DE19916430C1 - Vorrichtung zur Verwendung bei der Durchführung von Rezeptor-Ligand- und Affinitätstests - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verwendung bei der Durchführung von Rezeptor-Ligand- und Affinitätstests, wobei es sich um Fluoreszenz- oder Enzymimmuntests handeln kann, die in der medizinischen Diagnostik, der Umwelt- und Lebensmittelanalytik eingesetzt werden können. Mit der Erfindung sollen verschiedene Proben in einfacher Form und mit geringem Zeitaufwand analysiert werden können. Hierzu wird ein Hohlkolben und ein Hohlzylinder aus zumindest teilweise für Licht transparentem Material verwendet. Dabei ist im Hohlzylinder eine temporär verschließbare Öffnung vorhanden, durch die bei einer entsprechenden Relativbewegung von Hohlkolben und Hohlzylinder die Probe in das Innere des Hohlzylinders gelangen kann. Der Hohlkolben weist an seiner Stirnfläche eine poröse Trennschicht auf, die im Inneren des Hohlkolbens mit einer Gas- und Flüssigkeitsdichtplatte abgedeckt ist. Diese Dichtplatte ist so ausgebildet, daß sie im Inneren des Hohlkolbens translatorisch bewegbar ist und bei entsprechender Relativbewegung von Hohlkolben und Dichtplatte eine vorbereitete Probe aus dem Hohlzylinder in einen Raum zwischen poröser Trennschicht und Dichtplatte gelangt. Im Nachgang hierzu kann dann beispielsweise ein Fluoreszenzimmun- oder Enzymimmuntest der Probe durchgeführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die bei der Durchführung von Rezeptor-Ligand- und Affinitäts­ tests, z. B. Fluoreszenz- oder Enzymimmuntests verwen­ det werden kann, wobei sich mögliche Applikationen in der medizinischen Diagnostik, der Umwelt- und Lebens­ mittelanalytik ergeben können.

Insbesondere in der Umwelt- und Lebensmittelanalytik können solche Tests bisher lediglich für sogenannte Screeningmethoden eingesetzt werden, bei denen jedoch keine konkrete Aussage bezüglich einer einzigen Probe getroffen werden kann und lediglich der Analyseauf­ wand vorab entsprechend eingeschränkt werden kann. Die mit solchen Tests erhaltenen Aussagen sind bisher offiziell noch nicht anerkannt und können demzufolge auch nicht als klare Beweisaussage verwendet werden.

Bei den bekannten Methoden für solche quantitativen bzw. semiquantitativen Tests werden sogenannte Fest­ phasenimmunoassays durchgeführt. Bei einem solchen Test, nämlich dem sogenannten Dioxin-Assay der Firma CAPE werden analytspezifische Antikörper an der Wand eines Teströhrchens immobilisiert. Bei dem sogenann­ ten BTEX rapid assay der Firma Coring Systems erfolgt die Immobilisierung der Antikörper an magnetische Partikel. In beiden Fällen sind jedoch aufwendige Wasch- und Pipettierschritte erforderlich, die zum einen stark fehlerbehaftet sind und in der Regel auch nicht unmittelbar am eigentlichen Untersuchungsort, sondern in Labors mit relativ hohem Aufwand durchge­ führt werden müssen.

Dieser Aspekt ist aber gerade in der Umweltanalytik von Bedeutung, da die in gesammelten Proben zu analy­ sierenden Stoffe sehr einfach, in kurzer Zeit, mit geringem Arbeits- und instrumentellen Aufwand und ge­ ringem Fehler untersucht werden sollen.

So ist in US 5,077,012 eine Vorrichtung zur Aufnahme biologischer Flüssigkeiten und Durchführung von qua­ litativen und quantitativen Tests bekannt. Hierzu wird ein an beiden Enden offener zylindrischer Behäl­ ter mit einem entfernbaren Speicher, der am Zylinder an einem Ende befestigt werden kann, verwendet. Die­ ser Testspeicher hat eine offene Seite und eine cyto­ logische Membran ist in ihm befestigt.

Eine ähnliche Lösung ist aus US 4,960,130 bekannt. Es wird ebenfalls ein Hohlzylinder, der an beiden Seiten offen ist, verwendet. An einer Seite ist eine Sammel­ speichereinheit befestigt. Des Weiteren wird ein zy­ lindrischer Hohlkolben verwendet, der an einer Seite mit einer Abdeckung verschlossen ist und eine zweite Abdeckung mit einer Öffnung und einer Verbindungsab­ deckung für die zweite Seite des Kolbens verwendet. Der Kolben kann in dem Zylinder hin und her bewegt werden. Außerdem kann am zylindrischen Behälter ein Sammelbehälter befestigt und durch Bewegung des Kol­ bens in den zylindrischen Behälter der Sammelbehälter in die Sammel- und Speichereinheit so bewegt werden, daß Flüssigkeit aus dem zylindrischen Behälter in den Sammelbehälter strömt.

