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Die
Erfindung betrifft eine Probenvorbereitungsvorrichtung, mittels
der z. B. enzymatisch oder immunchemisch zu analysierende Proben,
insbesondere Stuhlproben, für
die Analyse vorbereitet werden können,
sowie einen hierauf aufbauenden Testgerätesatz.
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Stuhlproben,
die einer enzymatischen oder immunchemischen Analyse (Enzym Immunoassay, Rapid-Test,
Lateral-flow-System) oder insbesondere in der Festphasentechnik
des ELISA (enzyme linked immunosorbent assay) oder einer mikrobiologischen Analyse
(z. B. Bestimmung der Keimzahl oder der Anzahl von Parasiteneiern)
zugeführt
werden soll, müssen
für die
Analyse vorbereitet werden, beispielsweise mengen- oder gewichtsmäßig bestimmt in
einem Reagens oder einem Solvens gelöst werden, wie dies beispielsweise
in
WO92/02630 für Elastase
1/Pankreastests oder in
DE
199 45 947 A1 für
den Nachweis des Pyruvatkinase vom Typ Tumor M2 beschrieben ist.
Für diese
oder ähnliche
Tests ist es üblich,
Stuhlproben gewichtsbestimmt in vorgegebenen Volumina des Solvens
zu lösen
und der Analyse (qualitative oder/und quantitative Bestimmung eines
Analyten) zuzuführen.
Die Probenvorbereitung für
derartige Analysen ist vergleichsweise langwierig.
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Aus
JP 10 300 642 A und
JP 10 300 643 A sind
Stuhlprobenröhrchen
mit einem hülsenförmigen Becher
für die
Aufnahme eines Solvens und mit einem in den Becher einführbaren
Probenaufnahmestab bekannt. Der Probenaufnahmestab hat an seinem
in den Becher einzuführenden
Ende eine die Stuhlprobe aufnehmende Probenschöpfvertiefung und wird durch
eine mit einer Ringlippe versehene, in dem Becher gehaltene Stöpselhülse hindurch
in den Becher eingeführt.
Die Ringlippe streift über
die Schöpfvertiefung
vorstehenden Stuhl ab und kalibriert auf diese Weise das in das
Solvens eingebrachte Stuhlvolumen (bzw. Stuhlmasse).
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Solche
als Wegwerfartikel bereits mit dem Reagens oder/und dem Solvens
konfektionierte Probenvorbereitungsvorrichtung werden mit der zu
analysierenden Probenmasse, beispielsweise Stuhl beschickt, indem
die Schöpfvertiefung
des Probenentnahmestabs gefüllt
und dieser durch die Einstecköffnung
des Gefäßes in das
Reagens oder das Solvens eingeführt
wird. Die an der Umfangsfläche
des Probenentnahmestabs hierbei entlangstreifende Abstreiflippe
kalibriert den Inhalt der Schöpfvertiefung. Nachdem
die Schöpfvertiefungen
vergleichsweise klein sind, enthalten sie bei Stuhlproben im Wesentlichen
ausschließlich
Schleim und dementsprechend kann mit hinreichender Genauigkeit davon
ausgegangen werden, dass die Stuhlprobe nicht nur volumenmäßig, sondern
auch gewichtsmäßig bestimmt ist.
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Derartige
Stuhlprobenröhrchen
vereinfachen zwar das Einbringen einer vorbestimmten Stuhlmenge
in das Solvens, sind aber bei der Weiterführung der Analyse vergleichsweise
umständlich
zu handhaben. Insbesondere hat sich gezeigt, dass herkömmliche
Stuhlprobenröhrchen
nicht hinreichend dicht sind, so dass eine Teilmenge des Reagens
bzw. Solvens auslaufen kann und dementsprechend das Mischungsverhältnis verändert wird
und es dementsprechend zu Analysefehlern kommt. Zu Flüssigkeitsverlusten
kommt es insbesondere während
des Transports speziell dann, wenn das Stuhlprobenröhrchen bei
einem Flugtransport einem Unterdruck ausgesetzt wird.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Probenvorbereitungsvorrichtung,
insbesondere für
Stuhlproben anzugeben, die eine exakte Dosierung der Probe in einem
flüssigen
Reagens oder/und einem flüssigen
Solvens erlaubt und besser als bisher abgedichtet ist, insbesondere
auch einem Unterdruck bei einem eventuellen Flugtransport ausgesetzt
werden kann.
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Die
Erfindung geht von einer Probenvorbereitungsvorrichtung mit einem
verschließbaren
Gefäß zur Aufnahme
eines flüssigen
Reagens oder/und flüssigen
Solvens und einem Probenentnahmestab aus, der im Bereich eines seiner
Enden auf seiner Umfangsfläche
wenigstens eine Schöpfvertiefung hat
und mit diesem Ende durch eine mit einer Abstreifschulter versehene
Einstecköffnung
des Gefäßes in das
Gefäß einführbar ist.
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Zur
Lösung
der vorstehend angegebenen Aufgabe ist vorgesehen, dass das Gefäß eine durch ein
abnehmbares Verschlussteil verschlossene Zugangsöffnung hat und dass der Probenentnahmestab
relativ zu dem die Einstecköffnung
bildenden Teil des Gefäßes einerseits
und das Verschlussteil relativ zu dem die Zugangsöffnung bildenden
Teil des Gefäßes andererseits
durch eine Dichtungsanordnung abgedichtet ist, an die sich insbesondere
zur Seite des Reagens bzw. Solvens hin eine den Probenentnahmestab
bzw. das Verschlussteil umschließende Drosselstrecke anschließt. Bei
der Dichtung handelt es sich bevorzugt um eine Presssitzdichtung, die
durch radialen Presssitz den Probenentnahmestab gegen die Einstecköffnung bzw.
das Verschlussteil gegen die Zugangsöffnung abdichtet. Die auf der
Gefäßinnenseite
gelegene Drosseltrecke mindert die Saugwirkung, die ein eventuell
auf der Gefäßaußenseite
herrschender Unterdruck auf den Innenraum des Gefäßes ausübt und er
mindert gleichfalls die Druckkraft, mit der eventueller Überdruck
im Gefäßinnenraum
auf die Dichtung wirkt. Bei der Drosselstrecke kann es sich um einen
Drosselspalt handeln, der in der Praxis sehr eng sein kann, beispielsweise
die Abmessungen einer Unterpassung haben kann, die zwar für sich genommen
leichtes Verschieben der gegeneinander abzudichtenden Komponenten
erlaubt, deren Dichtwirkung für
sich genommen jedoch in der Praxis unzureichend wäre.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Gefäß in an sich bekannter Weise
als langgestreckte, den Probenentnahmestab in Längsrichtung aufnehmende, an
einem ihrer Längsenden
verschlossene Hülse
ausgebildet, deren anderes Längsende
die von dem abnehmbaren Verschlussteil verschlossene Zugangsöffnung bildet,
wobei das Verschlussteil die mit der Abstreifschulter versehene
Einstecköffnung für den Probenentnahmestab
aufweist. Von Vorteil ist es in diesem Zusammenhang, wenn das Verschlussteil
als hülsen-
oder becherförmiges
Probenauffangteil ausgebildet ist, welches der Hülse zugewandt die Abstreifschulter
bildet. Eventuell an der Abstreifschulter abgestreifter Überschuss
kann sich auf diese Weise in dem Probenauffangteil sammeln und kontaminiert
nicht das Äußere der
Vorrichtung. Die Hülse,
das Probenauffangteil wie auch der in die Hülse einsteckbare Abschnitt
des Probenentnahmestabs haben Zylinderkontur, was die Abdichtung erleichtert.
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Das
Verschlussteil greift zumindest über
einen Teil seiner axialen Länge
in die Hülse
ein, wobei in diesem Eingriffsbereich mit axialem Abstand voneinander
wenigstens zwei in radialem Presssitz abdichtende, ringförmige Wulstdichtungen
zwischen der Hülse
und dem Verschlussteil vorgesehen sind, die die Drosselstrecke bilden.
