DK153425B - PROCEDURE FOR DETERMINING CELL TYPE OR COMPATIBILITY ON A FIXED MATRIX. - Google Patents

PROCEDURE FOR DETERMINING CELL TYPE OR COMPATIBILITY ON A FIXED MATRIX. Download PDF

Info

Publication number
DK153425B
DK153425B DK364876AA DK364876A DK153425B DK 153425 B DK153425 B DK 153425B DK 364876A A DK364876A A DK 364876AA DK 364876 A DK364876 A DK 364876A DK 153425 B DK153425 B DK 153425B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
cells
layer
antibody
cell
blood
Prior art date
Application number
DK364876AA
Other languages
Danish (da)
Other versions
DK364876A (en
Inventor
Richard E Rosenfield
Shaul Kochwa
Original Assignee
Sinai School Medicine
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinai School Medicine filed Critical Sinai School Medicine
Publication of DK364876A publication Critical patent/DK364876A/en
Publication of DK153425B publication Critical patent/DK153425B/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/80Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving blood groups or blood types or red blood cells

Description

DK 153425 BDK 153425 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til bestemmelse af celletype eller kompatibilitet på en fast matrix.The present invention relates to a method for determining cell type or compatibility on a solid matrix.

Til mange medicinske formål er det nødvendigt at bestemme kompatibiliteten mellem blod fra en donor og en patient.For many medical purposes, it is necessary to determine the compatibility of blood from a donor with a patient.

Blodlegemekompatibilitet bestemmes ved den manglende forekomst af en immunologisk reaktion mellem antistoffer indeholdt i en patients blodserum og antigener til stede på blodlegemer fra en donor. Hvis f.eks. en patients røde blodlegemer er af type A (dvs. har "A" antigener på de røde blodlegemer), vil serumet fra en sådan patients blod indeholde anti-B antistoffer, dvs. antistoffer, som vil reagere med "B"-celler. Hvis en sådan patient modtager en transfusion af "B"-blod, vil en immunologisk reaktion indtræffe mellem anti-B antistofferne i patientens serum og B-anti-generne fra donorens røde blodlegemer. En sådan inkompatibilitetBlood cell compatibility is determined by the lack of an immunological response between antibodies contained in a patient's blood serum and antigens present on blood cells from a donor. For example, if a patient's red blood cells are of type A (i.e., have "A" antigens on the red blood cells), the serum from such patient's blood will contain anti-B antibodies, ie. antibodies that will react with "B" cells. If such a patient receives a transfusion of "B" blood, an immunological reaction will occur between the anti-B antibodies in the patient's serum and the B antibodies from the donor's red blood cells. Such incompatibility

2 DK 153425 B2 DK 153425 B

kan resultere i alvorlige konsekvenser på grund af intravaskulær hæmolyse.can result in serious consequences due to intravascular hemolysis.

Undersøgelser 'af blodlegemers type og kompatibilitet består sædvanligvis af to typer: (i) en undersøgelse til bestemmelse af, om et specifikt antistof ved tilsætning til blodlegemerne vil bevirke deres agglutinering, og (ii) en undersøgelse til bestemmelse af, om et specifikt antistof ved tilsætning til de undersøgte blodlegemer sammen med serumkomplement vil bevirke blodlegemelysis.Blood cell type and compatibility studies usually consist of two types: (i) a study to determine if a specific antibody upon addition to the blood cells will effect their agglutination, and (ii) a study to determine whether a specific antibody by Addition to the examined blood cells together with serum complement will cause blood cell lysis.

Den første af disse to basisundersøgelser, agglutineringen, refererer til en sammenklumpning af blodlegemer indeholdende f.eks. type A antigener, til hvilke anti-A antistoffer er tilsat i fravær af komplement. A-antigenet og anti-A antistofferne reagerer specifikt med hinanden ved en immunologisk reaktion, hvor antistoffet danner broer mellem tilstødende celler. Dette fører til en tæt sammenknyttet masse af blodlegemer , som er sammenføjet med hinanden ved hjælp af de tilsatte antistoffer.The first of these two basic studies, the agglutination, refers to a clumping of blood cells containing e.g. type A antigens to which anti-A antibodies are added in the absence of complement. The A-antigen and anti-A antibodies specifically react with each other in an immunological reaction in which the antibody forms bridges between adjacent cells. This leads to a closely linked mass of blood cells which are joined to each other by the added antibodies.

Den anden af de to undersøgelser, som er omtalt ovenfor, celle-lysis, angår brydningen af cellemembraner, som fører til cellernes død og frigørelse af deres intracellulære indhold. "Cellelysis" er resultatet af en reaktion, som indtræffer mellem cellemembranbundet antistof og en gruppe af potentielt destruktive proteiner i normalt serum (ofte kaldet "komplement").The second of the two studies discussed above, cell lysis, concerns the breaking of cell membranes leading to cell death and release of their intracellular contents. "Cell lysis" is the result of a reaction that occurs between cell membrane-bound antibody and a group of potentially destructive proteins in normal serum (often called "complement").

Begge de ovenfor beskrevne fremgangsmåder anvendes til typificerings- og kompatibilitetsundersøgelse af de celleformede blodelementer, erythrocytter, granulocytter, lymphocytter og blodplader (thrombocytter). Skønt de ofte kun anvendes kvalitativt, kan begge fremgangsmåder egentlig gøres kvantitative, og de har adskilt være anvendt til bestemmelse af antigen, antistof og serumkomplement.Both methods described above are used for typing and compatibility testing of the cellular blood elements, erythrocytes, granulocytes, lymphocytes and platelets (thrombocytes). Although often used only qualitatively, both methods can actually be quantified, and have been used separately to determine antigen, antibody, and serum complement.

Ved fremgangsmåderne til blodlegemetypificering og kompatibilitetsundersøgelse, som almindeligvis anvendes inden for det kliniske felt i dag, gennemføres både agglutineringsundersøgelser og celle-lysisundersøgelser i en flydende fase, dvs. at sera indeholdende antistoffer med eller uden komplement, som skal undersøges, blandes med suspensioner af blodlegemerne, for hvilke blodtype eller kompatibilitet skal vurderes. Sædvanligvis anvendes faste volumener .In the blood cell typing and compatibility testing methods commonly used in the clinical field today, both agglutination studies and cell lysis studies are performed in a liquid phase, i.e. that sera containing antibodies with or without complement to be examined is mixed with suspensions of the blood cells for which blood type or compatibility is to be assessed. Usually, fixed volumes are used.

Vurdering af agglutineringsundersøgelsesresultater kræver, at teknikeren skal skelne agglutinering af celler, som skyldes specifik antigen-antistof molekylær brodannelse fra ikke-specifik celleaggregering , ved hvilken uvedkommende kræfter også bevirker nogen gradAssessment of agglutination assay results requires the technician to distinguish agglutination of cells due to specific antigen-antibody molecular bridging from non-specific cell aggregation, at which extraneous forces also cause

3 DK 153425 B3 DK 153425 B

af sammenklumpning. Teknikeren må altså være i stand til at skelne frie uagglutinerede celler, som kan være til stede, fra sammenklumpede eller agglutinerede celler. Dette kræver yderst erfarent personale eller præcis partikelsortering og -tælling med dyre instrumenter. Tilmed er måling af graden af specifik agglutinering enten dårligt nok semi-kvantitativ eller bekostelig og kompliceret at gennemføre.of clumping. Thus, the technician must be able to distinguish free unagglutinated cells that may be present from clumped or agglutinated cells. This requires highly experienced staff or precise particle sorting and counting with expensive instruments. In addition, measuring the degree of specific agglutination is either poor enough semi-quantitative or costly and complicated to complete.

Skønt der er blevet udviklet nogle instrumenterede undersøgelser til typificering af røde blodlegemer ved agglutinering, er udstyret til disse fremgangsmåder både bekosteligt og kompliceret at anvende. P.eks. er ét udstyr, som er blevet foreslået til typificering af røde blodlegemer ad instrumentel vej, kendt under betegnelsen "AutoAna-lyzer" og fremstillet af Berkman et al., beskrevet i Transfusion, bind 11, nr. 6, pp. 317, et seq. (1971). I nævnte udstyr kombineres blodprøver og antistofsera under specielle omstændigheder i komplekse rørformede spiraler, som er udformet til at udvirke agglutinering. Reaktionsspiralerne passerer så et "T"-stykke med benet i en nedadrettet stilling, således at agglutinater, som er dannet, har tendens til at blive fjernet. Agglutinering kan påvises ved måling af formindskelsen i optisk tæthed i afgangsstrømmen fra "T"et, som medfører den ikke--agglutinerede fraktion (Berkman et al.), eller ved opfangning af agglutinaterne fra "T"et på filterpapir (Shield et al., Transfusion, bind 9, pp. 348, 1969). Apparaturet er imidlertid komplekst og bekosteligt og lader sig ikke bruge til en simpel automatisk teknik, som er egnet til rutinebrug ved blodbankundersøgelser.Although some instrumented studies have been developed to characterize red blood cells by agglutination, the equipment for these methods is both costly and complicated to use. P.eks. is one device that has been proposed for the typing of red blood cells by instrumental, known as "AutoAna lyzer" and manufactured by Berkman et al., described in Transfusion, Vol. 11, No. 6, pp. 317, et seq. . (1971). In said equipment, blood samples and antibody sera are combined under special circumstances in complex tubular spirals designed to effect agglutination. The reaction coils then pass a "T" piece with the bone in a downward position so that the agglutinates that are formed tend to be removed. Agglutination can be detected by measuring the decrease in optical density in the discharge stream of the "T" which results in the non-agglutinated fraction (Berkman et al.), Or by trapping the agglutinates from the "T" on filter paper (Shield et al. , Transfusion, Vol. 9, pp. 348, 1969). However, the apparatus is complex and costly and cannot be used for a simple automatic technique suitable for routine use in blood bank examinations.

Et alternativt udstyr kendes under betegnelsen "Groupamatic" og kan koste adskillige hundrede tusinde dollars (se Garretta et al., Vox Sang., bind 27, pp. 141, 1974). I Groupamatic-udstyret kombineres sera og blodlegemesuspensioner til frembringelse af agglutinering. Forekomsten af agglutinering påvises ved, at suspensionen ledes over to lysstråler, hvoraf den ene passerer gennem midten af reaktions-kuvetten, medens den anden passerer gennem periferien. En forskel i transmissionen af strålerne tages som mål for agglutineringsstyrken.An alternative device is known as "Groupamatic" and can cost several hundred thousand dollars (see Garretta et al., Vox Sang., Vol. 27, pp. 141, 1974). In the Groupamatic equipment, sera and blood cell suspensions are combined to produce agglutination. The occurrence of agglutination is demonstrated by passing the suspension over two rays of light, one passing through the center of the reaction cuvette while the other passing through the periphery. A difference in the transmission of the jets is taken as the measure of the agglutination strength.

Der kræves imidlertid avanceret elektronisk udstyr, som bringer instrumentet uden for rækkevidde af alle andre end de største blodbanker.However, sophisticated electronic equipment is required which brings the instrument out of reach of anyone but the largest blood banks.

Undersøgelser baseret på immun-lysis frembyder ikke noget problem, når celleoverflade antigen-antistof reaktionen giver effektiv gensidig påvirkning med komplement som til vævs- (f.eks. HL-A) typificering. Uheldigvis er dette sjældent tilfældet med røde menneskeblodlegemer, hvor enten cellemembran antigen-antistof komplekset samvir-Immunolysis-based studies present no problem when the cell surface antigen-antibody reaction provides effective reciprocal interaction with complement as for tissue (e.g., HL-A) typing. Unfortunately, this is rarely the case with red human blood cells, where either the cell membrane antigen-antibody complex cooperates.

4 DK 153425 B4 DK 153425 B

ker ineffektivt med komplement, eller antistofkoncentrationen må begrænses for at forebygge intens agglutinering, som mekanisk vil interferere med immun-lysen.may be ineffective with complement or the antibody concentration must be limited to prevent intense agglutination, which will mechanically interfere with the immune light.

Disse problemer påvirker alvorligt driften af blodbanksserologilaboratorier, hvor selv rutinemæssig typificering af røde blodlegemer bliver en tidskrævende manuel operation, som kræver mere faguddannet og erfarent personale, end der kan fås. Ydermere kan relativt få blodbanker påtage sig lymfocytotoxiske undersøgelser, som er nødvendige til vævstypificering. Der er ingen direkte immunologiske undersøgelser tilgængelige til bestemmelse af præ-transfusionskompati-. biliteten af granulocytter og kun en indirekte undersøgelse for blodplader, såsom ^C-serotoninfrigørelse. (Selv cm granulocytter og blodplader kan tildeles HL-A typer ved udvalgte og passende undersøgelser, vil en sådan typificering ikke garantere deres kompatibilitet).These problems seriously affect the operation of blood bank serology laboratories, where even routine red blood cell typing becomes a time-consuming manual operation that requires more skilled and experienced staff than can be obtained. In addition, relatively few blood banks may undertake lymphocytotoxic studies necessary for tissue typification. There are no direct immunological studies available to determine pre-transfusion compatibility. the mobility of granulocytes and only an indirect study for platelets such as ^ C serotonin release. (Although cm granulocytes and platelets may be assigned to HL-A types by selected and appropriate studies, such typing will not guarantee their compatibility).

Det har nu overraskende vist sig, at både agglutinering- og cellelysisundersøgelser på menneskeblodlegemer kan forbedres betydeligt, når et monolag af reaktive celler bindes irreversibelt til en fast matrix.It has now surprisingly been found that both agglutination and cell lysis studies on human blood cells can be significantly improved when a reactive cell monolayer is irreversibly bound to a solid matrix.

Den foreliggende opfindelse tilvejebringer således en fremgangsmåde til bestemmelse af celletype eller kompatibilitet på en fast matrix, der er ejendommelig ved at man: (a) danner et første monolag af celler såsom erythrocytter, der irreversibelt bindes til en fast matrix, hvilke celler har iboende eller erhvervede antigener, (b) bringer laget (a) i kontakt med en opløsning indeholdende antistoffer, som kan bindes ved immunoadsorption til det første lag (a) af celler i den grad antistofferne i opløsningen er reaktive med antigenerne i cellerne i det første lag, (c) derefter applicerer en suspension af andre celler, såsom erythrocytter, hvilke andre celler -har antigener derpå, og (d) måler graden af immunoadhærering af laget af andre celler, som bindes med antistof til det første cellelag.Thus, the present invention provides a method for determining cell type or compatibility on a solid matrix which is characterized by: (a) forming a first monolayer of cells such as erythrocytes that irreversibly bind to a solid matrix which has inherent or (b) contacting the layer (a) with a solution containing antibodies which can be bound by immunoadsorption to the first layer (a) of cells to the extent that the antibodies in the solution are reactive with the antigens in the cells of the first layer, (c) then applying a suspension of other cells, such as erythrocytes, which other cells have antigens thereon, and (d) measuring the degree of immunoadherence of the layer of other cells that bind with antibody to the first cell layer.

Ved irreversibel binding af celler til en fast matrix menes der binding af reaktive celler ved molekylære kræfter, såsom dannelse af kovalente kemiske bindinger mellem positioner på celleoverfladen og reaktive grupper på substratet, eller dannelse af bindinger ved svagere molekylære kræfter, såsom van der Waals kræfter, colum-biske kræfter eller hydrogenbinding, som vil modstå virkningen af de videre fremgangsmådebetingelser. Ikke blot er følsomheden afBy irreversible binding of cells to a solid matrix is meant binding of reactive cells by molecular forces, such as formation of covalent chemical bonds between positions on the cell surface and reactive groups on the substrate, or formation of bonds at weaker molecular forces, such as van der Waals forces, columbaric or hydrogen bonding which will withstand the effect of the further process conditions. Not only is the sensitivity of

5 DK 153425 B5 DK 153425 B

undersøgelsesfremgangsmåden forøget, men resultaterne af immunreaktionen er lette at måle ved hjælp af simple instrumenter.the investigative method increased, but the results of the immune response are easy to measure using simple instruments.

Som simpel illustration kan nævnte blodtypificeringsundersøgelse udføres i tre trin: (1) et monolag af erythrocytter (til illustration vil der blive refereret til type A) bindes irreversibelt til en fast matrix; (2) under anvendelse af cellemonolaget som immunoadsorbant kan antistoffer, såsom anti-A antistoffer appliceres og adsorberes specifikt; og (3) de antistof--belagte celler kan nu undersøges for deres evne til at binde et andet monolag af celler, som bærer passende antigener (fastfase agglutinering).As a simple illustration, said blood typing study can be performed in three steps: (1) a monolayer of erythrocytes (for illustration, type A will be referred to) irreversibly bound to a solid matrix; (2) using the cell monolayer as immunoadsorbant, antibodies such as anti-A antibodies can be specifically applied and adsorbed; and (3) the antibody-coated cells can now be examined for their ability to bind another monolayer of cells carrying appropriate antigens (solid phase agglutination).

Undersøgelsesresultatet kan vurderes på enhver bekvem måde, såsom ved undersøgelse under et mikroskop; af særlig betydning for den foreliggende opfindelse er det imidlertid, at undersøgelsesresultaterne er særlig egnet til at blive vurderet ved densitometriske teknikker under anvendelse af let tilgængelige standardinstrumenter.The examination result can be evaluated in any convenient way, such as by examination under a microscope; of particular importance to the present invention, however, is that the study results are particularly suitable to be assessed by densitometric techniques using readily available standard instruments.

