WO2001051205A1 - Optische oder elektrochemische quantitative analyse flüssiger proben - Google Patents

Optische oder elektrochemische quantitative analyse flüssiger proben Download PDF

Info

Publication number
WO2001051205A1
WO2001051205A1 PCT/EP2001/000041 EP0100041W WO0151205A1 WO 2001051205 A1 WO2001051205 A1 WO 2001051205A1 EP 0100041 W EP0100041 W EP 0100041W WO 0151205 A1 WO0151205 A1 WO 0151205A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chamber
pump chamber
channel
sample
liquid
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/000041
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Meinhard Knoll
Original Assignee
Meinhard Knoll
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 Meinhard Knoll filed Critical Meinhard Knoll
Publication of WO2001051205A1 publication Critical patent/WO2001051205A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0636—Integrated biosensor, microarrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0645—Electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0681—Filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/069—Absorbents; Gels to retain a fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0825—Test strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/087—Multiple sequential chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887—Laminated structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0481—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure squeezing of channels or chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • B01L2400/0605—Valves, specific forms thereof check valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/08—Regulating or influencing the flow resistance
    • B01L2400/084—Passive control of flow resistance
    • B01L2400/086—Passive control of flow resistance using baffles or other fixed flow obstructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5023—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures with a sample being transported to, and subsequently stored in an absorbent for analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00178—Special arrangements of analysers
    • G01N2035/00237—Handling microquantities of analyte, e.g. microvalves, capillary networks