In US 4,553,553 ist eine Einrichtung zur Detektion von Bakterienpilzen und Viren, die in Blutflüssigkeit enthalten sind, beschrieben. Das Blut zirkuliert durch ein Adsorbentmaterial mit Hilfe einer Kolbenzy­ lindereinheit. Der Kolben verfügt über eine Öffnung, durch die das Blut durch das adsorbierende Material in das Gehäuse gelangen kann.

Bei der in US 4,057,499 beschriebenen Vorrichtung zur Separation und Sammlung von Plasma oder Serum aus Blutproben werden ebenfalls ein Zylinder, in dem Blut enthalten ist, und ein Kolben verwendet. Außerdem ist ein Einwegventil mit einem Filter in dem Sammelzylin­ der enthalten, um die Trennung von Plasma oder Serum zu erreichen.

Mit der in US 3,969,250 beschriebenen Vorrichtung sollen in Fluiden enthaltene Bestandteile gefiltert oder isoliert werden, um sie im Nachgang automatisch chemisch analysieren zu können. Auch hier wird ein Filterelement zur Entfernung von Partikeln und ein Membranventil zur Isolierung des Filtrates mit einer Kolbenzylindereinheit verwendet.

Des Weiteren sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Durchführung von Fluoreszenz-Immuntests in DE 197 47 572 C1 beschrieben. Dabei soll aufbauend auf be­ kannte Fluoreszenz-Immuntests ein Lichtwellenleiter in einem Kolben einer Kolbenzylindereinheit ausgebil­ deten Meßkammer, die mit dem Innenraum des Zylinders verbunden ist, verwendet werden, so daß die Probe durch entsprechende Relativbewegung von Kolben und Zylindereinheit während der Messung in strömender Bewegung ist.

Bei der in DE 41 28 923 C2 beschriebenen Trennvorrich­ tung für Flüssigkeitsfraktionen wird ein in einem Röhrchen aufgenommener Trennfilterkolben mit Kolben­ gehäuse, Ventil, Filterbereich und Buchse verwendet.

Aus DE 35 42 331 C2 ist eine Filtervorrichtung für Flüssigkeiten bekannt, die insbesondere zur Separa­ tion des flüssigen Bestandteils des Blutserums einge­ setzt werden kann. Diese Vorrichtung verwendet ein zylindrisches unten verschlossenes Röhrchen, in dem ein kolbenartig ausgebildetes verschiebbares Proben­ nahmeröhrchen, das an seiner Unterseite einen Filter aufweist, aufgenommen ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit vorzuschlagen, mit der verschiedene Proben in sehr einfacher Form und mit geringem Zeitaufwand vorberei­ tet und analysiert werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungs­ formen und Weiterbildungen der Erfindung, ergeben sich mit den in den untergeordneten Ansprüchen ent­ haltenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die zur Verwendung bei der Durchführung von Fluoreszenz- oder Enzymim­ muntests eingesetzt werden kann, besteht dabei im wesentlichen aus drei Einzelteilen. Dabei ist in ei­ nem Hohlzylinder ein Hohlkolben aufgenommen und ge­ führt, wobei im Hohlzylinder eine Öffnung für den Eintritt einer Probe vorhanden ist, so daß die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen, wie eine herkömmliche Spritze ausgebildet ist. Im Inneren des Hohlkolbens ist eine für die verschiedensten Fluide dichte Dichtplatte auf der Stirnfläche, die in das Innere des Hohlzylinders zeigt, angeordnet, wobei die Dichtplatte innerhalb des Hohlkolbens translatorisch bewegbar angeordnet und geführt ist. Die bereits er­ wähnte Stirnfläche des Hohlkolbens ist porös als Trennschicht ausgebildet, wobei hierfür eine herkömm­ liche Fritte, wie sie aus der Säulenchromatographie bekannt ist, aber auch eine Membran, verwendet werden kann.

In einem Raum, der innerhalb des Hohlzylinders, zwi­ schen Hohlzylinderinnenwandung und Hohlkolben ausge­ bildet ist, können Partikel vorhanden sein. Die Par­ tikel sind hierfür so ausgewählt, daß ihre Korngröße verhindert, daß sie die poröse Trennschicht durch­ dringen können.

