DK161216B - Beholder til analyseproever - Google Patents

Description

DK 161216 B

Opfindelsen vedrører en prøvebeholder til analyseprøver, hvilken prøvebeholder består af et cylinderformet rør af 5 plast eller glas, som er fyldt med en adsorbens, to plastendestykker med en porøs skillevæg, et net, papirfilter eller et glasfiber- eller kvartsfibervatlag.

Forud for analyser af prøver frembyder opbevaringen og 10 transporten af prøverne et ret stort problem og tager fra et teknisk og metodisk synspunkt en væsentlig del af den tid, der medgår til bestemmelsen. Det samme gælder isoleringsmetoderne til opnåelse af forbindelsessystemerne forud for den endelige analyse. En reduktion af den tid, som er 15 nødvendig til den egentlige kemiske, radiologiske eller instrumentale analyse, er derfor et indlysende krav til enhver moderne analysemetode, så der i dag ved analysen af indholdet af de pågældende komponenter i en på passende måde forberedt prøve må regnes med hvert minut.

20

Fremgangsmåder til tilberedning af prøver, der er sædvanligt anvendte, hvilke fremgangsmåder er baseret på ekstraktionsprocesser og efterfølgende koncentration af blandingen ved fordampning af opløsningsmiddel, er krævende med hensyn 25 til forbrug af kemikalier og til deres renhedsgrad, til forbrug af kemiske beholdere og til energiforbrug, og disse fremgangsmåder er samtidig i almindelighed meget arbejdskrævende. Ligeledes kan transporten af en udtagen prøve i den oprindelige tilstand fra prøveudtagningsstedet til den 30 analytiske arbejdsplads være meget tidsrøvende og bekostelig, og man kan endvidere ikke udelukke en ændring i prøvens sammensætning. Som eksempel kan der nævnes særlige u-rinprøveanalyser fra hele Tjekkoslovakiet, hvilke urinprøveanalyser kun kan udføres i nogle få store byer, prøveud-35 tagning og bestemmelse af sporforureninger i afløbs- eller overfladevand, eller prøveudtagning og bestemmelse af radi-

DK 161216 B

2 oaktive eller meget giftige stoffer i terrænet.

Ved en kritisk bedømmelse af tid og omkostninger ved en analytisk bestemmelse af en virkelig prøve viser det sig, 5 at den ved hjælp af moderne apparatteknik gennemførte, egentlige slutanalyse uden sammenligning er mere kortvarig og billigere end arbejdet med udtagningen, opbevaringen, transporten og oparbejdningen af prøven. Denne kendsgerning har hidtil ikke været viet megen opmærksomhed, hvorfor løs-10 ningen af disse problemer er formålet med denne opfindelse.

I forhold til kendte ekstraktionsmetoder har adsorptionsteknik på en fast adsorbensoverflade en hel række fordele, særligt ved bestemmelsen af meget små koncentrationer af 15 undersøgte forbindelser, hvor - i betragtning af ekstraktionsmidlernes voluminer - disses absolutte renhed spiller en afgørende rolle i prøvens videre kontaminering under dens oparbejdelse til analysen. Inden for dette område kendes fra Waters Co, USA, et system SepPakR til koncentration 20 af stoffer, hvilket system bygger på udnyttelsen af et radialt kompressibelt plastmateriale til fremstillingen af små rør med det faste adsorbens. Ulempen ved denne kendte fremgangsmåde er nødvendigheden af at arbejde med et forholdsvis dyrt specialplastmateriale, der tilmed kræver en 25 særlig forarbejdningsteknologi, hvilket også giver sig udtryk i den relativt høje pris på dette produkt. En anden u-lempe i sammenligning med denne opfindelses produkt er de hydrodynamiske forhold ved prøveopfangningen i de små rør og ved prøvedesorptionen samt den øgede risiko for en sene-30 re kontaminering af den adsorberede prøve ved længere tids opbevaring via de åbne rørender. Udvalget af adsorptionsmateriale begrænser sig i dette kendte system til kun to grundadsorbenter.

35 Lignende egenskaber kendes også fra forkoncentreringssøjler og adsorbenter fra det vesttyske firma Merck, der markeds-

DK 161216 B

3 føres under firmabetegnelsen Extrelut*.

Fra GB patentskrift nr. 1.116.490 kendes en analyseprøvebe-holder, som består af et cylinder formet rør af plast eller 5 glas fyldt med et adsorberende materiale, hvilket rør har to endestykker med et net eller filter.

Endvidere kendes fra US patentskrift nr. 3.630.683 en ana-lyseprøvebeholder, hvor de to endestykker er tilpasset en 10 tragt henholdsvis en reagenskolbe.

Ingen af de oven for anførte kendte analyseprøvebeholdere løser alle de ulemper, som er omtalt oven for i forbindelse med prøveudtagning af analyser og den videre behandling, 15 transport og opbevaring af prøverne.

Det er derfor formålet med opfindelsen at angive en analy-seprøvebeholder, som med udgangspunkt i den kendte teknik kan overvinde alle de angivne ulemper.

20

Dette formål opnås ved en analyseprøvebeholder af den indledningsvist angivne art, hvilken prøvebeholder ifølge opfindelsen er særegen ved, at det ene endestykke har en kegleformet munding, og det andet endestykke har en keglefor-25 met åbning med samme kegleform, der muliggør en tilslutning af prøvebeholderen til en injektionssprøjte, rækkesammenkobling af flere prøvebeholdere eller lukning af prøvebeholderen med plastdæksler.

30 Herved er der tilvejebragt en prøvebeholder, der er beregnet til efter udtagning af prøver fra en kilde at optage, opbevare, transportere og forarbejde stoffer fra et system, der skal analyseres forud for den egentlige analytiske bestemmelse. Opfindelsens anvendelsesområde er i den alminde-35 lige kemiske og kliniske analyse samt inden for toxikolo-gien, inden for miljøkontrol ved vandanalyser, inden for

DK 161216 B

4 landbrug, 1 levnedsmiddelindustrien ved analyse af biologiske prøver og inden for bioteknologien.

Underkravene angiver fordelagtige udformninger af prøvebe-5 holderen ifølge opfindelsen.

Analyseprøvebeholderen ifølge opfindelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, der viser en foretrukken udførelsesform delvist i snit.

10

Prøvebeholderen består af et cylinderformet rør 1 af plast, fyldt med adsorbens 2, to plastendestykker 5, 6, der indeholder en porøs skillevæg 3 af polytetrafluorethylen, polypropylen, polyvinylchlorid eller polyurethan eller et 15 net af metal-, glasfiber-, polyamid-, polyester-, eller po-lytetrafluorethylenvæv eller et papir-, glasfiber- eller kvartsfibervatlag. De porøse skillevægge 3 er fastgjort ved hjælp af ringe 4. Det ene endestykke 5 har en kegleformet munding, og det andet endestykke 6 har en kegleformet åb-20 ning med samme konicitet, som muliggør en tilslutning til en injektionssprøjte, en rækkesammenkobling af prøvebeholdere eller en lukning med plastdæksler 7, 8. Det cylinderformede rør, endestykkerne og dækslerne er fremstillet af plast som polyethylen, polypropylen, fluoreret polyolefin, 25 polyvinylchlorid, polyamid eller polystyrol eller af glas.

Prøvebeholderen ifølge opfindelsen kan fyldes med en adsorbens, der kræves til et givet formål, hvorefter den anvendte adsorbens kan identificeres med farveringe 9. Herunder 30 drejer det sig i vidt omfang om ikke-specifikt adsorberende materiale med universel anvendelsesmulighed som silikagel (kiselsyregel) og dens alkyl-(Cj-C18), cyan-, amin- eller alkylaminderivater samt om organiske makroporøse sfæriske materialer af copolymertypen, enten umodificerede eller al-35 kylerede. Adsorbenser, der indeholder en uorganisk eller organisk makroporøs matrix med de ionogene funktionsgrupper

DK 161216B

5 -NR3*, -NR2/ (hvor R = alkyl) -S03‘, -C00' eller 0P03", adskiller sig ved at have en højere grad af selektivitet.

Til særlige anvendelsesformål med fremtrædende perspektiv egner sig højselektive adsorbenter, der indeholder immobi-5 liserede affinitive ligander, som for eksempel enzymer med kovalent binding, enzyminhibitorer, antistoffer eller antigener, og i påkommende tilfælde også syntetiske ligander. Disse adsorbensarter benyttet i prøvebeholderen ifølge opfindelsen anses som meget lovende til anvendelse i analy-10 tisk bestemmelsesarmatur, først og fremmest i den kliniske analyse og inden for landbrugsanalyser.

Prøvebeholderen ifølge opfindelsen er dog beregnet til anvendelse indenfor et langt større område nemlig til almen 15 kemisk og klinisk analyse (bestemmelse af hormoner, galde-syre, cytostatika og deres metabolitter, materialistvarer og så videre), inden for miljøkontrol, landbrug, næringsmiddel industri, biologi og bioteknologi (vitaminer, saccha-rider, pesticider, carcinogener og andet samt enzymer, in-20 hibitorer, antistoffer og så videre).

1 sammenligning med den kendte teknik inden for området, opsamling, opbevaring, oparbejdning og i påkommende tilfælde også transport af prøver adskiller prøvebeholderen iføl-25 ge opfindelsen sig ved at være billig og ved at være mindre tidskrævende i anvendelse, og den er fremstillingsteknisk enklere og dermed mere prisgunstig for producenten end de hidtil kendte systemer. Prøvebeholderen består herudover u-delukkende af rotationssymmetriske dele, hvilket letter 30 fremstillingen af støbeforme meget og muliggør masseproduktion med fuldautomatisk montering.

Til de væsentligste fordele hører også muligheden for en langvarig opbevaring af en prøve i prøvebeholderen og en 35 bekvem transport af prøven forårsaget af prøvebeholderens form, små dimensioner og forseglings- eller lukkemulighed.

DK 161216 B

6

Ikke mindre fordelagtig er besparelsen af opløsningsmidler og reagenser samt denne prøvebeholders brede anvendelsesmulighed i sammenligning med hidtil kendte systemer.

5

Den særdeles gode reproducerbarhed og genvinding ved prøve-desorbtion fra prøvebeholderen er også bemærkelsesværdig; den er afprøvet ved mange gange gentaget anvendelse.

10 Herudover er engangsanvendelsen af prøvebeholderen i forbindelse med arbejde med radioaktive eller meget giftige kemiske forbindelser meget forsvarlig ud fra en økonomisk betragtning.

15 Prøvebeholderen ifølge opfindelsen beskrives nedenfor gennem eksempler og under henvisning til tegningen.

Eksempel 1 20 Prøvebeholderen blev fremstillet som vist på tegningen med røret 1, adsorbensen 2, den porøse skillevæg 3, inderringe-ne 4, endestykkerne 5 og 6 samt dæksleme 7 og 8. Prøvebeholderens volumen er 1,5 ml, dens længde 40 mm. I begge prøvebeholderens endestykker er fastgjort et net 3 af poly- 25 tetrafluorethylen med en maskestørrelse på 20 pm. Beholde ren er fyldt med 350 mg sfærisk silikageladsorbens 2 med kovalent bundet fase C18 (SEPARON C18R) med en partikelstørrelse fra 50 til 80 pm. Forud for anvendelsen gennem-skylles beholderen ved gennempresning af 5 ml methanol og 5 30 ml vand, derefter bliver 2 ml af den urin, som skal analyseres, presset igennem adsorbensen 2 under tryk udøvet af et injektionssprøjtestempel, hvorefter der følger en fornyet gennemskylning med 5 ml destilleret vand. Prøvebeholderen bliver lukket og lagret eller transporteret hen til 35 analysegennemførelsesstedet.

DK 161216 B

7

Forud for den egentlige analyse bliver prøvebeholderen åbnet, i dens øvre åbning bliver der indsat en injektionssprøjte, og den adsorberede prøve bliver fortraengt med 2 ml methanol.

5

Den her beskrevne fremgangsmåde blev anvendt ved serieanalyser af steroidhormoner i urin, idet der til finanalyse blev anvendt gaschromatografi, radioimmunologisk bestemmelse og tyndlagschromatografi.

10

Genvindingskvoten for 24 steroider blev bestemt og var i gennemsnit 35% højere i forhold til kendt Isolering af disse stoffer fra urin ved hjælp af ekstraktionsteknik.

15 Arbejdstidsforbruget i forbindelse med prøveoparbejdningen blev reduceret ved anvendelsen af disse prøvebeholdere til kun mellem 5 og 10% i forhold til ekstraktionsteknikkens tidsbehov.

20 Eksempel 2

Prøvebeholderen ifølge eksempel 1 blev fremstillet af poly-vinylchlorid, og i stedet for nettet 3 af polytetrafluore-thylen blev endestykkerne 5, 6 forsynet med polyamidvæv med 25 en maskestørrelse på 15 pm, der blev fastholdt med teflonringe 4.

Denne prøvebeholder blev benyttet til opfangning og opbevaring af en modelprøve med radioaktivt mærket plasmasteroid 30 i en mængde af omkring 4 ng i 5 ml. Der blev konstateret følgende genvindingsværdier: 8

DK 161216 B

cortisol 95% estradiol 94% testoteron 92% 18-0H-D0C 89% 5 androstendion 90%

Eksempel 3

Prøvebeholderen med samme dimensioner som i eksempel 1 blev 10 fremstillet af polyethylen, fyldt med silikagelderivat Cl8 (SEPARON C18R) med kornstørrelse fra 80 til 120 pm, og ad-sorbensen 2 blev ved begge ender forsynet med en teflonring med teflonvæv.

15 Denne prøvebeholder blev brugt til opfangning og opbevaring af digitalinglykosiden fra et kaninbinyreekstrakt. Ved hjælp af tyndlagschromatografi blev der konstateret fastholdelse af 11 stoffer af denne type; metoden blev sammenlignet med standardekstraktionsteknikken.

20

Eksempel 4

Prøvebeholderen med samme dimensioner som i eksempel 1 blev fremstillet af polyvinylidenfluorid og fyldt med sfærisk 25 makroporøst styrolcopolymer med ethylendimenthacrylat (SEPARON SEr) med en kornstørrelse fra 32 til 40 pm. Søjlen blev på begge sider lukket med glasfibervæv og en polyte-trafluorethylenring.

30 Denne prøvebeholder blev brugt til opfangning af aromatiske kulbrinter i 200 ml vand indeholdende fra 20 til 150 ng/ml af koronen, anthrathren, dibenzofluoranthren, o-phenylpy-ren, benzo(a)chrysen, perylen, benzo(a)pyren, fluoranthren og anthrasen.

Efter en tre uger lang oplagring i lukket prøvebeholder 35 9

DK 161216B

blev desorptionen gennemført med en ethanol/etherblanding (2 ml - 1:1). Genvindingskvoterne lå Inden for grænserne 93 og 100%. Analysen af de enkelte komponenter skete spektro-fluorimetrisk.

5

Eksempel 5

Prøvebeholderen blev fremstillet som 1 eksempel 4 men med den forskel, at prøvebeholderen (røret) var af polyamid, og 10 der blev brugt sfærisk sllikagel med kovalent bundet fase (SEPARON SIX C18R) med kornstørrelse fra 20 til 50 pm til adsorptionen. Adsorbenssøj len blev lukket med et net af rustfrit stål med en maskestørrelse på omkring 5 pm. Den opfangne prøve og det anvendte desorptionssystem var helt 15 som i eksempel 4. Genvindingskvoterne lå mellem grænserne 90 og 100%.

Eksempel 6 20 Prøvebeholderen ifølge eksempel 1 blev fremstillet med den forskel, at den cylinderformede del var fremstillet af glas og endestykkerne og dækslerne af polytetrafluorethylen. Fyldningen bestod af en sfærisk 2-hydroxyethylenmethacry-lat-copolymer med ethylendimethacrylat med molekylevægt-25 skillegrænse på 106 Dalton sammen med en kovalent bundet specifik pepsininhibitor (Epsylon-Aminokaproyl-L-Phe-D-Phe-Ome) i et volumen på 0,5 pmol/g bærer med en partikelstørrelse på 100-200 pm.

30 Opfangningen og udvaskningen af prøven fra et pepsinholdigt ekstrakt af aspergillus oryzae blev foretaget i en 0,1 M natriumacetatopløsning, hvorefter prøvebeholderen blev lukket og oplagret i 40 timer ved 4eC. Desorptionen blev foretaget med en 0,1 M natriumacetatopløsning ved pH = 4,5 og 35 med et NaCl-indhold på 1 M.

Eksempel 6 tjener til demonstration af prøvebeholderens an vendelsesmulighed inden for en biospecifik afinitets ad sorption.

10

DK 161216B

5 Eksempel 7

Prøvebeholderen ifølge eksempel 1 blev fyldt med den sfæriske makroporøse kationbyttermatrix SEPARON 300 PR (en 2-hydroxyethyldimethacrylat-copolymer med ethylendimethacry-10 lat med kovalent bundet funktionsgruppe —0P03*', Μμ11> = 300.000 Dalton, kapacitet 3,0 mequiv/g, kornstørrelse 20-60 pm. Søjleafslutningen blev etableret af en skillevæg af porøst teflon fastgjort ved hjælp af en teflonring.

15 Opfangningen af cellulolytisk enzym fra en dyrkningsopløsning med trichoderma viride-resei skete fra en 0,005 M natriumacetatopløsning med pH på 4,0. Prøven blev lagret i 72 timer ved en temperatur på 4°C uden aktivitetstab. De-sorptionen forud for den egentlige analyse skete ved hjælp 20 af en natriumacetatopløsning med 3 M NaCl.

Dette eksempel tjener til illustration af en udnyttelse af prøvebeholderen fyldt med en makroporøs kationbyttermatrix.

25 Eksempel 8

Prøvebeholderen af PVC med et volumen på 2,5 ml blev fyldt med anionbyttermatrixen SEPARON 1.000 DEAE* (en 2-hydroxy-ethylenmethacrylat med ethylendimethacrylat og kovalent 30 bundet diethylaminoethyl-funktionsgrupper, kapacitet 2,05 mequiv/g, kornstørrelse 20-40 pm). Søjlen blev på begge sider aflukket med porøst polyvinylchlorid.

Opfangningen af en proteinblanding fra humanserum skete fra 35 dens opløsning i en puffer (0,025 M phosphorsyre + Tris, pH

8,5). Efter gennemskylning med den samme puffer blev prøve-

DK 161216 B

11

beholderen opbevaret 1 48 timer ved en temperatur på 4*c, hvorefter det adsorberede protein blev desorberet med en pufferopløsning af 0,5 M phosphorsyre + Tris + 1 M NaCl, pH

3,2 og derefter analyseret.

5

Eksemplet tjener til demonstration af udnyttelse af prøvebeholderen ifølge opfindelsen fyldt med en makroporøs an-ionbyttermatrix.

Claims (5)

1. Prøvebeholder til analyseprøver, hvilken prøvebeholder består af et cylinder formet rør (1) af plast eller glas, 5 som er fyldt med en adsorbens (2), to plastendestykker (5, 6. hver med en porøs skillevæg (3), et net, papirfilter eller et glasfiber- eller kvartsfibervatlag, kendetegnet ved, at det ene endestykke (5) har en kegleformet munding, og det andet endestykke (6) har en kegle- 10 formet åbning med samme kegleform, der muliggør en tilslutning af prøvebeholderen til en injektionssprøjte, rækkesammenkobling af flere prøvebeholdere eller lukning af prøvebeholderen med plastdæksler (7, 8).

2. Prøvebeholder ifølge krav 1, hvor det cylinder formede rør (1), endestykkerne (5, 6) og dækslerne (7, 8) er fremstillet af plast, kendetegnet ved, at plasten er valgt fra gruppen omfattende polyethylen, fluoreret polyolefin, polypropylen, polyamid og polyvinylchlorid. 20

3. Prøvebeholder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den porøse skillevæg (3) er fremstillet af polyethylen, polypropylen, polytetrafluorethylen, polyvinylchlorid eller polyurethan. 25

4. Prøvebeholder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at nettet er fremstillet af metal-, glasfiber-, polytetrafluorethylen-, polyamid- eller polyestervæv.

5. Prøvebeholder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at adsorbensen for de stoffer, der skal analyseres, har en kornstørrelse i området fra 20 til 50 μπι og består af silikagel eller dets derivater med C^-C^g alkyl, CN, NH2, NR3 (hvor R = alkyl), S03‘ eller af en gruppe makropo- 35 røse organiske polymere med sfærisk form med immobiliserede selektive funktionsgrupper, som er blev valgt af gruppen, DK 161216 B der omfatter enzymer, enzyminhibitorer, antistoffer, antigener eller bærer kovalent bundne, ikke-selektive funktionsgrupper i alkylerne (^-(^,, NR3, NR2, S03', 0P03" og C00' (hvor R = alkyl).