FI90694B - Analyysiväline biologiselle nesteelle - Google Patents

Description

1 906S4

Analyysiväline biologiselle nesteelle Määrityselementti biologisissa nesteissä olevien analysoitavien aineiden pika-analyysin suorittamiseksi 5 tunnetaan tällä alalla yleisesti. Erityisen mielenkiinnon kohteena ovat tällöin ne laitteet, jotka pystyvät suorittamaan analyysin kokoverinäytteistä, koska verisoluja ei jouduta tällöin erottamaan etukäteen plasmasta esimerkiksi sentrifugin avulla. Tällaisissa määrityselementeissä näy-10 te, esimerkiksi kokoveripisara, pannaan elementtiin, jossa on laite solujen (punasolujen, valkosolujen) erottamiseksi plasmasta, ja analysoitavan aineen käsittävä plasma siirtyy sitten reagenssikerrokseen tai -kerroksiin. Analysoitavan aineen ja reagenssin/reagenssien välisestä vuorovai-15 kutuksesta johtuen elementissä tapahtuu havaittavissa oleva, analysoitavaa ainetta vastaava muutos. Tällainen havaittavissa oleva muutos voi olla värimuutos, joka voidaan arvioida visuaalisesti tai lukea spektrofotometriaa soveltamalla esimerkiksi densitometrillä. Toisen menetelmän mu-20 kaan, joka perustuu fluoresoivan biologisen lajin esiintymiseen, fluoresoiva lähtösignaali voidaan saada aikaan ja lukea spektrofluorometrin avulla. Jotta konekoodisilla diagnoosilaitteilla päästään tarkkoihin ja toistokelpoi-siin tuloksiin, on tärkeää, että plasma tai seerumi jakau-25 tuu tasaisesti määrityselementtiin, niin että asianomaisella instrumentilla suoritettavaa lukemista varten saadaan yhtenäinen signaali tai väri.

Alalla on ehdotettu erilaisia menetelmiä soluerot-telun suorittamista varten ja plasman jakamiseksi yhtenäi-30 sesti. US-patentissa 3 216 804 julkistetaan automaattinen kemiallinen analysaattori ja näytteenjakolaite ja esitetään, että yhtenäinen näytepiste voidaan saada aikaan panemalla näytepisara suodatinpaperille, jossa on kuituja epäsäännöllisesti joka suunnassa, tai käyttämällä huokoi-35 siä nauhoja tai kalvoja. US-patentissa 3 607 093 julkiste- 2 90694 taan sellainen biologisten nesteiden määrityslaite, jossa on kemialliselta koostumukseltaan yhtenäinen, nestettä läpäisevä kalvo, jonka huokoisuus on kauttaaltaan suunnilleen sama. US-patentissa 3 723 064 julkistetaan moniker-5 roksinen laite, jossa on huokoisuudeltaan yhtenäinen näytteen vastaanottava kerros, joka mahdollistaa kapillaarisen siirtymisen, niin että nesteen komponentit saadaan jakautumaan tasaisesti. Niissä tapauksissa, joissa tarvitaan tietty inkubointiaika, näytteen vastaanottokerroksesta voi 10 tapahtua haihtumista, mikä aiheuttaa tietyn muutoksen näytteen analysoitavan aineen pitoisuudessa.

Jo tunnetut menetelmät kokoverinäytteen suodattamiseksi ja plasman jakamiseksi yhtenäisesti eivät ole olleet täysin tyydyttäviä. Erotus- ja jakotoimintojen lisäksi 15 näytteen vastaanottavan kerroksen on täytettävä monet muut vaatimukset. Esimerkiksi analysoitavat aineet ja reagens-sit eivät saa kiinnittyä sanottavasti näytteen vastaanot-tokerroksen materiaaliin, plasman ja analysoitavan aineen konsentraatiotason on pysyttävä muuttumattomana, verisolu-20 jen liukenemista ei saisi tapahtua ja kerroksen on siirrettävä annostettu määrä plasmaa sen alla oleviin reagens-. . sikerroksiin. Jo tunnetuilla näytteen vastaanottokerrok- silla ja materiaaleilla ei pystytä suorittamaan kaikkia näitä vaadittavia toimintoja.

25 Pyrittäessä kehittämään tyydyttävä näytteenkäsitte- lymenetelmä on ehdotettu, että suodatustoiminto ja jako-toiminto suoritetaan eri materiaaleilla. US-patenteissa 4 477 575 julkistetaan solujen erottamiseksi plasmasta tai seerumista menetelmä, jossa kokoverinäyte pannaan lasikui-30 tukerrokselle, jonka kuitujen keskihalkaisija on 0,2 5 mikronia ja tiheys 0,1 - 0,5 g/cm3. Tällöin on myös julkistettu biologisille näytteille erilaisia diagnoosilait-teita, joissa on tällainen lasikuitukerros. Eräässä rakenteessa (katso esimerkiksi kuviota 11) suodatinkerroksen 35 läpi menevä plasma tai seerumi tulee imukykyisestä materi- i.