Da die Drosselstrecke axial beiderseits durch Presssitzdichtungen
begrenzt ist, ergibt sich eine besonders hohe Dichtwirkung.
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Die
ringförmigen
Wulstdichtungen sind zweckmäßigerweise
an einem der beiden Teile – Innenmantel
der Hülse
und Außenmantel
des Verschlussteils – integral
angeformt, was die Herstellung und die Montage der Probenvorbereitungsvorrichtung
erleichtert. Das Einsetzen des Verschlussteils in die Hülse wird
erleichtert, wenn der Durchmesser des anderen der beiden Teile zwischen
den Wulstdichtungen gestuft ist und in Einsteckrichtung des Verschlussteils
abnimmt. Auf diese Weise kann das Verschlussteil mit relativ geringer
Kraft in die Hülse
eingeführt
werden, bevor in einem End abschnitt des Einführwegs die Radialkraft der
Wulstdichtungen aufgebaut wird.
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In
einer zweckmäßigen Ausgestaltung
ist vorgesehen, dass der Probenentnahmestab einen bezogen auf seinen
durch die Einstecköffnung
in das Gefäß einführbaren
ersten Abschnitt im Durchmesser vergrößerten, ringförmigen,
verdickten zweiten Abschnitt aufweist, der bei eingestecktem Probenentnahmestab
im radialen Presssitz in der Einstecköffnung abgedichtet ist. Die
Einstecköffnung
weist hierbei im Bereich des ersten Abschnitts des Probenentnahmestabs
zur Bildung eines Drosselspalts einen im Innendurchmesser verkleinerten Öffnungsabschnitt
auf. Dieser Öffnungsabschnitt
hat zweckmäßigerweise
einen mit Unterpassung dem Außendurchmesser
des ersten Abschnitts des Probenentnahmestabs angepassten Innendurchmesser.
Eine Spaltbereite in der Größenordnung
eines Zehntel Millimeters ist jedoch gleichfalls tolerierbar.
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Die
vorstehenden erläuterten
Dichtungsanordnungen sorgen dafür,
dass die Flüssigkeitskammer
des Gefäßes bei
eingestecktem Probenentnahmestab transportsicher abgedichtet ist,
und zwar sowohl vor als auch nach der Probenentnahme. Soweit der
Probenentnahmestab bereits vor der Probenentnahme in die Flüssigkeitskammer
des Gefäßes eingetaucht
ist, schleppt er beim Herausziehen für die Probenentnahme einen
Teil der kalibrierten Menge der Flüssigkeit mit aus, was einerseits
die Analysegenauigkeit beeinträchtigen
kann, und andererseits kann die ausgeschleppte Flüssigkeit
bei unachtsamer Handhabung die Umgebung kontaminieren.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung, die auch selbständige erfinderische Bedeutung
hat, d. h. auch bei anderen Probenvorbereitungsvorrichtungen als
der vorstehend erläuterten
Art eingesetzt werden kann, ist vorgesehen, dass die Einstecköffnung des Verschlussteils
durch eine mittels des Probenentnahmestabs durchstechbare Membran
dicht verschlossen ist. In dieser Ausgestaltung wird der Probenentnahmestab
erstmals nach dem Schöpfen der
Probe durch die Membran hindurch, d. h. unter Zerstörung der
Membran in die Flüssigkeitskammer
eingeführt, wodurch
das Austragen von Flüssigkeit
verhindert wird. Die Membran ist zweckmäßigerweise an dem Verschlussteil
integral angeformt und hat beispielsweise eine Dicke von einem Hundertstel
Millimeter.
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Herkömmliche
Probenvorbereitungsvorrichtungen, wie sie eingangs erläutert wurden,
sind vielfach bei der Weiterführung
der Analyse umständlich zu
handhaben.
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Unter
einem zweiten Aspekt ist es Aufgabe der Erfindung, eine Probenvorbereitungsvorrichtung, insbesondere
für Stuhlproben,
anzugeben, die eine exakte Dosierung der Probe in einem flüssigen Reagens
oder/und einem flüssigen
Solvens erlaubt und zugleich die Weiterführung der Analyse auf der Basis einer
solchermaßen
vorbereiteten Probe erleichtert.
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Die
Erfindung geht auch hier von einer Probenvorbereitungsvorrichtung,
mit einem verschließbaren
Gefäß zur Aufnahme
eines flüssigen
Reagens oder/und flüssigen
Solvens und einem Probenentnahmestab aus, der im Bereich eines seiner
Enden auf seiner Umfangsfläche
wenigstens eine Schöpfvertiefung
hat und mit diesem Ende durch eine mit einer Abstreifschulter versehene
Einstecköffnung
des Gefäßes in das
Gefäß einführbar ist.
Zur Lösung
der vorstehend angegebenen Aufgabe ist vorgesehen, dass das Gefäß ein integral
angeformtes, an einer vorbestimmten Sollbruchstelle abtrennbares
Verschlussteil aufweist, welches eine bei abgetrenntem Verschlussteil
offene Tropfen-Auslassöffnung
des Gefäßes verschließt.
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Bei
der Fortführung
der Analyse wird das Verschlussteil an der vorbestimmten Sollbruchstelle abgebrochen
oder ggf. abgeschnitten und dementsprechend kann der mit der Probe
versetzte Flüssigkeitsinhalt
unmittelbar den Vorrichtungen der weiterführenden Analyse, beispielsweise
einem Sand wichassay oder einer Mikrotiterplatte, z. B. durch Abtropfen,
zugeführt
werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung besteht zumindest der das Reagens
oder/und das Solvens aufnehmende Bereich des Gefäßes aus einem flexiblen, manuell
ohne weiteres verformbaren Material, wie z. B. weichflexiblem Kunststoff.
Durch Quetschen des Gefäßes lässt sich
die Flüssigkeit
auf diese Weise tropfdosieren. Das Verschlussteil und die Auslassöffnung sind
hierbei zweckmäßigerweise
an dem Gefäß integral
angeformt und zweckmäßigerweise endet
die Auslassöffnung
bei abgebrochenem Verschlussteil in einem die Bildung dosierter
Tropfen erleichternden Pipettierkanal.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Gefäß wiederum als langgestreckte,
den Probenentnahmestab in Längsrichtung
aufnehmende Hülse ausgebildet.
An einem ihrer Längsenden
trägt eine solche
Hülse das
Verschlussteil und diesem in Längsrichtung
gegenüberliegend
die Abstreifschulter. Auch hier kann vorgesehen sein, dass die Hülse dem
Verschlussteil gegenüberliegend
mittels eines mit einer Durchstecköffnung für den Probenentnahmestab versehenes,
zum Beispiel becherförmiges Probenauffangteil
verschlossen ist, welches der Hülse
zugewandt die Abstreifschulter in Form einer Ringlippe bildet. Der
Probenauffangteil kann unlösbar
mit der Hülse
verbunden oder integral an dieser angeformt sein, greift aber bevorzugt
mit einem Zapfenansatz in die Hülse
dicht jedoch längs
verschiebbar geführt
ein. Ein solches Probenauffangteil ragt zweckmäßigerweise über die Hülse nach außen vor und kann bei Bedarf
zusammen mit dem Probenentnahmestab von der Hülse abgenommen werden. Der Inhalt
der Hülse
ist dann auch ohne Abbrechen des Verschlussteils für die Entnahme
der Probenflüssigkeit,
beispielsweise mit Hilfe einer Pipette oder dgl., zugänglich.
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Da
der Zapfenansatz die Hülse
dicht verschließt,
kann er als Kolben genutzt werden, um bei abgebrochenem Verschlussteil
die Probenflüssigkeit dosiert abgeben
zu können.
Zweckmäßigerweise umfassen
das Probenauffangteil und die Hülse
einander zugeordnete Rastorgane, die das Probenauffangteil und die
Hülse in
einer Position relativ zueinander jedoch lösbar fixieren, aus der diese
Komponenten in Längsrichtung
der Hülse
aufeinander zu- oder/und
voneinander wegverschiebbar sind und dementsprechend einen definierten
Hub des als Kolben wirkenden Zapfenansatzes vorgeben. Die Rastorgane
fixieren den Zapfenansatz hierbei zweckmäßigerweise in zwei Positionen
relativ zu der Hülse. Die
Hülse kann
in den vorstehend erläuterten
Varianten aus steifem Material bestehen. Zweckmäßigerweise besteht aber auch
hier die Hülse
aus einem flexiblen Material, so dass sie zur Tropfdosierung ggf. auch
manuell gequetscht werden kann.
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Für Massenanalysen
oder gleichzeitige Analysen mehrerer Parameter sind bevorzugt mehrere Gefäße mit zueinander
parallelen Probenentnahmestäben
und auf einer Linie liegenden Auslassöffnungen zu einer Baueinheit
verbunden, so dass sie sich besonders einfach beim Raster angeordneten
Sandwichassays oder Mikrotiterplatten einsetzen lassen. Die Gefäße können integral
miteinander verbunden sein, sind aber bevorzugt lösbar an
einer gemeinsamen, ggf. wiederverwendbaren Verbindungsschiene gehalten.
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Bei
der vorstehend erläuterten
zweiten Variante der Probenvorbereitungsvorrichtung ist die Abtropf-Auslassöffnung an
dem Gefäß integral
angeformt und wird durch Abbrechen des gleichfalls integral an dem
Gefäß angeformten
Verschlussteils an der vorbestimmten Sollbruchstelle geöffnet. Bei
einer Variante der vorstehend erläuterten Probenvorbereitungsvorrichtung
ist vorgesehen, dass das Gefäß ähnlich der
unter dem erstgenannten Aspekt erläuterten Probenvorbereitungsvorrichtung
eine durch ein abnehmbares Verschlussteil verschlossene Zugangsöffnung hat,
an die bei abgenommenem Verschlussteil ein an einem Ende in einer
Tropfen-Auslassöffnung
endendes Auslassrohrteil mit seinem anderen Ende abgedichtet ansetzbar
ist. Zwar wird bei dieser Variante ein zusätzliches Element in Form des Auslassrohrteils
benötigt,
doch kann die Tropfen-Auslassöffnung
exakter geformt werden, als bei der eingangs erläuterten Variante, was der Genauigkeit
der Tropfenformung zugute kommt. Beide Varianten haben jedoch gemeinsam
den Vorteil, dass die in dem Gefäß vorbereitete
Probe unmittelbar aus dem Gefäß heraus
abgegeben werden kann. Ein Zwischenpipettierungsschritt, wie er
bei herkömmlichen
Vorbereitungsvorrichtungen erforderlich ist, kann auf diese Weise
entfallen.
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Auch
bei dieser Variante kann das Gefäß als langgestrecktes,
den Probeentnahmestab in Längsrichtung
aufnehmende, an einem ihrer Längsenden verschlossene
Hülse ausgebildet
sein, deren anderes Längsende
die von dem abnehmbaren Verschlussteil verschlossene Zugangsöffnung bildet. Das
Verschlussteil weist hierbei die mit der Abstreifschulter versehene
Einstecköffnung
für den
Probenentnahmestab auf, so dass dieser beim Abnehmen des Verschlussteils
gleichzeitig mit abgenommen wird. Zweckmäßigerweise ist auch in der
zweiten Variante das Verschlussteil als Probenauffangteil ausgebildet,
so dass abgestreifte Probenreste beim Abnehmen des Verschlussteils
mit entfernt werden.
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Für eine reproduzierbare,
quantitative Analyse enthält
das Gefäß eine vorbestimmte
Volumenmenge an Reagens oder/und Solvens. Üblicherweise wird die mittels
des Probenentnahmestabs in das Gefäß eingeschöpfte Probenmenge durch Schütteln oder
dgl. in der Flüssigkeit
gelöst.
Hierbei hat es sich von Vorteil erwiesen, wenn die die Flüssigkeit
enthaltende Kammer des Gefäßes im Wesentlichen
keine Verengungsbereiche hat, in welchen sich Teile der Flüssigkeit
oder der Probe fangen und einer Vermischung entziehen können. Bei
einem als Hülse
ausgebildeten Gefäß greift
das Verschlussteil bevorzugt in die Hülse ein und endet in der Hülse an einer
im Wesentlichen achsnormal zur Längsrichtung
zur Hülse
sich erstreckenden Stirnfläche
eines zur Hülse
hin abgedichteten, die Abstreifschulter tragenden Kolbenabschnitt
des Verschlussteils. Der Kolbenabschnitt ist zweckmäßigerweise
als die Abstreifschulter ringförmig
umschlie ßende
Kolbenscheibe ausgebildet, während
sich das Verschlussteil zur Kolbenscheibe hin zur Bildung eines
Einführkonus
für den Probenentnahmestab
verjüngt.
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Um
bei angesetztem Auslassrohrteil eine gewünschte Anzahl Flüssigkeits
tropfen definiert abgeben zu können,
besteht die Hülse
und/oder das Auslassrohrteil zweckmäßigerweise aus einem flexiblen, manuell
verformbaren Material, so dass durch Quetschen der Hülse oder
des Auslassrohrteils die Flüssigkeitstropfen
ausgepresst werden können.
Bevorzugt besteht das Auslassrohrteil aus dem flexiblen Material,
während
die Hülse
der besseren Abdichtung wegen aus verglichen mit dem Auslassrohrteilmaterial
steifen Kunststoffmaterial besteht.
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Der
erleichterten Handhabung beim Abtropfen dient es, wenn das Auslassrohrteil
zur Tropfen-Auslassöffnung
hin sich zumindest angenähert konisch
verjüngt.
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Im
Prinzip genügt
es, wenn die Tropfen-Auslassöffnung
an einem Mündungsrand
endet, der sich an der Mündung
bildende Tropfen aufgrund der dem Tropfen innewohnenden Kohesionskräfte und
Oberflächenspannungskräfte gegen
die Schwerkraft hält, bis
eine gewisse Tropfengröße erreicht
ist. Für
quantitativ analytische Messungen, insbesondere wenn die Tropfen
in eine Verdünnungslösung zur
weiteren definierten Verdünnung
abgetropft werden sollen, kommt es auf reproduzierbar definiertes
Tropfenvolumen an. In einer bevorzugten Ausgestaltung, die die Erzeugung
gleichmäßig großer Tropfen
erlaubt, ist vorgesehen, dass die Tropfen-Auslassöffnung an dem
einen Ende des Auslassrohrteils in einer Tropfenformungskammer endet,
die zum anderen Ende des Auslassrohrteils hin in einen Drosselkanalabschnitt
mit bezogen auf den Durchmesser der Tropfenformungskammer kleineren
Durchmesser übergeht.
Die Tropfenformungskammer hat zumindest im Bereich ihrer den Tropfen
abgebenden Mündung
zylindrischen oder allenfalls zu der Mündung hin schwach konisch sich
erweiternden Quer schnitt. In einer solchen Tropfenformungskammer
kann sich der Tropfen mit vorbestimmtem Durchmesser anhäufen, bevor
er abgegeben wird. Der durchmesserkleinere Querschnitt des Drosselkanals
verlangsamt nicht nur das Wachsen des Tropfens, sondern erleichtert
auch das Abreissen des den Tropfen speisenden Flüssigkeitsfadens, insbesondere
wenn der Drosselkanal zur Hülse
hin eine Mündungsringschneide
hat.
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Mit
dem Probenentnahmestab können
an der Abstreifschulter vorbei unter Umständen auch Feststoffanteile
der Probe in die Hülse
mit eingetragen werden. Um zu verhindern, dass solche Feststoffanteile
den Abtropfvorgang stören,
ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass das Auslassrohrteil
zwischen seinen beiden Enden einen Feststoffe zurückhaltenden
Filterkörper,
insbesondere einen Filterkörper
aus einem für
Flüssigkeiten durchlässigen,
porösen
Feststoffmaterial aufweist. Bei einem solchen Filterkörper kann
es sich beispielsweise um eine Kugel handeln, die kraftschlüssig, z.
B. im Klemmsitz oder formschlüssig,
z. B. hinter einer Rastrippe, in dem Auslassrohrteil gehalten ist.
Auf diese Weise kann der Filterkörper
ggf. auch nachträglich
bei Bedarf in das Auslassrohrteil hineingedrückt werden.
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Die
aus dem Gefäß, dem Verschlussteil
und dem Probenentnahmestab bestehende Probenvorbereitungsvorrichtung
wird in aller Regel bereits mit dem flüssigen Reagens oder/und flüssigen Solvens konfektioniert
vertrieben, um eine aktuell entnommene Probe im frischen, nicht
eingetrockneten Zustand in die Flüssigkeit einbringen zu können. Bei
dieser Handhabungsweise werden an die Dichtheit und die mechanische
Beanspruchbarkeit der Verschlüsse zwischen
Verschlussteil und Gefäß einerseits
und Probenentnahmestab und Verschlussteil andererseits vergleichsweise
hohe Anforderungen gestellt. Bei herkömmlichen Probevorbereitungsvorrichtungen,
wie sie eingangs erläutert
wurden, sind mechanische Klemmverschlüsse vorgesehen, die die zu verbindenden
Komponenten im Klemmsitz aneinanderhalten. In einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung ist das Ver schlussteil an dem Gefäß oder/und
der Probenentnahmestab an dem Verschlussteil mittels einer Bajonettkupplung
verriegelt, so dass die miteinander verriegelten Teile zunächst gegeneinander
verdreht werden müssen,
bevor sie auseinandergezogen werden können. Es versteht sich, dass
die Bajonettkupplungen, insbesondere jedoch die das Verschlussteil
am Gefäß haltende
Bajonettkupplung zusätzliche
Rastorgane umfassen kann, die der Öffnungsdrehung Rastkräfte entgegensetzen.
Probenvorbereitungsvorrichtungen mit Bajonettkupplungen sowohl zwischen
dem Verschlussteil und dem Gefäß als auch
zwischen dem Probenentnahmestab und dem Verschlussteil können, nicht
zuletzt wegen der dadurch erreichbaren Dichtkräfte aufgrund der verbesserten
Verschlusssicherheit höheren
Transportbelastungen auf dem Versandweg, z. B. bei Flugtransport,
ausgesetzt werden. Solche Bajonettkupplungen können bei sämtlichen vorstehend erläuterten
Probenentnahmevorrichtungen vorgesehen sein.
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Von
Vorteil ist es auch, wenn die das Verschlussteil mit dem Gefäß verriegelnde
Bajonettkupplung Schrägflächen hat,
die das Verschlussteil während
der Entriegelungs-Drehbewegung vom Gefäß wegziehen. Das Gefäß hat nahe
seiner dem Verschlussteil zugeordneten Dichtfläche eine den Durchmesser zur
Zugangsöffnung
hin erweiternde Innenmantelstufe, die die Dichtflächen des
Verschlussteils von den Dichtflächen
des Gefäßes während der
von den Schrägflächen ausgeübten Zugbewegung
lösen.
Das Verschlussteil wird auf diese Weise während der Entriegelungsdrehbewegung
aus seiner Dichtposition heraus in eine Position geschraubt, aus
der es ohne größeren Kraftaufwand abgenommen
werden kann. Insbesondere entsteht auf diese Weise beim Abnehmen
des Verschlussteils kein Kraftänderungsruck,
der die Gefahr in sich birgt, dass die in dem Gefäß enthaltene
Flüssigkeit
verschüttet
wird. Die vorstehend erläuterte
Bajonettkupplung mit Schrägflächen hat
selbständige
erfinderische Bedeutung. Anstelle von Bajonettkupplungen können alternativ
auch Schraubverbindungen eingesetzt werden.
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Die
Erfindung betrifft ferner einen Testgerätesatz für eine Probenvorbereitung,
insbesondere in Form einer Handelsverpackung mit folgenden Komponenten:
Eine
Probenvorbereitungsvorrichtung mit einem das flüssige Reagens oder/und flüssige Solvens
in einer vorbestimmten Menge enthaltenden, mittels des Verschlussteils
verschlossenes Gefäß und mit
einem in die Einstecköffnung
eingeführten
oder noch einzuführenden
Probenentnahmestab und einem Auslassrohrteil, wie es vorangegangen
erläutert
wurde. Die Handelspackung hat damit sämtliche für einmaligen Gebrauch erforderlichen
Gerätekomponenten
und erlaubt eine flexible Nutzung insbesondere bei Stuhlproben teils
im Bereich des Patienten und teils beim behandelnden Arzt bzw. dessen
Labor.
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Je
nach Art der durchzuführenden
Analyse kann mittels des dem Testgerätesatz beigefügten Auslassrohrteils
die Flüssigkeit
der Probenvorbereitungsvorrichtung unmittelbar der z. B. nach dem
Lateral-flow-System arbeitenden Analysevorrichtung tropfenweise
zugeführt
werden. Vielfach ist es jedoch erforderlich, das Konzentrat der
Probenvorbereitungsvorrichtung vor der eigentlichen Analyse noch zusätzlich definiert
zu verdünnen,
in dem das Konzentrat der Probenvorbereitungsvorrichtung in eine vorbestimmte
Menge eines flüssigen
Solvens mit einer definierten Zahl von Tropfen abgetropft wird,
bevor die Verdünnung
der Analysenvorrichtung zugeführt
wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind auch die für die Verdünnung erforderlichen
Geräte Bestandteil
des Testgerätesatzes.
Der Testgerätesatz
umfasst dann ferner ein zweites, flüssiges Solvens in vorbestimmter
Menge enthaltendes Gefäß mit einer
durch einen abnehmbaren Deckel verschlossenen Zugangsöffnung sowie
darüber
hinaus eine bei abgenommenem Deckel an die Zugangsöffnung abgedichtet
ansetzbare, eine Tropfen-Auslassöffnung
bildende Verschlusskappe. Die Tropfen-Auslassöffnung kann für die Bildung
definierter Tropfengrößen in der
vorstehend anhand des Auslassrohrteils erläuterten Weise ausgebildet sein.
Zweckmäßigerweise
sind die Verschlusskappe und das Auslassrohrteil insgesamt formidentisch,
um Spritzgusskosten zu mindern.
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Nicht
zuletzt umfasst der Testgerätesatz,
sofern er für
die Vorbereitung von Stuhlproben bestimmt ist, wenigstens ein Blatt
mit einer Schicht aus schwimmfähigem,
wasserlöslichem
Material zum Absetzen von Stuhl, um die patientenseitige Handhabung
der Probenvorbereitungsvorrichtung zu erleichtern. Das Blatt kann
insgesamt aus schwimmfähigem,
wasserlöslichem
Material bestehen, wie z. B. aus einer Folie aus PEG (Polyethylenglykol),
PVP (Polyvinylpyrolydon) oder aus Zuckerpolymeren. Da jedoch derartige
Materialien vielfach transparent sind, besteht das Blatt bevorzugt
aus einem mehrschichtigen Verbund, bei welchem eine vorgenannte Folie
mit einer Schicht aus opakem, verrottbarem Material, wie z. B. Papier,
Zellulose, auf einer oder auf beiden Seiten laminiert ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei
zeigt:
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1 einen
Axiallängsschnitt
durch eine erfindungsgemäße Probenvorbereitungsvorrichtung;
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2 einen
Axiallängsschnitt
durch ein Detail einer Variante der Probenvorbereitungsvorrichtung;
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3 eine
schematische Darstellung einer weiteren Variante einer Probenvorbereitungsvorrichtung;
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4 eine
Seitenansicht einer teilweise im Axiallängsschnitt dargestellten Variante
einer erfindungsgemäßen Probenvorbereitungsvorrichtung;
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5a, 5b und 5c die
Komponenten der Probenvorbereitungsvorrichtung aus 4 jeweils
in perspektifischer Darstellung;
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6 einen
Axiallängsschnitt
durch das Gefäß der Probenvorbereitungsvorrichtung
mit aufgesetztem Auslassrohrteil;
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7 eine
Detaildarstellung des Auslassendes des Auslassrohrteils;
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8a und 8b die
Komponenten eines Verdünnungsgefäßes und
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9 einen
Axiallängsschnitt
durch den Dichtbereich einer Variante der Probenvorbereitungsvorrichtung
der 4 und 5a bis 5c.
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1 zeigt
eine Probenvorbereitungsvorrichtung in Form eines Stuhlprobenröhrchens
1,
wie es beispielsweise für
eine Pankreas-Elastase-1-Ana-lyse
gemäß
WO 92/02 630 oder den Nachweis
des Pyruvatkinase-Isoenzyms gemäß
DE 199 45 947 A1 aber
auch für
andere enzymatische oder immunchemische Analysen (z. B. Lateral-flow-System)
insbesondere in der Festphasen-Technik des ELISA eingesetzt werden
kann. Das allgemein mit
1 bezeichnete Stuhlprobenröhrchen umfasst
eine langgestreckte, rohrzylindrische Hülse
3, die an ihrem
einen Ende zu einer Auslassöffnung
5 in
Form eines Pipettierkanals verjüngt
ist. Die Auslassöffnung
5 ist von
einem an der Hülse
3 integral
angeformten Verschlussstück
7 verschlossen.
Das Verschlussstück
7 ist über eine
Sollbruchstelle
9 mit der Hülse
3 verbunden und
gibt die Auslassöffnung
5 frei,
wenn des von der Hülse
3 abgebrochen
oder abgeschnitten wird.
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Von
dem zum Verschlussteil 7 in Längsrichtung gegenüberliegenden
Ende her ist ein mit einem Handgriff 11 versehener, langgestreckter,
zylindrischer Probenentnahmestab 13 in die Hülse 3 eingesteckt.
Der Probenentnahmestab 13 ist im Bereich seines in der
Hülse 3 gelegenen
Endes auf seiner Stabumfangsfläche
mit ein oder mehreren Schöpfvertiefungen 15 für die zu
analysierende Stuhlprobe vorgesehen. Der Probenentnahmestab 13 durchsetzt hierbei
eine Kammer 17 einer Probenauffanghülse 19, die mit einem
in die Hülse 3 hineinreichenden Zapfenansatz 21 abgedichtet
an der Hülse 3 gehalten
ist. Der Zapfenansatz 21 trägt an seinem in die Hülse 3 hineinreichenden
Ende im Bereich einer Durchtrittsöffnung 22 eine Abstreifschulter
in Form einer ringförmigen
Abstreiflippe 23, die den Probenentnahmestab 13 dicht
umschließt
und beim Einstecken des Probenentnahmestabs 13 über die
Schöpfvertiefungen 15 überstehendes
Probenmaterial abstreift. Während
das überschüssige Probenmaterial
sich in der Kammer 17 sammelt, wird der Inhalt der Schöpfvertiefungen 15 glattgestrichen
und kalibriert. Der Griff 11 ist so ausgebildet, dass er
das äußere Ende der
Kammer 17 entlang des Umfangs der Probenauffanghülse 19 bei
eingestecktem Probenentnahmestab 13 verschließt. Die
Probenauffanghülse 19 kann
an der Hülse 3 befestigt,
beispielsweise angeklebt sein; sie kann auch integral an der Hülse 3 angeformt
sein, wobei dann ggf. der Zapfenansatz 21 entfallen kann
oder die Probenauffanghülse 19 ist
im Klemmsitz jedoch abnehmbar an der Hülse 3 gehalten.
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Der
nach aussen abgedichtete Innenraum der Hülse 3 enthält flüssiges Reagens
oder/und flüssiges
Solvens in vorbestimmtem Volumen, in welchem sich die in den Schöpfvertiefungen 15 eingebrachte
Stuhlprobe für
die nachfolgende Analyse löst.
Es versteht sich, dass in der Flüssigkeit
bereits ein Teil der Analysereaktion oder Adsorbtionsreaktion ablaufen
kann und dass lediglich die Vervollständigung der Analyse ausserhalb
des Stuhlprobenröhrchens 1 beispielsweise
in einem Sandwichassay oder einer Mikrotiterplatte abläuft. Es
kann auch der gesamte Analysevorgang ausserhalb des Stuhlprobenröhrchens
ablaufen. Für
die Analyse wird zunächst,
wie vorangegangen erläutert,
mit Hilfe des Probenentnahmestabs 13 eine Stuhlprobe durch
Einstechen geschöpft
und unter Abstreifen überschüssigen Probenmaterials
in die Hülse 3 eingebracht. Nachdem
die eingebrachte Stuhlprobe in der Flüssigkeit gelöst ist,
wird das Verschlussteil 7 abgebrochen und eine vorbestimmte
Menge der die Stuhlprobe enthaltenden Flüssigkeit auf den Sandwichassay oder
die Mikrotiterplatte aufgebracht. Die Menge oder das Volumen der
aufzubringenden Flüssigkeit wird
durch eine vorbestimmte Anzahl aus der Auslassöffnung 5 abtropfender
Flüssigkeitstropfen
bestimmt. Um den Abtropfvorgang zu vereinfachen bzw. zu beschleunigen,
besteht die Hülse 3 aus
einem flexiblen Material, insbesondere Kunststoffmaterial, so dass
die abzugebenden Tropfen durch Quetschen der Hülse 3 in der gewünschten
Anzahl ausgetrieben werden können.
Bei Ausführungsformen,
bei welchen die Probenauffanghülse 19 mit
ihrem Zapfenansatz 21 kolbenähnlich in der Hülse 3 verschiebbar
ist, kann die Verschiebewirkung auch zum Austreiben der gewünschten
Flüssigkeitsmenge ausgenutzt
werden.
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2 zeigt
eine Variante des Stuhlprobenröhrchens,
bei welchem der Kolbenhub durch Rastorgane definiert vorgegeben
wird. Gleichwirkende Komponenten sind mit den Bezugszahlen der 1 bezeichnet
und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a versehen. Nicht in 2 dargestellte
Komponenten des Stuhlprobenröhrchens 1 aus 1 sind
vorhanden. Zur Erläuterung
des Aufbaus und der Wirkungsweise wird auf die Beschreibung von 1 Bezug
genommen.
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Bei
dem Stuhlprobenröhrchen 1a der 2 ist
der Zapfenansatz 21a der Probenaufnahmehülse 19a in
der Hülse 3a abgedichtet
längs verschiebbar geführt. An
dem Zapfenansatz 21a ist ein ringförmiger Rastvorsprung 25 vorgesehen,
dem am Innenumfang der Hülse 3a zwei
ringförmig
umlaufende Rastnuten 27 bzw. 29 zugeordnet sind,
in die der Rastvorsprung 25 wechselweise abhängig von
der Verschiebeposition der Probenaufnahmehülse 19a relativ zur
Hülse 3a eingreift.
Der Abstand der Ringnuten 27, 29 definiert einen
vorbestimmten Kolbenhub des Zapfenansatzes 21a und damit
ein vorbestimmtes aus der Hülse 3 austreibbares
Flüssigkeitsvolumen.
Der Rastvorsprung kann selbstverständlich auch an der Hülse vorgesehen
sein und in Nuten des Zapfenrasters greifen.
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Die
vorstehend erläuterten
Stuhlprobenröhrchen
können
einzeln für
sich für
die Analyse genutzt werden. Werden eine Vielzahl Stuhlproben untersucht
kann es zweckmäßig sein,
wie in 3 dargestellt, mehrere der Stuhlprobenröhrchen 1b,
von denen jedes den vorstehend erläuterten Aufbau haben kann,
z. B. mittels einer Verbindungsschiene 31 zu einer Baueinheit
zu vereinigen, in welcher die Hülsen 3b der
Testprobenröhrchen 1b bzw.
die darin enthaltenen Probenentnahmestäbe zueinander parallel verlaufen
und insbesondere auch die Auslassöffnungen 5b auf einer
geraden Linie an geordnet sind. Die Abstände der Auslassöffnungen
sind gleich groß gewählt und
entsprechen den Abständen
der Analysevertiefungen des Sandwichassays oder der Mikrotiterplatte.
Die mit Stuhlproben beladene Flüssigkeit der
einzelnen Stuhlprobenröhrchen 1b kann,
wie vorangegangen erläutert,
einzeln durch Quetschen der einzelnen Hülsen 3b abgetropft
werden; auch lassen sich mechanisierte oder motorisch angetriebene
Pipettieranordnungen, wie sie für
Mehrkanalpipettiergeräte
eingesetzt werden, nutzbringend anwenden. Die Stuhlprobenröhrchen 3b können hierbei
lösbar an
der Verbindungslinie gehalten sein; sie können auch integral zur Baueinheit
verbunden sein.
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Die 4 und 5a bis 5c zeigen eine
Variante eines Stuhlprobenröhrchens
der 1 bis 3, die sich von dem Stuhlprobenröhrchen dieser
Figuren dadurch unterscheidet, dass die Tropfenauslassöffnung sowie
das die Tropfenauslassöffnung
verschließende
Verschlussteil nicht integral an dem Gefäß des Stuhlprobenröhrchens
angeformt sind, sondern durch gesonderte, von dem Gefäß separierbare
Komponenten bereitgestellt wird. Gleich wirkende Komponenten sind
mit den Bezugszahlen der 1 und 2 bezeichnet
und zur Unterscheidung mit einem Buchstaben versehen. Zur Erläuterung
des Aufbaus und der Wirkungsweise wird auf die Beschreibung der 1 bis 3 Bezug
genommen.
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Das
in den 4 und 5a bis 5c dargestellte
Stuhlprobenröhrchen 1c umfasst
wiederum eine kreisrohrzylindrische Hülse 3c zur Aufnahme
eines vorbestimmten Volumens (Pegel 33) eines flüssigen Reagens
oder/und flüssigen
Solvens. Die Hülse 3c hat
an ihrem einen Längsende
einen integralen Boden 35. An ihrem anderen Längsende
verschließt die
als Verschlussstück
dienende Probenauffanghülse 19c in
nachfolgend noch näher
erläuterter
Weise abgedichtet eine Zugangsöffnung 37 (5c)
der Hülse 3c.
Der mit Schöpfvertiefungen 15c versehene Probenentnahmestab 13c durchsetzt
wiederum eine zentrische, mit einer ringförmigen Abstreifschulter 23c versehene
Durchtrittsöffnung 22c der
Probenauffanghülse 19c.
Die Abstreifschulter 23c dichtet die Probenauffanghülse 19c ihrerseits
gegen den Probenentnahmestab 13c ab.
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Die
Probenauffanghülse 19c greift
mit einem Zapfenansatz 21c mit geringem radialen Spiel
in die Hülse 3c ein,
wobei der Zapfenansatz 21c zur Bildung einer Einführschräge für den Probenentnahmestab 13c in
einen zur Abstreifschulter bzw. Abstreiflippe 23c sich
verengenden Konusansatz 39 übergeht. Für die Abdichtung der Probenauffanghülse 19c gegenüber der
Hülse 3c ist
der Zapfenansatz 21c mit einem Ringwulst 41 versehen
und am verjüngten
Ende trägt
der Konusansatz 39 eine die Abstreifschulter 23c ringförmig umschließende, gegen die
Hülse 3c abgedichtete
Kolbenscheibe 43. Die Kolbenscheibe 43 hat dem
Konusansatz 39 abgewandt eine achsnormal verlaufende Stirnfläche und trennt
den zwischen dem Konusansatz 39 und der Hülse 3c verbleibenden,
ringförmigen
Sackraum von der die Flüssigkeit
enthaltenden Kammer der Hülse 3c ab.
Der die Flüssigkeit
aufnehmende Bereich der Hülse 3c ist
damit im Wesentlichen sackraumfrei, was der Reproduzierbarkeit des
Mischvorgangs der in die Flüssigkeit
eingetragenen Probe zugute kommt.
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Die
Probenauffanghülse 19c ist
an der Hülse 3c mittels
einer Bajonettkupplung gegen unbeabsichtigtes Lösen verriegelt. Die Bajonettkupplung
umfasst vom Zapfenansatz 21c radial abstehende, einander
diametral gegenüberliegende
Zapfen 45, die in zugeordnete Bajonettschlitze 47 einsteckbar
und durch Verdrehen der Probenauffanghülse 19c gegen die
Hülse 3c verriegelbar
sind.
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Auf
der zur Zugangsöffnung 37 gelegenen Seite
sowohl des Dichtwulstes 41 als auch der Kolbenscheibe 43 ist
der Innenmantel der Hülse 3c dem Dichtwulst 41 bzw.
der Kolbenscheibe 43 eng benachbart mit einer den Durchmesser
zur Zugangsöffnung 37 hin
geringfügig,
z. B. um 0,05 mm vergrößernden
Innenmantelstufe 49 bzw. 51 versehen. Die Bajonettschlitze 47 haben
Schrägflächen 53,
die bei der Entriegelungsdrehbewegung der Probenauffanghülse 19c relativ
zur Hülse 3c den
Ringwulst 41 über die
Innenmantelstufe 51 und die Kolbenscheibe 43 über die
Innenmantelstufe 49 zwangsweise hinwegziehen und damit
die dichtende Klemmwirkung aufheben. Die Probenauffanghülse 19c kann
dann mit vergleichsweise geringer Kraft vollständig abgenommen werden. Ein
Löseruck
beim Abnehmen der Probenauffanghülse 19c mit
der Gefahr des Verschüttens
der in der Hülse 3c enthaltenen
Flüssigkeit
wird vermieden.
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Auch
der Probenentnahmestab 13c ist gegenüber der Probenauffanghülse 19c gegen
unbeabsichtigtes Lösen
durch eine Bajonettkupplung verriegelt. Der Griff 11c geht
der Probenauffanghülse 19c benachbart
in eine Verschlussscheibe 55 über, die an ihrem Außenumfang
diametral gegenüberliegend
radial abstehende Zapfen 57 aufweist. Die Probenauffanghülse 19c weist
ihrerseits an ihrem der Hülse 3c abgewandten
Ende den Zapfen 57 zugeordnete Bajonettschlitze 59 auf,
in die beim Einstecken des Probenaufnahmestabs 13c die
Zapfen 57 eingreifen und durch Verdrehen verriegelt werden
können.
Zwischen den Bajonettschlitzen 59 trägt die Probenauffanghülse Handhabungsvorsprünge 61,
die die Entriegelungsdrehung der Probenauffanghülse 19c relativ zur
Hülse 3c erleichtern.
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Um
das Einführen
des Griffbereichs und insbesondere der Verschlussplatte 55 in
die Probenauffanghülse 19c zu
erleichtern, setzt sich die Verschlussplatte 55 zum Probenentnahmestab 13c hin mit
mehreren in Umfangsrichtung verteilten Verstärkungsrippen 62 fort,
die zum Probenentnahmestab 13c hin schräg verlaufende Einführkanten 64 haben.
