Wesentlich ist hingegen, dass sie eine Trennwand 2 mit einer scharfen Kante 3 hat. Diese Trennwand trennt den oberen Teil der Küvette in zwei Räumen 7 und 8.

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I Die elektrooptische Anordnung der Vorrichtung, in

% der die erfindungsgemässe Küvette zweckmässigerweise verwendet wird, ist auch in Fig. 1 dargestellt. Diese

jf, Anordnung enthält eine Lichtquelle 5,

I _g z.B. eine lichtaussendende Diode, und einen Lichtempfanger 6, z.B. eine Photodiode, in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung. Mit diesen Komponenten wird ein Lichtstrahl 4 erzeugt bzw. empfangen, der die Küvette durchquert, wobei er nahe und unterhalb der Kante 3 verläuft um die Messung ₁₀ der Extinktion des vom Lichtstrahl 4 erfassten Inhalts der Küvette zu ermöglichen. Der Verlauf des Lichtstrahls 4 wird so gewählt, dass ein sich an der Kante 3 bildendes Gerinnsel 33 vom Lichtstrahl 4 erfasst wird.

15 Die elektrooptisehe Anordnung enthält ausserdem eine Lichtquelle 62,

z.B. eine lichtaussendende Diode 62, und einen Lichtempfänger 63, z.B. eine Photodiode 63 in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung. Mit diesen Komponenten wird ein Licht-I 20 strahl 61 erzeugt bzw. empfangen, der die Küvette durcht quert, wobei er oberhalb der Kante 3 verläuft, um eine

1 Messung der Extinktion des vom Lichtstrahl 61 erfassten

I Inhalts der Küvette zu ermöglichen. Der Verlauf des Licht-

I (~\ Strahls Cl wird so gewählt, dass die maximal vorgesehene

f 25 probemenge, die in die Küvette eingeführt wird, vom Licht-

1; strahl 61 nicht erfasst wird, dass aber nach Zugabe eines

I Reagenz auch beim minimal vorgesehenen Volumen des Probe-

p Reagenz-Gemisches, dieses vom Lichtstrahl 61 erfasst wird.

* 30 _{Um den} Einfluss des Umgebungslichtes auf die Extinktionsmessungen mit den Lichtstrahlen 4 und 61 zu verringern, werden als Lichtempfänger 6 bzw. 63 vorzugsweise Photo-';' dioden mit eingebautem Infrarotfilter verwendet, deren

Durchlassbereich von ca. 900 bis ca. 1000 nm geht und eine 35 minimale Dämpfung bei ca. 940 nm hat. Dadurch wird z.B. Χ die Empfindlichkeit der Messungen auf eine Umgebungsbe-

i leuchtung mit Glühlampenlicht etwa 5 mal kleiner.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist der Raum 7 im oberen Teil der Küvette 1 durch eine Oeffnung 9 mit einer Anordnung 21 verbunden, mit der ein variabler, auf den Inhalt der Küvette wirkenden Luftdruck erzeugt werden kann. Durch diesen Druck wird in der erfindungsgemässen Vorrichtung das Probe-Reagenz-Gemisch auf die Weise bewegt, die nachstehend anhand der Fig. 3 (3) erläutert ist. Wie nachstehend anhand der Fig. 7 und 8 beschrieben, kann die Anordnung 21 z.B. eine vibrierende Membrane 22 als Pumpelement enthalten. Der damit erzeugte Luftdruck gelangt durch ein Kanal 23 und durch die Oeffnung S in die Küvette 1. Die Küvette hat eine Oeffnung 11, die im Betrieb offen bleibt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, werden bei der Verwendung der erfindungsgemässen Küvette zur Messung der Gerinnungszeit einer Blutprobe folgende Schritte durchgeführt:

(1) Das vorgesehene Ansatzvolumen der Blut- oder Plasmaprobe 31 wird in die Küvette eingeführt und dort

inkubiert. Wie in der Fig. 3 als Beispiel gezeigt, wird die Probenmenge vorzugsweise so klein gewählt, | dass sie die Kante 3 nicht erreicht, so dass Luft ·^: r zwischen der Oberfläche der Probe und der Kante 3 !

frei strömen kann. Der von der Anordnung 21 «rseugte \ Luftdruck kann also keine Bewegung der Probe bewirken, \ und die Probe steht still, solange die vorgesehene Reagenzmenge noch nicht in die Küvette eingeführt _; wird.

;

(2) Das vorgesehene ftnsatzvolumen des Reagenz wird in die | Küvette eingeführt. Die Probe- bzw. Reagenzmenge * werden so gewählt, dass die Oberfläche des so gebilde- | ten Probe-Reagenz-Gemisches auf jeden Fall oberhalb τ der Kante 3 und des Lichtstrahls 61 liegt. Dadurch · werden folgende Effekte erzielt, sobald das Reagenz > in die Küvette eingeführt wird:

(3) Das Probe-Reagenz-Gemisch wird vom Lichtstrahl 61 erfasst. Dieser Zeitpunkt markiert den Beginn der Messung der Gerinnungszeit. Dieser Zeitpunkt wird mit

c an sich bekannten Mittel der elektronischen Signalo

verarbeitung registriert. Durch die Wirkung des oben erwähnten, mit den in Fig. 2 gezeigten Mitteln erzeugten Luftdrucks fliesst nun das Probe-Reagenz-Gemisch und bewegt sich dabei zwischen den in Fig. IQ 3(3) gezeigten Positionen (a) und (b) hin und her.