Die poröse Trennschicht, die als Stirnfläche für ei­ nen Hohlkolben verwendet wird bzw. eine andere poröse Trennschicht, die an der Eintrittsöffnung für die Probe in den Hohlzylinder angeordnet sein kann, kann vorteilhaft so ausgewählt werden, daß sie z. B. zel­ luläre Bestandteile einer Vollblutprobe zurückhalten kann und ein so erhaltenes Blutplasma, ohne zusätzli­ che Vorbereitungsschritte als Probe verwendet werden kann.

Bei der Probennahme und Probenvorbereitung ist es auch wichtig, daß die im Hohlzylinder ausgebildete Öffnung temporär verschlossen werden kann, wobei hierfür ein entsprechend ausgebildeter Stopfen, der bei Bedarf auf die Öffnung geschoben werden kann und diese dann verschließt, einsetzbar ist. Eine andere Alternative hierzu besteht in der Verwendung eines Rückschlagventiles, das in bzw. an der Öffnung ange­ ordnet ist.

Die Probennahme in Vorbereitung des eigentlich durch­ zuführenden Tests kann in der Weise erfolgen, daß eine Relativbewegung zwischen Hohlzylinder und Hohl­ kolben, bei geöffneter Öffnung des Hohlzylinders durchgeführt wird und die Probe durch die Öffnung in den Raum, in dem die Partikel enthalten sein können, aufgenommen wird. Die entsprechende Relativbewegung von Hohlkolben und Hohlzylinder kann durch Fixierung eines der beiden Teile und entsprechende Bewegung des jeweils anderen oder durch Bewegung beider Teile er­ reicht werden. Dabei ist es besonders günstig, wenn entsprechende Endanschläge am Hohlkolben und/oder Hohlzylinder oder an einer die Relativbewegung erzeu­ genden Manipulationseinheit, wie einem entsprechenden Automaten vorhanden sind, so daß in jedem Falle ein definiertes Probenvolumen in die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgenommen wird.

Für die Durchführung von Fluoreszenzimmuntests sind in dem Raum, in dem die Partikel angeordnet sind, z. B. Antigene oder Antikörper vorhanden, wobei entweder die jeweiligen Antigene bzw. Antikörper mit einem geeigneten Fluorophor oder Enzym markiert sind.

Vor dem Einsaugen der Probe in die erfindungsgemäße Vorrichtung können entweder Antigen oder Antikörper an der Innenwandung des Hohlzylinders reversibel und der jeweils andere Partner an der Oberfläche der Par­ tikel immobilisiert sein. Wird nun die Probe in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesaugt, werden Anti­ gene bzw. Antikörper durch die Probe von der Innen­ wandung gelöst und binden aneinander an.

Die Bindung der unmarkierten oder markierten Biokom­ ponenten kann aber auch an der porösen Trennschicht, die an der Stirnfläche des Hohlkolbens angeordnet ist, erfolgen, wobei auch eine Kombination Bindung an der Innenwandung des Hohlzylinders, der porösen Trennschicht und auf den Partikeln möglich sein kann. Es können auch jeweils unterschiedliche Partner an der Innenwandung, den Partikeln bzw. der Trennschicht gebunden sein, um mindestens an zwei verschiedenen Analyten einer Probe einen Test durchzuführen.

Im Anschluß hieran wird bei geschlossener Öffnung des Hohlzylinders eine entgegengesetzte Relativbewegung von Hohlkolben und Hohlzylinder durchgeführt, wobei gleichzeitig ein bestimmter Teil des Probenvolumens durch die poröse Trennschicht in das Innere des Hohl­ kolbens gelangt. Dabei wird das nunmehr sich im Inne­ ren des Hohlkolbens befindliche Probenvolumen von der Dichtplatte abgedeckt und zwischen poröser Trenn­ schicht und Dichtplatte ein ein bestimmtes Probenvo­ lumen enthaltender Raum gebildet.

Im Nachgang hierzu kann die erfindungsgemäße Vorrich­ tung mit der entsprechend vorbereiteten Probe analyt­ spezifisch quantitativ ausgewertet werden. Hierfür wird Licht mit mindestens einer fluoreszenzanregenden Wellenlänge, entsprechend dem/den verwendeten Fluoro­ phor(en) auf die im Raum zwischen poröser Trenn­ schicht und Dichtplatte innerhalb des Hohlkolbens vorbereitete Probe gerichtet und mit einem entspre­ chenden optischen Detektor die Intensität des Fluo­ reszenzlichtes gemessen, wobei auf hierfür bekannte Meßverfahren zurückgegriffen werden kann. Als Licht­ quellen kommen z. B. monochromatisches Licht sendende Laser zum Einsatz. Es kann aber auch Mischlicht unter Verwendung entsprechender Filter eingesetzt werden. Solche Filter können auch vor dem optischen Detektor angeordnet werden, um den Streulichteinfluß zumindest zu verringern.