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for the optical or electrochemical quantitative determination of chemical or biochemical substances in liquid samples, the term bio- or immune assays often being used for this.
  • the invention can i.a. in medical diagnostics, in environmental and food analysis, where different physical measuring principles can be used if modified accordingly.
  • Such tests or assays can e.g. with antibody-antigen systems or in something more general
  • Form can be carried out with receptor-ligand systems.
  • the respective substance or component can be measured optically, by measuring the intensity of excited fluorescent light of a known fluorescent substance with which a component or partner of a system is marked, and the measured intensity of the fluorescent light as Measure used for the quantitative determination in a liquid sample.
  • fluorescence light excitation within an evanescent field is usually used.
  • Appropriate solutions for these fluorescence immunoassays are described, for example, in DE 196 28 002 Cl, DE 197 11 281 Cl and DE 197 47 572 Cl.
  • the effort involved in transporting the liquid sample is associated with increased costs, since very high manufacturing accuracies are required and the assembly effort in preparation for carrying out such a test or assay is also relatively high.
  • Another possibility for optically determining the proportion of a substance or a component in a liquid sample is to evaluate a color change which occurs as a result of a reaction and which can be detected and evaluated photometrically.
  • Electrochemical determination in which electrode systems known per se, consisting of a working electrode and a reference electrode.
  • electrode systems known per se consisting of a working electrode and a reference electrode.
  • the known combination of a platinum working electrode with an Ag / AgCl reference electrode can be used here in order to be able to detect an enzymatic conversion amperometrically.
  • the object of the invention is therefore to propose a device and method for the quantitative determination of chemical or biochemical substances in liquids which is simple in construction and inexpensive to produce and which does not require any additional pumps for filling and / or transporting the liquid sample, wherein it should be possible to take up the liquid sample either passively or actively.
  • the device according to the invention has a pump chamber connected to a filling opening, in which at least one outer wall of the pump chamber consists of an elastically deformable material. If a tensile and / or compressive force now acts on the pump chamber from the outside, the filling of such a device or the transport of the liquid sample within the device can be achieved by changing the pump chamber volume accordingly.
  • the pump chamber can be filled with liquid or gas.
  • the proportion of the respective chemical or biochemical The substance in the liquid sample can then be determined optically, but also electrochemically.
  • the area of the device according to the invention in which the measurement is to be carried out consists of a corresponding optically transparent material.
  • This can be, for example, a channel, the pump chamber or a further chamber, which will be referred to below as the measuring chamber.
  • the measurement during the transport of the liquid sample within the device according to the invention can also be carried out quasi-stationary in a chamber or a channel of the device according to the invention.
  • the proportion of the respective substance can be determined optically, as is already known in the prior art, by means of fluorescent light excitation, but also photometrically.
  • an electrode system is used in a channel, the pump chamber, but preferably in the measuring chamber, which is generally formed from a working electrode and a reference electrode, which leads to the outside via corresponding contacts are so that the electrical quantities are easily detected from the outside.
  • the device according to the invention is essentially flat and can preferably consist of three single individual parts are formed. This is a carrier arranged on an outer side and a cover arranged on the corresponding other outer side, which enclose a channel carrier and are connected to one another. All channels and chambers are preferably formed in the channel support, so that the support and cover can otherwise represent flat, flat structures.
  • the carrier, channel carrier and cover can be made of plastic, ceramic or glass. It can be methyl methacrylate, polycarbonate, polyvinyl chloride, polyethylene, polyoxymethylene, ethylene / propylene cop, polyvinylidene chloride, polychlorotrifluoroethylene, polyvinyl butyral, cellulose acetate, polypropylene, polyamide, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene cop, poly tetrafluoroethylene, phenol oxide, formaldehyde Polyurethane, polyester, silicone, melamine-formaldehyde, urea-formaldehyde, aniline-formaldehyde, Capton, but also other plastics can be used for these elements of the device according to the invention.
  • the filling opening can be used as a breakthrough, e.g. is formed in the cover, but also as a simple opening, which in both cases is connected to the pump chamber via a channel.
  • the pump chamber can be connected to at least one measuring chamber via at least one further channel. in which the actual measurement is carried out after the transport of the liquid sample within the device.
  • additional capillary bodies can be arranged in the different channels or pumping or measuring chamber, so that the filling or transport of the sample can be carried out with at least capillary force support.
  • a device described in this way can, if necessary, be clamped in a fixing device after filling with the sample and, in particular, be positioned there for optical determination, so that it is appropriately aligned with respect to at least one light source and at least one optical detector.
  • At least one translationally or rotationally movable element is present on the fixing device, which acts on the device according to the invention at least in the area of the respective pumping chamber and there can exert a tensile and / or compressive force on at least one outer wall, so that depending on the direction of movement, one such element increases or decreases the internal volume of the pump chamber.
  • the change in the pump chamber interior volume should make up at least 1% of the uninfluenced pump chamber volume, but should preferably make up at least 20%.
  • the element which exerts tensile and / or compressive force can be a stamp which acts on one side of the device, that is to say on the carrier or the cover, and which can be moved, for example, hydraulically or with a conventional cam drive in translation.
  • Such a stamp can act against the outer wall of the device and only exert a compressive force, so that the volume of the pump chamber is reduced accordingly solely by a compressive force and, after relieving such a stamp, the original pump chamber volume is reached again due to the elasticity can be.
  • a suction cup can also be present on such a stamp, which is pressed against the surface of the device and with which a compressive and a tensile force can likewise be exerted on the pump chamber.
  • Such an element can, however, also be a cam rotating about an axis of rotation, which depending on the angle of rotation exerts a more or less large compressive force on the outer wall of the pump chamber and consequently reduces or increases the chamber volume accordingly.
  • Such a cam can, however, also be designed as a multi-cam, over the circumference of which a plurality of cam-shaped elements are distributed, which successively exert corresponding pressure forces on the pump chamber wall with a corresponding rotation.
  • a temporarily lockable pressure compensation opening can be provided on the device in order to enable the transport of the liquid sample without a gas cushion which hinders it.
  • Such a pressure compensation opening can be arranged on one of the chambers or also on one of the channels and connected to them, and can be released if necessary.
  • the incubation can take place, for example, within the pump chamber.
  • the transport of the liquid sample can, as already described, that is as a result of a suction or
  • the pump chamber can be filled with liquid or gas.
  • the respective channels can be designed differently, so that the flow resistance of the different channels is also different.
  • the liquid is preferably transported in the direction in which the lower flow resistance lies.
  • Different channel lengths, channel cross-sections, channel surfaces or channel guides can be used for this.
  • the inner surfaces of the different channels can either be structured, unstructured, roughened, not roughened, or structured or roughened in different forms.
  • a check valve as is generally known, can also be used on such a channel.
  • the pumping chamber Before the device according to the invention is filled, the pumping chamber can be liquid-free and filled with only one gas. By correspondingly changing the pump chamber volume, the liquid is then transported by suction or pressure, in which case a correspondingly suitable valve should be present on the pump chamber in order to prevent backflow.
  • the pressure equalization opening already mentioned should be used.
  • Such a pressure equalization opening can take place by pulling off a glued-on film or by piercing such a film or the outer wall of the device according to the invention in the region of a channel or a chamber.
  • chemical or biochemical substances can be introduced into the channels, in particular, however, in the pumping chamber and / or the measuring chamber or, if applicable, a specially designed incubation chamber, which can then be combined with other substances or components reactions are included in the liquid sample.
  • biocomponents can be immobilized on the inner wall of chambers or channels or the inner wall of the carrier or the cover, the immobilization being reversible but also permanent.
  • Suitable materials for this purpose can be immobilized, preferably in porous form, such as e.g. Paper, fleece, woven fabrics, knitted fabrics, nets, sponges, frits, membrane materials known per se, macroscopic (diameter in the millimeter range) or microscopic (diameter in the nano- and micrometer range) particles made of glass, ceramic, plastic, etc. be used.
  • porous form such as e.g. Paper, fleece, woven fabrics, knitted fabrics, nets, sponges, frits, membrane materials known per se, macroscopic (diameter in the millimeter range) or microscopic (diameter in the nano- and micrometer range) particles made of glass, ceramic, plastic, etc.
  • the pump chamber volume can be changed periodically in a repetitive manner, it then being possible to work with a relatively small amplitude.
  • the liquid sample is set into an oscillating flow, and the stirring effect can additionally be increased by structuring or roughening the pump chamber and / or inner wall of the measuring chamber through increased vortex formation. In this way, the transport from freely movable biocomponents to immobilized biocomponents can be accelerated and the required measurement time can be shortened considerably.
  • a shortening of the measuring time is also possible in particular in the case of the fluorescence immunoassays in that only the increase in the measuring signal is determined by means of a time-resolved measurement and is used as a measure of the proportion of the respective biocomponent.
  • the capillary bodies already mentioned which can be arranged in the different channels or chambers and can at least support the sample transport, can also serve as carriers for immobilized components.
  • the device according to the invention is of simple construction, can be handled very well and the disposal is easy after the respective measurement has been carried out, since the sample liquid remains enclosed within the device.
  • the liquid sample can be passive, e.g. can be filled into the device with the aid of a pipette, but also actively using a pipette effect of the device according to the invention.
  • bio-assays are carried out with the device according to the invention, a batch calibration can be carried out after the manufacture of the device.
  • assay formats e.g. competitive assays, displacement assays, sandwich assays or titration assays, easily possible.
  • the individual parts of the device according to the invention can by the known standard methods, such as Injection molding or film lamination. So the carrier, the channel carrier and also the cover can be individually e.g. are manufactured using film technology and then the individual parts are connected or welded together using conventional biocompatible adhesives.
  • double-sided adhesive films can also be used, in particular for the channel support.
  • the use of foils for the different parts and in particular for the channel support is possible in that the channel and chamber depths can be kept relatively small.
  • the channel carrier can have a thickness in the range of a few micrometers or a few hundred micrometers.
  • the carrier and cover produced by injection molding can be connected to the channel carrier from both sides.
  • Carrier and channel carrier or channel carrier and cover can also be in one piece, e.g. be produced by injection molding.
  • the shapes and arrangements of the individual chambers and channels can be chosen relatively freely and can be varied according to the requirements of the fluidics and the measuring method used, whereby several such measuring systems can be used independently of one another in a parallel arrangement within one device.
  • the carrier, the cover and optionally also the channel carrier can have a thickness between 1 ⁇ m and 10 mm, the carrier and the cover preferably being able to have a thickness in the range from 100 ⁇ m to a few hundred micrometers.
  • the diameters of the various chambers should be between a few hundred micrometers and a few centimeters, preferably a few millimeters, and the width of the channels between 1 ⁇ m and a few millimeters, preferably a few hundred micrometers. meters can be selected.
  • the various channels and chambers can also have different heights so that they can be adapted to the flow conditions required in each case.
  • the thickness of the cover and / or carrier must, however, be selected in a material-specific manner so that, with sufficient elasticity, the respectively acting pressure or Adequate strength is given to tensile forces and the respective change in the pump chamber interior volume can be achieved.
  • the materials used for the carrier, channel carrier and cover should have corresponding wetting properties with respect to the sample in order to ensure that the liquid sample is transported independently from the pump chamber via the channel that connects the pump chamber to a measuring chamber. to prevent.
  • this aspect does not necessarily have to be taken into account if a capillary body is present in the pumping and incubation chamber or if one end of the formed channel system is closed, which is only opened before the measurement is carried out.
  • the device according to the invention can be varied and modified in a wide variety of forms, the Number of channels and chambers used, their arrangement and the connection used in each case of the individual chambers can be varied with different channels, so that parallel or successively arranged chamber-channel systems can be used, so that, for example, different components at the same time with a single device according to the invention can be carried out in various ways, both optically and electrochemically, on a single liquid sample.
  • FIG. 1 shows an example of a device according to the invention, which is preferably suitable for the determination of various chemical or biochemical substances by optical means;
  • Figure 2 shows an example of a device according to the invention according to Figure 1 with different options for the use of capillary bodies
  • Figure 3 shows a second example of a device according to the invention in three different modifications
  • FIG. 4 shows a device for performing a competitive immunoassay
  • Figure 5 shows a device for performing an immunoassay in sandwich format
  • Figure 6 shows a device for electrochemical detection.
  • FIG. 1 shows a first example of a device according to the invention.
  • This device consists of a planar arrangement of a carrier 1, a channel carrier 2 and a cover 3. These three individual elements, as shown under c), are combined to form a unit, the channel carrier 2 being arranged between carrier 1 and cover 3.