3 90694 aalista, esimerkiksi selluloosapaperista tai synteettisistä kuiduista, koostuvalle kerrokselle, joka on kosketuksessa reaktiokerrokseen. Kapillaarivoimista johtuen plasma tai seerumi siirtyy sitten reaktiokerrokseen, jossa il-5 maisureaktio tapahtuu.

Tämä järjestely ei ole joka tilanteessa tyydyttävä. Sitä ei voida käyttää esimerkiksi ohuesta kalvosta muodostettujen monikerroksisten diagnoosielementtien kanssa. Tällaisissa ohuesta kalvosta koostuvissa monikerroksisissa 10 elementeissä määrityselementtiin syötettävän nestemäärän on oltava hyvin pieni ja hyvin tarkasti annostettu. Koska paperi tai kuitumateriaali on suhteellisen vahvaa ja pinta-alaltaan verrattain suuri, määrityselementtiin tullut nestemäärä on melko suuri, ja se tarkkuus, jolla nestemää-15 rä voidaan säätää, on vastaavasti pienempi. Lisäksi suhteellisen vahvan imukykyisen materiaalin pinta-alasta johtuen analysoitavan aineen epäominainen kiinnittyminen mainittuun materiaaliin voi muodostua suhteellisen suureksi.

EP-patenttihakemuksessa 0 160 916 julkistetaan ana-20 lyysielementissä oleva suodatuskerros, joka on kuitumateriaalia, ja levityskerros, jonka nesteenpidätysteho on ‘ suurempi kuin suodatuskerroksen teho. Levityskerros voi olla kuitumateriaalia, kudottua kangasta, neulottua kangasta tai jokin kuituja sisältämätön huokoinen aine. Tähän 25 järjestelyyn liittyy myös useita edellä mainittuja epäkohtia. Esimerkiksi, kun levityskerros on kuituja sisältämätön kalvosuodatin, kalvomateriaalin huokoset ovat hyvin pieniä eikä neste pääse niiden läpi helposti ilman painetta.

30 Näin ollen tarvitaankin jatkuvasti biologisille näytteille sellaisia analyysivälineitä, joiden näytteen käsittely-yksiköt pystyvät poistamaan tehokkaasti biologisen nesteen näytteestä kaikki sellaiset komponentit, jotka voivat häiritä suoritettavaa analyysiä, plasman tai seeru-35 min voidessa siirtyä tällöin määrityselementtiin analyysin 4 90694 tarkkuutta vähentämättä.

Tämän keksinnön eräänä tavoitteena on siis saada aikaan uusi biologinen diagnoosijärjestelmä.

Keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan ana-5 lyysiväline, jossa on suodatinelementti ja nesteensyöttö-elementti, joka on nestekosketuksessa diagnostiseen määri-tyselementtiin.

Lisäksi keksinnön tavoitteena on saada aikaan sellainen analyysiväline, jossa nesteensyöttöelementti käsit-10 tää kerroksen, jonka siinä pinnassa, joka on lähellä suo-datinelementtiä, on useita uria suodatinelementin läpi menevän nesteen keräämistä varten.

Keksinnön tavoitteena on vielä saada aikaan sellainen analyysiväline, jonka suodatinelementtinä on kuituele-15 mentti, joka pystyy erottamaan solut plasmasta tai seerumista.

Edelleen keksinnön tavoitteena on saada aikaan sellainen analyysiväline, jota voidaan käyttää kokoverinäyt-teille.

20 Keksinnön tavoitteena on lisäksi saada aikaan mene telmä biologisen nesteen näytteessä olevan kiinnostavan analysoitavan aineen analysoimiseksi.

Näihin sekä muihin tavoitteisiin ja etuihin päästään keksinnön mukaan kehittämällä analyysiväline biologi-25 sessa nesteessä olevan analysoitavan aineen määrittämiseksi nopeasti, tehokkaasti ja tarkasti. Analyysivälineelle on tunnusomaista se, mitä patenttivaatimuksessa 1 esitetään. Analyysiväline käsittää diagnostisen määrityselemen-tin ja näytteenkäsittely-yksikön, jossa on suodatinele-30 mentti ja nesteensyöttöelementti, joka on nestekosketuksessa diagnostiseen määrityselementtiin. Nesteensyöttöelementti käsittää kerroksen, jossa on useita uria tai kanavia sen suodatinelementtiä lähellä olevassa pinnassa. Suodattimen läpi menevä neste kootaan syöttöelementin uriin 35 ja siirretään sitten diagnostiseen määrityselementtiin.

Il 5 90694

Diagnostinen määrityselementti on järjestetty syöttöele-mentin uritettuun pintaan, toisin sanoen siihen koskettavaksi .