Günstig kann es außerdem sein, die optische Auswer­ tung innerhalb eines, ansonsten geschlossenen Gehäu­ ses durchzuführen, um Fremdlichteinflüsse auszu­ schließen.

Der Hohlzylinder und der Hohlkolben können dabei in Gänze aus einem für das verwendete Licht transparen­ ten Material bestehen. Alternativ können hierfür aber auch lediglich entsprechende Fenster für die Bestrah­ lung der vorbereiteten Probe und die Detektion des Fluoreszenzlichtes ausgebildet sein.

Mit der Erfindung können die verschiedensten bekann­ ten Assayformate, wie kompetitive,- Titrations-, Ver­ drängungs- und Sandwich-Assays für die verschieden­ sten Rezeptor-Ligand-Systeme, wie z. B. Antikörper- Antigen, Lectin-Kohlenhydrat, DNA oder RNA komplemen­ täre Nukleinsäure, DNA- oder RNA-Protein, Hormon-Re­ zeptor, Enzym-Enzymcofaktoren, Protein G oder Protein A-Immunoglobin oder Avidin-Biotin durchgeführt wer­ den. Dabei kann die jeweilige Analytkonzentration direkt proportional und bei Sandwich-Immunoassays umgekehrt proportional bestimmt werden. Mit der Er­ findung besteht auch die Möglichkeit der Durchführung kompetitiver Assays für hochmolekulare Analyte.

Werden für die Markierung Fluorophore, die im nahen Infrarotbereich angeregt werden können, verwendet, können Körperflüssigkeiten unmittelbar, d. h. ohne zusätzliche Vorbereitungsschritte und Vorbehandlungs­ maßnahmen untersucht werden.

Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Durch­ führung von Enzymimmunotests verwendet, treten an die Stelle der Fluorophore Enzyme als Markierungsstoffe. In diesem Falle kann es günstig sein, wenn das ent­ sprechende enzymspezifische Substrat und gegebenen­ falls geeignete Puffersubstanzen für eine Konditio­ nierung der Probe vorab an der Unterseite der im Hohlkolben aufgenommenen Dichtplatte deponiert sind.

Wird nun die entsprechende Probe, wie bereits bei der Durchführung von Fluoreszenzimmuntests beschrieben, in die erfindungsgemäße Probe aufgesaugt und dann nachfolgend teilweise durch die poröse Trennschicht in den Raum zwischen poröser Trennschicht und Dicht­ platte innerhalb des Hohlkolbens eingeführt, kann eine colorimetrische Auswertung zeitaufgelöst durch­ geführt werden. Hierfür besteht zum einen die Mög­ lichkeit, die Intensität einer für den entsprechend hervorgerufenen Farbumschlag typischen Wellenlänge zeitaufgelöst zu messen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch verschiedene Rezeptor-Ligand- oder Affinitätstests, als Fluoreszenzimmuntests bzw. Enzymimmuntests so durchgeführt werden, daß wieder durch eine Relativbe­ wegung von Hohlzylinder und Hohlkolben ein definier­ tes Probenvolumen durch die Öffnung in den sich ent­ sprechend der Relativbewegung vergrößernden Raum in­ nerhalb des Hohlzylinders gesaugt wird. Dabei kann mindestens ein in der Probe enthaltener Analyt abhän­ gig von seiner Konzentration den mit einem fluoro­ phor- bzw. enzymmarkierten Partner eines Rezeptor- Ligand-Systems verdrängen. Der bzw. die fluorophor- bzw. enzymmarkierte Partner kann/können an den Parti­ keln und/oder der porösen Trennschicht gebunden sein, wobei hierfür neben kovalenten Bindungen, z. B. auch adsorptive oder Affinitätsbindungen in Frage kommen können.

Die so vorbereitete Probe wird dann wieder nach Ver­ schließen der Öffnung des Hohlzylinders und durch entgegengesetzte Relativbewegung von Hohlzylinder und Hohlkolben durch die poröse Trennschicht in den sich entsprechend vergrößernden Raum zwischen poröser Trennschicht und der Dichtplatte innerhalb des Hohl­ kolbens geführt und die entsprechende Auswertung mit­ tels Fluoreszenz bzw. colorimetrischer Messung kann dann durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin so ausgeführt werden, daß ein Hohlzylinder verwendet wird, der zwei Kammern aufweist, in denen jeweils ein entsprechend ausgebildeter Hohlkolben, die bevorzugt unabhängig voneinander relativ zu den Kammern des Hohlzylinders bewegt werden können, eingeführt sind. Dadurch kann in jeder Kammer eines solchen Hohlzylin­ ders mindestens ein gesonderter Analyt bestimmt wer­ den.

Bei einer solchen Ausführungsform, wie auch bei der mit einfach ausgebildetem Hohlzylinder und Hohlkolben können auch Markierungen mit mehreren Fluorophoren bzw. Enzymen vorgenommen werden, daß eine Multiana­ lytbestimmung möglich ist. Bei Verwendung mehrerer verschiedener Fluorophore sollten solche verwendet werden, deren Immisions- bzw. Anregungswellenlängen sich gegeneinander nicht beeinflussen.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft beschrie­ ben werden.

Dabei zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, vor der eigentlichen Probennahme und Probenauf­ bereitung;

Fig. 2 einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Vor­ richtung in vergrößerter Darstellung;

Fig. 3a und 3b eine schematische Darstellung der Aufnahme einer Probe in die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2;

Fig. 3c die Überführung eines Teiles des Probenvo­ lumens in einen im Inneren des Hohlkolbens ausgebildeten Raum und

Fig. 3d eine schematische Darstellung der eigentli­ chen Messung bei einem Fluoreszenzimmun­ tests.

In der Fig. 1 ist ein mögliches Beispiel einer er­ findungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Dabei ist deutlich erkennbar, wie ein Hohlkolben 2 in das Innere eines Hohlzylinders 3 geführt ist, wobei das Spiel zwischen Hohlkolbenaußenwandung und Hohl­ zylinderinnenwandung relativ klein gehalten ist, um zum einen Kippfehler weitestgehend auszuschließen und zum anderen ein gewisses Maß an Abdichtung zu errei­ chen.

Im Hohlzylinder 3 ist an seiner äußeren Stirnfläche eine Öffnung 8 ausgebildet, durch die, wie nachfol­ gend noch zu beschreiben sein wird, die Probe in das Innere der Vorrichtung gelangen kann.

Der Hohlkolben 2 ist dabei hier so ausgeführt, daß seine in das Innere des Hohlzylinders 3 weisende Stirnfläche, als poröse Trennschicht 5 ausgebildet ist. Die poröse Trennschicht 5 kann aus Kunststoff, Kunststoffmischungen, Glas, Keramik oder Metall be­ stehen.

Oberhalb der porösen Trennschicht 5 ist im Inneren des Hohlkolbens 2 eine Dichtplatte 4, vor der Proben­ aufnahme und der Durchführung der Messung unmittelbar auf der porösen Trennschicht 5 aufliegend, angeord­ net. Die Dichtplatte 4 besteht aus einem für Flüssig­ keiten und Gase dichtem Material. Sie ist dabei so dimensioniert und ausgebildet, daß sie im Inneren des Hohlkolbens 2 entlang seiner Längsachse transla­ torisch bewegt werden kann.

Am Hohlkolben 2 ist mindestens eine Druckausgleichs­ öffnung 1 vorhanden, die einen Gasein- oder Austritt in bzw. aus dem Hohlkolben 2 ermöglicht.

Im Hohlzylinder 3 sind bei diesem Beispiel in dem Raum zwischen der Stirnfläche des Hohlkolbens 2 Par­ tikel 6 vorhanden, deren Korngröße so gewählt ist, daß sie die poröse Trennschicht 5 nicht durchdringen können. Es können z. B. Polymere, bevorzugt querver­ netzte als Partikelmaterialien verwendet werden.

In nicht dargestellter Form, kann die Öffnung 8 für einen sicheren Einschluß der Partikel 6 im Hohlzylin­ der 3 mittels einer weiteren porösen Trennschicht als Fritte, ein Filter oder einer Membran verschlossen sein, durch die die jeweilige Probe jedoch ohne wei­ teres in den Hohlzylinder 3 gelangen kann.

In Fig. 2 ist deutlich erkennbar, daß an der äußeren Mantelfläche des Hohlkolbens 2, im Bereich der porö­ sen Trennschicht 5 umlaufende Dichtelemente 10 vor­ handen sind, die verhindern, daß Probenflüssigkeit in den Spalt zwischen Hohlkolben 2 und Hohlzylinder 3 gelangen und mit denen der nötige Unterdruck zum Auf­ saugen der Probe erzeugt werden kann.

Außerdem ist deutlicher dargestellt, daß auch die Dichtplatte 4 mit einer umlaufenden Dichtung 9 ver­ sehen ist, die verhindert, daß Probenflüssigkeit in den Raum, oberhalb des Dichtelementes 4 des Hohlkol­ bens 2 gelangen kann.

Um ein Verkanten der Dichtplatte 4, bei einer trans­ latorischen Bewegung entlang der Längsachse des Hohl­ kolbens 2 zu verhindern, kann die Dicke der Dicht­ platte 4 unter Berücksichtigung des freien Quer­ schnittes im Inneren des Hohlkolbens 2 entsprechend gewählt werden.

Um den gleichen Effekt zu erreichen, können aber auch, hier nicht dargestellte Führungselemente an der Oberseite der Dichtplatte 4 ausgebildet sein, die sich bevorzugt in radialsymmetrischer Anordnung an der Innenwandung des Hohlkolbens 2 zur Führung der Dichtplatte 4 bei einer entsprechenden translatori­ schen Bewegung anliegen.

In der Fig. 2 ist außerdem deutlicher dargestellt, daß an den verschiedenen Partikeln 6 analytspezifi­ sche Antikörper gebunden sind. In nicht dargestellter Form sind die entsprechenden Antigene 7, reversibel an der Innenwandung des Hohlzylinders 3 gebunden, wie dies in Fig. 3a angedeutet ist. In dieser Form steht die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Aufnahme und Vorbereitung einer entsprechenden Probe zur Verfü­ gung. Dabei ist entweder der Antikörper oder das An­ tigen 7 mit einem entsprechend geeigneten Fluorophor, für die Durchführung von Fluoreszenzimmuntests oder mit einem entsprechenden Enzym für die Durchführung von Enzymimmuntests markiert.

Wie dies in Fig. 3a erkennbar ist, wird Öffnung 8 der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ein eine ent­ sprechende Probe enthaltendes Behältnis eingetaucht und es kann durch Bewegung des Hohlkolbens 2, wie mit dem Pfeil bezeichnet, in vertikaler Richtung das Vo­ lumen des Raumes 14 im Inneren des Hohlzylinders 3 vergrößert und die Probe in diesen Raum aufgenommen werden, da die Dichtplatte 4 ein flüssigkeits- und gasdichten Abschluß bildet.

Im Nachgang hierzu, werden, wie dies in Fig. 3b an­ gedeutet ist, die Bindungen der Antigene 7 an der Innenwandung des Hohlzylinders 3 gelöst und die hier fluorophormarkierten Antigene 7 können sich frei in­ nerhalb der flüssigen Probe bewegen.

Wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung er­ wähnt, kann durch Einhaltung eines bestimmten vorge­ gebenen Weges, den, bei dem hier gezeigten Beispiel, der Hohlkolben 2 zurücklegt, ein exakt definiertes Probenvolumen aus dem Behältnis in die erfindungsge­ mäße Vorrichtung, also in den Raum 14 gesaugt werden.

Im Anschluß hieran kann die Öffnung 8 des Hohlzylin­ ders 3 mit einem Stopfen 13 verschlossen werden und nach Ablauf einer analytspezifisch vorgebbaren Zeit kann durch alleinige Bewegung des Hohlkolbens 2 oder durch entsprechende Relativbewegung von Hohlkolben 2 und Hohlzylinder 3 die Ausgangsposition wieder herge­ stellt werden, wobei ein Teil des Probenvolumens durch die poröse Trennschicht 5 in das Innere des Hohlkolbens 2, also in einen Raum 11 zwischen poröser Trennschicht 5 und Dichtplatte 4 gelangt und dort eingeschlossen gehalten wird.

In dieser Form kann die eigentliche Auswertung des Fluoreszenzimmuntests, wie dies in Fig. 3d schema­ tisch dargestellt ist, durchgeführt werden.

Hierzu wird die Probe innerhalb des Raumes 11 mit einer geeigneten Lichtquelle von einer Seite be­ strahlt und Fluoreszenz angeregt. Die Intensität des Fluoreszenzlichtes kann mit einem diametral zur Lichtquelle angeordneten optischen Detektor 12 gemes­ sen und aus den entsprechenden Meßsignalen auf die jeweilige Analytquantität geschlossen werden.

Da die Probe innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung durch den Stopfen 13 und mittels der Dichtplatte 4 sowie Hohlkolben 2 und Hohlzylinder 3 allseitig eingeschlossen ist, kann die gesamte Vorrichtung ein­ schließlich der Probe im Nachgang zur durchgeführten Messung ohne weiteres, gefahrlos entsorgt werden.

Bei der Durchführung von Fluoreszenzimmuntests kann zusätzlich eine interne Standardisierung durchgeführt werden. Hierzu wird eine erste Messung einer Fluores­ zenzintensität durchgeführt, wenn die Probe über die Öffnung 8 in den Raum 14, innerhalb des Hohlzylinders 3 aufgesaugt worden ist, wie dies in Fig. 3b darge­ stellt ist. Hierzu wird Licht, mit mindestens einer Wellenlänge, mit der Fluoreszenz des bzw. der verwen­ deten Fluorophore angeregt werden kann, gerichtet und die Fluoreszenzintensität mit einem geeigneten opti­ schen Detektor erfaßt.