  • This structure is liquid-tight except for an opening 11 in the cover 3, which serves as the filling opening of the device, and the right channel outlet 10.
  • an Au chamber 5 communicating with the opening 11 is arranged in the channel carrier 2. Furthermore, a channel 6, which connects the receiving chamber 5 to a pump chamber 7, and a further channel 8, which connects the pump chamber 7 to a measuring chamber 9, and a further channel 10, which starts from the measuring chamber 9, are formed in the channel carrier 2 ,
  • the chambers 5, 7 and 9 and the channels 6, 8 and 10 can also be formed within the cover 3 or within the carrier 1, in which case an additional channel carrier 2 can be dispensed with.
  • a device designed in this way can have a corresponding sample liquid through the opening 11 can be filled without further ado, and the sample liquid reaches the receiving chamber 5 via the opening 11.
  • the sample liquid can then enter the pump chamber 7 via the channel 6, and an incubation can also be carried out there, so that this chamber can also be called Combined pumping and incubation chamber 7 can designate.
  • Capillary forces can be used to fill the pumping chamber 7, with the aid of which the sample liquid can get from the receiving chamber 5 into the pumping chamber 7.
  • the channel 8 should be designed in such a way that a capillary effect is largely avoided, so that an unwanted transport of the sample liquid from the pump chamber 7 into the measuring chamber 9 can be avoided.
  • the volume of the pump chamber 7 and the sample liquid can be reduced by exerting a compressive force on the device according to the invention, which preferably acts at least in the area of the pump chamber 7 consequently be transported into the measuring chamber 9 via the channel 8.
  • the channels 6 and 8 can be dimensioned or designed accordingly, so that a return transport of sample liquid into the channel 6 is largely excluded and at least a large part of the sample liquid is transported into the measuring chamber 9.
  • a check valve which can for example consist of a flexible membrane, can also be used on or in the channel 6 in a form not shown.
  • this device also in a form not shown, can be supplemented in such a way that an edge or a bulge is formed on the carrier 3 in the region of the opening 11, which serves as a filling opening, in order to make the filling process easier and safer, and also a Secure enlargement of the receiving chamber 5.
  • FIG. 2 shows further modifications of an example of a device according to the invention, as shown in FIG. 1.
  • FIG. 2a The embodiment of a channel support 2 shown in FIG. 2a corresponds to that which has been illustrated and explained in FIG. 1.
  • a capillary body 13 is arranged in the pump chamber 7 in FIG. 2b.
  • the capillary body 13 supports the transport of the sample liquid from the receiving chamber 5 via the channel 6 and otherwise prevents the liquid sample from being transported in an uncontrolled manner, which could occur as a result of relatively small capillary forces via the channel 8.
  • capillary bodies can be formed, for example, as fleece or paper layers and serve as functional layers for preparing the sample.
  • a further capillary body 16 is also present in the channel 10, which has the same function as the capillary body 12 (see FIG. 2c).
  • the channel 10 which is optionally provided with a capillary body 16 there can be an additional chamber (not shown) for receiving the liquid sample after measurements have been carried out, into which the evaluated sample liquid can be collected and taken up, so that it can be disposed of without problems is possible.
  • the transport of the liquid sample from the pumping chamber 7 via the channel 8 into the measuring chamber 9 can be influenced in a targeted manner when contact has occurred between the liquid and the capillary body 12.
  • the transport of the liquid sample from the pump chamber 7 into the measuring chamber 9 can be supported by the capillary action of the capillary body 12.
  • FIG. 2d shows a modification with additional capillary bodies 13, 14 and 15, which are arranged in the receiving chamber 5, the channel 6 and the pump chamber 7.
  • the capillary body 14 can perform sample preparation tasks. With a layered training of such a capillary body 14 in the form of functional layers, such as membranes or columns (immune column) or filters, the liquid samples can be prepared or influenced in a wide variety of forms, so that, depending on the initial sample or assays to be carried out, corresponding preparatory measures can be achieved ,
  • a capillary body 14 e.g. As a filter, cellular components can be separated from whole blood samples and the blood plasma filtered in this way then reaches the pump chamber 7 via the channel 6, which may have been provided with a capillary body 15.
  • Such functional layers for the preparation of the liquid samples can e.g. consist of the following materials:
  • Paper glass fiber membranes, permeable or semi-permeable membrane, nuclear membrane, polyelectrolyte, hydrogel, cellulose, nitrocellulose, polypropylene, polycarbonate, polyvinyl bifluoride, fibrous material, etc.
  • capillary bodies 12, 13 and 15, which, as already described, can be designed, are arranged in the channel 6, in the pumping chamber 7 and in the measuring chamber 9.
  • FIG. 3 shows various modifications of a further example of a device according to the invention, this being designed on one side with a tapered end 17.
  • the representation tion of a support 1 and a cover 3 have been dispensed with and only the corresponding design of the channel support 2 with the different channels and chambers has been shown.
  • a filling opening 18 is formed, through which the filling with the liquid sample is possible, which communicates with the pump chamber 7.
  • a channel 8, a measuring chamber 9 and another channel 10 are connected to the pump chamber 7.
  • the sample liquid can pass through the channel 8 in through the application of a compressive force from the top and / or bottom of the device, that is to say to the carrier 1 and / or the cover 3, as a result of the volume reduction within the pump chamber the measuring chamber 9 are transported.
  • the carrier 1 and / or the cover 3 should consist of a suitable elastically deformable material at least in the region of the pump chamber 7.
  • the respective analysis of the Sample liquid can be carried out optically or electrochemically.
  • a pipette effect is used in a device designed in this way.
  • the tapered end 17 of the device is immersed in a sample.
  • an opening for an air outlet can be opened, for example by piercing a temporarily closable opening which is present in the cover 3 or in the carrier 1 as far as possible in the region of the channel 10.
  • the liquid sample can be transported from the pumping chamber 7 via the channel 8 into the measuring chamber 9, this liquid being transported either solely by the action of capillary force or by exerting pressure force on the pumping chamber 7 or can be achieved in combination of these two cases.
  • FIG. 3c has been modified compared to the example according to FIG. 3b in such a way that the capillary body 15 ′′, the channel 6 ′ only partially fills and a capillary body 16 in the channel 10, instead of the capillary body 12 in the measuring chamber 9, is available.
  • the capillary body 15 ′′ can support the pipette effect of the channel 6 ′ with the pump chamber 7.
  • the capillary body 16 in the channel 10 supports the liquid transport as a result of the action of the capillary force into the measuring chamber 9, and here, too, there can be a temporarily closable opening for pressure compensation, in a form not shown.
  • Such an air outlet opening can also be temporarily closed with a removable film.
  • a stamp provided with a seal can also be used here in connection with an air outlet opening.
  • the examples described so far can also be changed in a manner not shown in such a way that additional channels 8 are connected to at least one pump chamber 7 and the liquid sample can be transported into a plurality of measuring chambers 9 via these additional channels 8, also in the different measuring chambers 9 different tests or assays can be carried out.
  • the pumping chambers can be arranged in front of or behind the measuring chambers.
  • a device as shown in the examples described above and explained in the general part of the description, can be inserted into a measuring device and fixed there.
  • a stamp which can correspondingly move the pressure force required for the transport of the liquid sample for the purpose of temporarily reducing the volume within the pump chamber 7.
  • Such a stamp can also be designed as a cam, which can be set in rotary motion via a rotary drive.
  • the cam can be designed as a multiple cam, the elevations of which are evenly distributed over the circumference.
  • FIG. 4 shows an example of a device according to the invention according to FIG. 1 for carrying out a competitive immunoassay.
  • a receiving chamber 5, a channel 6, a pump chamber 7, a channel 8, a measuring chamber and a channel 10 are again formed in a channel carrier 2.
  • the carrier 1, the channel carrier 2 and the cover 3 are connected to one another again, an opening 11 being formed as a filling opening in the cover 3, which is connected to the receiving chamber 5 in the channel carrier 2.
  • Antibodies 19 are immobilized on the carrier 1 in the area of the pumping and incubation chamber 7. Inside the pumping and incubation chamber 7 there are 3 antigens 20 on the inner surface of the cover reversibly immobilized, which are labeled with a fluorophore known per se.
  • a liquid sample 24 is then introduced into the device via the opening 11 and reaches the region of the pump chamber 7, the antigens 20 labeled with the fluorophore pass into the solution.
  • the antigens 20 labeled in this way compete with the antigens contained in the liquid sample for the binding sites on the antibodies 19.
  • Antigens 20 labeled with a fluorophore can now be detected optically.
  • light with a wavelength with which the fluorescence of the fluorophore used can be excited is directed from a light source 22 onto the measuring chamber 9, with at least the area in which the measuring chamber 9 is arranged in the device according to the invention consisting of a correspondingly transparent one Material exists.
  • the intensity of this fluorescent light can again be measured via at least one optical detector 23, the intensity of the fluorescent light measured in each case being proportional to the corresponding analyte concentration.
  • the one or more optical detectors 23 can also be arranged on the same side of the device.
  • Different antigens 20 labeled with fluorophores can also be used for the determination of different analytes, in which case different light sources 22 which emit light with corresponding wavelengths are used.
  • FIG. 5 shows an example of a device according to the invention, as has been shown and explained in FIGS. 1 and 2, wherein the implementation of an immunoassay according to the sandwich format is described below.
  • Antibodies 26 are reversibly immobilized in the area of the pumping and incubation chamber 7, which are again labeled with a suitable fluorophore known per se.
  • Corresponding antibodies 19 are immobilized on the inner surface of the carrier 1 in the area of the measuring chamber 9.
  • the device is then filled through the opening 11 with a liquid sample 24 in which antigens 21 are present as analyte, the reversibly immobilized antibodies 26 pass into the sample 24 in solution.
  • Bonds can occur between the antigens 21 and the labeled antibodies 26. After the sample liquid with the bound antigens 21 and antibodies 26 has been transported by pumping action from the pumping and incubation chamber 7 into the measuring chamber 9, it is possible to sandwich the antibodies 19 immobilized there from antibodies 19, antibodies 21 and labeled antibodies 26 occur, as shown in Figure 5d.
  • the antibodies 26 labeled with the fluorophore, which are bound to the immobilized antibodies 19 via the antigens 21, can be optically detected by fluorescence excitation.
  • the fluorescence excitation can take place via the evanescent field, the light from the light source 22 ′ having a suitable wavelength being directed onto the surface of the carrier 1 with total reflection, which in turn must of course be transparent.
  • Excitation filters and / or a polarizer can be arranged or integrated in the light source 22 'or in the beam path of the light.
  • the fluorescence excitation of the fluorophores used for the marking then takes place only in the area of the evanescent field with a known defined penetration depth.
  • the intensity of the fluorescent light can then be measured with the optical detector 23 ', which is arranged on the same side as the light source 22' in relation to the device.
  • a collimator, filter, polarizer can also be arranged in front of the optical detector 23 ' or additional panels can be arranged.
  • diaphragms are arranged in the beam path in front of the optical detector 23 ', these can preferably be moved in order to be able to carry out a spatially resolved measurement within the measuring chamber area 9.
  • an immunoassay in a device according to FIG. 5 is not carried out according to the sandwich format, but rather as a competitive assay, the antibodies 19 must be replaced by antigens which are instead immobilized accordingly.
  • Antigens 21 take place in the liquid sample and the immobilized antigens.
  • the labeled antibodies 26 which bind to the immobilized antigens 20 can then, as already described, be detected by means of fluorescent light excitation via the evanescent field.
  • Antibodies are immobilized at various points in the measuring chambers 9, the intensity of the respective fluorescent light then being spatially resolved, preferably using the correspondingly movable diaphragms, by means of the optical detector 23 '.
  • a spatially resolved measurement can also be carried out with one or more rows or array (s) of optical detectors. ner CCD cells are performed.
  • Photodiodes, photo avalanche diodes or photo multipliers can be used as optical detectors 23, 23 '.
  • Such an optical detector 23, 23 'can as also shown in FIG. 4, be arranged on the other side, ie opposite the light source 22, 22'.
  • Cy5 and Cy7 can be used as fluorophores.
  • light sources 22, 22 ' e.g. Corresponding laser diodes that use light with wavelengths in the range between 635 nm and 655 nm for Cy5 or laser diodes with wavelengths in the range between 730 nm and 780 nm for Cy7.
  • This example of a device is essentially constructed like the example according to FIG. 1.
  • the main difference is that on the carrier 1 'in the area of the measuring chamber 9 there is an electrode system which is formed, for example, from a platinum working electrode 30 and an Ag / AgCl reference electrode 31.
  • the two electrodes 30 and 31 of this electrode system are led to the outside via the electrical contacts 32 and 33, so that the respective voltage can be applied from the outside and the change in current intensity can be measured.
  • biocomponents are used which carry an enzyme instead of an optical label (fluorophore).
  • the corresponding liquid sample is now transported into the measuring chamber 9, it can be detected there by electrochemical means.
  • a suitable substrate e.g. Glucose, used when glucose oxidase has been used as the enzyme. This glucose is deposited in the measuring chamber 9 during the preparation or before the assay is carried out.
  • H 2 O 2 is formed by enzymatic conversion, which can be detected amperometrically on the platinum working electrode 30 if between the working electrode 30 and the Reference electrode 31, an electrical voltage of typically 600 mV is applied.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine kostengünstig herstellbare und betreibbare Vorrichtung sowie Verfahren zur optischen oder elektrochemischen quantitativen Bestimmung chemischer oder biochemischer Substanzen in flüssigen Proben. Ausserdem soll der Transport der flüssigen Proben passiv oder auch aktiv und ohne zusätzliche Pumpen möglich sein. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird eine Pumpkammer (7), die mit einer Befüllöffnung (11) verbunden ist, verwendet. Die Aussenwandung der Pumpkammer ist für einen definierten Transport der flüssigen Probe zumindest bereichsweise aus einem infolge einer von aussen wirkenden Zug- und/oder Druckkraft elastisch verformbaren Material gebildet. Des weiteren ist sie zumindest im Bereich eines Kanals und/oder der Pumpkammer oder einer weiteren Kammer optisch transparent oder in einem Kanal und/oder der Pumpkammer (7) oder einer weiteren Kammer (9) ist ein Elektrodensystem (30, 31) angeordnet.