Til fast-fase hæmagglutinering kan undersøgelsespladen fremstillet på den foregående måde underkastes statisk eller scannende densito-metri ved bølgelængder, hvor hæmoglobinindholdet i de undersøgte erythrocytter er absorberende over for lys (f.eks, er blåt lys med en bølgelængde på 415 nm egnet). Scanningdensitometri involverer kun brug af veletableret laboratorieudstyr, som er let tilgængeligt og tilvejebringer kvantitative svar på spørgsmål, såsom (1) Er et andet lag dannet?, (2) Hvor mange celler repræsenterer dert andet lag? og ØD Hvordan er fordelingen af det andet lag? (med "fordeling" menes der ensartetheden af det andet lag. Et ensartet andet lag indebærer, at 100% af cellerne i den applicerede suspension bærer det nødvendige antigen til binding til det første lag, hvorimod en ikke-ensartet fordeling indebærer forekomsten af nogle "negative" celler i den applicerede suspension).For solid-phase hemagglutination, the test plate prepared in the foregoing manner may be subjected to static or scanning densitometry at wavelengths where the hemoglobin content of the investigated erythrocytes is light-absorbing (e.g., blue light having a wavelength of 415 nm is suitable). Scanning densitometry involves only the use of well-established laboratory equipment that is readily available and provides quantitative answers to questions such as (1) Is a second layer formed? (2) How many cells does that second layer represent? and ØD How is the distribution of the second layer? (by "distribution" is meant the uniformity of the second layer. A uniform second layer implies that 100% of the cells in the applied suspension carry the necessary antigen for binding to the first layer, whereas a non-uniform distribution implies the presence of some " negative "cells in the applied suspension).

Ved den ovenfor beskrevne fremgangsmåde til bedømmelse af immunologiske faktorer på celleoverflader kan tilstedeværelsen af antistoffer eller antigener, som er immunoadsorberet fra opløsningen, bekvemt påvises ved applicering af en anden suspension af cellepopulationen, som skal undersøges, efter at det bundne monolag er blevet omsat med antigen (eller antistof) opløsningen, og måling af dannelsen af et andet cellelag, hvori antigenet (eller antistoffet) medIn the above described method for assessing immunological factors on cell surfaces, the presence of antibodies or antigens immunoadsorbed from the solution can be conveniently detected by applying a different suspension of the cell population to be examined after the bound monolayer has been reacted with antigen. (or antibody) solution, and measuring the formation of another cell layer wherein the antigen (or antibody) with

6 DK 153425 B6 DK 153425 B

kendt specificitet virker som et tværbindingsmiddel.known specificity acts as a crosslinking agent.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan også anvendes til undersøgelse for konkurrerende reaktioner mellem opløsninger eller suspensioner af materialer, som er mistænkt for at dele antigeniske egenskaber. Der fremstilles således et irreversibelt bundet monolag af celler som beskrevet ovenfor. Dette lag bringes så i kontakt med en blanding af to opløsninger, den ene indeholdende antigener eller antistoffer med kendt specificitet, som er i stand til at inmunoadsorbe-res på det bundne cellemonolag, og en anden opløsning eller suspension, som skal undersøges. Konkurrerende binding af de kendte antistoffer eller antigener med faktorer til stede i den anden opløsning eller suspension vil genspejles ved en reduktion i dannelsen af im-munoadsorberingsreaktion med det irreversibelt bundne cellemonolag.The process of the invention may also be used to investigate competing reactions between solutions or suspensions of materials suspected of sharing antigenic properties. Thus, an irreversibly bound monolayer of cells is prepared as described above. This layer is then contacted with a mixture of two solutions, one containing antigens or antibodies of known specificity capable of being immunoadsorbed on the bound cell monolayer, and another solution or suspension to be investigated. Competitive binding of the known antibodies or antigens with factors present in the second solution or suspension will be reflected by a reduction in immunoadsorption reaction formation with the irreversibly bound cell monolayer.

Parallel med denne fremgangsmåde er fremstillingen af et cellemonolag med et andet lag af antigener bundet dertil som beskrevet ovenfor. Konkurrerende reaktioner kan så måles mellem en suspension af celler, som er i stand til at danne et andet cellemonolag, og en anden opløsning eller suspension indeholdende ukendte faktorer, som skal analyseres. Forekomsten af konkurrerende immunologiske reaktioner mellem disse to suspensioner (eller suspension og opløsning) vil genspejles ved en reduktion i dannelsen af et andet cellemonolag.Parallel to this method is the preparation of a cell monolayer with a second layer of antigens attached thereto as described above. Competitive reactions can then be measured between a suspension of cells capable of forming another cell monolayer and another solution or suspension containing unknown factors to be analyzed. The occurrence of competing immunological reactions between these two suspensions (or suspension and solution) will be reflected by a reduction in the formation of another cell monolayer.

Inden for disse generelle retningslinier kan man tænke sig følgende specifikke analysemetoder: 1. Analyse af antigener ved konkurrerende immunoadsorption. Denne analyse omfatter trin, hvor man (a) til en fast matrix applicerer en første suspension af celler, som vides at bære antigener, som skal undersøges, under betingelser, som er effektive til irreversibelt at binde et lag af cellerne til matrixen; (b) bringer laget (a) i kontakt med en blanding af (i) en opløsning af et antistof, som er reaktivt ved immunoadsorption med antigen båret af cellerne på laget (a), og (ii) en anden opløsning eller suspension, som skal analyseres for antigen ved konkurrerende inhibering af antistoffet i opløsningen (i); og (c) derefter måler graden, hvori antistoffet i opløsning-(i) er bundet ved immunoadsorption til laget (a).Within these general guidelines, the following specific assay methods may be envisaged: 1. Analysis of antigens by competing immunoadsorption. This analysis comprises steps of (a) applying to a solid matrix a first suspension of cells known to carry antigens to be examined under conditions effective to irreversibly bind a layer of the cells to the matrix; (b) contacting layer (a) with a mixture of (i) a solution of an antibody reactive by immunoadsorption with antigen carried by the cells of layer (a), and (ii) another solution or suspension which must be assayed for antigen by competing inhibition of the antibody in solution (i); and (c) then measures the degree to which the antibody in solution (i) is bound by immunoadsorption to layer (a).

2. Analyse af antigener ved konkurrerende inhibering. Denne analyse omfatter trin, hvor man (a) til en fast matrix applicerer en første suspension af celler, som vides at bære antigener, som skal undersøges, under betingelser, som er effektive til irreversibelt at binde et lag af cellerne til matrixen; (b) til laget (a) applicerer en opløsning indeholdende et antistof, som er reaktivt ved immu-2. Analysis of antigens by competitive inhibition. This analysis comprises steps of (a) applying to a solid matrix a first suspension of cells known to carry antigens to be examined under conditions effective to irreversibly bind a layer of the cells to the matrix; (b) applying to layer (a) a solution containing an antibody reactive by immunoassay.

DK 153425 BDK 153425 B

7 noadsorption med antigener båret af cellerne i laget (a); og (c) derefter applicerer en blanding af (i) en anden suspension af celler af populationen og (ii) en suspension eller opløsning indeholdende et antigen, som er konkurrerende reaktivt med det immunoadsorberede antistof fra opløsningen (b) og måler den grad, hvori celler fra den anden suspension danner et andet lag af celler på matrixen.7 node adsorption with antigens carried by the cells of layer (a); and (c) then applying a mixture of (i) another suspension of cells of the population and (ii) a suspension or solution containing an antigen that is reactive with the immunoadsorbed antibody from solution (b) and measures the degree to which cells from the second suspension form a second layer of cells on the matrix.

3. Analyse for antigener i nærværelse af antistoffer i en cellepopulation. Denne analyse omfatter trin, hvor man (a) til en fast matrix applicerer en første suspension af celler, som vides at bære antistoffer, under betingelser, som er effektive til irreversibelt at binde et lag af cellerne til matrixen; (b) bringer laget (a) i kontakt med en blanding af (i) en opløsning, som skal analyseres for antigen, og (ii) en anden opløsning eller suspension indeholdende antistoffer, som er reaktive ved immunoadsorption med antigenet, som skal analyseres, ved konkurrerende inhibering; og (c) derefter måler graden, hvori antigenet i opløsning (i) er bundet ved immunoadsorp-tion til laget (a).3. Analysis for antigens in the presence of antibodies in a cell population. This analysis comprises steps of (a) applying to a solid matrix a first suspension of cells known to carry antibodies under conditions effective to irreversibly bind a layer of the cells to the matrix; (b) contacting layer (a) with a mixture of (i) a solution to be assayed for antigen; and (ii) another solution or suspension containing antibodies reactive by immunoadsorption with the antigen to be assayed; by competing inhibition; and (c) then measures the degree to which the antigen in solution (i) is bound by immunoadsorption to layer (a).

Ved hver af de foregående fremgangsmåder kan graden af immunoadsorption bestemmes ved en eller flere af de teknikker ,f SOm er generelt beskrevet ovenfor.In each of the foregoing methods, the degree of immunoadsorption can be determined by one or more of the techniques generally described above.

Til trods for at de kliniske problemer, som er forbundet med blodbankserologi, har bestået længe, og til trods for behovet for at forbedre fremgangsmåderne og gøre disse fremgangsmåder egnede til instrumentering og automatiske teknikker har der for fagmanden inden for området været ringe hjælp at hente i den kendte teknik. De såkaldte "Eldon" kort til blodtypificering har været kendt i en række år. Disse kort er f.eks. beskrevet i U.S.A. patentskrift, nr. 2.770.572, som beskriver en testkort til brug ved typificering af menneskeblod, hvor der på forskellige dele af overfladen af et bæreark er anbragt prøver af testsera indeholdende antistoffaktorer i blanding med konglutinin eller konglutininerstatninger.Although the clinical problems associated with blood bank serology have persisted for a long time, and despite the need to improve the methods and make these methods suitable for instrumentation and automation techniques, there has been little help for those skilled in the art in the art. the prior art. The so-called "Eldon" blood typing cards have been known for a number of years. These cards are e.g. disclosed in U.S.A. No. 2,770,572, which discloses a test card for use in the typing of human blood, where samples of test sera containing antibody factors in admixture with conglutinin or conglutinin substitutes are placed on different parts of the surface of a carrier sheet.

8 DK 153425B8 DK 153425B

Ved gennemførelse af blodtypificeringsundersøgelser under anvendelse af Eldon-kortet anbringes blodprøver fra patienten, hvis blod skal typificeres, i små dråber på de forskellige serumpletter, som findes på kortet, og undersøges, efter at en passende reaktionstid er forløbet, for tilstedeværelse eller fravær af agglutinering. Undersøgelserne er imidlertid begrænset til anti-A, anti-B og anti-Rh (RhQ eller D), og selv disse undersøgelser er forbundet med betydelige fortolkningsfej1.When conducting blood typing studies using the Eldon card, blood samples from the patient whose blood is to be typed are placed in small droplets on the various serum spots found on the card and examined after an appropriate reaction time has elapsed, for the presence or absence of agglutination. . However, the studies are limited to anti-A, anti-B and anti-Rh (RhQ or D), and even these studies are associated with significant interpretive errors1.

For kortere tid siden er der i U.S.A. patentskrift nr. 3.666.421 beskrevet et andet diagnostisk prøvemedium, hvor serologiske reagenser er anbragt i dråber på et objektglas og tørret til en plet, som senere kan rekonstitueres og omsættes i en agglutineringsreaktion til identifikation af blodtype (eller andre antigen-antistof reaktionssystemer, som kan identificeres ved agglutinering). Disse prøvedbjekt-glas lider imidlertid af de mangler, som er karakteristiske for almindelig flydende-fase agglutinering, idet undersøgelsen i det væsentlige kun viser tilstedeværelse eller fravær af agglutinering, og bestemmelsen af, om agglutineringen er et resultatet af specifik antigen-antistof reaktion eller simpelthen resultatet af en ikke-specifik celleaggregering, afhænger af en kvalificeret teknikers vurdering.Less recently, in the U.S.A. U.S. Patent No. 3,666,421 discloses another diagnostic test medium in which serological reagents are placed in droplets on a slide and dried to a spot which can later be reconstituted and converted into an agglutination reaction to identify blood type (or other antigen-antibody reaction systems which can be identified by agglutination). However, these sample glasses suffer from the deficiencies characteristic of ordinary liquid-phase agglutination, the study showing essentially only the presence or absence of agglutination, and the determination of whether the agglutination results from specific antigen-antibody reaction or simply the result of a non-specific cell aggregation depends on the assessment of a qualified technician.

Det er vanskeligt eller umuligt at vurdere, om frie ikke-agglutinere-de celler er til stede sammen med sammenklumpede celler i specifikke agglutinater.It is difficult or impossible to assess whether free non-agglutinated cells are present with clumped cells in specific agglutinates.

I U.S.A. patentskrift nr. 3.770.380 beskrives et udstyr, som foreslås anvendt til vurdering af immunoadhærensreaktioner. Det skal bemærkes i denne forbindelse, at immunoadhærensreaktionerne, som dette patentskrift angår, afviger fra immunoadsorptionsfænomenet, som den foreliggende opfindelse er baseret på·Immunoadhærens er den ikke-speci-fikke sammenklumpning af partikler eller celler, som skyldes tilstedeværelsen af komplement, og ved denne prøve er det komplementet, som bevirker binding. Immunoadhærens er karakteriseret ved ikke-spe-cifikke reaktioner mellem komplementet og partiklerne og cellerne, til hvilke det binder I modsætning dertil er immunoadsorption en specifik binding mellem antigeniske positioner på en cellemembran og antistoffer, som er til stede i et serum. Immunoadsorption refererer således i modsætning til immuno adhærens til en specifik binding mellem antigener og antistoffer.IN USA. U.S. Patent No. 3,770,380 discloses a device which is proposed to be used for the assessment of immunoadherence reactions. In this connection, it should be noted that the immunoadherence reactions to which this patent relates differ from the immunoadsorption phenomenon on which the present invention is based. Immunoadherence is the non-specific clumping of particles or cells due to the presence of complement, and in this case Sample is the complement that causes binding. Immunoadherence is characterized by nonspecific reactions between the complement and the particles and cells to which it binds, in contrast, immunoadsorption is a specific link between antigenic positions on a cell membrane and antibodies present in a serum. Thus, in contrast to immunoadherence, immunoadsorption refers to a specific binding between antigens and antibodies.

Udstyret, som beskrives i dette patentskrift, er en flad cellelignende konstruktion, som på bunden er forsynet med successive belægninger af et bakterie- eller virusmateriale som et toplag, derThe equipment described in this patent is a flat cell-like structure which is provided on the bottom with successive coatings of a bacterial or viral material as a top layer which

9 DK 153425 B9 DK 153425 B

er bundet til cellefundamentet ved hjælp af et transparent tørret proteinunderlag, Immunoadhærensreaktioner mellem bakterie eller virus på den således fremstillede enhed og røde blodlegemer, som bærer antistof og komplement, i et testfluidum, som er tilført dertil, vurderes så ved bestemmelse af den grad, hvori de specielt forbehandlede røde blodlegemer i det tilførte fluidum hænger fast på det bakterieeller virusholdige toplag. Den i patentskriftet beskrevne fremgangsmåde har ikke fundet praktisk klinisk anvendelse, fordi immuno-adhærens i sig selv ikke er blevet særlig udbredt, og fordi immuno-adhærens er en ikke-specifik reaktion, der ikke er egnet til vurdering af specifikke antigen-antistof reaktioneris bound to the cell foundation by means of a transparent dried protein substrate, immunoadherence between bacteria or virus on the unit thus produced and red blood cells bearing antibody and complement, in a test fluid supplied thereto, is then assessed by determining the degree to which the specially pretreated red blood cells in the infused fluid adhere to the bacterial or viral top layer. The method described in the patent has not found practical clinical application because immunoadherence itself has not been widely used and because immunoadherence is a non-specific reaction not suitable for the assessment of specific antigen-antibody reactions.

Et lag af blodceller indlejret i et fast bæremateriale er blevet anvendt til videnskabelige formål, som ikke har relation til blodtypificering og kompatibilitetsundersøgelse. Sådanne lag er ikke bundet ved kovalente eller andre molekylære kræfter. Goodman (Nature, 193:350, 1962) fremstillede således kolonner af formalinbehandlede røde menneskeblodlegemer indlejret i polyurethan, som anvendtes til fraktionering af anti-antistoffer for humane røde blodlegemer på basis af styrken af deres binding til de tilbageholdte røde blodlegemer. Edelman et al., (Proc. Nat. Acad. Sci. 68:2153, 1971) fraktionerede blodceller på basis af deres kapacitet til specifikt at bindes til lectiner, antistoffer eller antigener, som forud var blevet bundet til delvis hydrolyserede nylonfibre.A layer of blood cells embedded in a solid support material has been used for scientific purposes which are unrelated to blood typing and compatibility testing. Such layers are not bound by covalent or other molecular forces. Goodman (Nature, 193: 350, 1962) thus prepared columns of formalin-treated human red blood cells embedded in polyurethane, which were used to fractionate human red blood antibodies based on the strength of their binding to the retained red blood cells. Edelman et al. (Proc. Nat. Acad. Sci. 68: 2153, 1971) fractionated blood cells based on their capacity to specifically bind to lectins, antibodies or antigens which had been previously bound to partially hydrolyzed nylon fibers.

Princippet med binding af en prosthetisk gruppe (af et antigen, antistof, enzym, etc.) til en fast matrix er en veletableret biokemisk metode (Cuatrecases and Anfinsen, Annu. Rev. Biochem., 40:259, 1971), og det er vidt anvendt ved fast-fase radioimmunoanalvsefrem-gangsmåder (Brit. Med. Bull., 30:1-103, 1974). Blod- eller andre celler er imidlertid ikke blevet bundet irreversibelt til en fast matrix for at lette blod- eller vævstypificering, kompatibilitetsundersøgelse, etc.The principle of binding a prosthetic group (of an antigen, antibody, enzyme, etc.) to a solid matrix is a well-established biochemical method (Cuatrecases and Anfinsen, Annu. Rev. Biochem., 40: 259, 1971), and it is widely used in solid phase radioimmunoassay methods (Brit. Med. Bull. 30: 1-103, 1974). However, blood or other cells have not been irreversibly bound to a solid matrix to facilitate blood or tissue typing, compatibility testing, etc.

Opfindelsen beskrives i det efterfølgende i relation til de i øjeblikket anvendte undersøgelser af erythrocytter. Polystyren-prøverør belægges med fibrinogen (der anvendes 0,5 mg/ml), som bindes irreversibelt. Efter udvaskning anbringes polylysin (0,1 mg/ml) på det bundne fibrinogen. Efter yderligere udvaskning indføres en suspension af enten normale eller proteasebehandlede erythrocytter (RBC). Disse RBC bindes irreversibelt (til undersøgelsesformål) som et monolag til den polylysin-fibrinogenbelagte polystyrenoverflade. Bindingstætheden på 2 x 10 RBC pr. cm er i god overensstemmelse medThe invention is described below in relation to the currently used studies of erythrocytes. Polystyrene test tubes are coated with fibrinogen (0.5 mg / ml used) which irreversibly binds. After leaching, polylysine (0.1 mg / ml) is applied to the bound fibrinogen. Upon further leaching, a suspension of either normal or protease-treated erythrocytes (RBC) is introduced. These RBCs are irreversibly bonded (for study purposes) as a monolayer to the polylysine fibrinogen coated polystyrene surface. The bond density of 2 x 10 RBC per cm is in good agreement with

10 DK 153425B10 DK 153425B

ctet, son kunne forventea for sådanne erythrocytter, som har en diameter rå 7 jj m.ctet, could be expected for such erythrocytes having a diameter of crude 7 µm.

Monolaget af bundne RBC er stabilt og vil på sin side tjene som immunoadsorbant for binding af antistoffer fra en tilført opløsning (eller serum), som er specifik for antigeniske positioner på membranerne af de bundne RBC.The monolayer of bound RBCs is stable and will in turn serve as an immunoadsorbent for binding antibodies from a solution (or serum) specific for antigenic positions on the membranes of the bound RBCs.

Fremgangsmåden til binding af blodceller som et monolag på en fast matrix er ikke nødvendigvis.begrænset til ovennævnte formål. Litteraturen angående kobling af proteiner til polymere (Cuatrecases ,og Anfinsen, Annu. Rev. Bichem., 40:259, 1971) viser, at man som et alternativ kan anvende polymerpræparater (lag af polyurethan, polystyren, etc.), som på deres overflade indeholder reaktive grupper, såsom glutaraldehyd, cyanogenbromid, amino- eller carboxylgrupper og andre, som vil tillade direkte kovalent kobling af blodcellerne til matrixen. Det er indlysende, at den bindende substans må være immunologisk inaktiv med hensyn til ethvert af antigenerne eller antistofferne, som kan være til stede i undersøgelsesopløsningerne, som påtænkes brugt.The method of binding blood cells as a monolayer on a solid matrix is not necessarily limited to the above purpose. The literature on coupling proteins to polymers (Cuatrecases, and Anfinsen, Annu. Rev. Bichem., 40: 259, 1971) shows that, as an alternative, polymer preparations (layers of polyurethane, polystyrene, etc.) can be used as on their surface contains reactive groups such as glutaraldehyde, cyanogen bromide, amino or carboxyl groups and others which will allow direct covalent coupling of the blood cells to the matrix. It is obvious that the binding substance must be immunologically inactive for any of the antigens or antibodies that may be present in the study solutions intended to be used.

Andre substrater eller matricer til brug ifølge opfindelsen kan være ethvert bekvemt materiale, som er (i) af en sådan karakter, at et cellemonolag irreversibelt kan bindes til det som beskrevet ovenfor, og (ii) egnet til brug, når påvisningsmåden, som anvendes, tages i betragtning. Da de mest bekvemme påvisningsmåder er baseret på lystransmission, såsom mikroskopisk tælling og densitometrisk scanning, foretrækkes det, at der anvendes et lystransparent substrat.Other substrates or matrices for use in the invention may be any convenient material which is (i) of such a nature that a cell monolayer can be irreversibly bonded to it as described above, and (ii) suitable for use when the detection method used is taken in consideration. Since the most convenient detection methods are based on light transmission, such as microscopic counting and densitometric scanning, it is preferred to use a light transparent substrate.

Hvis imidlertid tælling af radioaktivitet anvendes, er det indlysende, at anvendelse af materiale, som er transparent over for lys, er unødvendig.However, if radioactivity counts are used, it is obvious that use of material which is transparent to light is unnecessary.

For opfindelsens formål kan substratet eller matricen simpelthen være den indre overflade af et prøverør. Hvis en densitometrisk scanningsfremgangsmåde skal anvendes til vurdering af undersøgelsesresultaterne, er en flad overflade hensigtsmæssig. Til formål, hvor der foretages undersøgelse i stor målestok, kan strimler af matricer med cellebindende egenskaber anvendes til fremstilling af det første cellelag. Derefter kan antistoffer anbringes i pletter og undersøges for deres kapacitet til enten at understøtte immunlysis i nærværelse af komplement eller til binding af et andet lag af celler af ukendt type. Det kvantitative resultat af begge undersøgelser kan så bestemmes ved scanningdensitometri, idet tab af farve indicerer lysis og tilvækst af farve indicerer binding af et andet lag af røde celler. For det sidste formål kan det være hensigtsmæssigtFor purposes of the invention, the substrate or matrix may simply be the inner surface of a test tube. If a densitometric scanning method is to be used to assess the study results, a flat surface is appropriate. For large-scale purposes, strips of matrices with cell-binding properties can be used to prepare the first cell layer. Then, antibodies can be stained and examined for their capacity to either support immune lysis in the presence of complement or to bind another layer of cells of unknown type. The quantitative result of both studies can then be determined by scanning densitometry, with loss of color indicating lysis and the addition of color indicating binding of another layer of red cells. For the last purpose, it may be appropriate

11 DK 153425B11 DK 153425B

som en del af pietforbehandlingen hypotonisk at lysere det første cellelag/ således at baggrunden, som skyldes det første lag, ikke behøver at blive subtraheret, Hypotonisk lysis fjerner ikke signifikant meget membranbundet antistof, og dannelse af et andet lag kan påvises visuelt eller ved optisk densitometri ved hjælp af dets haano-globinindhold. Ved anvendelse af scanningdensitometri, f.eks. ved 415 nm kan kvantitative svar fås på spørgsmål, såsom "Er der dannet et andet lag?", "Hvor mange celler (udtrykt som et åbentbart maksimum) repræsenterer det andet lag?", "Hvad er fordelingen i det andet lag?".as part of the pie pretreatment hypotonically brighten the first cell layer / so that the background due to the first layer need not be subtracted, Hypotonic lysis does not significantly remove much membrane bound antibody and formation of a second layer can be detected visually or by optical densitometry using its haano-globin content. Using scanning densitometry, e.g. at 415 nm, quantitative answers can be obtained for questions such as "Is a second layer formed?", "How many cells (expressed as an open maximum) does the second layer represent?", "What is the distribution in the second layer?".

For at besvare det sidste spørgsmål bør cellesuspensionen, som appliceres på det antistof-belagte monolag, have lige netop tilstrækkelig koncentration til at tillade udfældning af et andet monolag.To answer the last question, the cell suspension applied to the antibody-coated monolayer should have just enough concentration to allow precipitation of another monolayer.

Det andet lag vaskes så til fjernelse af ikke-bundne celler, og efter denne udvaskning bliver fordelingen af de bundne dele af det andet lag en funktion af procentdelen af "positive" celler, som hænger ved, og af "negative" celler, som ikke hænger ved. Hullerne eller øerne, som er resultatet deraf, kan påvises ved mikroskopisk scanningdensitometri, og deres hyppighed og udstrækning kan udtrykkes som en relativ del af den scannede overflade.The second layer is then washed to remove unbound cells, and after this leaching, the distribution of the bound portions of the second layer becomes a function of the percentage of "positive" cells adhering and of "negative" cells which do not hangs on. The holes or islands resulting therefrom can be detected by microscopic scanning densitometry, and their frequency and extent can be expressed as a relative part of the scanned surface.

Det skal bemærkes, at bindingen af antistof ved immuno-adsorption til et lag af røde blodlegemer frembyder talrige betydningsfulde fordele. For det første kan sera med antistofkoncentrationer, som er for lave til konventionelle flydende-fase undersøgelser,anvendes med succes, fordi deres specifikke antistofindhold kan koncentreres som bundet antistof på monolaget af celler. For det andet ophæves, under omstændigheder, hvor ufortyndede sera ikke kan anvendes til flydende-fase undersøgelser på grund af andre forstyrrende serumproteiner, sådan forstyrrelse i fast-fase undersøgelser ved selektiv adsorption af antistoffet, som skal undersøges, og udvaskning til fjernelse af de forstyrrende proteiner. For det tredie er mange sera nytteløse til flydende-fase undersøgelser, fordi de indeholder antistoffer med uønsket specificitet, som ikke kan fjernes. Ifølge den foreliggende opfindelse er det ved passende udvælgelse af cellerne, som danner det første lag, muligt udelukkende at a'dsorbere de antistoffer, som skal undersøges.It should be noted that the binding of antibody by immuno-adsorption to a layer of red blood cells offers numerous significant advantages. First, sera with antibody concentrations that are too low for conventional liquid phase studies can be used successfully because their specific antibody content can be concentrated as bound antibody on the monolayer of cells. Second, under circumstances where undiluted sera cannot be used for liquid-phase studies due to other disruptive serum proteins, such disruption in solid-phase studies by selective adsorption of the antibody to be investigated and leaching to remove the disruptive serum proteins. Third, many sera are useless for liquid-phase studies because they contain antibodies of undesirable specificity that cannot be removed. According to the present invention, by appropriate selection of the cells forming the first layer, it is possible to adsorb only the antibodies to be assayed.

Den foreliggende opfindelse er egnet til undersøgelse af både celletype og cellekompatibilitet. Til celletypificering f.eks. kan det første lag med dets bundne antistof være konstrueret af celler og antistoffer af kendt type. Typen af ukendte celler fra en patientThe present invention is suitable for investigating both cell type and cell compatibility. For cell typification e.g. For example, the first layer of its bound antibody may be constructed of cells and antibodies of known type. The type of unknown cells from a patient

12 DK 153425 B12 DK 153425 B

eller donor vil så kunne bestemmes ud fra deres evne til at danne et andet cellelag. Til det formål at gennemføre kompatibilitetsundersøgelser kan der anvendes donorceller til dannelse af det første monolag, som dernæst ansættes med mulige antistoffer i en patients serum, som vil bindes ved immunoadsorption. Dette kan derefter påvises ved bestemmelse af evnen af..de bundne antistoffer fra patientens serum til dannelse af' et andet lag af de samme donorceller efter endnu en applicering (og den grad, hvori en sådan binding indtræffer).or donor may then be determined by their ability to form another cell layer. For the purpose of conducting compatibility studies, donor cells may be used to form the first monolayer, which is then loaded with possible antibodies in a patient's serum which will bind by immunoadsorption. This can then be demonstrated by determining the ability of the bound antibodies from the patient's serum to form a second layer of the same donor cells after another application (and the degree to which such binding occurs).

Påvisningsmetoder, som er egnede til brug ved den foreliggende opfindelse, vil være indlysende for fagmanden. Erythrocytter indeholder deres egen mærkat, nemlig pigmenteret protein (hæmoglobin), som har en maksimum absorption ved 415 nm. Tilstedeværelsen eller fraværet af erythrocytter kan derfor bekvemt påvises specifikt som beskrevet ovenfor. Andre markeringsteknikker kan imidlertid om ønsket anvendes lige så godt. Sådanne teknikker omfatter brugen af radioaktive atomer (f.eks. ^Cr, ^½) , biokemisk teknik (f.eks. et udvalgt intracellulært enzym), eller fluorescens-påvisning (f.eks. under anvendelse af en molekylær prøve til identificering af enten en levende eller død celle). Alle disse metoder kan let instrumenteres og derfor underkastes automatisering. De er lige anvendelige til blodbankserologi, retsmedicinsk blodundersøgelse, vævstypificering samt præ--transfusions- og præ-transplantationsundersøgelse for kompatibilitet.Detection methods suitable for use in the present invention will be apparent to those skilled in the art. Erythrocytes contain their own label, namely pigmented protein (hemoglobin), which has a maximum absorption at 415 nm. Therefore, the presence or absence of erythrocytes can be conveniently detected specifically as described above. However, other marking techniques can be used equally well if desired. Such techniques include the use of radioactive atoms (e.g., CrCr, ½), biochemical technique (e.g., a selected intracellular enzyme), or fluorescence detection (e.g., using a molecular sample to identify either a living or dead cell). All these methods can be easily instrumented and therefore subject to automation. They are equally applicable to blood bank serology, forensic blood testing, tissue typing as well as pre-transfusion and pre-transplant examination for compatibility.

Som det er velkendt inden for området, er der et antal fremgangsmåder, som nu anvendes ved flydende-fase undersøgelser, som vil være lige så velegnede til fast-fase undersøgelser. Disse indbefatter den optimale brug af additiver, som vides at potentiere agglutinering (f.eks. symmetriske og asymmetriske hydrofile kolloider, proteaser, ionkoncentration, polyelektrolytter, tonicitet og puffersysterner til kontrol af pH-værdi). Disse faktorer beskrives f.eks. af Berkman et al., i Transfusion, 11:317, 1971.As is well known in the art, there are a number of methods now used in liquid phase studies which will be equally suitable for solid phase studies. These include the optimal use of additives known to potentiate agglutination (e.g., symmetric and asymmetric hydrophilic colloids, proteases, ionic concentration, polyelectrolytes, tonicity and buffer systems for pH control). These factors are described e.g. by Berkman et al., in Transfusion, 11: 317, 1971.

Det må bemærkes, at den foreliggende opfindelse også kan anvendes i forbindelse med andre problemer, som involverer immuno-specifikke cellereaktioner. Et sådant er antiglobulinundersøgelser til vurdering af celler med hensyn til deres belægning med IgG, IgM, IgA,It should be noted that the present invention may also be used in conjunction with other problems involving immuno-specific cell responses. One such is antiglobulin assays to evaluate cells for their coating with IgG, IgM, IgA,

IgD og IgE immunoglobuliner og med C3, C4 og andre komplementkomponenter eller bundne aktiveringsprodukter (Rosenfield et al., Vox--Sang., 26:289-333, 1974). Et andet anvendelsesområde ville være fast-fase undersøgelser med kvantitativ vurdering af både passive og omvendt passive hæmagglutineringsundersøgelser. Passive hæmagglu-IgD and IgE immunoglobulins and with C3, C4 and other complement components or bound activation products (Rosenfield et al., Vox-Sang., 26: 289-333, 1974). Another area of application would be fixed-phase studies with quantitative assessment of both passive and reverse passive hemagglutination studies. Passive hemoglobin

13 DK 153425B13 DK 153425B

tineringsanalyser kan anvendes til direkte analyse af antistofkoncentration og også til indirekte analyse af koncentration af opløseligt antigen ved konkurrerende binding på basis af fælles antigener (Nusbacher et al./ J. Immunol./ 108:893, 1972). Omvendte passive undersøgelser måler opløseligt antigen direkte (Cook, Immunol., 8:74, 1965 og Juji and Yokochi, Japan, J. Exptl. Med., 39:615, 1969). Ligesom blodceller kan undersøges for deres modtagelighed for antistof--formidlet agglutinering eller lysis ved fast-fase undersøgelser, kan ydermere bakterier, protozoer, fungi og dyrkede cellelinier fra enten væv eller tumorer analyseres for antigenkomponenter på deres overflade ved de heri beskrevne fast-fase undersøgelser. Dét forventes endog, at fast-fase undersøgelser til sidst kan anvendes til at løse problemer i forbindelse med molekylær antistofkoncentration, K-værdi for antistofbinding og grad af K-værdi heterogenitet.tination assays can be used for direct analysis of antibody concentration and also for indirect analysis of soluble antigen concentration by competing binding on the basis of common antigens (Nusbacher et al. / J. Immunol. / 108: 893, 1972). Reverse passive studies measure soluble antigen directly (Cook, Immunol., 8:74, 1965; and Juji and Yokochi, Japan, J. Exptl. Med., 39: 615, 1969). Just as blood cells can be examined for their susceptibility to antibody - mediated agglutination or lysis in solid phase studies, further bacteria, protozoa, fungi and cultured cell lines from either tissue or tumors can be assayed for antigenic components on their surface by the solid phase studies described herein. . It is even expected that solid-phase studies can eventually be used to solve problems related to molecular antibody concentration, K value for antibody binding, and degree of K value heterogeneity.

Det erkendes, at mange af de til grund liggende kemiske principper, som anvendes ifølge den foreliggende opfindelse, er velkendte. Opfindelsen er imidlertid unik, fordi det ikke tidligere har været erkendt, at disse principper kunne udnyttes til konstruktion af fast-fase cellemonolag til effektiv gennemførelse af blodcelletypificering og kompatibilitetsundersøgelser for blod- og andre celler.It is recognized that many of the underlying chemical principles used in the present invention are well known. However, the invention is unique in that it has not been previously recognized that these principles could be utilized for the design of solid-phase cell monolayers for effective blood cell typing and blood and other cell compatibility studies.

Opfindelsen beskrives i det efterfølgende nærmere ved eksempler.The invention will now be described in more detail by way of example.

Eksempel l·Example 1 ·

BlodtypificeringBlodtypificering

Problemet med typificering af.røde menneske blodlegemer og påvisning af Køde menneskeblodlegeme anti-antistoffer patidspunktet for præ-transfusionskompatibilitetsundersøgelse er betragteligt. De eneste midler til påvisning af viese blodtyper af røde menneske blodlegemer ved direkte agglutinering har således været bekostelige og komplicerede instrumenter (Berkman, E.M. et al., Transfusion, 11:317, 1971). Nu er det imidlertid lykkedes at tilpasse instrumenterede flydende-fase fremgangsmåder til fast-fase undersøgelse, og det er lyk- g kedes at opnå specifik typificering for Rh, Kell, Kidd, Duffy, Xg , Lewis, Lutheran og MNSs, alle med en følsomhed, som overstiger den, der opnås med de beskrevne instrumenterede flydende-fase undersøgelser.The problem of typing red human blood cells and detecting Cold human blood antibody antibodies at the point of pre-transfusion compatibility study is considerable. Thus, the only means of detecting vicious blood types of red human blood cells by direct agglutination have been costly and complicated instruments (Berkman, E.M. et al., Transfusion, 11: 317, 1971). However, instrumented liquid-phase methods have been successfully adapted for solid-phase investigation, and specific typing has been achieved for Rh, Kell, Kidd, Duffy, Xg, Lewis, Lutheran and MNSs, all with a sensitivity which exceeds that obtained with the instrumented liquid-phase studies described.

1414

DK 153425 BDK 153425 B

Til blodtypificering konstrueredes et monolag af røde blodlegemer på følgende måde: under anvendelse af "Falcon" polystyren prøverør (10 mm'I.D. x 75 mm) appliceredes 0,2 ml fibrinogenopløs-ning (0,5 mg/ml) i 2 minutter efterfulgt, efter udvaskning, af applicering af 0,2 ml 140.000 molvægt poly-D-lysin HBr opløsning (0,1 mg/ml) i 2 minutter. Efter yderligere udvaskning appliceredes 0,2 ml 2-5% (vol/vol) suspension af type A^ celler i 0,9% NaCl i 2 minutter. Dette resulterede i adhæsion af et fladt monolag af røde 6 2 blodlegemer med en densitet på 2 x 10 celler/cm . Disse røde blodlegemer forblev adhærerede på trods af talrige udvaskninger.For blood typing, a monolayer of red blood cells was constructed as follows: using Falcon polystyrene test tubes (10mmID x 75mm) 0.2 ml of fibrinogen solution (0.5 mg / ml) was applied for 2 minutes followed by after leaching, application of 0.2 ml of 140,000 mole weight poly-D-lysine HBr solution (0.1 mg / ml) for 2 minutes. After further leaching, 0.2 ml of 2-5% (v / v) suspension of type A cells was applied in 0.9% NaCl for 2 minutes. This resulted in the adhesion of a flat monolayer of red 6 2 blood cells with a density of 2 x 10 10 cells / cm. These red blood cells remained adherent despite numerous leaches.

Det således opnåede monolag eksponeredes først for kendt specifikt antistof (0,2 ml) og lyseredes dernæst hypotonisk med destilleret vand. På dette punkt tillodes en anden applicering af 0,1 ml røde blodlegemer i 0,2% (vol/vol) styrke at udfældes ved tyngdekraftens indvirkning som et let andet monolag. Det var nu muligt at forøge den specifikke antistofbinding af dette andet monolag på forskellige måder. F.eks. anvendtes Berkman et al.’s lavion metode med held ved først at erstatte ovenstående fluidum med en opløsning af 5% mannitol og 0,0025% prot-aminsulfat ved pH-værdien 6,0, og dernæst efter 5 minutter ved stuetemperatur at vaske det andet monolag med 0r0014M phosphat med 0,85% NaCl som puffer med pH-værdien 7,3. Dette fjernede ikke-antistof-bundne kendte negative celler, men ikke antistofbundne kendte positive celler. Men andre fremgangsmåder til forøgelse af antistofbindingen af cellerne viste sig at være endog mere fordelagtige, og nogle af disse kunne ikke anvendes med held ved Berkman"s instrumenterede flydende-fase metode. Den specifikke antistofbinding af det andet monolog kunne således forøges ved sekventiel erstatning af ovenstående fluidum først med en puffer med pH-værdien 7,0 indeholdende 2,5% PVP, og dernæst med en lignende puffer med pH-værdien 6,0 indeholdende 0,01% protaminsulfat. Disse prøver udvaskedes endelig med 0,2M phosphatpuffer med pH-værdien 7,3. Det er klart, at mulighederne for forstærkning af fast-fase agglutineringen er talringe, fordi fremgangsmåden undgår mange af de problemer, som: er forbundet med flydende-fase undersøgelser.The monolayer thus obtained was first exposed to known specific antibody (0.2 ml) and then hypotonic with distilled water. At this point, another application of 0.1 ml of red blood cells in 0.2% (v / v) strength is allowed to precipitate by the effect of gravity as a slightly different monolayer. It was now possible to increase the specific antibody binding of this second monolayer in various ways. Eg. Berkman et al.'s lavion method was successfully used by first replacing the above fluid with a solution of 5% mannitol and 0.0025% protamine sulfate at pH 6.0, and then washing it after 5 minutes at room temperature. second monolayer with 0r0014M phosphate with 0.85% NaCl as buffer with pH 7.3. This removed non-antibody-bound known negative cells but not antibody-bound known positive cells. However, other methods of increasing the antibody binding of the cells were found to be even more advantageous and some of them could not be successfully used in Berkman's instrumented liquid-phase method. Thus, the specific antibody binding of the second monologue could be enhanced by sequential replacement of the above fluid first with a buffer of pH 7.0 containing 2.5% PVP, and then with a similar buffer of pH 6.0 containing 0.01% protamine sulfate. These samples were finally washed with 0.2M phosphate buffer with The pH of 7.3 It is clear that the possibilities of enhancing solid-phase agglutination are speech rings because the method avoids many of the problems associated with liquid-phase studies.

Disse fast-fase undersøgelser har vist sig at være ekstraordinært følsomme til påvisning af IgG Rh antistof. Der er opnået omtrent samme følsomhed på et antistofmolekyle pr.rød blodlegemebasis som beskrevet tidligere for forbedrede AutoAnalyzer-analyser, dvs.These solid-phase studies have been found to be extraordinarily sensitive to the detection of IgG Rh antibody. Approximately the same sensitivity has been achieved on an antibody molecule per red blood cell basis as described previously for improved AutoAnalyzer assays, i.e.

15 DK 153425 BDK 153425 B

«» 10 antistofmolekyler pr. blodlegeme ved 50% hæmagglutinering (Rosenfield et al., Ann. N.Y. Acad, Sc., 190:519, 1971). Ved fast--fase undersøgelserne anvendes imidlertid 1/1000 færre røde blodlegemer, og der opnås 1000 gange stærkere følsomhed , således at der påvises ca. 1 pg antistof protein/ml, hvilket overstiger følsomheden af alle tidligere beskrevne undersøgelser, inklusive undersøgelserne for celleoverlevelse in vivo.10 antibody molecules per blood cell at 50% hemagglutination (Rosenfield et al., Ann. N.Y. Acad, Sc., 190: 519, 1971). In the solid phase studies, however, 1/1000 fewer red blood cells are used, and 1000 times stronger sensitivity is obtained, so that approx. 1 µg antibody protein / ml, which exceeds the sensitivity of all previously described studies, including the in vivo cell survival studies.

Undersøgelser med anti-Rh gennemførtes også med held med pro-tease-behandlede røde blodlegemer. Sådanne undersøgelser gennemførtes på fladbundede mikrotiter polystyren skåle, som tillod mikroskopisk undersøgelse af specifikt adhærerede røde blodlegemer. Bundne celler var kun til stede, hvis de var Rh-positive, og ved undersøgelser af kunstige blandinger af Rh-positive og Rh-negative røde blodlegemer iagttoges "huller" fra ikke-adhærerende celler i areal at svare til procentdelen af Rh-negative celler i den kunstige blanding. Dette resultat viser, at man ifølge opfindelsen kvantitativt kan fastslå forholdet af ikke-bundne celler i en blodprøve, hvilket er et særdeles betydningsfuldt problem både ved analyse af transfusionscelleoverlevelse ved Ashby-fremgangsmåden (Arch. Int, Med., 35:516, 1925) og ved karakterisering af humane.chimærer (Race and Sanger, "Blood Groups in Man", Davis, 1968, pp. 475-490).Anti-Rh studies were also successfully conducted with protease-treated red blood cells. Such studies were performed on flat bottom microtiter polystyrene dishes which allowed microscopic examination of specifically adhered red blood cells. Bound cells were present only if Rh positive, and in studies of artificial mixtures of Rh positive and Rh negative red blood cells, "holes" of non-adherent cells in area were observed to correspond to the percentage of Rh negative cells. in the artificial mixture. This result shows that, according to the invention, the ratio of unbound cells in a blood sample can be determined quantitatively, which is a particularly significant problem both in analysis of transfusion cell survival by the Ashby method (Arch. Int. Med., 35: 516, 1925). and in characterizing human chimeras (Race and Singer, "Blood Groups in Man", Davis, 1968, pp. 475-490).

Eksempel 2Example 2

Direkte antiglobulinundersøgelserDirect antiglobulin studies

Disse undersøgelser gennemførtes på lignende måde som blodtypificeringsundersøgelser bortset fra, at vaskede røde blodlegemer fra en patient med formodet erhvervet hæmolytisk anaemia anvendtes til opbygning af både det første og det andet cellemonolag. Første monolag (bundet med polylysin-fibrinogen) eksponeredes for et enkelt xenogenisk anti-humant globulinserum, og syv specificiteter vurderedes. Disse sera var individuelt specifikke for IgG, IgM, IgA, IgD, IgE, C3 og C4. Det antistof-belagte første monolag .lyseredes dernæst hypotonisk og vaskedes før applicering af celler til det andet monolag. Bindingen af det andet monolag forstærkedes ved tilsætning af 1% K-90 polyvinylpyrrolidon (PVP, middel molvægt 300.000) i 0,9% NaCl. Det andet monolag vaskedes endelig med almindelig 0,9% NaCl. Fremgangsmåden ligner meget den af Hsu et al. (Vox Sang., 26:305, 1974) beskrevne, men positive resultater ved fast-fase undersøgelse varThese studies were conducted similarly to blood typing studies except that washed red blood cells from a patient with suspected acquired hemolytic anemia were used to build both the first and second cell monolayers. The first monolayer (bound with polylysine fibrinogen) was exposed to a single xenogenic anti-human globulin serum and seven specificities were evaluated. These sera were individually specific for IgG, IgM, IgA, IgD, IgE, C3 and C4. The antibody-coated first monolayer was then hypotonically lysed and washed before applying cells to the second monolayer. The binding of the second monolayer was enhanced by the addition of 1% K-90 polyvinylpyrrolidone (PVP, average molecular weight 300,000) in 0.9% NaCl. The second monolayer was finally washed with plain 0.9% NaCl. The procedure is very similar to that of Hsu et al. (Vox Song, 26: 305, 1974), but positive results in solid-phase study were

Claims (1)

16 DK 153425 B klart bedre end resultaterne af Hsu's instrumenterede flydende-fase undersøgelser. En patient med aktiv erhvervet hæmolytisk anaemia, som på grund af intens spontan flydende-fase agglutinering med PVP ikke kunne typificeres for adhærerende proteiner, fandtes at være klart positiv for IgG, IgM, IgA, IgE, C3 og C4. Fremgangsmåde til bestemmelse af celletype eller kompatibilitet på en fast matrix kendetegnet ved, at man (a) danner et første monolag af celler, såsom erythrocytter, der irreversibelt bindes til en fast matrix, hvilke celler har i-boende eller erhvervede antigener, (b) bringer laget (a) i kontakt med en opløsning indeholdende antistoffer, som kan bindes ved immunoadsorption til det første lag (a) af celler i den grad antistofferne i opløsningen er reaktive med antigenerne i cellerne i det første lag, (c) derefter applicerer en suspension af andre celler, såsom andre erythrocy tter, hvilke andre celler har antigener derpå,' og (d) måler graden af immunoadhærering af laget af andre celler, som bindes med antistof til det første cellelag.16 DK 153425 B clearly outperforms the results of Hsu's instrumented liquid-phase studies. A patient with actively acquired hemolytic anemia who, due to intense spontaneous liquid-phase agglutination with PVP, could not be typified for adherent proteins, was found to be clearly positive for IgG, IgM, IgA, IgE, C3 and C4. A method for determining cell type or compatibility on a solid matrix characterized by (a) forming a first monolayer of cells, such as erythrocytes, that are irreversibly bound to a solid matrix which have in-dwelling or acquired antigens, (b) contacting the layer (a) with a solution containing antibodies which can be bound by immunoadsorption to the first layer (a) of cells to the extent that the antibodies in the solution are reactive with the antigens in the cells of the first layer, (c) then apply a suspension of other cells, such as other erythrocytes, which other cells have antigens thereon, and (d) measure the degree of immunoadherence of the layer of other cells that bind with antibody to the first cell layer.
DK364876AA 1975-08-14 1976-08-12 PROCEDURE FOR DETERMINING CELL TYPE OR COMPATIBILITY ON A FIXED MATRIX. DK153425B (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US60480875A 1975-08-14 1975-08-14
US60480875 1975-08-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DK364876A DK364876A (en) 1977-02-15
DK153425B true DK153425B (en) 1988-07-11

Family

ID=24421139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK364876AA DK153425B (en) 1975-08-14 1976-08-12 PROCEDURE FOR DETERMINING CELL TYPE OR COMPATIBILITY ON A FIXED MATRIX.

Country Status (14)

Country Link
AT (1) AT357686B (en)
AU (1) AU510384B2 (en)
BE (1) BE845201A (en)
CA (1) CA1089359A (en)
CH (1) CH631550A5 (en)
DE (1) DE2636616A1 (en)
DK (1) DK153425B (en)
FR (1) FR2321127A1 (en)
GB (1) GB1555142A (en)
IT (1) IT1076463B (en)
NL (1) NL7609061A (en)
NO (2) NO153987C (en)
SE (2) SE7609089L (en)
ZA (1) ZA764880B (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0015473A1 (en) * 1979-02-28 1980-09-17 F. HOFFMANN-LA ROCHE & CO. Aktiengesellschaft Process for immobilizing cells
NZ194251A (en) * 1979-07-13 1983-06-17 Ortho Diagnostics Rapid determination of antigens on red blood cells and reagent therefor
DE8137962U1 (en) * 1981-12-28 1982-06-16 Biotest-Serum-Institut Gmbh, 6000 Frankfurt MICROTITER PLATE FOR BLOOD GROUP DIAGNOSTICS
JPS63172963A (en) * 1986-11-14 1988-07-16 ロバート エイ.レビン Method of detecting biological particle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO127685B (en) * 1967-09-06 1973-07-30 Pharmacia Ab
DE2330702A1 (en) * 1972-06-26 1974-01-10 Gen Electric METHOD AND APPARATUS FOR DETECTION AND PURIFICATION OF PROTEINS AND ANTIBODIES
DE2436010A1 (en) * 1973-08-15 1975-02-27 Gen Electric CONTRAST ENHANCEMENT FOR THE DETECTION OF IMMUNOLOGICAL FILMS
DK436474A (en) * 1973-08-15 1975-04-21 Gen Electric

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL89406C (en) * 1951-07-28
US3732410A (en) * 1969-12-22 1973-05-08 Postmaster Department Res Labo Self adaptive filter and control circuit therefor
US3666421A (en) * 1971-04-05 1972-05-30 Organon Diagnostic test slide
US3770380A (en) * 1971-04-19 1973-11-06 Us Army Article and method for multiple immune adherence assay

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO127685B (en) * 1967-09-06 1973-07-30 Pharmacia Ab
DE2330702A1 (en) * 1972-06-26 1974-01-10 Gen Electric METHOD AND APPARATUS FOR DETECTION AND PURIFICATION OF PROTEINS AND ANTIBODIES
DE2436010A1 (en) * 1973-08-15 1975-02-27 Gen Electric CONTRAST ENHANCEMENT FOR THE DETECTION OF IMMUNOLOGICAL FILMS
DK436474A (en) * 1973-08-15 1975-04-21 Gen Electric

Also Published As

Publication number Publication date
CA1089359A (en) 1980-11-11
NO762801L (en) 1977-02-15
ZA764880B (en) 1978-03-29
FR2321127B1 (en) 1982-02-26
NO153988C (en) 1986-06-25
DK364876A (en) 1977-02-15
DE2636616A1 (en) 1977-02-24
IT1076463B (en) 1985-04-27
AU510384B2 (en) 1980-06-26
BE845201A (en) 1977-02-14
DE2636616C2 (en) 1987-10-29
NL7609061A (en) 1977-02-16
CH631550A5 (en) 1982-08-13
ATA604776A (en) 1979-12-15
NO153987B (en) 1986-03-17
NO153987C (en) 1986-06-25
GB1555142A (en) 1979-11-07
SE8503429L (en) 1985-07-10
AT357686B (en) 1980-07-25
FR2321127A1 (en) 1977-03-11
SE8503429D0 (en) 1985-07-10
NO840135L (en) 1977-02-15
NO153988B (en) 1986-03-17
AU1684076A (en) 1978-02-16
SE7609089L (en) 1977-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4275053A (en) Blood cell typing and compatibility test procedure
JP5181058B2 (en) Method and kit for rapidly determining human ABO / RH / MN blood type
US5079142A (en) Orthogonal flow immunoassays and devices
EP0143574B1 (en) Assay method and kit for whole blood samples
JP3030710B2 (en) Method for drying mammalian cells for solid-phase immunoassay and articles thereof
CA1284103C (en) Diagnostic test
EP0157797A1 (en) Detecting an immunological reaction with activated red blood cells (erythrocytes)
JPH08501145A (en) Solid-phase immunoassay
EP0270569A1 (en) Cell detection system and method
US20060105402A1 (en) Blood type method system and device
US20100216171A1 (en) Reducing Time to Result for Blood Bank Diagnostic Testing
US4328183A (en) Blood cell typing and compatibility test procedure
US20050084879A1 (en) Particle agglutination detection method and device
US9518984B2 (en) Separation, washing and determination of analytes tagged with magnetic particles
US5468618A (en) Article for performing immunological assays utilizing organic dyes to immobilize immunologically reactive components to a solid phase support and methods for producing and utilizing same
JP2010531989A (en) Blood type identification and specific methods and devices
CN110308288B (en) Novel blood platelet cross matching kit
DK153425B (en) PROCEDURE FOR DETERMINING CELL TYPE OR COMPATIBILITY ON A FIXED MATRIX.
WO1988003650A1 (en) Blood affinity diagnostic method
JP2667447B2 (en) Method for immobilizing cells on a solid surface
KR100193267B1 (en) Immune membrane strips and methods of making the same
Pinkerton et al. Sensitivity of column agglutination technology in detecting unexpected red cell antibodies
JPH08240592A (en) Method for preventing non-specific reaction in immunological inspection
JPS6244221B2 (en)
EP1840572A1 (en) A system for the enhancement of the detection of antibodies directed against red cell antigens

Legal Events

Date Code Title Description
PHB Application deemed withdrawn due to non-payment or other reasons