Die so gemessene Fluoreszenzintensität kann dann im Nachgang mit der bzw. den Fluoreszenzintensitäten verglichen und/oder ins Verhältnis zueinander gesetzt werden, die, wie dies in Fig. 3d dargestellt und beschrieben worden ist, erfaßt worden sind. Dadurch kann auf einfache Weise die Meßgenauigkeit erhöht und der erforderliche Meßaufwand nur unwesentlich vergrö­ ßert werden.

Claims (18)

1. Vorrichtung zur Verwendung bei der Durchführung von Rezeptor-Ligand- und Affinitätstests, bei der ein Hohlkolben (2) aus zumindest teil­ weise für Licht transparentem Material in einem mit einer temporär verschließbaren Öffnung (8) versehenen Hohlzylinder (3), der ebenfalls zu­ mindest teilweise aus einem für Licht transpa­ renten Material besteht, aufgenommen und geführt ist;
die in das Innere des Hohlzylinders (3) weisende Stirnfläche des Hohlkolbens (2) aus einer porö­ sen Trennschicht (5) besteht; und
im Hohlkolben (2) parallel zur porösen Trenn­ schicht (5) eine gas- und flüssigkeitsdichte, innerhalb des Hohlkolbens (2) translatorisch bewegbare Dichtplatte (4) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Hohlzylinders (3) in einem Raum (14) zwischen Hohlzylinder (3) und Hohlkolben (2) Partikel (6) vorhanden sind, deren Korngröße so gewählt ist, daß sie die poröse Trennschicht (5) nicht durch­ dringen können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (8) des Hohlzylinders (3) mit­ tels eines Verschlußes (13) oder eines Rück­ schlagventiles verschließbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtplatte (4) eine außen umlaufende Dichtung (9) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtplatte (4) in Bezug zur lichten Weite innerhalb des Hohl­ kolbens (2) eine Dicke aufweist, die ein Verkan­ ten bei einer translatorischen Bewegung inner­ halb des Hohlkolbens (2) verhindert.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Dichtplatte (4), ein Verkanten der Dichtplatte (4) bei einer translatorischen Bewegung innerhalb des Hohlkol­ bens (2) verhindernde, Führungselemente angeord­ net sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkolben (2) an seiner äußeren Mantelfläche im Bereich seiner in das Innere des Hohlzylinders (3) weisenden Stirnseite umlaufende Dichtungselemente (10) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Hohlkolben (2) mindestens eine Druckausgleichsöffnung (1) vor­ handen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel (6) aus Polymeren bestehen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Partikeln (6) ein Partner eines Rezeptor-Ligand-Systems gebun­ den ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Fritte (5) aus Kunststoff, Kunststofflegierungen, Glas, Keramik oder Metall besteht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Hohlzylinder (3) und/oder am Hohlkolben (2) Wegbegrenzungsan­ schläge vorhanden sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (8) mit­ tels einer weiteren Fritte, einer Membran oder eines Filters verschlossen ist.

14. Verfahren zur Durchführung von Rezeptor-Ligand- oder Affinitätstests unter Verwendung einer Vor­ richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß durch Bewegung von Hohlzylinder (3) und Hohlkolben (2) relativ zueinander ein definier­ tes Probenvolumen durch die Öffnung (8) in einen sich entsprechend der Relativbewegung vergrö­ ßernden Raum (14) gesaugt,
mindestens ein fluorophor-markierter Partner eines Rezeptor-Ligand-Systems, der an der Innen­ wandung des Hohlzylinders (3) und/oder der porö­ sen Trennschicht (5) reversibel immobilisiert ist, in der Probe gelöst wird;
der jeweilige Partner abhängig von der Konzen­ tration des Analyten in der Probe und gemäß dem gewählten Testformat teilweise mit dem anderen Partner des Rezeptor-Ligand-Systems, der an Par­ tikel (6) und/oder die poröse Trennschicht (5) gebunden ist, reagiert,
bei verschlossener Öffnung (8) des Hohlzylinders (3) durch entgegengesetzte Relativbewegung von Hohlzylinder (3) und Hohlkolben (2) ein Teil der so vorbereiteten Probe aus dem Raum (14) durch die poröse Trennschicht (5) in einen sich ent­ sprechend dem jeweiligen Probenvolumen vergrö­ ßernden Raum (11) innerhalb des Hohlkolbens (2) zwischen poröser Trennschicht (5) und Dichtplat­ te (4) gelangt;
und die Probe im Raum (11) von außen mit Licht einer fluoreszenzanregenden Wellenlänge des ver­ wendeten Fluorophors bestrahlt und die Fluores­ zenzintensität mit einem Detektor (12) gemessen wird.

15. Verfahren zur Durchführung von Rezeptor-Ligand- oder Affinitätstests unter Verwendung einer Vor­ richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch Relativbewe­ gung von Hohlzylinder (3) und Hohlkolben (2) ein definiertes Probenvolumen durch die Öffnung (8) in einen sich entsprechend der Relativbewegung vergrößernden Raum (14) gesaugt,
mindestens ein in der Probe enthaltener Analyt abhängig von seiner Konzentration den fluoro­ phormarkierten Partner eines Rezeptor-Ligand- Systems, der aufgrund seiner Affinität an den anderen Partner dieses Systems, der an die Par­ tikel (6) und/oder die poröse Trennschicht (5) gebunden ist, verdrängt;
und bei verschlossener Öffnung (8) des Hohlzy­ linders (3) durch entgegengesetzte Relativbewe­ gung von Hohlzylinder (3) und Hohlkolben (2) ein Teil der so vorbereiteten Probe aus dem Raum (14) durch die poröse Trennschicht (5) in einen sich entsprechend dem jeweiligen Probenvolumen vergrößernden Raum (11) innerhalb des Hohlkolbens (2) zwischen poröser Trennschicht (5) und Dichtplatte (4) gelangt;
und die Probe im Raum (11) von außen mit Licht einer fluoreszenzanregenden Wellenlänge des ver­ wendeten Fluorophors bestrahlt und die Fluores­ zenzintensität mit einem Detektor (12) gemessen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die im Raum (14) aufgenommene Probe von außen mit Licht einer fluoreszenzanregenden Wellenlänge des verwende­ ten Fluorophors bestrahlt, die Fluoreszenzinten­ sität gemessen und die so gemessene Fluoreszenz­ intensität mit der im Nachgang gemessenen Fluo­ reszenzintensität der beeinflußten Probe, die im Raum (11) gemessen worden ist, verglichen und/- oder ins Verhältnis gesetzt wird.

17. Verfahren zur Durchführung von Rezeptor-Ligand- oder Affinitätsimmuntests unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch Relativbewe­ gung von Hohlzylinder (3) und Hohlkolben (2) ein definiertes Probenvolumen durch die Öffnung (8) in einen sich entsprechend der Relativbewegung vergrößernden Raum (14) gesaugt,
mindestens ein enzymmarkierter Partner eines Rezeptor-Ligand-Systems, der an der Innenwandung des Hohlzylinders (3) und/oder der porösen Trennschicht (5) reversibel immobilisiert ist, in der Probe gelöst wird;
dieser Partner abhängig von der Konzentration des Analyten in der Probe und gemäß dem gewähl­ ten Testformat teilweise mit dem jeweils anderen Partner des Rezeptor-Ligand-Systems, der an Par­ tikel (6) und/oder die poröse Trennschicht (5) gebunden ist, reagiert,
bei verschlossener Öffnung (8) des Hohlzylinders (3) durch entgegengesetzte Relativbewegung von Hohlzylinder (3) und Hohlkolben (2) ein Teil der so vorbereiteten Probe aus dem Raum (14) durch die poröse Trennschicht (5) in einen sich ent­ sprechend dem jeweiligen Probenvolumen vergrö­ ßernden Raum (11) innerhalb des Hohlkolbens (2) zwischen poröser Trennschicht (5) und Dichtplat­ te (4) gelangt
und danach die Probe innerhalb des Raumes (11) einer zeitaufgelösten colorimetrischen Messung unterzogen wird.

18. Verfahren zur Durchführung von Rezeptor-Ligand- oder Affinitätstests unter Verwendung einer Vor­ richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch Relativbewe­ gung von Hohlzylinder (3) und Hohlkolben (2) ein definiertes Probenvolumen durch die Öffnung (8) in einen sich entsprechend der Relativbewegung vergrößernden Raum (14) gesaugt,
mindestens ein in der Probe enthaltener Analyt abhängig von seiner Konzentration den enzymmar­ kierten Partner eines Rezeptor-Ligand-Systems, der aufgrund seiner Affinität an den anderen, an die Partikel (6) und/oder die poröse Trenn­ schicht (5) gebundenen Partner dieses Systems gebunden ist, verdrängt,
bei verschlossener Öffnung (8) des Hohlzylinders (3) durch entgegengesetzte Relativbewegung von Hohlzylinder (3) und Hohlkolben (2) ein Teil der so vorbereiteten Probe aus dem Raum (14) durch die poröse Trennschicht (5) in einen sich ent­ sprechend dem jeweiligen Probenvolumen vergrö­ ßernden Raum (11) innerhalb des Hohlkolbens (2) zwischen poröser Trennschicht (5) und Dichtplat­ te (4) gelangt
und danach die Probe innerhalb des Raumes (11) einer zeitaufgelösten colorimetrischen Messung unterzogen wird.