Description

OPTISCHE ODER ELEKTROCHEMISCHE QUANTITATIVE ANALYSE FLÜSSIGER PROBEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie Verfahren zur optischen oder elektrochemischen quantitati- ven Bestimmung chemischer oder biochemischer Substanzen in flüssigen Proben, wobei hierfür häufig auch der Begriff Bio- bzw. Immun-Assays verwendet wird. Die Erfindung kann u.a. in der medizinischen Diagnostik, in der Umwelt- und Lebensmittelanalytik einge- setzt werden, wobei bei entsprechender Modifizierung unterschiedliche physikalische Messprinzipien ausgenutzt werden können.
Solche Tests oder Assays können z.B. mit Antikörper- Antigen-Syste en oder auch in etwas allgemeinerer
Form mit Rezeptor-Liganden-Systemen durchgeführt werden. Dabei kann die jeweilige Substanz bzw. Komponente auf optischem Wege, durch Messung der Intensität von angeregtem Fluoreszenzlicht eines an sich bekann- ten fluoreszierenden Stoffes, mit dem eine Komponente bzw. ein Partner eines Systems markiert wird, gemessen werden und die gemessene Intensität des Fluoreszenzlichtes als Maß für die quantitative Bestimmung in einer flüssigen Probe benutzt werden. Um definier- te Verhältnisse für diese Bestimmung einhalten zu können, wird üblicherweise die Fluoreszenzlichtanregung innerhalb eines evanescenten Feldes ausgenutzt. Entsprechende Lösungen für diese Fluoreszenz-Immuno- tests Sind Z.B. in DE 196 28 002 Cl, DE 197 11 281 Cl und DE 197 47 572 Cl beschrieben.
Bei diesen und anderen hier nicht genannten Lösungen werden sogenannte Chips oder eine nahezu herkömmliche Spritze, als Einwegartikel verwendet. Für den Trans- port der flüssigen Probe ist bei diesen Lösungen eine zusätzliche Pumpe, die extern angeordnet sein kann oder auch integraler Bestandteil eines solchen Vorrichtung ist, erforderlich. Bei der in DE 197 47 572 Cl beschriebenen Lösung wird eine nahezu herkömmlich ausgebildete Spritze verwendet, wobei hier der Transport der flüssigen Probe durch Relativbewegung einer Kolben-Zylindereinheit realisiert wird.
Insbesondere der Aufwand für den Transport der flüs- sigen Probe ist mit erhöhten Kosten verbunden, da sehr hohe Fertigungsgenauigkeiten erforderlich sind und der Montageaufwand in Vorbereitung der Durchführung eines solchen Tests bzw. Assays ebenfalls relativ hoch ist.
Eine andere Möglichkeit, um den Anteil einer Substanz bzw. einer Komponente in einer flüssigen Probe auf optischem Wege zu bestimmen, besteht in der Auswertung eines in Folge einer Reaktion auftretenden Farb- Umschlages, der photometrisch erkannt und ausgewertet werden kann.
Eine weitere Alternative ist die elektrochemische Bestimmung, bei der auf an sich bekannte Elektroden- Systeme, bestehend aus einer Arbeitselektrode und einer Referenzelektrode, zurückgegriffen wird. Es kann hier auf die bekannte Kombination einer Platinarbeitselektrode mit einer Ag/AgCl-Referen- zelektrode zurückgegriffen werden, um eine en- zymatische Umsetzung amperometrisch nachweisen zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und Verfahren für die quantitative Bestimmung chemi- scher oder biochemischer Substanzen in Flüssigkeiten vorzuschlagen, die einfach aufgebaut kostengünstig herstellbar ist und für das Befüllen und/oder den Transport der flüssigen Probe keine zusätzlichen Pumpen erforderlich sind, wobei die Aufnahme der flüssi- gen Probe auf passivem oder auch aktivem Wege möglich sein soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindungen ergeben sich mit den in den untergeordneten Ansprüchen enthaltenen Merkmalen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine mit einer Befüllöffnung verbundene Pumpkammer auf, bei der zumindest eine Außenwandung der Pumpkammer aus einem elastisch verformbaren Material besteht. Wirkt nun eine Zug- und/oder Druckkraft von außen auf die Pumpkammer, kann das Befüllen einer solchen Vorrichtung oder der Transport der flüssigen Probe innerhalb der Vorrichtung durch die entsprechende Veränderung des Pumpkammervolumens erreicht werden. Die Pumpkammer kann dabei mit Flüssigkeit oder Gas gefüllt sein.
Der Anteil der jeweiligen chemischen oder biochemi- sehen Substanz in der flüssigen Probe kann dann optisch, aber auch elektrochemisch bestimmt werden.
Für die optische Bestimmung bestehen zwei alternative Möglichkeiten, wofür es jedoch in beiden Fällen erforderlich ist, dass der Bereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in dem die Messung durchgeführt werden soll, aus einem entsprechenden optisch transparenten Material besteht. Dies kann beispielsweise ein Kanal, die Pumpkammer bzw. eine weitere Kammer, die nachfolgend als Messkammer bezeichnet werden soll, sein.
Dabei kann die Messung während des Transportes der flüssigen Probe innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung aber auch quasi stationär in einer Kammer bzw. einem Kanal der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.
Der Anteil der jeweiligen Substanz kann auf optischem Wege, wie bereits im Stand der Technik bekannt, durch Fluoreszenzlichtanregung, aber auch photometrisch bestimmt werden.
Soll der Anteil der jeweiligen Substanz elektrochemisch bestimmt werden, wird in einem Kanal, der Pumpkammer, bevorzugt aber in der Messkammer ein Elektrodensystem eingesetzt, das in der Regel aus einer Ar- beits- und einer Referenzelektrode gebildet ist, die über entsprechende Kontakte nach außen geführt sind, so dass die elektrischen Größen ohne weiteres von außen erfasst werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im Wesentlichen flächig ausgebildet und kann bevorzugt aus drei ein- zelnen Teilen gebildet werden. Dabei handelt es sich um einen an einer Außenseite angeordneten Träger und eine auf der entsprechend anderen Außenseite angeordnete Abdeckung, die einen Kanalträger einschließen und miteinander verbunden sind. Bevorzugt sind im Kanalträger sämtliche Kanäle und Kammern ausgebildet, so dass Träger und Abdeckung ansonsten ebene flächige Gebilde darstellen können.
Träger, Kanalträger und Abdeckung können aus Kunststoff, Keramik oder Glas bestehen. Es können Polyme- thylmethacrylat, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polyoximethylen, Ethylen/Propylen-Cop, Polyvinylidenchlorid, Polychlortrifluorethylen, Poly- vinylbutyral, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyamid, Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen-Cop, Poly- tetrafluorethylen, Phenol-Formaldehyd, Epoxid, Polyurethan, Polyester, Silikon, Melamin-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd, Anilin-Formaldehyd, Capton, aber auch andere Kunststoffe für diese Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt werden.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, auf einen Kanalträger zu verzichten und die jeweiligen Kanäle und Kammern entweder in Träger- oder Abdeckungsmaterial auszubilden und diese beiden Elemente dann unmittelbar miteinander zu verbinden.
Die Befüllöffnung kann als Durchbruch, der z.B. in der Abdeckung ausgebildet ist, aber auch als einfache Öffnung, die in beiden Fällen über einen Kanal mit der Pumpkammer verbunden ist, ausgebildet sein.
Die Pumpkammer kann über mindestens einen weiteren Kanal mit mindestens einer Messkammer verbunden sein, in der nach dem Transport der flüssigen Probe innerhalb der Vorrichtung die eigentliche Messung durchgeführt wird.
Zur Befullung sowie den Transport der flüssigen Probe können zusätzlich Kapillarkörper in den verschiedenen Kanälen oder Pump- oder Messkammer angeordnet sein, so dass die Befullung bzw. der Transport der Probe zumindest kapillarkraftunterstützt erfolgen kann.
Eine so beschriebene Vorrichtung kann gegebenenfalls nach einer Befullung mit der Probe in eine Fixiervorrichtung eingespannt und insbesondere für eine optische Bestimmung dort entsprechend positioniert wer- den, so dass sie in Bezug auf zumindest eine Lichtquelle und mindestens einen optischen Detektor entsprechend ausgerichtet ist.
An der Fixiervorrichtung ist mindestens ein transla- torisch oder rotatorisch bewegbares Element vorhanden, das an der erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest im Bereich der jeweiligen Pumpkammer angreift und dort eine Zug- und/oder Druckkraft auf zumindest eine Außenwandung ausüben kann, so dass sich je nach Bewegungsrichtung eines solchen Elementes das Pumpkammerinnenvolumen vergrößert oder verkleinert.
Die Änderung des Pumpkammerinnenvolumens sollte jedoch mindestens 1 % des unbeeinflussten Pumpkammer- volumens ausmachen, bevorzugt jedoch mindestens 20 % ausmachen.
Das zug- und/oder druckkraftausübende Element kann ein Stempel sein, der auf eine Seite der Vorrichtung, also auf den Träger oder die Abdeckung wirkt und bei- spielsweise hydraulisch oder mit einem herkömmlichen Nockenantrieb translatorisch bewegt werden kann.
Dabei kann ein solcher Stempel gegen die äußere Wan- d ng der Vorrichtung wirken und lediglich eine Druckkraft ausüben, so dass das Volumen der Pumpkammer allein durch eine Druckkraft entsprechend verringert wird und nach Entlastung eines solchen Stempels infolge der Elastizität das ursprüngliche Pumpkammer- volumen wieder erreicht werden kann.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Oberfläche der Vorrichtung mit einer Öse oder einem anderen hierzu geeigneten Element zu versehen, in das der entsprechend ausgebildete Stempel hakenförmig formschlüssig eingreifen kann, so dass sowohl eine Druck- als auch eine Zugkraft zur Veränderung des Pumpkammervolumens eingesetzt werden kann.
In einer anderen Alternative kann an einem solchen Stempel auch ein Saugnapf vorhanden sein, der gegen die Oberfläche der Vorrichtung gepresst wird und mit dem ebenfalls eine Druck- und eine Zugkraft auf die Pumpkammer ausgeübt werden kann.
Ein solches Element kann aber auch ein um eine Drehachse rotierender Nocken sein, der je nach Drehwinkel eine mehr oder weniger große Druckkraft auf die Aussenwand der Pumpkammer ausübt und demzufolge das Kammervolumen entsprechend verkleinert oder wieder vergrößert. Ein solcher Nocken kann aber auch als Mehrnocken ausgebildet werden, über dessen Umfang mehrere nockenförmige Elemente verteilt sind, die bei entsprechender Drehung sukzessive entsprechende Druckkräfte auf die Pumpkammerwandung ausüben. Um den Transport der flüssigen Probe, wie auch das Befüllen der Vorrichtung zu erleichtern, kann an der Vorrichtung eine temporär verschließbare Druckausgleichsöffnung vorhanden sein, um den Transport der flüssigen Probe ohne ein diesen behinderndes Gaspolster zu ermöglichen. Eine solche Druckausgleichsoffnung kann an einer der Kammern oder auch einem der Kanäle angeordnet und mit diesen verbunden sein, wobei sie bei Bedarf freigegeben werden kann.
Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn sie im Bereich der Pumpkammer angeordnet und mit dieser verbunden ist und ein für das temporäre Verschließen der Druckausgleichsöffnung geeignetes Dichtelement am Stempel, der mit einer Druckkraft gegen die Außenwandung der Pumpkammer wirkt, versehen ist, so dass die Druckausgleichsöffnung bei Volumenverringerung in der Pumpkammer verschlossen ist und bei einer entsprechenden entgegengesetzten Bewegungsrichtung eines solchen Stempels freigegeben wird.
Insbesondere bei der Durchführung von Fluoreszenzi - munoassays kann es vorteilhaft sein, die eigentliche Messung erst nach Ablauf einer assayspezifischen vor- gegebenen Inkubationszeit durchzuführen. Die Inkubation kann beispielsweise innerhalb der Pumpkammer erfolgen.
Der Transport der flüssigen Probe kann, wie bereits beschrieben, also infolge einer Saug- oder auch
Druckwirkung sowie in Kombination dieser beiden Wirkungen erreicht werden. Dabei kann die Pumpkammer mit Flüssigkeit oder Gas gefüllt werden.
Für einen gezielten Transport der jeweiligen flüssi- gen Probe innerhalb der Vorrichtung können die jeweiligen Kanäle unterschiedlich ausgebildet werden, so dass der Strömungswiderstand der verschiedenen Kanäle ebenfalls unterschiedlich ist. Der Flüssigkeitstrans- port erfolgt dabei bevorzugt in der Richtung, in der der geringere Strömungswiderstand liegt. Hierfür können unterschiedliche Kanallängen, Kanalquerschnitte, Kanaloberflächen oder auch Kanalführungen eingesetzt werden. So können beispielsweise die inneren Ober- flächen der verschiedenen Kanäle entweder strukturiert, unstrukturiert, aufgerauht, nicht aufgerauht oder in unterschiedlicher Form strukturiert bzw. aufgerauht sein.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, die freien
Querschnitte der Ein- bzw. Ausgänge der verschiedenen Kanäle unterschiedlich zu gestalten, so dass beispielsweise ein Rückströmen von Probenflüssigkeit aus der Befüllöffnung vermieden bzw. jedoch zumindest behindert werden kann. Hierzu können aber auch an einem solchen Kanal ein Rückschlagventil, wie es allgemein bekannt ist, eingesetzt werden.
Vor der Befullung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Pumpkammer flüssigkeitsfrei und nur mit einem Gas befüllt sein. Durch entsprechende Veränderung des Pumpkammervolumens erfolgt dann der Flüssigkeits- transport durch Saug- oder Druckwirkung, wobei in diesem Fall an der Pumpkammer ein entsprechend geeig- netes Ventil vorhanden sein sollte, um ein Rückströmen zu verhindern.
Wird auf ein solches Ventil verzichtet, sollte jedoch die bereits erwähnte Druckausgleichsöffnung ein- gesetzt werden. Eine solche Druckausgleichsöffnung kann durch Abziehen einer aufgeklebten Folie oder das Durchstechen einer solchen Folie oder der Außenwandung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich eines Kanals oder einer Kammer erfolgen.
In den Kanälen, insbesondere aber in der Pumpkammer und/oder der Messkammer bzw. gegebenenfalls einer gesondert ausgebildeten Inkubationskammer, können vor der Befullung mit der flüssigen Probe chemische oder biochemische Substanzen (Komponenten) eingebracht werden, die dann mit anderen Substanzen bzw. Komponenten, die in der flüssigen Probe enthalten sind, Reaktionen eingehen.
So können beispielsweise Biokomponenten (Antigene, Antikörper) auf der Innenwandung von Kammern oder Kanälen oder der Innenwandung der Träger oder der Abdeckung immobilisiert werden, wobei die Immobili- sierung reversibel, aber auch dauerhaft erfolgen kann.