Välinettä käytettäessä biologisen nesteen näyte, 5 joka on suositeltavassa rakennemuodossa kokoverta, mutta joka voi olla mitä tahansa biologista nestettä, esimerkiksi soluviljelynestettä, pannaan suodatinelementille. Suo-datinelementti voi olla mitä tahansa sellaista sopivaa suodatinmateriaalia, joko synteettistä tai luonnonmateri-10 aalia, joka pystyy poistamaan nestenäytteestä analyysiä mahdollisesti häiritsevät komponentit. Suodatinelementin läpi menevä neste kerätään nesteensyöttöelementin pinnassa oleviin uriin ja siirretään niissä sitten diagnostiselle määrityselementille, johon se imeytyy. Tällä tavoin neste 15 saadaan jakautumaan tasaisesti määrityselementin koko analysoitavaan pintaan. Nyt on huomattava, että määritysele-mentissä todettava muutos, olipa sitten kysymyksessä väri-muutos, joka arvioidaan visuaalisesti tai luetaan spektro-fotometrin avulla, tai jotakin muuta tyyppiä oleva muutos, 20 esimerkiksi spektrofluorometrillä luettavan fluoresoivan lähtösignaalin syntyminen, analysoidaan määrityselementin pinnan tietyssä osassa, joka on yleensä pyöreä tai suorakaiteen muotoinen alue määrityselementin keskustassa. Näin ollen on oleellista, että analysoitava neste saadaan ja-25 kautumaan yhtenäisesti määrityselementin analysoitavalle alueelle.

Eräässä suositeltavassa rakenteessa diagnostinen määrityselementti on ohuesta kalvosta koostuva monikerroksinen määrityselementti. Näytteensyöttöelementtiä voidaan 30 käyttää tehokkaasti ohuesta kalvosta koostuvien monikerroksisten diagnostisten määrityselementtien kanssa, koska urien tilavuus voidaan tehdä hyvin pieneksi ja valvoa hyvin tarkasti. Ohuesta kalvosta koostuvissa monikerroksisissa diagnostisissa määrityselementeissä niihin on syö-35 tettävä nimittäin suhteellisen pieni määrä nestettä. Sen 6 90694 varmistamiseksi, että määrityselementtiin tulee sellainen nestemäärä, joka vastaa sen märkävastaanottotehoa, nes-teensyöttöjärjestelmän pitäisi yleensä pystyä syöttämään noin 110 % noin 200 % määrityselementin märkävastaanotto-5 tilavuudesta. Tämä vaatimus voidaan täyttää uritetulla syöttöelementillä, koska, kuten jo edellä mainittiin, urien tilavuus voidaan tehdä suhteellisen pieneksi. Näin ollen syöttöelementti pystyy syöttämään ohuesta kalvosta koostuvien monikerroksisten määrityselementtien edellyttä-10 mällä tavalla pienen määrän tarkasti annostettua näytenes-tettä. Keksinnön mukaisen analyysivälineen etuna on lisäksi, ettei suodatinelementin läpi menevä neste joudu ainakaan kovin paljon alttiiksi ympäristövaikutuksille ennen sen syöttämistä diagnostiseen määrityselementtiin. Näin 15 estetään määrältään sellainen haihtuminen, joka voi aiheuttaa muutoksen analysoitavan aineen pitoisuudessa.

Keksinnön sekä sen tavoitteiden ja lisäpiirteiden ymmärtämisen helpottamiseksi viitataan seuraavaan yksityiskohtaiseen selostukseen, joka koskee sen erilaisia 20 suositeltavia rakenteita ja on laadittu oheisiin piirustuksiin liittyen, joissa kuvio 1 on osittain kaaviona esitetty perspektiivi keksinnön mukaisen analyysivälineen eräästä rakenteesta, kuvio 2 on osittain kaaviona esitetty perspektiivi 25 nesteensyöttöelementistä, kuvio 3 on osittain kaaviona esitetty tasokuva nes- teensyöttöelementin eräästä rakenteesta, kuvio 4 on osittain kaaviona esitetty poikkileikkaus keksinnön mukaisen analyysivälineen toisesta raken-30 teestä, kuvio 5 on osittain kaaviona esitetty poikkileikkaus vielä eräästä keksinnön mukaisen analyysivälineen rakenteesta, kuvio 6 on samoin osittain kaaviona esitetty poik-35 kileikkaus eräästä muusta keksinnön mukaisen analyysivä- li 7 90694 lineen rakenteesta, ja kuvio 7 on osittain kaaviona esitetty tasokuva vielä eräästä keksinnön mukaisen analyysivälineen rakenteesta.