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Da
sowohl die Probenauffanghülse 19c relativ
zur Hülse 3c als
auch der Probenentnahmestab 13c an der Probenauffanghülse 19c durch
Bajonettkupplungen verriegelt sind und der Griff 11c mit
seiner Verschlussplatte 55 die Probenauffanghülse 19c verschließt, ist
das Stuhlprobenröhrchen 1c außerordentlich
transportsicher und zwar auch dann, wenn eine Stuhlprobe bereits
eingebracht ist.
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Entsprechend
der in 1 dargestellten Variante des Stuhlprobenröhrchens
wird zunächst durch
Drehen des Griffs 11c der Probenentnahmestab 13c entriegelt
und dann axial herausgezogen. Nach dem Aufnehmen der Stuhlprobe
wird der Stab durch die Abstreifschultern 23c hindurch
eingesteckt und der Griff 11c erneut an der Probenauffanghülse 19c durch
Verdrehen verriegelt. Durch Schütteln
des auf diese Weise wieder abgedichteten Stuhlprobenröhrchens
wird die in den Schöpfvertiefungen 15c eingebrachte
Probe in der Flüssigkeit
gelöst
und gleichmäßig verteilt.
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Um
die mit der Stuhlprobe gemischte Flüssigkeit des Stuhlprobenröhrchens 1c in
definierter Quantität
den weiteren Analyseprozeduren zuführen zu können, kann die Probenauffanghülse 19c von
der Hülse 3c entriegelt
und einschließlich
des mit ihr noch verbundenen Probenentnahmestabs 13c von der
Hülse 3c abgenommen
werden. Auf die dann frei werdende Zugangsöffnung 37 wird, wie 6 zeigt, ein
im Wesentlichen konusförmiges
Auslassrohrteil 63 abdichtend aufgesetzt, welches an seinem
durchmessergrößeren Längsende
den Bajonettschlitzen 53 zugeordnete Zapfen 65 aufweist,
mit welchen es an der Hülse 3c verriegelbar
ist. Das Auslassrohrteil 63 besteht aus flexiblem, manuell
verformbarem Kunststoffmaterial und hat an seinem durchmesserkleineren
Längsende
eine Tropfenauslassöffnung 67, über die
durch Quetschen des Auslassrohrteils 63 Tropfen definierter
Größe der in
der Hülse 3c enthaltenen
Flüssigkeit
abgegeben werden können.
Das Anschlussrohrteil 63 kann, wie in 6 dargestellt,
in die Hülse 3c eingreifen,
oder aber auch die Hülse 3c von
außen übergreifen.
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7 zeigt
Einzelheiten der Tropfen-Auslassöffnung 67.
Diese umfasst eine im Wesentlichen kreiszylindrische oder ggf. zum
Mündungsrand 69 des
Auslassrohrteils 63 geringfügig konisch sich erweiternde
Tropfenbildungskammer 71, die zum anderen Ende des Auslassrohrteils 63 hin
in einen Drosselkanal 73 mit gegenüber dem Durchmesser der Tropfenbildungskammer 71 verringertem
Durchmesser übergeht.
Der Drosselkanal 73 endet auf seiner dem Mündungsrand 69 entfernt
gelegenen Seite in einer Mündungsringschneide 75.
Der Drosselkanal 73 begrenzt die Füllgeschwindigkeit der Tropfenbildungskammer 71,
die ihrerseits für
Tropfen gleichmäßiger Größe sorgt.
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Um
zu verhindern, dass Feststoffpartikel, die mittels des Probenentnahmestabs 13c trotz
der Abstreifschulter 23c in die Flüssigkeit eingebracht wurden
aus der Tropfenauslassöffnung 67 austreten, enthält das Auslassrohrteil 63 einen
Filterkörper 77, hier
in Form einer Kugel aus porösem
Kunststoffmaterial, das zwar Flüssigkeitsbestandteile
durchlässt, Feststoffbestandteile
jedoch zurückhält. Der
Filterkörper 77 sitzt
im Klemmsitz oder, wie in 6 dargestellt,
im Formschluss hinter Halterippen 79 oder dgl. und kann
damit bei Bedarf, ggf. auch nachträglich, in das Auslassrohrteil 63 eingebaut
werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung enthält der Boden 35 der
Hülse 3c auf
seiner inneren oder/und äußeren Seite
eine zentrische, ringförmige Materialschwächung 80,
die ein Durchstechen des Bodens 35 beispielsweise durch
eine Probenentnahmenadel eines automatischen Analysesystems erlaubt.
Da der Innenraum der ringförmigen
Materialschwächung 80 gegenüber der
Dicke der Materialschwäche 80 verdickt
ist, lässt
sich die Hülse 3c im Spritzgussverfahren
mit gleichmäßigeren
Eigenschaften herstellen.
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Je
nach Analyseverfahren kann die mit der Probe beladene Flüssigkeit
des Stuhlprobenröhrchens 1c mit
Hilfe des Auslassrohrteils 63 unmittelbar der weiteren
Analyseprozedur zugeführt
werden, beispielsweise durch Auftropfen auf ein Sandwich-assay oder
eine Mikrotitterplatte oder ein sonstiges Lateral-flow-Analysesystem.
Vielfach muss das in dem Stuhlprobenröhrchen enthaltene Konzentrat jedoch
vor dem eigentlichen Analysevorgang noch verdünnt werden. Die 8a und 8b zeigen eine
mit der Verdünnungsflüssigkeit
vorkonfektionierbare Verdünnungsvorrichtung
bestehend aus einem eine vorbestimmte Menge (Pegel 77)
an Verdünnungs flüssigkeit
enthaltenden, rohrzylindrischen Becher 79, dessen Zutrittsöffnung 81 abgedichtet
mittels eines bei 83 angedeuteten, abnehmbaren Deckel verschlossen
ist. Der Becher 79 mit Deckel 83 kann mit der
vorbestimmten Menge Verdünnungsflüssigkeit
vorkonfektioniert sein. Für
den Verdünnungsvorgang
wird der Deckel 83 abgenommen und das in der Hülse 3c enthaltene
Konzentrat über
das Auslassrohrteil 63 in vorbestimmter Tropfenzahl in die
Verdünnungsflüssigkeit
eingetropft. Danach wird der Deckel 83 erneut aufgesetzt
und die Verdünnungsflüssigkeit
z. B. durch Schütteln
gemischt. Schließlich
wird anstelle des Deckels 83 eine Abtropfkappe 85 (8a)
auf die Zugangsöffnung 81 abgedichtet
aufgesetzt. Die Abtropfkappe 85 hat einen in den Becher 79 eingreifenden
Rohransatz 87 und mündet
sich verjüngend
in einer Tropfen-Auslassöffnung 89.
Die Tropfen-Auslassöffnung 89 kann ähnlich der
in 7 dargestellten Tropfen-Auslassöffnung 67 realisiert
sein und einen Drosselkanal mit daran anschließender Tropfenformungskammer
umfassen.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
wird der Deckel 83 und die Abtropfkappe 85 durch
eine Schnappverbindung an dem Becher 79 befestigt. Es versteht
sich, dass in gleicher Weise eine Bajonettkupplung oder eine Schraubverbindung
oder dgl. vorgesehen sein können.
Zweckmäßigerweise
sind die Abtropfkappe 85 und das Auslassrohrteil 63 formidentisch,
um Spritzgusskosten klein zu halten.
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Mit
Hilfe der auf den Becher 79 aufgesetzten Abtropfkappe 85 kann
die verdünnte
Testflüssigkeit den
weiteren Analyseprozeduren zugeführt
werden. Es versteht sich, dass bei der Schüttelvermischung der Becher 79 ggf.
nicht gesondert mit dem Deckel 83 verschlossen werden muss,
sondern dass im Einzelfall als Verschluss bereits die Abtropfkappe 85 genügt.
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9 zeigt
eine Variante der anhand der 4 und 5a bis 5c erläuterten
Probeentnahmevorrichtung, die sich durch besonders hohe Dichtheit
auszeichnet. Insbesondere kann das Stuhlprobenröhrchen 1c dieser Variante auch
einem Unterdruck, beispielsweise dem Unterdruck während eines
Flugzeugtransports ausgesetzt werden, ohne dass es zu einem Flüssigkeitsverlust
an Reagens bzw. Solvens kommt. Dem Ausführungsbeispiel der 4 und 5a bis 5c entsprechende
Komponenten sind mit den Bezugszahlen dieser Figuren bezeichnet.
Zur Erläuterung
des Aufbaus und der Wirkungsweise einschließlich der gesamten Konstruktion
des Stuhlprobenröhrchens 1c wird
auf die 4 und 5a bis 5c Bezug
genommen.
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Auch
bei dieser Variante greift die etwa becherförmige Probenauffanghülse 19c mit
ihrem Zapfenansatz 21c mit geringem radialen Spiel in die
Hülse 3c ein
und der Zapfenansatz 21c geht zur Bildung einer Einführschräge für den Probenentnahmestab 13c in
einen zur Abstreifschulter 23c sich verengenden Konusansatz 39 über. Für die Abdichtung
der Probenauffanghülse 19c gegenüber der
Hülse 3c trägt der Zapfenansatz 21c den
Ringwulst 41 und der Umfang der Kolbenscheibe 43 ist
gleichfalls mit einem Ringwulst 91 versehen. Um das Einsetzen
der Probenauffanghülse 19c in
die Hülse 3c zu
erleichtern und dennoch bei eingesetzter Probenauffanghülse 19c radiale
Presssitzkräfte
zwischen den Ringwulsten 41, 91 und dem Innenmantel 93 der
Hülse 3c wirken
zu lassen, ist der Innenmantel 93 ungefähr im axialen Abstand der Ringwulste 41, 91 mit
Schrägstufen 95, 97 versehen,
die den Innendurchmesser des Innenmantels 93 stufenförmig verringern,
so dass der Innenmantel 93 bei Überwindung der den Ringwulsten 41, 91 zugeordneten
Schrägstufen 95, 97 radiale
Zwängkräfte auf
die Ringwulste 41, 91 ausübt. Entsprechend dem stufenweise
verringerten Innendurchmesser des Innenmantels 93 nehmen auch
die Außendurchmesser
der Ringwulste 41, 91 in Einsteckrichtung ab.
Die Ringwulste 41, 91 bilden eine Doppeldichtung,
die auf Grund der Drosselwirkung aufeinanderfolgender Dichtstellen
Flüssigkeitsverluste
zwischen der Hülse 3c und
der Probenauffanghülse 19c auch
bei Unterdruck sicher verhindert.
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Der
Probenentnahmestab 13c ist anders als im Ausführungsbeispiel
der 4 und 5a bis 5c im
Bereich der ihn aufnehmenden Durchtrittsöffnung 22c der Probenauffanghülse 19c in
seinem Außendurchmesser
gleichfalls gestuft. Der Probenentnahmestab 13c hat einen
die Schöpfvertiefungen 15c tragenden,
in die Hülse 3c eintauchenden
ersten Abschnitt 99 und einen bei eingestecktem Probenentnahmestab 13c in
die Durchtrittsöffnung 22c eingreifenden
Verschlussabschnitt 101, dessen Durchmesser größer ist
als der des Abschnitts 99. Entsprechend ist auch der Innendurchmesser
der Durchtrittsöffnung 22c zur
Flüssigkeitskammer
der Hülse 3c hin
gestuft. Eine Innenumfangsstufe 103 verengt die Durchtrittsöffnung von
einem ersten, den Verschlussabschnitt 101 mit radialem
Presssitz umfangenden Öffnungsabschnitt
auf einen den Durchtritt des Abschnitts 99 im Wesentlichen
ohne Presssitzkräfte
erlaubenden Durchmesser eines Abschnitts 107. Während der
Abschnitt 105 zur Erzeugung der radialen Presssitzkräfte gegebenenfalls
einen flachen Ringwulst haben kann, ist der Innendurchmesser des
Abschnitts 107 etwa dem Außendurchmesser des Abschnitts 99 angeglichen.
Vorzugsweise sind die Durchmesser der Abschnitte 99, 107 gleich,
jedoch mit einer leichtes Verschieben des Probenentnahmestabs 13c in
der Durchtrittsöffnung 22c sicherstellenden
Untertoleranz. Auf diese Weise entsteht zwischen den sich gegenüberliegenden
Flächen
der Abschnitte 99, 107 ein Drosselspalt, der die
Dichtung zwischen den Abschnitten 101 und 105 entlastet. Auch
diese Dichtung dichtet sicher gegen äußeren Unterdruck ab, ohne dass
das Einstecken des Probenentnahmestabs 13c auf Grund zu
hoher radialer Presskräfte
erschwert wäre.
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Der
Probenentnahmestab 13c kann die Einstecköffnung 22c sowohl
vor dem Schöpfen
einer Probe als auch danach dicht verschließen. Steckt jedoch der Probenentnahmestab 13c auch
vor der Probenentnahme in der Hülse 3c,
so schleppt er beim Herausziehen Flüssigkeit mit, was zu Kontaminierungen
der Umgebung bei der Probenentnahme führen kann. In einer bevorzugten
Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Probenentnahmestab 13c erstmals nach
der Probenentnahme in die Flüssigkeitskammer
der Hülse 3c eingesteckt
wird. Bis dahin ist die Durchstecköffnung 22c durch eine
bei 109 angedeutete integral an der Probenauffanghülse 19c ange formte
Membran 109 dicht verschlossen. Die Membran 109 hat
eine Dicke von beispielsweise ein oder zwei Hundertstel Millimeter
und wird von der Spitze des Probenentnahmestabs 13c durchstochen,
wenn der mit der Probe beladene Probenentnahmestab 13c in
die Flüssigkeitskammer
eingesteckt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Membran 109 flächenbündig zur
Kolbenscheibe 43 angeordnet. Eine Membran der erläuterten
Art kann auch bei den vorangegangen erläuterten Varianten der Probenvorbereitungsvorrichtung
vorgesehen sein.
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Zumindest
das in den 4 und 5a bis 5c dargestellte
Stuhlprobenröhrchen 1c,
vorkonfektioniert mit der erforderlichen Flüssigkeitsmenge, sowie das Auslassrohrteil 63 bilden
zusammen eine Handelsverpackungseinheit. Bestandteil der Handelsverpackungseinheit
ist bevorzugt auch wenigstens ein mit einer Schicht aus schwimmfähigem, wasserlöslichem
Material zur Erleichterung des Absetzens von Stuhl. Das Blatt kann
aus einer Folie aus dem schwimmfähigen,
wasserlöslichen
Material, wie z. B. aus einer Folie aus PEG (Polyethylenglykol), PVP
(Polyvinylpyrolydon) oder aus einem Zuckerpolymer, bestehen. Es
ist zweckmäßigerweise
opak, um seine Handhabung zu erleichtern. Vorteilhaft besteht das
Blatt aus einem Verbund aus dem wasserlöslichen, schwimmfähigen Material
und einer Lage aus verrottbarem, opakem Papier (Zellulose), um die Auflösung im
Wasser zu verzögern.
Bevorzugt ist auch die Verdünnungsvorrichtung
bestehend aus dem vorkonfektioniert die Verdünnungsflüssigkeit enthaltenden und durch
den Deckel 83 dicht verschlossenen Becher 79 sowie
zusätzlich
der Abtropfkappe 85 Bestandteil der Handelsverpackungseinheit.
Bis auf die Analysegerätschaften
sind damit sämtliche
für die
Erzeugung vorbereiteter Testflüssigkeiten
erforderlichen Geräte
Bestandteil der Handelseinheit. Es versteht sich, dass auch die
Analysegeräte
Bestandteil der Handelseinheit sein können. Insbesondere kann das
Lateral-flow-System Bestandteil der Verpackungseinheit sein.