Zur Immobilisierung solcher Substanzen/Komponenten können hierfür geeignete Materialien, bevorzugt in poröser Form, wie z.B. Papier, Vlies, Gewebe, Gewirke, Netze, Schwämme, Fritten, an sich bekannte Membranmaterialien, makroskopische (Durchmesser im Millimeterbereich) oder mikroskopische (Durchmesser im Nano- und Mikrometerbereich) Partikel aus Glas, Ke- ramik, Kunststoff u.a. eingesetzt werden.
Zur Verringerung der Reaktionszeit zwischen freibeweglichen Substanzen/Komponenten innerhalb der flüssigen Probe und den immobilisierten Reaktionspartnern ist es vorteilhaft, die flüssige Probe in oszillie- rende Strömung zu versetzen und die flüssige Probe in dieser Form zu "rühren" . Hierzu kann das Pumpkammervolumen sich periodisch wiederholend verändert werden, wobei dann mit relativ kleiner Amplitude gear- beitet werden kann. Die flüssige Probe wird dadurch in oszillierende Strömung versetzt, und der Rühreffekt kann zusätzlich durch Strukturierung bzw. Aufrauhung der Pumpkammer und/oder Messkammerinnen- wandung durch vergrößerte Wirbelbildung verstärkt werden. Auf diese Art und Weise kann der Transport von freibeweglichen Biokomponenten zu immobilisierten Biokomponenten beschleunigt und die erforderliche Messzeit erheblich verkürzt werden. Ein Messzeitverkürzung ist insbesondere auch bei den Fluoreszen- zimmunoassays dadurch möglich, dass mittels einer zeitaufgelösten Messung lediglich der Anstieg des Messsignals ermittelt und als Maß für den Anteil der jeweiligen Biokomponente benutzt wird.
Die bereits erwähnten Kapillarkörper, die in den verschiedenen Kanälen oder Kammern angeordnet werden können und den Probentransport zumindest unterstützen können, können außerdem auch als Träger von immobilisierten Komponenten dienen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach aufgebaut, kann sehr gut gehandhabt werden und die Entsorgung ist nach Durchführung der jeweiligen Messung problemlos, da die Probenflüssigkeit innerhalb der Vorrichtung eingeschlossen bleibt.
Sie kann mit bekannten Herstellungsverfahren in großer Stückzahl kostengünstig hergestellt werden, und auch die Miniaturisierung kann relativ weit getrieben werden, so dass auch der Materialeinsatz relativ gering ist.
Während der Durchführung der verschiedenen Messungen müssen keine wiederholten Pipettier- und Waschschritte durchgeführt werden. Auch zusätzliche Pumpen sind nicht erforderlich, da deren Aufgabe von der integrierten Pumpkammer ohne weiteres übernommen werden kann.
Die flüssige Probe kann sowohl auf passivem Wege, z.B. mit Hilfe einer Pipette, aber auch auf aktivem Wege unter Ausnutzung einer Pipettenwirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in die Vorrichtung be- füllt werden.
Werden sogenannte Bio-Assays mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt, kann im Nachgang zur Herstellung der Vorrichtung eine Batch-Kalibrierung vorgenommen werden. Es sind die verschiedensten bekannten Assay-For ate, wie z.B. kompetitive Assays, Verdrängungsassays, Sandwich-Assays oder Titrations- Assays, ohne weiteres möglich.
Die einzelnen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung können durch die bekannten Standardverfahren, wie z.B. Spritzgießen oder Folienlaminieren, hergestellt werden. So können der Träger, der Kanalträger und auch die Abdeckung einzeln z.B. in Folientechnologie hergestellt werden und anschließend die einzelnen Teile mittels herkömmlicher biokompatibler Kleber miteinander verbunden bzw. verschweißt werden.
Es können aber auch doppelseitig klebende Folien insbesondere für den Kanalträger verwendet werden. Der Einsatz von Folien für die verschiedenen Teile und insbesondere für den Kanalträger ist dadurch möglich, dass die Kanal- und Kammertiefen relativ klein gehalten werden können. So kann der Kanalträger bei- spielsweise eine Dicke im Bereich von einigen Mikrometern oder einigen hundert Mikrometern aufweisen.
Wird eine doppelseitig klebende Folie als Kanalträger, aus der die verschiedenen Kammern und Kanäle ausgestanzt worden sind, verwendet, können von beiden Seiten beispielsweise im Spritzgußverfahren hergestellte Träger und Abdeckung so mit dem Kanalträger verbunden werden. Träger und Kanalträger bzw. Kanalträger und Abdeckung können auch einstückig, z.B. im Spritzgußverfahren, hergestellt werden.
Die Formen und Anordnungen der einzelnen Kammern und Kanäle können relativ frei gewählt und den Anforderungen der Fluidik sowie dem eingesetzten Messverfah- ren entsprechend variiert werden, wobei innerhalb einer Vorrichtung auch mehrere solcher Messsysteme unabhängig voneinander in paralleler Anordnung eingesetzt werden können.
Der Träger, die Abdeckung und gegebenenfalls auch der Kanalträger können eine Dicke zwischen 1 μm und 10 mm aufweisen, wobei der Träger und die Abdeckung vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 100 μm bis einigen hundert Mikrometern aufweisen können.
Die Durchmesser der verschiedenen Kammern sollten zwischen einigen hundert Mikrometern und einigen Zentimetern, vorzugsweise bei einigen Millimetern liegen und die Breite der Kanäle zwischen 1 μm und einigen Millimetern, vorzugsweise bei einigen hundert Mikro- metern gewählt werden.
Die verschiedenen Kanäle und Kammern können aber auch unterschiedliche Höhen aufweisen, so dass sie den jeweils erforderlichen StrömungsVerhältnissen ange- passt werden können.
Die Dicke von Abdeckung und/oder Träger muss jedoch materialspezifisch so gewählt werden, dass bei aus- reichender Elastizität den jeweils wirkenden Druckbzw. Zugkräften entsprechend eine ausreichende Festigkeit gegeben ist und die jeweilige Veränderung des Pumpkammerinnenvolumens erreicht werden kann.
Wird auf den Einsatz von Kapillarkörpern verzichtet, so sollten die für den Träger, Kanalträger und die Abdeckung verwendeten Materialien bezüglich der Probe entsprechende Benetzungseigenschaften aufweisen, um einen selbstständigen Transport der flüssigen Probe aus der Pumpkammer über den Kanal, der die Pumpkammer mit einer Messkammer verbindet, zu verhindern.
Dieser Aspekt muss jedoch nicht unbedingt beachtet werden, wenn in der Pump- und Inkubationskammer ein Kapillarkörper vorhanden ist oder ein Ende des ausgebildeten Kanalsystems geschlossen ist, das erst vor Durchführung der Messung geöffnet wird.
Für den Transport der flüssigen Probe ist mindestens eine einmalige Veränderung des Pumpkammervolumens, also eine entsprechende Volumenvergrößerung oder -Verringerung erforderlich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in verschieden- ster Form variiert und modifiziert werden, wobei die Anzahl der verwendeten Kanäle und Kammern, deren Anordnung und die jeweils verwendete Verbindung der einzelnen Kammern mit unterschiedlichen Kanälen variiert werden können, so dass parallele oder nacheinander angeordnete Kammer-Kanalsysteme eingesetzt werden können, so dass beispielsweise gleichzeitig mit einer einzigen erfindungsgemäßen Vorrichtung verschiedene Komponenten, auch auf verschiedene Art und Weise, sowohl optisch als auch elektrochemisch an einer einzigen flüssigen Probe durchgeführt werden können.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden.
Dabei zeigen:
Figur 1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die bevorzugt für eine Bestimmung verschiedener chemischer oder biochemischer Substanzen mit optischen Mitteln geeignet ist;
Figur 2 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 1 mit verschiedenen Möglichkeiten für den Einsatz von Kapillarkörpern;
Figur 3 ein zweites Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in drei verschiedenen Modifikationen;
Figur 4 eine Vorrichtung zur Durchführung eines kompetitiven Immunoassays; Figur 5 eine Vorrichtung zur Durchführung eines Immunoassays im Sandwich-Format und
Figur 6 eine Vorrichtung für einen elektrochemi- sehen Nachweis.
In der Figur 1 ist ein erstes Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Diese Vorrichtung besteht aus einer planaren Anordnung eines Trägers 1, eines Kanalträgers 2 sowie einer Abdeckung 3. Diese drei Einzelelemente, sind wie unter c) gezeigt, zu einer Einheit zusammengefasst, wobei der Kanalträger 2 zwischen Träger 1 und Abdeckung 3 angeordnet ist. Dieser Aufbau ist, bis auf einen Durchbruch 11 in der Abdeckung 3, die als Befüllöffnung der Vorrichtung dient, sowie den rechten Kanalausgang 10, flüssigkeitsdicht abgeschlossen.
Neben dem Durchbruch 11 in der Abdeckung 3 ist im Kanalträger 2 eine Au nahmekammer 5, mit dem Durchbruch 11 kommunizierend, angeordnet. Des Weiteren ist im Kanalträger 2 ein Kanal 6, der die Aufnahmekammer 5 mit einer Pumpkammer 7 verbindet, und ein weiterer Kanal 8, der die Pumpkammer 7 mit einer Messkammer 9 verbindet, sowie ein weiterer Kanal 10, der von der Messkammer 9 ausgeht, ausgebildet.
Alternativ können die Kammern 5, 7 und 9 sowie die Kanäle 6, 8 und 10 auch innerhalb der Abdeckung 3 oder innerhalb des Trägers 1 ausgebildet sein, wobei in diesem Fall auf einen zusätzlichen Kanalträger 2 verzichtet werden kann.
Eine so ausgeführte Vorrichtung kann über den Durch- bruch 11 mit einer entsprechenden Probenflüssigkeit ohne weiteres befüllt werden, und die Probenflüssigkeit gelangt über den Durchbruch 11 in die Aufnahme- kammer 5. Die Probenflüssigkeit kann dann über den Kanal 6 in die Pumpkammer 7 gelangen, wobei dort auch eine Inkubation durchgeführt werden kann, so dass man diese Kammer auch als kombinierte Pump- und Inkubationskammer 7 bezeichnen kann. Für die Befullung der Pumpkammer 7 können Kapillarkräfte ausgenutzt werden, mit deren Hilfe die Probenflüssigkeit aus der Aύfnah- mekammer 5 in die Pumpkammer 7 gelangen kann. In einem solchen Fall sollte jedoch der Kanal 8 so ausgebildet sein, dass eine Kapillarwirkung weitestgehend vermieden ist, so dass ein ungewollter Transport der Probenflüssigkeit aus der Pumpkammer 7 in die Mess- ka mer 9 vermieden werden kann.
Nachdem die Probe über einen vorgebbaren Zeitraum in der Pumpkammer 7 zur Inkubation der Probenflüssigkeit gehalten worden ist, kann durch Ausübung einer Druck- kraft auf die erfindungsgemäße Vorrichtung, die bevorzugtermaßen zumindest im Bereich der Pumpkammer 7 wirkt, das Volumen der Pumpkammer 7 reduziert und die Probenflüssigkeit demzufolge über den Kanal 8 in die Messkammer 9 transportiert werden. Hierzu können die Kanäle 6 und 8 entsprechend dimensioniert bzw. gestaltet sein, so dass ein Rücktransport von Probenflüssigkeit in den Kanal 6 weitestgehend ausgeschlossen ist und zumindest ein großer Teil der Probenflüssigkeit in die Messkammer 9 transportiert wird.
Um diesen Effekt zu erreichen, kann in nicht dargestellter Form aber auch am bzw. im Kanal 6 ein Rückschlagventil, das beispielsweise aus einer flexiblen Membran bestehen kann, eingesetzt werden. Außerdem kann diese Vorrichtung, ebenfalls in nicht dargestellter Form, dahingehend ergänzt werden, dass auf dem Träger 3 im Bereich des Durchbruchs 11, der als Befüllöffnung dient, ein Rand oder eine Wulst ausgebildet ist, um den Befüllvorgang einfacher und sicherer zu machen und außerdem eine Vergrößerung der Aufnahmekammer 5 zu sichern.
Auf Möglichkeiten für die Verwendung und die Durch- führung verschiedener Tests bzw. Assays soll bei der Beschreibung nachfolgender weiterer Beispiele erläuternd eingegangen werden.
In der Figur 2 sind weitere Modifizierungen eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie es in Figur 1 gezeigt ist, dargestellt.
Dabei entspricht die in Figur 2a gezeigte Ausführung eines Kanalträgers 2 derjenigen, die in Figur 1 dargestellt und erklärt worden ist.
In Figur 2b ist in der Pumpkammer 7 ein Kapillarkörper 13 angeordnet. Der Kapillarkörper 13 unterstützt den Transport der Probenflüssigkeit aus der Aufnahme- kammer 5 über den Kanal 6 und verhindert ansonsten einen unkontrollierten Transport der flüssigen Probe, der infolge relativ kleiner Kapillarkräfte über den Kanal 8 auftreten könnte.
Im Kapillarkörper 13 können aber auch, wie in einer Pumpkammer 7 ohne Kapillarkörper 13, verschiedene Biokomponenten immobilisiert werden.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, mehrere Kapillarkörper schichtweise übereinander in der Pumpkammer 7 anzuordnen, wobei die Kapillarkörper beispielsweise als Vlies- oder Papierschichten ausgebildet sein können und als funktionale Schichten zur Vorbereitung der Probe dienen.
Bei dem Beispiel nach Figur 2b ist außerdem im Kanal 10 ein weiterer Kapillarkörper 16 vorhanden, der die gleiche Funktion hat wie der Kapillarkörper 12 (siehe Figur 2c) .
An den Kanal 10, der gegebenenfalls mit einem Kapillarkörper 16 versehen ist, kann eine nicht dargestellte zusätzliche Kammer für die Aufnahme der flüssigen Probe nach der Durchführung von Messungen vorhanden sein, in die die ausgewertete Probenflüssigkeit gesammelt und aufgenommen werden kann, so dass eine problemlose Entsorgung möglich ist.
Mit Hilfe der Kapillarkörper 16 und insbesondere des Kapillarkörpers 12, der ebenfalls ein Vlies sein kann, kann der Transport der flüssigen Probe aus der Pumpkammer 7 über den Kanal 8 in die Messkammer 9 gezielt beeϊnflusst werden, wenn ein Kontakt Flüssigkeit und Kapillarkörper 12 aufgetreten ist. Dadurch kann der Transport der flüssigen Probe aus der Pumpkammer 7 in die Messkammer 9 durch die Kapillarwirkung des Kapillarkörpers 12 unterstützt werden.
In der Figur 2d ist eine Modifikation mit zusätzli- chen Kapillarkörpern 13, 14 und 15, die in der Aufnahmekammer 5, dem Kanal 6 sowie der Pumpkammer 7 angeordnet sind, gezeigt.
Der Kapillarkörper 14 kann Aufgaben der Probenvorbe- reitung erfüllen. Bei einer schichtweisen Ausbildung eines solchen Kapillarkörpers 14 in Form von funktio- nellen Schichten, wie Membranen oder Säulen (Immunsäule) oder Filter, können die flüssigen Proben in verschiedenster Form vorbereitet bzw. beeinflusst werden, so dass je nach Ausgangsprobe bzw. durchzuführenden Assays entsprechende vorbereitende Maßnahmen erreicht werden können.
Dient ein Kapillarkörper 14 z.B. als Filter, so kön- nen zelluläre Bestandteile aus Vollblutproben separiert werden und das so gefilterte Blutplasma gelangt dann über den Kanal 6 , der gegebenenfalls mit einem Kapillarkörper 15 versehen worden ist, in die Pumpkammer 7.
Solche funktionellen Schichten für die Vorbereitung der flüssigen Proben können z.B. aus den nachfolgend genannten Materialien bestehen:
Papier, Glasfasermembranen, permeable oder semiperme- able Membrane, Kernspurmembrane, Polyelektrolyten, Hydrogel, Cellulose, Nitrocellulose, Polypropylen, Polycarbonat, Polyvinylbifluorid, fibröses Material u.a.m.
Bei dem in Figur 2e gezeigten Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Kapillarkörper 12, 13 und 15, die, wie bereits beschrieben, ausgebildet sein können, im Kanal 6, in der Pumpkammer 7 und der Messkammer 9 angeordnet.
In der Figur 3 sind verschiedene Modifikationen eines weiteren Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei diese einseitig mit einem spitz zulaufenden Ende 17 ausgebildet ist. In den drei gezeigten Modifizierungen ist auf die Darstel- lung eines Trägers 1 sowie einer Abdeckung 3 verzichtet worden und nur die entsprechende Ausbildung des Kanalträgers 2 mit den verschiedenen Kanälen und Kammern gezeigt.
Im Kanalträger 2' ist im Bereich des spitz zulaufenden Endes 17 eine Befüllöffnung 18, über die die Befullung mit der flüssigen Probe möglich ist, ausgebildet, die mit der Pumpkammer 7 in kommunizierender Verbindung steht, ausgebildet.
An die Pumpkammer 7 schließen sich wieder ein Kanal 8, eine Messkammer 9 sowie ein weiterer Kanal 10 an.
Wird nunmehr eine Vorrichtung gemäß Figur 3a, bei der im Kanal 6' ein Kapillarkörper 15' vorhanden ist, in eine flüssige Probe eingetaucht, gelangt die flüssige Probenflüssigkeit über die Befüllöffnung 18 infolge Kapillarwirkung über den Kanal 6' in die Pumpkammer, in der ebenfalls ein Kapillarkörper 13 angeordnet ist.
Nach einer vorgebbaren Inkubationszeit kann durch Ausübung einer Druckkraft von der Ober- und/oder Un- terseite der Vorrichtung, also auf den Träger 1 und/- oder die Abdeckung 3, infolge der Volumenreduzierung innerhalb der Pump-Kammer die Probenflüssigkeit über den Kanal 8 in die Messkammer 9 transportiert werden. Dabei sollten der Träger 1 und/oder die Abdeckung 3 zumindest im Bereich der Pumpkammer 7 aus einem geeigneten elastisch verformbaren Material bestehen.
Nach erfolgtem Transport der flüssigen Probe in die Messkammer 9 kann dort die jeweilige Analyse der Probenflüssigkeit auf optischem oder auch auf elektrochemischem Wege durchgeführt werden.
Bei dem Beispiel gemäß Figur 3b wird bei einer so ausgebildeten Vorrichtung eine Pipettenwirkung ausgenutzt.
Hierzu wird das spitz zulaufende Ende 17 der Vorrichtung in eine Probe eingetaucht.
Im Gegensatz zum vorab beschriebenen Beispiel gelangt aber keine Probenflüssigkeit ohne weiteres in die Pumpkammer 7. Erst wenn infolge einer Druckkraftausübung das Kammervolumen der Pumpkammer 7 verringert wird, kann bei nachfolgender Druckkraftentlastung infolge des dort erzeugten Unterdruckes der Flüssigkeitstransport durch die Öffnung 18, den Kanal 6' in die Pumpkammer 7 erfolgen, wobei die Pumpkammer 7 leer oder, wie hier gezeigt, zusätzlich mit einem Kapillarkörper 13 ausgestattet sein kann. Bei vorhandenem Kapillarkörper 13 unterstützen die Kapillarkräfte den Flüssigkeitstransport über den Kanal 6' in die Pumpkammer 7.
Nach Ablauf einer vorgebbaren Inkubationszeit kann eine Öffnung für einen Luftaustritt, beispielsweise durch ein Durchstechen einer temporär verschließbaren Öffnung, die in der Abdeckung 3 bzw. im Träger 1 möglichst im Bereich des Kanals 10 vorhanden ist, freigegeben werden. Dadurch kann der Transport der flüssigen Probe aus der Pumpkammer 7 über den Kanal 8 in die Messkammer 9 erfolgen, wobei dieser Flüssigkeitstransport entweder allein durch Kapillarkraftwirkung bzw. Druckkraftausübung auf die Pumpkammer 7 oder in Kombination dieser beiden Fälle erreicht werden kann.
Das in Figur 3c gezeigte Beispiel ist gegenüber dem Beispiel gemäß Figur 3b, dahingehend modifiziert worden, dass der Kapillarkörper 15'', den Kanal 6' nur teilweise ausfüllt und ein Kapillarkörper 16 im Kanal 10, an Stelle des Kapillarkörpers 12 in der Messkammer 9, vorhanden ist.
Der Kapillarkörper 15'' kann die Pipettenwirkung des Kanals 6' mit der Pumpkammer 7 unterstützen. Außerdem unterstützt der Kapillarkörper 16 im Kanal 10 den Flüssigkeitstransport infolge Kapillarkraftwirkung in die Messkammer 9, wobei auch hier eine temporär verschließbare Öffnung für einen Druckausgleich, in nicht dargestellter Form, vorhanden sein kann.
Eine solche Luftaustrittsöffnung kann auch mit einer abziehbaren Folie temporär verschlossen sein. Ebenso kann auch hier wieder ein mit einer Dichtung versehener Stempel in Verbindung mit einer Luftaus- trittsöffung verwendet werden.
Die bisher beschriebenen Beispiele können in nicht dargestellter Form auch so verändert werden, dass zusätzliche Kanäle 8 mit mindestens einer Pumpkammer 7 in Verbindung stehen und über diese zusätzlichen Kanäle 8 die flüssige Probe in mehrere Messkammern 9 transportiert werden kann, wobei in den verschiedenen Messkammern 9 auch unterschiedliche Tests bzw. Assays durchgeführt werden können. Die Pumpkammern können dabei vor oder hinter den Messkammern angeordnet sein. Eine Vorrichtung, wie sie in den vorab beschriebenen Beispielen gezeigt und im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert worden ist, kann in eine Messvorrichtung eingesetzt und dort fixiert werden. In einer solchen MessVorrichtung kann ein Stempel vorhanden sein, der die für den Transport der flüssigen Probe erforderliche Druckkraft zur temporären Volumenverringerung innerhalb der Pumpkammer 7 entsprechend bewegt werden kann. Ein solcher Stempel kann auch als Nocken, der über einen Drehantrieb in rotierende Bewegung versetzt werden kann, ausgebildet sein. Der Nocken kann als Mehrfachnocken ausgebildet sein, dessen Erhebungen über den Umfang gleichmäßig verteilt sind.
In der Figur 4 ist ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 1 zur Durchführung eines kompetitiven Immunoassays gezeigt.
Dabei sind in einem Kanalträger 2 wieder eine Aufnah- mekammer 5, ein Kanal 6, eine Pumpkammer 7, ein Kanal 8, eine Messkammer und ein Kanal 10 ausgebildet.
Wie in Figur 4b dargestellt, sind der Träger 1, der Kanalträger 2 und die Abdeckung 3 wieder miteinander verbunden, wobei in der Abdeckung 3 ein Durchbruch 11 als Befüllöffnung ausgebildet ist, der mit der Auf- nahmekammer 5 im Kanalträger 2 in Verbindung steht.
Auf dem Träger 1 sind im Bereich der Pump- und Inkubationskammer 7 Antikörper 19 immobilisiert. Im Inneren der Pump- und Inkubationskammer 7 sind dann auf der inneren Oberfläche der Abdeckung 3 Antigene 20 reversibel immobilisiert, die mit einem an sich bekannten Fluorophor markiert sind.
Wird dann über den Durchbruch 11 eine flüssige Probe 24 in die Vorrichtung eingebracht und gelangt in den Bereich der Pumpkammer 7, so gehen die mit dem Fluorophor markierten Antigene 20 in die Lösung über. Die so markierten Antigene 20 konkurrieren mit den Anti- genen, die in der flüssigen Probe enthalten sind, um die Bindungsstellen an den Antikörpern 19.
Aufgrund des Konkurrenzprinzips werden nicht alle markierten Antigene 20 von den Antikörpern 19 gebunden.
Wird dann eine Druckkraft zumindest auf den Bereich der Pump- und Inkubationskammer 7 ausgeübt, die zu einer entsprechenden Volumenverringerung führt, wird die Probenflüssigkeit bis in die Messkammer 9 trans- portiert. In der Messkammer 9 befinden sich auch
Antigene 20, die mit einem Fluorophor markiert sind. Die markierten Antigene 20 können nun optisch nachgewiesen werden. Hierzu wird Licht mit einer Wellenlänge, mit der Fluoreszenz des verwendeten Fluoro- phors angeregt werden kann, aus einer Lichtquelle 22 auf die Messkammer 9 gerichtet, wobei bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest der Bereich, in dem die Messkammer 9 angeordnet ist, aus einem entsprechend transparenten Material besteht.
Die Intensität dieses Fluoreszenzlichtes kann wieder über zumindest einen optischen Detektor 23 gemessen werden, wobei die jeweils gemessene Intensität des Fluoreszenzlichtes proportional zur entsprechenden Analytkonzentration ist. Im Gegensatz zur Darstellung in Figur 4d kann/können der eine oder auch mehrere optische Detektor (en) 23 auch auf der gleichen Seite der Vorrichtung angeordnet sein.
Für die Bestimmung unterschiedlicher Analyte können auch verschiedene mit Fluorophoren markierte Antigene 20 verwendet werden, wobei in diesem Fall verschiedene Lichtquellen 22, die Licht mit entsprechenden Wel- lenlängen ausstrahlen, eingesetzt werden.
In der Figur 5 ist ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie in den Figuren 1 und 2 gezeigt und erläutert worden ist, dargestellt, wobei nachfolgend die Durchführung eines Immunoassays nach dem Sandwich-Format beschrieben wird.
Hier sind im Bereich der Pump- und Inkubationskammer 7 Antikörper 26 reversibel immobilisiert, die wieder mit einem an sich bekannten geeigneten Fluorophor markiert sind.
Im Bereich der Messkammer 9 sind auf der inneren Oberfläche des Trägers 1 entsprechende Antikörper 19 immobilisiert.
Wird dann die Vorrichtung über den Durchbruch 11 mit einer flüssigen Probe 24 befüllt, in der Antigene 21 als Analyt enthalten sind, so gehen die reversibel immobilisierten Antikörper 26 in Lösung in die Probe 24 über.
Dabei können zwischen den Antigenen 21 und den markierten Antikörpern 26 Bindungen auftreten. Nachdem die Probenflüssigkeit mit den gebundenen Antigenen 21 und Antikörpern 26 durch Pumpwirkung aus der Pump- und Inkubationskammer 7 in die Messkammer 9 transportiert worden ist, kann an den dort im- mobilisierten Antikörpern 19 eine Sandwich-Bildung aus Antikörpern 19, Antikörpern 21 und markierten Antikörpern 26 auftreten, wie dies in Figur 5d gezeigt ist.
Die mit dem Fluorophor markierten Antikörper 26, die an die immobilisierten Antikörper 19 über die Antigene 21 angebunden sind, lassen sich durch Fluoreszenzanregung optisch nachweisen.
Wie in Figur 5d gezeigt, kann die Fluoreszenzanregung über das evanescente Feld erfolgen, wobei das Licht der Lichtquelle 22' mit geeigneter Wellenlänge unter Totalre lexion auf die Oberfläche des Trägers 1, die wiederum selbstverständlich transparent sein muss, gerichtet wird.
In die Lichtquelle 22' bzw. in den Strahlengang des Lichtes können Anregungsfilter und/oder ein Polarisator angeordnet bzw. integriert sein.
Die Fluoreszenzanregung der für die Markierung verwendeten Fluorophore erfolgt dann nur im Bereich des evanescenten Feldes mit einer bekannten definierten Eindringtiefe.
Die Intensität des Fluoreszenzlichtes kann dann mit dem optischen Detektor 23', der gleichseitig zur Lichtquelle 22' in Bezug zur Vorrichtung angeordnet ist, gemessen werden. Vor den optischen Detektor 23' können außerdem ein Kollimator, Filter, Polarisator oder zusätzlich Blenden angeordnet werden.
Werden Blenden in den Strahlengang vor den optischen Detektor 23' angeordnet, können diese bevorzugt be- wegt werden, um eine ortsaufgelöste Messung innerhalb des Messkammerbereichs 9 durchführen zu können.
Für den Fall, dass ein Immunoassay in einer Vorrichtung nach Figur 5 nicht nach dem Sandwich-Format, sondern als kompetitives Assay durchgeführt werden, müssen die Antikörper 19 durch Antigene ersetzt werden, die anstelle derer entsprechend immobilisiert sind.
In diesem Fall findet eine Kompetition zwischen den
Antigenen 21 in der flüssigen Probe und den immobilisierten Antigenen statt. Die an die immobilisierten Antigene 20 anbindenden markierten Antikörper 26 können dann, wie bereits beschrieben, durch Fluoreszenz- lichtanregung über das evanescente Feld nachgewiesen werden.
Durch entsprechende Fluoreszenzanregung über das evanescente Feld können auch gleichzeitig mehrere Analy- te bestimmt werden. Hierzu werden unterschiedliche
Antikörper an verschiedenen Stellen der Messkammern 9 immobilisiert, wobei die Intensität des jeweiligen Fluoreszenzlichtes dann ortsaufgelöst, bevorzugt unter Verwendung der entsprechend bewegbaren Blenden, mittels des optischen Detektors 23' gemessen werden kann.
Wird auf solche Blenden verzichtet, kann eine ortsaufgelöste Messung auch mit einem oder auch mehreren Zeilen bzw. Array(s) von optischen Detektoren einzel- ner CCD-Zellen durchgeführt werden.
Als optische Detektoren 23, 23' können Fotodioden, Fotoavalanchdioden oder Fotomultipler eingesetzt wer- den.
Ein solcher optischer Detektor 23, 23' kann, wie auch in Figur 4 gezeigt, auf der anderen Seite, also der Lichtquelle 22,22' gegenüberliegend, angeordnet sein.
Als Fluorophore können die bekannten Typen Cy5 und Cy7 verwendet werden.
Als Lichtquellen 22, 22' können z.B. entsprechende Laserdioden, die Licht mit Wellenlängen im Bereich zwischen 635 nm und 655 nm für Cy5 oder Laserdioden mit Wellenlängen im Bereich zwischen 730 nm und 780 nm für Cy7 eingesetzt werden.
In Figur 6 ist ein Beispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, die für einen elektrochemischen Nachweis modifiziert worden ist, gezeigt.
Dieses Beispiel einer Vorrichtung ist im Wesentlichen wie das Beispiel gemäß Figur 1 aufgebaut.
Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass auf dem Träger 1' im Bereich der Messkammer 9 ein Elektrodensystem, das z.B. aus einer Platinarbeitselek- trode 30 und einer Ag/AgCl-Referenzelektrode 31 gebildet ist, vorhanden ist. Die beiden Elektroden 30 und 31 dieses Elektrodensystems sind über die elektrischen Kontakte 32 und 33 nach außen geführt, so dass die jeweilige Spannung von außen angelegt und die Stromstärkeänderung gemessen werden kann. Bei der Durchführung eines Assays mit elektrochemischer Nachweismethode werden beispielsweise Biokomponenten verwendet, die anstelle einer optischen Markierung (Fluorophor) ein Enzym tragen.
Wird nun, wie bereits vorab beschrieben, die entsprechende flüssige Probe in die Messkammer 9 transportiert, so können diese dort auf elektrochemischen Wege nachgewiesen werden.
Dabei wird ein geeignetes Substrat, z.B. Glukose, eingesetzt, wenn als Enzym Glukoseoxidase eingesetzt worden ist. Diese Glukose wird bei der Herstellung oder vor der Durchführung des Assays in der Messkam- mer 9 deponiert.
Gelangt die Probenflüssigkeit in die Messkammer 9, geht diese Glukose in Lösung und stellt ein Substrat für das Enzym Glukoseoxidase dar. Durch enzymatische Umsetzung wird H202 gebildet, das an der Platinarbeitselektrode 30 amperometrisch nachgewiesen werden kann, wenn zwischen der Arbeitselektrode 30 und der Referenzelektrode 31 eine elektrische Spannung von typisch 600 mV angelegt ist.