Dadurch wird zugleich die Probe mit dem Reagenz gut

O gemischt und ein Fliessen des Gemisches um die scharfe

Kante 3 der Küvette bewirkt.

(4) Durch die in (3) gezeigte relative Bewegung der

Flüssigkeit in bezug auf die Kante 3 bildet sich im Augenblick der Gerinnung ein Gerinnsel 33 an der Kante 3. Da dieses Gerinnsel vom Lichtstrahl 4 erfasst wird, ergibt sich eine plötzliche und deutliche

Aenderung der mit diesem Lichtstrahl gemessenen

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Extinktion. Durch die Feststellung dieser Aenderung

wird der Zeitpunkt der Gerinnung und somit die Gerinnungszeit eindeutig und genau gemessen. Für diese Feststellung und für die Anzeige der ermittelten Wer-

*■-) te werden an sich bekannte Mittel der elektronischen

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Signalverarbeitung bzw. Datenanzeige verwendet.

In Abweichung von dem oben beschriebenen Verfahren, und sofern dadurch die Messung nicht beeinträchtigt wird,

kann die Probenmenge so gross gewählt werden, dass auch 30

wenn die Probe sich allein in der Küvette befindet, ihre

Oberfläche oberhalb der Kante 3 liegt. In diesem Fall wird vor der Zugabe vom Reagenz die Probe vom Lichtstrahl 4 erfasst und durch die Wirkung des oben erwähnten Luftdruckes bewegt, analog wie in Fig. 3(3) für das Probe-35

Reagenz-Gemisch gezeigt.

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Die Figuren 4a bis 6b zeigen eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Küvette und ihre Verwendung.

Fig. 4a zeigt einen Querschnitt einer in Fig. 4b in Seitenansicht gezeigten Küvette 41. Wie die Küvette 1 in Fig. 1 hat auch die Küvette 41 eine Trennwand 44 mit einer scharfen Kante 43. Die obere Seite 45 der Küvette 41 ist offen. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird der Küvette 41 der variable Luftdruck durch eine seitliche Oeffnung 42 zuge-•JO führt, die über eine Leitung 77 mit der Luftdruck erzeugenden Anordnung verbunden ist. Gegenüber der Küvette 1 gemäss Q) Fig. 1 hat die Küvette 41 in Fig. 4a-6b den Vorteil, dass sie eine vereinfachte Handhabung ermöglicht, weil sie einfach in die Messeinrichtung gesteckt werden kann.

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Fig. 6a zeigt die Küvette 41 wenn sie nur die Probe

enthält. Fig. 6b zeigt die Küvette 41 wenn sie das Probe-Reagenz-Getnisch enthält. In Fig. 6a und 6b ist die Lage der Lichtstrahlen 4 bzw. 61 mit je einem kleinen Kreis ο« markiert.

Die Verwendung der erfindungsgemässen Küvette 41 gemäss Fig. 4a und 4b ist gleich wie oben anhand der Fig. 3 beschrieben.

Fig. 7 zeigt schematisch einen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung 21 (in Fig. 1) zur Erzeugung des variablen Luftdrucks. Diese Anordnung ist in einem Gehäuse 71 enthalten. Darin ist eine Membrane 72 angeordnet, die einen Eisenblechkern 73 hat. Mit einer

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einen Magnetkern 74 und eine Magnetspule 75 enthaltenden elektromagnetischen Antriebseinrichtung, der ein geeigneter Wechselstrom zugeführt wird, wird eine Schwingung der Membrane 72 bewirkt. Dadurch entsteht im Gehäuse 71 ein variabler Luftdruck der zwei Küvetten der erfindungsgemassen Vorrichtung über Leitungen 77 bzw. 78 zugeführt wird.

Fig. 8 zeigt schematisch einen typischen zeitlichen Verlauf des Luftdrucks, de.r mit der in Fig. 7 gezeigten Anordnung erzeugbar ist. Der Luftdruck variiert zwischen +2 und -2 Millibar, und sein Verlauf hat annähernd die Form einer Sinusschwingung mit einer Frequenz von ca. 40 Hz.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele arbeiten

z.B. mit einem Probenvolumen von 100 oder 200 μΐ, und mit

10

einem festen Reagenzvolumen von 200 ul.

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Claims

F. HOFFMANN-LA ROCHE & CO.AG 1

SCHÜTZANSPRÜCH

Küvette zur photometrischen Messung der Gerinnungszeit einer Blutprobe, dadurch gekennzeichnet,

daß ihr oberer Teil durch eine Trennwand (2) in zwei Räume aufgeteilt ist,

daß diese Trennwand eine vom Boden der Küvette beab-15

standete scharfe Kante (3, 43) aufweist, und

daß einer der beiden Räume im oberen Teil der Küvette eine öffnung (9, 42) für den Anschluß an eine einen variablen Luftdruck liefernden Anordnung (21) aufweist.