5 Kuviossa 1 nähdään keksinnön mukaisen diagnoosiele- mentin eräs suositeltava rakenne. On huomattava, että laitteen vahvuus on suurennettu asian havainnollistamiseksi. Varsinaiset keksinnön mukaiset suositeltavat välineet ovat nimittäin suhteellisen ohuita, ja niiden tyypilliset 10 vahvuudet ovat noin 1 - noin 3 mm. Analyysiväline 10 käsittää suodatinelementin 12, nesteensyöttöelementin 14, jossa on useita uria 16 suodatinelementtiä lähellä olevassa pinnassa, ja diagnostisen määrityselementin, joka on merkitty yleisesti viitenumerolla 18.

15 Kuten jo edellä mainittiin, suodatinelementti 12 voi olla mitä tahansa sellaista sopivaa materiaalia, joko synteettistä tai luonnonmateriaalia tai niiden seosta, joka pystyy poistamaan nestenäytteestä jokaisen sellaisen komponentin, joka voi häiritä analyysiä ja joka ei reagoi 20 kulloinkin analysoitavaan aineeseen/analysoitaviin aineisiin, toisin sanoen sellaista materiaalia, joka ei estä huomattavaa määrää analysoitavaa ainetta menemästä suodatinelementin läpi joko adsorption, reaktion tai jonkin muun toiminnon vuoksi. Esitetyllä tavalla suodatinelement-25 ti on tasainen, arkkia muistuttava kerros, mutta se voi olla myös mitä tahansa muuta haluttua muotoa, esimerkiksi tyyny tai kaareva kerros. Välineessä käytetty suodatinma-teriaalityyppi riippuu analysoitavan biologisen nesteen laadusta. Esimerkiksi hyvin hienohuokoista suodatinele-30 menttiä voidaan käyttää bakteerisolujen tai mikro-organismien poistamiseksi näytenesteestä. Suositeltavassa raken-nemuodossa, jolla käsiteltävä näyte on kokoverta, suodatinelementti on kuitumateriaalia, joka pystyy erottamaan solut, esimerkiksi punasolut, valkosolut ynnä muut, plas-35 masta tai seerumista. Sopivia, tyypillisiä kuitumateriaa- 8 90694 leja ovat lasi, kvartsi, selluloosa-asetaatti, synteettiset polymeerikuidut, kuten polyamidit tai polyesterit ja vastaavat. Eräässä suositeltavassa rakenteessa kuitumateriaali voidaan käsitellä esimerkiksi gelatiinilla, joka on 5 joko inerttiä tai deionisoitua, tai seerumialbumiinilla, mikä vähentää huomattavasti tai eliminoi kokonaan analysoitavan aineen kiinnittymisen siihen. Kuitumaisen suoda-tinelementin keskivahvuus on yleensä noin 0,5 - noin 2,0 mm. Suodatinelementti 12 voidaan kyllästää sellaisella 10 materiaalilla, joka pystyy poistamaan tietyt komponentit nestenäytteestä, esimerkiksi lipoproteiinit. Titaanidioksidi sopii hyvin tähän tarkoitukseen. Nesteen komponenteille ominaisia vasta-aineita voidaan myös käyttää.

Nesteensyöttöelementti 14 voi olla mikä tahansa 15 sopivaa materiaalia oleva arkki, joko läpikuultava tai himmeä, myös synteettisiä, kalvon muodostavia polymeeri-materiaaleja, esimerkiksi polyvinyyliasetaattia, polyvi-nyylikloridia, polyvinyylikloridi-polyvinyylialkoholikopo-lymeerejä, polypropeenia, polystyreeniä, selluloosa-ase-20 taattibutyraattia, hydrolysoitua selluloosa-asetaattibuty-raattia ja vastaavaa, samoin metalleja, keraamisia aineita ynnä muita voidaan käyttää. Materiaalin tulisi olla nesteeseen tai sen komponentteihin nähden absorboimatonta tai pääasiassa absorboimatonta. Eräässä suositeltavassa raken-25 teessä syöttöelementin uritettu pinta on käsitelty esimerkiksi hydrolyysin avulla tai sellaisella materiaalilla, joka saa aikaan pinnan kostumisen helpommin nesteen vaikutuksesta. Neste voidaan syöttää tällöin nopeammin määri-tyselementtiin. Proteiinit, esimerkiksi gelatiini ja albu-30 miinit, ja myös pinta-aktiiviset pesuaineet sopivat hyvin tähän tarkoitukseen. Jotkut metallit ja polymeerimateriaalit absorboivat voimakkaasti proteiineja, niin että niihin kohdistettujen nesteiden kosketuskulmat muuttuvat huomattavasti. Kuten jo edellä mainittiin, urien tilavuus voi 35 olla suhteellisen pieni. Nesteensyöttöelementin pieni pin- li 9 90694 ta-ala on edullinen, koska analysoitavan aineen epäominai-nen kiinnittyminen syöttöelementtiin minimoidaan tällöin. Hydrolysoitu selluloosa-asetaattibutyraatti on erityisesti suositeltava materiaali nesteensyöttöelementtiä varten, 5 koska se kostuu erittäin hyvin. Eräässä suositeltavassa rakenteessa nesteensyöttöelementti on kirkasta polymeeri-materiaalia, joka mahdollistaa sähkosignaalin, esimerkiksi spektrofotometrisen signaalin, lukemisen syöttöelementin läpi. Nesteensyöttöelementin vahvuus on yleensä noin 1 mm. 10 Nesteensyöttöelementin urat 16 voivat olla mitä tahansa muotoa, esimerkiksi kuperia, koveria, v-muotoisia tai suorakaiteen muotoisia. Suorakaideurat ovat suhteellisen leveitä ja ne on erotettu toisistaan suhteellisen ohuilla seinämillä. Kuvio 2 esittää syöttöelementtiä, jonka urat 15 ovat kolmion muotoisia. Elementin urien lukumäärä on yleensä noin 4 - noin 50 senttimetriä kohden. Uran syvyys on yleensä noin 0,025 - noin 0,2 mm ja mieluimmin noin 0,05 - noin 0,160 mm. Urien syvyys ja lukumäärä ja syöttö-elementin mitat riippuvat pääasiassa diagnostiseen määri-20 tyselementiin syötettävän näytteen määrästä. Laitteessa, joka on tarkoitettu käytettäväksi kokoverinäytteelle, uran syvyys on yleensä noin 0,1 - noin 0,125 mm ja nesteen syöttöelementissä on yleensä noin 20 - noin 40 uraa senttimetrillä huokostilavuuden ollessa noin 5-10 μ<!/οπι2.

25 Urat voivat olla keskenään yhdensuuntaisia ja niil lä voi olla yhtenäinen leveys ja syvyys kuviossa 2 esitetyllä tavalla. Muissa rakenteissa urat eivät ole keskenään yhdensuuntaisia eikä niiden syvyys ja/tai leveys ole sama niiden koko pituudella. Kuvio 3 esittää sellaista diagnoo-. . 30 silaitteen syöttöelementtiä, jossa suodatinelementti on suurempi kuin diagnostinen määrityselementti. Kuten kuviosta voidaan nähdä, jotkut urat 16 on muotoiltu muista poikkeaviksi, niin että suodatinelementin läpi menevä neste pystytään keräämään ja syöttämään määrityselementtiin. 35 Lisäksi urat voidaan järjestää muodoltaan erilaisiksi, 10 90694 esimerkiksi kaareviksi, samankeskisiksi ja niin edelleen. Urat voidaan tehdä erilaisilla menetelmillä, esimerkiksi meistämällä, lasersyövytyksenä ja niin edelleen.

Esitetty diagnostinen määrityselementti 18 käsittää 5 ohutta kalvoa olevan monikerroksisen rakenteen, jossa on tukikerros 20 ja reagenssikerros 22. Tyypillisen, ohutta kalvoa olevan määrityselementin vahvuus on noin 0,1 noin 0,3 mm. Analyysiväline voi käsittää minkä tahansa diagnostisen määrityselementin, joko yksi- tai monikerrosraken-10 teenä. Määrityselementti 18 pannaan nesteensyöttöelementin uritetun pinnan päälle esimerkiksi puristamalla se kosketukseen tämän kanssa tai se voidaan kiinnittää kehästään syöttöelementtiin liimalla. Määrityselementti voi koskettaa suodatinelementtiin 12 esitetyllä tavalla tai se voi 15 olla erillään siitä. Kun suodatinelementti ja määrityselementti koskettavat toisiinsa, ohut sulkumateriaalikerros voidaan panna niiden rajapintaan, jolloin estetään nesteen siirtyminen suodattimesta suoraan määrityselementtiin.

Keksinnön mukaisessa analyysivälineessä käytettävät 20 diagnostiset määrityselementit paisuvat yleensä nesteen kostutettua ne, ja paisumismäärän tulisi olla tietyssä analyysissä aina sama, niin että päästään tarkkoihin, toistettaviin tuloksiin. Määrityselementin nesteensyöttöelementin pintaan kohdistama puristus voi vaikuttaa määri-25 tyselementin paisumismäärään. Lisäksi määrityselementin paisuminen voi vaikuttaa siihen nopeuteen, jolla neste syötetään siihen. Näin ollen nesteensyöttöelementin urien muoto, syvyys ja lukumäärä olisi valittava niin, ettei määrityselementin paisunut pinta täytä uria siinä määrin, 30 että nesteen syöttönopeus muuttuu sanottavasti tai nesteen syöttäminen estyy. Inertti, paisumaton huokoinen kerros voidaan panna nesteensyöttöelementin ja määrityselementin väliin estämään urien tukkeutuminen määrityselementin paisuneen pinnan vaikutuksesta. Inertti, paisumaton huokoinen 35 kerros voidaan tehdä määrityselementtiin tai nesteensyöt- li 11 90694 töelementtiin kiinteästi liittyvänä osana tai näiden elementtien väliin järjestettynä erillisenä kerroksena. Sopiva huokoinen kerros saadaan raemateriaalikerroksesta.

Kuten edellä mainittiin, syöttöelementti 14 voi 5 olla läpinäkyvä tai himmeä. Reaktion päätyttyä määritys-elementti voidaan analysoida visuaalisesti tai jollakin instrumentilla ja tämä voidaan suorittaa määrityselementin liittyessä kiinteästi analyysivälineeseen tai se voidaan irrottaa analyysivälineestä tätä tarkoitusta varten. 10 Eräässä suositeltavassa rakenteessa laite luetaan spektro-fotometrillä tai spektrofluorometrillä määrityselementin ollessa paikallaan. Näin ollen tässä tapauksessa joko nes-teensyöttöelementti tai määrityselementin pohja tai molemmat ovat läpinäkyviä.

15 Toisessa suositeltavassa rakenteessa, joka esite tään kuviossa 4, diagnoosilaitteeseen on sisällytetty kirkas reagenssielementti 30. Sellaisessa diagnoosielementis-sä, jossa halutun analysoitavan aineen pitoisuus määritetään mittaamalla fluoresoiva lähtösignaali, reagenssiele-20 mentti voi testata muiden määrityselementissä olevien materiaalien fluoresenssin. Eräässä toisessa rakenteessa useita biologisia, diagnostisia määrityselementtejä on järjestetty plasman tai seerumin syöttöelementtiin jokaisen määrityselementin mitatessa tällöin näytteessä olevien 25 erilaisten analysoitavien aineiden pitoisuuden. Lisämääri-tyselementit tai reagenssielementti voidaan panna kosketukseen diagnostisen määrityselementin 18 kanssa tai siitä erilleen tai ne voidaan järjestää suodatinelementin 12 toiselle puolelle. Kuvio 5 esittää sellaista analyysivä-30 linettä, jossa määrityselementit 18 ja 31 on sijoitettu suodatinelementin 12 vastakkaisille puolille. Kuvio 6 esittää diagnoosivälinettä, jossa on kolme diagnostista määrityselementtiä 32, 34 ja 36. Kuvio 7 esittää taas sellaista diagnoosivälinettä, jossa diagnostiset määritysele-35 mentit 38 ja 40 on järjestetty nesteensyöttöelementtiin 12 90694 rinnakkain.

Kaupallisissa sovellutuksissa keksinnön mukaisia diagnostisia määritysvälineitä käytetään yleensä automaattisen määrityslaitteiston kanssa, joka suorittaa analyysin 5 automaattisesti ja rekisteröi tulokset. Tällaisessa määrityslaitteistossa diagnostinen määrityslaite kiinnitetään tavallisesti pitimeen, joka voi olla laitteistoon kiinteästi liittyvä osa.

Keksintöä selostetaan vielä yksityiskohtaisesti 10 esimerkkien avulla viittaamalla joihinkin suositeltaviin rakenteisiin, joiden osalta on kuitenkin huomattava, että ne on tarkoitettu vain asian havainnollistamiseksi, joten keksintö ei ole rajoitettu tässä esitettyihin materiaaleihin, olosuhteisiin, prosessiparametreihin ja niin edel-15 leen.

Esimerkki I

Suoritetussa kokeessa käytettiin kahdeksaa neliön muotoista suodatintyynyä, jotka oli valmistettu kolmesta erilaisesta lasikuitumateriaalista, ja kirkkaasta muovista 20 valmistettua syöttöelementtiä, jossa oli keskimäärin 21 kuperaa, 0,16 mm syvää uraa senttimetrillä. Suodatintyyny pantiin syöttöelementin uritetun pinnan toiseen päähän ja syöttöelementin muu osa peitettiin 9 x 75 mm suuruisella kirkkaalla polyesterikalvokerroksella, jolloin syöttöele-25 menttiä voitiin tarkkailla visuaalisesti. Kokoverinäyte pantiin suodatintyynylle ja tyynyn täyttymiseen tarvittavat ajat rekisteröitiin. Lisäksi laskettiin näytteestä erottunut ja syöttöelementin uriin tullut plasmamäärä. Urissa olevaksi plasmatilavuudeksi saatiin tällöin 5,8 3 0 μί/cm2.

Koe suoritettiin käsittelemättömillä lasikuiduilla, lisäksi sellaisilla lasikuiduilla, jotka oli käsitelty deionisoidulla gelatiinilla (sisälsi 12 ppm kalsiumia), ja sellaisilla lasikuiduilla, jotka oli käsitelty deionisoi-35 dulla gelatiinilla ja Tween 20:llä (pinta-aktiivinen pesu-

II

13 90694 aine, valmistaja Rohm and Haas Co.). Lasikuidut käsiteltiin deionisoidulla gelatiinilla imeyttämällä 1 % vesipitoinen gelatiiniliuos suodatintyynyyn ja pesemällä se sitten kolme kertaa vedellä. Silloin, kun lasikuidut käsitel-5 tiin gelatiinin lisäksi myös Tween 20:llä, ensimmäinen pesuvaihe suoritettiin 1 % vesipitoisella Tween 20 -liuoksella ja sen jälkeen suoritettiin kaksi pesua vedellä.

14 90694

Tyynyn

Veri- täytty- Plasma-Suodatin määrä misai- määrä (käsittely)__[ μΐ ]_ ka* (s ) [ μϋ ]__Havainnot 5 Sartorius 13430 100 150 2 + (Ei mitään) 110 165 13,5 + + __120__93__19,7__+ (Gelatiini) 100 105 7 + + 110 68 15,5 - + __120__60__22,5__- (Gelatiini/ 100 20 4 - +

Tween) 110 10 10 +- __120__10__22__- 10 Whatman QM-A 60 25 14,5 + + (Ei mitään) 70 20 22 + __80__18__29,5__ (Gelatiini) 60 17,5 10 - - 70 20 24 - - __80 17,5 30,5__- (Gelatiini/ 60 17,5 15,5 + +

Tween) 70 12,5 25 __80__10__29,5 15 Whatman GF/B 80 210 4 ++ (Ei mitään) 90 250 8 + __100 270__8__+ + (Gelatiini) 80 120 10 + 90 97,5 9,5 + + __100 65__13,5__+ + (Gelatiini/ 80 150 5 + +

Tween) 90 95 10,5 + + 100 70 23,5 + + ” 20 * Arvot ovat kahden määrityksen keskiarvoja, mikäli havaintoluvulla ei ilmaista muuta.

+ Tarkoittaa kirkasta plasmaa urissa.

Tarkoittaa sitä, että joitakin punasoluja havait-25 tiin ainakin yhdessä urassa.

il is 90694

Tuloksista voidaan todeta, että suodatintyynyt erottivat plasman näytteessä olevista punasoluista yleensä tehokkaasti.

Esimerkki II

5 Kokeella määritettiin neljän analysoitavan aineen, nimittäin digoksiinin, hCG:n, teofylliinin ja insuliinin, määrällinen kiinnittyminen erilaisiin lasikuituihin. Koe suoritettiin käsittelemättömillä lasikuiduilla sekä dei-onisoidulla gelatiinilla ja Tween 20:llä käsitellyillä 10 kuiduilla. Suodatinkäsittelyt suoritettiin esimerkissä I selostetulla tavalla.

Analysoitavat aineet merkittiin jodi 125:llä ja niiden pitoisuudet plasmanäytteissä olivat: 7,81 pg digoksiinia/f plasmaa 15 1 I.U. hCG/f plasmaa 1,8 mg teofylliiniä/d plasmaa 50 ng insuliinia/ί plasmaa

Analysoitavan aineen sekoitetussa plasmassa sisältävä näyte pantiin halkaisijaltaan 0,8 cm:n suodatintyy-20 nylle ja sen annettiin imeytyä 10 minuuttia huonelämpötilassa. Jokaisen suodatintyynyn huokostilavuus määritettiin, ja käsitelty näyte vastasi huokostilavuutta. Sarto-rius 13430 -suodatintyynyssä näyte oli 90 μί , Whatman GF/B -suodatintyynyssä se oli 65 μ{ ja Whatman QM-A:ssa se oli 25 45 μ(. Imeytysvaiheen jälkeen suodatintyyny pestiin kaksi kertaa suolaliuoksella (1 ml). Tämän jälkeen suodatintyynyn radioaktiivisuus mitattiin ja laskettiin analysoitavan aineen epäominaisen kiinnittymisen prosenttimäärä. Kolmel-' la lasikuitutyypillä oli alhainen epäominainen kiinnitty- 30 minen analysoitaviin aineisiin: 2,6 % digoksiinia ja vastaavasti 6 % insuliinia kiinnittyi käsittelemättömään

Whatman GF/B -suodatinmateriaaliin, ja 2,9 % digoksiinia ja 6,2 % insuliinia kiinnittyi Whatman QM-A -suodatinmateriaaliin. Muiden analysoitavan aineen ja suodattimen yh-35 distelmien epäominainen kiinnittyminen oli alle 1 %. What- 16 90694 man-lasikuitumateriaalien osalta todettiin lisäksi, että deionisoidulla gelatiinilla ja Tween 20:llä suoritettu käsittely vähensi digoksiinin ja insuliinin epäominaisen kiinnittymisen alle 1 %:ksi.

5 Esimerkki III

Kokeella määritettiin keksinnön mukaisen analyysivälineen määrityselementin nesteenpidätystarkkuus. Kokeessa käytettiin 7 x 7 mm suuruisia neliön muotoisia suoda- tintyynyjä, jotka oli valmistettu kahdesta erilaisesta 10 lasikuitumateriaalista, ja nesteensyöttöelementtiä, jossa oli 32 kuperaa ja 0,125 mm syvää uraa senttimetrillä. Suo-datintyyny pantiin syöttöelementin uritetun pinnan toiseen päähän, ja 7 x 7 mm suuruinen neliön muotoinen määritys-elementti peitti osan syöttöelementin muusta pinnasta.

15 Määrityselementti käsitti kirkasta polystyreeniä olevan pohjan, joka oli päällystetty 18 g/m2 suuruisella agaroosi-kerroksella agaroosikerroksen koskettaessa nesteensyöttö-elementin uritettuun pintaan.

Kokoverinäyte ja plasmanäyte, joka oli saatu samas-20 ta verinäytteestä sentrifugin avulla, pantiin suodatintyy-nylle. Kolmen minuutin kuluttua määrityselementti otettiin . . pois syöttöelementistä ja sen nesteenpidätyskyky määritet tiin punnitsemalla.

Kokeessa käytettiin kahta erilaista lasikuitusuoda-25 tinta, jotka oli käsitelty gelatiinillä ja Tween 20:llä esimerkissä I selostetulla tavalla.

Nesteen

Tilavuus Kokeiden pidätyskyky* 30 Suodatin Näyte [μ{]__lukumäärä [mg/cnr ]_

Sartorius Koko- 13430__veri__90__8__4,66 ± 0,08 -"-__Plasma 90 8 4,66 ± 0,18

Whatman Koko 35 QM-A_ veri 50 8 4,40 ± 0,12 -"- Plasma 50 8 4,58 ± 0,12 * kahdeksan määrityksen keskiarvo ja normaalipoikkeama li n 90694

Voidaan todeta, että määrityselementin nesteenpidä-tyskyky oli hyvin tarkka sekä kokoveri- että plasmanäyt-teissä. Lisäksi Sartorius 13430 -suodattimen nesteenpidä-tyskyky oli sama kokoveri- ja plasmanäytteissä ja käytän-5 nollisesti katsoen sama Whatman QM-A -suodattimen kanssa.

Vaikka keksintöä onkin selostettu edellä viittaamalla sen erilaisiin rakenteisiin, se ei ole kuitenkaan tarkoitettu niihin rajoittuvaksi, vaan alan asiantuntijat tietävät, että siitä voidaan tehdä muunnelmia ja siihen 10 voidaan tehdä muutoksia keksinnön ajatuksen ja oheisten patenttivaatimusten suojapiirin puitteissa.

Claims (10)

1. Analyysiväline biologisessa nesteessä olevan analysoitavan aineen määrittämiseksi, tunnettu 5 siitä, että siinä on näytteenkäsittely-yksikkö, joka käsittää nesteen-syöttöelementin, jonka pinnassa on useita uria, niin että saadaan aikaan rata, jota pitkin nesteet virtaavat, suodatinelementti, joka on järjestetty nestekoske-10 tukseen mainittujen urien kanssa ja ainakin yksi diagnostinen määrityselementti, joka on järjestetty kosketukseen mainitun nesteensyöttöelemen-tin mainitun pinnan kanssa ja ottamaan vastaan mainitusta suodatinelementistä mainittuihin uriin tulleen nesteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen analyysiväline, tunnettu siitä, että mainittu suodatinelementti käsittää kuitumateriaalikerroksen ja pystyy erottamaan soluja plasmasta tai seerumista.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen analyysiväline, 20 tunnettu siitä, että mainittu diagnostinen määri- tyselementti on monikerroksinen immuunianalyysielementti.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen analyysiväline, tunnettu siitä, että mainittu kuituinen suodatin-materiaali on käsitelty deionisoidulla gelatiinilla tai 25 albumiinilla.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen analyysiväline, tunnettu siitä, että mainittu kuituinen suodatin-materiaali on käsitelty pinta-aktiivisella pesuaineella.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen analyysiväline, '30 tunnettu siitä, että mainittu kuituinen suodatin- materiaali on käsitelty proteiinilla.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen analyysiväline, tunnettu siitä, että mainitussa nesteensyöttöele-mentissä on noin 4 - noin 50 uraa senttimetrillä mainittu- 35 jen urien syvyyden ollessa noin 0,05 - noin 0,160 mm. li 19 90694

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen analyysiväline, tunnettu siitä, että mainittu nesteensyöttöele-mentti on pääasiassa läpinäkyvää polymeerimateriaalia.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen analyysiväline, 5 tunnettu siitä, että mainittu nesteensyöttöele- mentti on hydrolysoitua selluloosa-asetaattibutyraattia.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen analyysiväline, tunnettu siitä, että on useita diagnostisia määri-tyselementtejä. 10 20 90694