Claims

3.1Patentansprüche
1. Vorrichtung zur optischen oder elektrochemischen quantitativen Bestimmung chemischer oder biochemischer Substanzen in flüssigen Proben, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Pumpkammer (7) mit einer Befüllöffnung (11, 18) verbunden ist und die Außenwandung der
Pumpkammer (7) für einen definierten Transport der flüssigen Probe zumindest bereichsweise aus einem in Folge einer von außen wirkenden Zug- und/oder Druckkraft elastisch verformbaren Material besteht und
- die Vorrichtung zumindest im Bereich eines Kanales (6, 6', 8) und/oder der Pumpkammer (7) oder einer weiteren Kammer (9) optisch transparent ist oder in einem Kanal (6, 6', 8) und/oder der Pumpkammer (7) oder einer weiteren Kammer (9) ein Elektrodensystem (30, 31) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie als flächiges Element, aus einem Träger (1), der mit einer Abdeckung (3) verbunden ist, besteht und die Pumpkammer (7) zwischen Träger (1) und Abdeckung (3) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass Aufnahmekammer (5) , Pumpkam- mer (7), Kanäle (6,8,10) und/oder mindestens eine weitere Kammer (9) in einem zwischen Träger
(1) und Abdeckung (3) angeordneten Kanalträger
(2) ausgebildet ist/sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllöffnung, als Durchbruch (11) in der Abdeckung (3) ausgebildet und über einen Kanal (6) mit der Pumpkam- mer (7) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpkammer (7) über mindestens einen weiteren Kanal (8) mit mindestens einer Messkammer (9) verbunden und die Messkammer(n) (9) zumindest teilweise optisch transparent ist/sind oder ein Elektrodensystem (30, 31) dort aufgenommen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pumpkammer (7), der Befüllöffnung (11), den Kanälen (6, 6', 8, 10) und/oder der/den Messkammer (n) (9) Kapillarkörper (12, 13, 14, 15, 15', 15" und 16) vorhanden sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in eine Fixiervorrichtung einspannbar ist und it- tels eines translatorisch oder rotatorisch bewegbaren Elementes Zug- und/oder Druckkraftwirkung zur Veränderung des Pumpkammerinnenvolumens auf den Bereich in dem die Pumpkammer (7) angeordnet ist, ausübbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Element ein translatorisch bewegbarer Stempel ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Element ein Saugnapf vorhanden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Element formschlüssig in eine an der Ober- oder Unterseite ausgebildete Öse hakenförmig eingreift.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Element ein um eine Drehachse rotierender Nocken ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) und/oder die Abdeckung (3) zumindest teilweise aus einem optisch transparenten Material mit einem Brechungsindex n > 1,33 besteht/bestehen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine temporär ver- schliessbare Druckausgleichsöffung vorhanden ist, die mit einer Kammer (7, 9) oder einem Kanal (6, 6', 8, 10) kommuniziert.
14. Verfahren zur optischen oder elektrochemischen quantitativen Bestimmung chemischer oder biochemischer Substanzen in flüssigen Proben, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Befullung und/oder den Transport der Probe in eine(r) Vorrichtung, auf eine in der Vorrichtung ausgebildete Pumpkammer (7) , die mit einer Befüllöffnung verbunden ist, eine Zug- und/oder Druckkraft ausgeübt wird, um das Pumpkammer- volumen zu verändern und während oder nach dem Transport der flüssigen Probe den Anteil der jeweiligen chemischen oder biochemischen Substanz photometrisch, durch Messung der Intensität von angeregtem Fluoreszenzlicht oder elektrochemisch zu bestimmen.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllen und/oder der Transport der Probe durch Kapillarkraftwirkung erfolgt und/oder unterstützt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zug- und/oder Druckkraft sich periodisch wiederholend wirkt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Anteils der jeweiligen chemischen oder biochemischen Substanz nach Ablauf einer vorgebbaren Inkubationszeit durchgeführt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennnnnzeichnet, dass das Pumpkammervolumen um mindestens 1 % verändert wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18 , dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens einer Lichtquelle (22, 22') Fluoreszenz eines Fluorophors über das evanescente Feld angeregt und die Intensität des Fluorszenzlichtes zeit- und/oder ortsaufgelöst gemessen wird.
20. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstieg der gemessenen Intensität des Fluoreszenzlichtes bestimmt wird.
PCT/EP2001/000041 2000-01-13 2001-01-04 Optische oder elektrochemische quantitative analyse flüssiger proben WO2001051205A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10001116.0 2000-01-13
DE2000101116 DE10001116C2 (de) 2000-01-13 2000-01-13 Vorrichtung und Verfahren zur optischen oder elektrochemischen quantitativen Bestimmung chemischer oder biochemischer Substanzen in flüssigen Proben

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2001051205A1 true WO2001051205A1 (de) 2001-07-19

Family

ID=7627370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2001/000041 WO2001051205A1 (de) 2000-01-13 2001-01-04 Optische oder elektrochemische quantitative analyse flüssiger proben

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10001116C2 (de)
WO (1) WO2001051205A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1447667A1 (de) * 2001-10-29 2004-08-18 ARKRAY, Inc. Testvorrichtung

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10258840A1 (de) 2002-01-28 2003-08-07 Eppendorf Ag Stapelanordnung von Reaktionsgefäßen
DE10222478A1 (de) * 2002-05-22 2003-12-04 Bartels Mikrotechnik Gmbh Verteilelement für Flüssigkeiten und Gase, Lab-on-a-Cip, Lab-on-a-Card
DE10234564B4 (de) * 2002-07-25 2005-06-02 Senslab-Gesellschaft Zur Entwicklung Und Herstellung Bioelektrochemischer Sensoren Mbh Biosensor
DE10244154A1 (de) * 2002-09-23 2004-04-08 Prisma Diagnostika Gmbh Trägerelement für diagnostische Tests
DE10300957A1 (de) * 2003-01-13 2004-07-22 Ibidi Gmbh Probenkammer für eine Flüssigkeit
US7854897B2 (en) 2003-05-12 2010-12-21 Yokogawa Electric Corporation Chemical reaction cartridge, its fabrication method, and a chemical reaction cartridge drive system
DE10336850B4 (de) * 2003-08-11 2006-10-26 Thinxxs Gmbh Mikrospeicher
DE10354806A1 (de) * 2003-11-21 2005-06-02 Boehringer Ingelheim Microparts Gmbh Probenträger
US8961900B2 (en) * 2004-04-28 2015-02-24 Yokogawa Electric Corporation Chemical reaction cartridge, method of producing chemical reaction cartridge, and mechanism for driving chemical reaction cartridge
DE102004033317A1 (de) 2004-07-09 2006-02-09 Roche Diagnostics Gmbh Analytisches Testelement
US7169617B2 (en) 2004-08-19 2007-01-30 Fujitsu Limited Device and method for quantitatively determining an analyte, a method for determining an effective size of a molecule, a method for attaching molecules to a substrate, and a device for detecting molecules
TWI295730B (en) * 2004-11-25 2008-04-11 Ind Tech Res Inst Microfluidic chip for sample assay and method thereof
JP4586130B2 (ja) * 2005-02-22 2010-11-24 丸石化成株式会社 検体液採取器具
JP2008051544A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 Yokogawa Electric Corp 化学反応用装置
DE102018111834A1 (de) * 2018-05-16 2019-11-21 Mildendo Gesellschaft für mikrofluidische Systeme mbH Mikrofluidische Vorrichtung und Verfahren zur Nutzung derselben zur Trennung, Aufreinigung und Konzentration von Komponenten von fluidischen Medien,
DE102018111822B4 (de) * 2018-05-16 2021-10-07 Microfluidic Chipshop Gmbh Fluidisches System zur Aufnahme, Abgabe und Bewegung von Flüssigkeiten, Verfahren zur Verarbeitung von Fluiden in einem fluidischen System
DE102021208185A1 (de) 2021-07-29 2023-02-02 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Probenträger und dessen Verwendung sowie Verfahren, insbesondere zur Detektion von Pathogenen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5652149A (en) * 1992-12-08 1997-07-29 Westinghouse Electric Corporation Mixing apparatus & method for an optical agglutination assay device
DE19711281C1 (de) * 1997-03-18 1998-04-16 Inst Chemo Biosensorik Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung von Fluoreszenzimmunotests
EP0903180A2 (de) * 1997-08-27 1999-03-24 Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. Saugvorrichtung, sowie Probenanalysevorrichtung mit einer solchen Saugvorrichtung
DE19747572C1 (de) * 1997-10-28 1999-04-08 Inst Chemo Biosensorik Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung von Fluoreszenzimmuntests

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE6930348U (de) * 1969-07-30 1969-11-20 Jupiter Gmbh Fa Schneidmaschine, insbesondere fuer brot, wurst und dergl.
DE6930389U (de) * 1969-07-31 1970-02-05 Hassia Verpackung Ag Faltbehaelter
US4775515A (en) * 1986-11-18 1988-10-04 Cottingham Hugh V Agglutinographic slide
ATE174813T1 (de) * 1992-05-01 1999-01-15 Univ Pennsylvania Polynukleotide amplifikationsanalyse mit einer mikrofabrizierten vorrichtung
DE4405004A1 (de) * 1994-02-17 1995-08-24 Rossendorf Forschzent Chemischer Mikro-Analysator
DE4438785C2 (de) * 1994-10-24 1996-11-07 Wita Gmbh Wittmann Inst Of Tec Mikrochemische Reaktions- und Analyseeinheit
DE19507638C2 (de) * 1995-03-04 1997-09-25 Danfoss As Analysenvorrichtung
DE19511198A1 (de) * 1995-03-27 1996-10-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung von Strukturen, insbesondere für ein Mikrodosiersystem
US6001307A (en) * 1996-04-26 1999-12-14 Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. Device for analyzing a sample
DE19628002C1 (de) * 1996-07-11 1997-12-18 Inst Chemo Biosensorik Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung von Fluoreszenzimmunotests
DE19647644C2 (de) * 1996-11-18 1999-04-15 Fraunhofer Ges Forschung Mikromechanische Transmissionsmeßzelle
DE19648458C1 (de) * 1996-11-22 1998-07-09 Evotec Biosystems Gmbh Mikromechanische Ejektionspumpe zum Heraustrennen kleinster Fluidvolumina aus einem strömenden Probenfluid
DE19648695C2 (de) * 1996-11-25 1999-07-22 Abb Patent Gmbh Vorrichtung zur automatischen und kontinuierlichen Analyse von Flüssigkeitsproben
DE19706513C2 (de) * 1997-02-19 1999-06-17 Hahn Schickard Ges Mikrodosiervorrichtung und Verfahren zum Betreiben derselben
JP3582316B2 (ja) * 1997-08-20 2004-10-27 株式会社日立製作所 化学分析装置
DE19753849A1 (de) * 1997-12-04 1999-06-10 Roche Diagnostics Gmbh Analytisches Testelement mit sich verjüngendem Kapillarkanal

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5652149A (en) * 1992-12-08 1997-07-29 Westinghouse Electric Corporation Mixing apparatus & method for an optical agglutination assay device
DE19711281C1 (de) * 1997-03-18 1998-04-16 Inst Chemo Biosensorik Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung von Fluoreszenzimmunotests
EP0903180A2 (de) * 1997-08-27 1999-03-24 Kyoto Daiichi Kagaku Co., Ltd. Saugvorrichtung, sowie Probenanalysevorrichtung mit einer solchen Saugvorrichtung
DE19747572C1 (de) * 1997-10-28 1999-04-08 Inst Chemo Biosensorik Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung von Fluoreszenzimmuntests

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1447667A1 (de) * 2001-10-29 2004-08-18 ARKRAY, Inc. Testvorrichtung
EP1447667A4 (de) * 2001-10-29 2007-08-15 Arkray Inc Testvorrichtung
US7749439B2 (en) 2001-10-29 2010-07-06 Arkray, Inc. Test apparatus
US8142735B2 (en) 2001-10-29 2012-03-27 Arkray, Inc. Test apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE10001116C2 (de) 2002-11-28
DE10001116A1 (de) 2001-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2001051205A1 (de) Optische oder elektrochemische quantitative analyse flüssiger proben
DE60035199T2 (de) Analysenkassette und flüssigkeitsförderkontroller
DE102010002915B4 (de) Mikrofluidischer Sensor
DE19602861C2 (de) Probenahmesystem für in Trägerflüssigkeiten enthaltene Analyte sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE60011429T3 (de) Nachweisgerät mit einer fluid-kontroll-filmschicht mit kapillarkanälen
EP2366102B1 (de) Vorrichtung und verfahren für den nachweis eines analyten in einer probe
EP2654955B1 (de) Verfahren zum mischen wenigstens einer probenlösung mit reagenzien
EP1036330A1 (de) Analytisches testelement mit sich verjüngendem kapillarkanal
DE112005001985T5 (de) Vorrichtung zur Blutanalyse
DE112018005405B4 (de) REGELUNG DES pH-WERTES ZUM DETEKTIEREN VON ANALYTEN
EP1944078B1 (de) Vorrichtung zum Bestimmen eines Analyts in einer Flüssigkeit und Verfahren
EP1495799A2 (de) Vorrichtung zum Handhaben von begrenzten Flüssigkeitsmengen
DE29924971U1 (de) System zur Bestimmung eines Analyt
EP1035920A1 (de) Kapillaraktives testelement mit träger und abdeckung
DE19815684A1 (de) Verfahren zur Herstellung von analytischen Hilfsmitteln
EP1522343B1 (de) Analytisches Testelement umfassend ein hydrophiles Netzwerk zur Bildung eines Kapillarkanals, dessen Verwendung und Verfahren zur Bestimmung eines Analyten in einer Flüssigkeit
DE10234564B4 (de) Biosensor
WO2008128534A1 (de) Küvette für die optische analyse kleiner volumina
AT514210B1 (de) Dispenser-befülltes mikrofluidisches Testsystem und Verfahren dazu
DE102005003910B4 (de) Elektrochemisches Transducer-Array und dessen Verwendung
EP2283774A1 (de) Testelement zur Analyse einer Körperflüssigkeit
EP2243024B1 (de) Einrichtung und verfahren zum nachweis von flüssigkeiten oder substanzen aus flüssigkeiten
DE102005010096B3 (de) Assay mit osmotisch induzierter Abtrennung und Anreicherung hochmolekularer nachzuweisender Substanzen und fluidisches Mikrosystem zu seiner Durchführung
DE102008009184B4 (de) Vorrichtung und Verfahren mit einem Sensor-Array und mit einem Stempel sowie deren Verwendung
EP2959297B1 (de) Neues poc-testsystem und verfahren

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CA JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP