DE2233695A1 - DEVICE FOR TESTING SEVERAL SOLUTIONS - Google Patents
DEVICE FOR TESTING SEVERAL SOLUTIONSInfo
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Description
1 BERLIN 33 8 MÜNCHEN1 BERLIN 33 8 MUNICH
Augurt.-Vlktorla-Strae. 65 Dr.-Ιηα. HANS RUSCHKE Pl.nzenautr Str.B.2Augurt.-Vlktorla-Strasse. 65 Dr.-Ιηα. HANS RUSCHKE Pl.nzenautr Str.B.2
T.,.fä„:«<»» Dipl.-lng. HEINZAGULAR Tefefon:^«jT.,. F ä ":"<"" Dipl.-lng. HEINZAGULAR Telephone: ^ «j
p. 747p. 747
Pfizer Inc., New York 17, N.Y., V.St.A.Pfizer Inc., New York 17, N.Y., V.St.A.
Gerät zum' Testen mehrerer LösungenDevice for testing multiple solutions
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrich-1 tung zum gleichzeitigen Testen einer Reihe verschiedener Lösungen in einer vorbestimmten Zeitspanne,, Gesonderte, zeitlich genau festgelegte Tests erfordern eine gewissenhafte Sorgfalt, eine erhebliehe Zeit im Laboratorium und enthalten noch das Risiko des menschlichen Irrtums. Ziel der Erfindung ist, ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren sowie eine einfache und wirtschaftliche Vorrichtung zum Testen einer Reihe von Lösungen zur Verfügung zu stellen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung für Tests zu schaffen, die eine.gleichmäßige Dauer erfordern.The invention relates to a method and Vorrich- 1 tung for simultaneously testing a number of different solutions in a predetermined time period ,, Separately, precisely defined time tests require scrupulous care, an elevating Liehe time in the laboratory and contain the risk of human error . The aim of the invention is to provide a simple and economical method and a simple and economical device for testing a number of solutions. Another object of the invention is to provide a method and apparatus for tests which require uniform duration.
Gemäß der Erfindung wird eine perforierte obere Platte, die Losungstropfen trägt, die aus den Löchern der Platte herunterhängen, bewegt, so daß letztere einer unteren Platte, die einAccording to the invention, a perforated top plate carrying drops of solution hanging down from the holes in the plate is moved so that the latter a lower plate that a
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reaktionsfähiges Substrat trägt, eng anliegt. Dadurch kommen
die Tropfen gleichzeitig mit dem reaktionsfähigen Substrat in
Berührung, und ein Teil von diesen Tropfen geht mit einem
gleichen Volumen auf das reaktionsfähige Substrat über, wenn
die Platten getrennt werden. Alle Testreaktionen beginnen auf diese V/eise gleichzeitig und können durch Anwendung eines .geeigneten
Inhibitors gleichzeitig abgelesen oder begutachtet werden. Die obere und die untere Platte können durch Stäbe und Gleitschienen
beweglich verbunden werden« Ein Filmvorrat und ein
Haltegestell können in geeigneter Weise an der unteren Platte angebracht sein.reactive substrate carries, fits tightly. Come through this
the drops are in contact with the reactive substrate at the same time, and a portion of these drops go with one
equal volume to the reactive substrate when
the panels are separated. In this way, all test reactions begin at the same time and can be read or assessed at the same time by using a suitable inhibitor. The upper and the lower plate can be movably connected by rods and slide rails «A film supply and a
Support racks can be attached to the lower plate in any suitable manner.
Die neuen Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der
nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen,
für den Fachmann ersichtlich. In den Zeichnungen ist dieThe new features and advantages of the invention are apparent from the
The following description in conjunction with the associated drawings, in which the same reference numbers designate the same parts, are apparent to the person skilled in the art. In the drawings is the
!"ig. 1 eine bildliche Darstellung in teilweise auseinandergezogener Anordnung von einer Ausführungsform der Erfindung und ■! "Fig. 1 is a pictorial representation in partially exploded view Arrangement of an embodiment of the invention and ■
ffig. 2 eine Vorderansicht im Aufriß der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform und sind dieffig. FIG. 2 is a front elevational view of that shown in FIG Embodiment and are the
Pig. 3 bis 6 schematische Seitenansichten im Aufriß von einer vereinfachten Form der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung, und zwar in aufeinanderfolgenden Arbeitsphasen. Pig. Figures 3 to 6 are schematic side elevational views of one simplified form of the device shown in Figs. 1 and 2, in successive working phases.
In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 zum gleichzeitigen Testen
der Keaktion von einer Reihe verschiedener Lösungen mit einem
gemeinsamen reaktionsfähigen Substrat dargestellt. Die Vorrichtung
10 enthält eine obere Platte 12, die in bezug auf die
untere Grundplatte 14 mittels der Kupplung 16, die 4 Stäbe 18
enthält, die in Gleitschienen 20 gleiten, beweglich montiert. Die obere Platte 12 enthält einen perforierten Träger 22, der1 shows an apparatus 10 for simultaneously testing the reaction of a number of different solutions with a common reactive substrate. The device 10 includes a top plate 12 which, with respect to the
lower base plate 14 movably mounted by means of coupling 16, which contains 4 rods 18 which slide in slide rails 20. The top plate 12 includes a perforated support 22, the
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mittels der Aussparungen 24 in der Gestellplatte 26 entfernbar montiert ist. Zum Ausrichten geeignete Stifte 28 erstrecken sich durch die entsprechenden Löcher 30 in dem perforierten Träger Der perforierte Träger 22 weist eine Reihe gerader zylindrischer Bohrungen 32 auf*is removably mounted by means of the recesses 24 in the frame plate 26. Appropriate alignment pins 28 extend through the corresponding holes 30 in the perforated carrier. The perforated carrier 22 comprises a series of straight cylindrical ones Holes 32 on *
Die Form des Trägers 22, dessen Dicke und Material sind so beschaffen, daß ein Adhäsionskraft für Tropfen 34 aus flüssiger Lösung besteht und ein ausreichendes Flüssigkeitsvolumen darin sowie mit einem ausreichenden Abstand unter den Bohrungen 32 gehalten wird, um das untere reaktionsfähige Substrat 38 zu berühren, wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird. Der obere Träger 22 weist eine Reihe von Löchern oder Bohrungen 32, die ihn durchsetzen (wie z.B. gerade zylindrische Löcher), auf und ist aus einem Material hergestellt, das geringere Adhäsionskräfte für eine bestimmte Flüssigkeit hat als. das Material des unteren reaktionsfähigen Substrats 38 für die gleiche Flüssigkeit. Wenn z.B. die Flüssigkeit Wasser ist, kann die obere Platte aus einem Kunststoff und das untere reaktionsfähige Substrat aus einem Gelatinefilm bestehen. Andere geeignete Formen für die Bohrungen 32 sind z.B. gerade elliptische oder andere freigebildete Formen.The shape of the carrier 22, its thickness and material are such that that there is an adhesion force for drops 34 from liquid solution and a sufficient volume of liquid therein as well as with a sufficient distance under the bores 32 held to contact the lower reactive substrate 38, as described in more detail below. The upper support 22 has a series of holes or bores 32, which penetrate it (such as straight cylindrical holes), and is made of a material that has lower adhesive forces for a particular liquid has as. the material of the lower reactive substrate 38 for the same liquid. For example, if the liquid is water, the top plate can be plastic and the bottom reactive substrate consist of a gelatin film. Other suitable shapes for the Bores 32 are, for example, straight elliptical or other freely formed To shape.
Ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen wird in jede Bohrung 32 der oberen Platte 12 gebracht (unter Benutzung einer Pipette oder eines anderen herkömmlichen Systems zur Abgabe eines bestimmten Volumens), wobei sich die in der Fig. 2 dargestellte hängende Tropfenform J6 bildet. Das zur Bildung eines beständigen (unter Berücksichtigung mechanischer Störung) hängenden Tropfens erforderliche Flüssigkeitsvolumen hängt in erster" Linie von der Dichte der Flüssigkeit, deren Oberflächenspannung,' der Größe der Adhäsionskräfte zwischen der Flüssigkeit und dem Oberflächen-A given volume of liquid is placed in each bore 32 of the top plate 12 (using a pipette or other conventional system to dispense a given volume) to form the pendent teardrop shape J6 shown in FIG. The volume of liquid required to form a permanent (taking into account mechanical disturbance) hanging drop depends primarily on the density of the liquid, its surface tension, the magnitude of the adhesive forces between the liquid and the surface.
material der Platte/je Berührurigsbereichseinheit sowie von der Größe und den Formen des Lochs ab. Z.B. wird ein äußerst beständiger Tropfen gebildet, wenn 50 x 10" 1 Wasser in gerade zylindrische Löcher mit Durchmessern von 3»f> mm in einer Acryl-material of the plate / per contact area unit as well as the size and shape of the hole. For example, forming a very resistant drops when 50 x 10 "1 Water in straight cylindrical holes with diameters of 3» f> mm i n an acrylic
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harzplatte mit einer Dicke von 4 mm, wie in den Zeichnungen dargestellt ist, eingetragen werden.resin plate with a thickness of 4 mm, as shown in the drawings is to be registered.
Die untere Grundplatte 14 weist die obere Oberfläche 40 auf, auf der sich das gemeinsame reaktionsfähige Substrat 38 befindet, ■ um mit den hängenden Teilen 36 von Tropfen 3^ i-n Berührung zu kommen. Das Substrat 3Ö ist z.B. die Gelatineoberfläche eines unbelichteten aber entwickelten -Blatts aus photographischem Film,das zum Studium Trypsin-katalysierter Reaktionen geeignet ist, bei denen die Gelatineemulsion des Substrats durch unterschiedliche Konzentrationen wässriger Trypsinlösungen unter Bildung von Peptidprodukten hydrolysiert wird.The lower base plate 14 has the upper surface 40 on which the common reactive substrate 38 is located, in order to come into contact with the hanging portions 36 of drops 3 ^ i- n. The substrate 30 is, for example, the gelatin surface of an unexposed but developed sheet of photographic film, which is suitable for studying trypsin-catalyzed reactions in which the gelatin emulsion of the substrate is hydrolyzed by different concentrations of aqueous trypsin solutions to form peptide products.
Der iUlm 38 wird bequemerweise in dem -Behälter 42 aufbewahrt, der an einer Seite der Grundplatte 14 angeordnet ist, und in einer ebenen Stellung in der klappbaren, umfassenden Halterung 44 gehalten. Das Ende 46 des Films 38 wird einfach mit einer rechteckigen Drahtschleife 48 an dem Ende der Grundplatte 14, entgegengesetzt von dem Filmbehälter 42, festgehalten. Kerben in der oberen Oberfläche 40 der Grundplatte 14, zwischen dem Filmbehälter 42 und der.Halterung 44, stellen ein einfaches Mittel zum Trennen benutzter Stücke des Films 38 von dem Behälter 42 dar. Führungsdrähte 52 richten den Durchgang des-Films 38 durch die Halterung 44 aus.The iUlm 38 is conveniently stored in the container 42, which is arranged on one side of the base plate 14, and in held a level position in the foldable, comprehensive bracket 44. The end 46 of the film 38 is simply connected to a rectangular wire loop 48 at the end of the base plate 14, opposite from the film canister 42. Notches in the upper surface 40 of the base plate 14, between the film container 42 and the holder 44, provide a simple Means for separating used pieces of film 38 from container 42. Guide wires 52 direct the passage of the film 38 through the bracket 44.
Die Reibungsscheibenbremse 5^? die an einer Ecke der oberen Platte 12 angebracht ist und in Reibungskontakt mit dem angrenzenden Stab 18 steht, hält leicht die obere glatte 12 in ihrer Stellung, und die Spannkraft dieser Bremse kann leicht von Hand überwunden werden, wenn die obere Platte 12 durch ihren Betriebsstellungsbereich bewegt wird, einschließlich der unteren Stellung bis zu einstellbaren Sperrteilen bzw. Halteringen 56. Die Reibungsscheibenbremse 5^ besteht z.B. aus einem geeigneten Reibungsmaterial, wie z.B. aus einem elastischen, zusammendrückbaren Dichtungsring, der aus Filz- oder Schwammmaterial (synthetischem Scliwammkautsch.uk oder Polyurethanschwamm)The friction disc brake 5 ^? the a n a corner of the upper plate 12 is mounted and is in frictional contact with the adjacent rod 18 gently holds the upper smooth 12 in position, and the clamping force of the brake can be overcome easily by hand, when the upper plate 12 by their Operating position range is moved, including the lower position up to adjustable locking parts or retaining rings 56. The friction disc brake 5 ^ consists, for example, of a suitable friction material, such as an elastic, compressible sealing ring made of felt or sponge material (synthetic Scliwammkautsch.uk or polyurethane sponge )
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hergestellt worden ist. ■ .has been made. ■.
Die Vorrichtung 10 ist zur Durchführung einer Reihe gleichzeitiger Tests unbekannter Lösungen geeignet. Die Vorrichtung ist besonders geeignet, wenn die Reaktionen von einer Reihe unbekannter Lösungen alle mit der Reaktion von Standardlösungen mit dem gleichen reaktionsfähigen Substrat in einer einheitlichen Zeitspanne verglichen werden sollen. Die oben beschriebene Vorrichtung ist besonders zur Bestimmung der Fähigkeit von menschlichem Serum, Trypsin zu inhibieren, durch Parallelvergleich mit simulierten normalen, heterozygoten und homozygoten An4.-itrypsinseren geeignet, · ·The device 10 is suitable for performing a series of simultaneous tests of unknown solutions. The device is particularly useful when the reactions of a number of unknown solutions are all to be compared with the reaction of standard solutions with the same reactive substrate in a uniform period of time. The apparatus described above is particularly inhibiting to determine the ability of human serum, trypsin, by parallel comparison with simulated normal, heterozygous and homozygous to fourth-itrypsinseren suitable ·
Die !ig. 3 bis 6 erläutern die Durchführung' des Verfahrens der Erfindung mittels einer einfachen Vorrichtung 1OA, die in der \ ffig. 3 in einem für die Verwendung fertigen Zustand dargestellt ist. Eine Reihe von Trypsinlösungen von 50 χ 10 1 werden mit einer automatischen Pipette in die Löcher oder Boijhungen 32A der oberen Platte 12A gebracht, wie es in der ¥ig« 4 dargestellt 1st. Die obere Platte oder der obere Magen 12A wird von Hand gesenkt, bis diese bzw. dieser die Halteringe $&k berühren, wie es in der Jig. 5 dargestellt ist.The! Ig. 3 to 6 illustrate the practice of 'the method of the invention by means of a simple apparatus 1OA, the ffig in \. 3 is shown in a condition ready for use. A series of 50 × 10 1 trypsin solutions are placed in the holes or holes 32A of the upper plate 12A with an automatic pipette, as shown in FIG. 4. The upper plate or stomach 12A is lowered by hand until it touches the retaining rings $ & k , as shown in the jig. 5 is shown.
Wenn diese Berührung zustande kommt, berühren die Flüssigkeitsproben gleichzeitig den I1Um 38A, wie es in der IPig. 5 dargestellt ist. Der Abstand, zwischen den Platten 12A und 14A bei der Berührung,' der durch die Größe oder Stellung der Halteringe 56A reguliert wird, ist einer der Paktoren, die die Größe des Berührungsbereichs zwischen der Flüssigkeit und dem Ulm 3ÖA auf der unteren Platte 14-A bestimmen. Beim Kontakt wird ein Zeitmesser (nicht dargestellt) in Gang gesetzt, und zwar entweder von Hand oder durch elektrischen Kontakt zwischen der oberen Platte 12A und dem Haltering 56A bzw. den Halteringen 56A.When this contact is made, the fluid samples simultaneously touch the I 1 Um 38A, as in the IPig. 5 is shown. The distance between the plates 12A and 14A at contact, which is regulated by the size or position of the retaining rings 56A, is one of the factors that determines the size of the area of contact between the liquid and the ulm 30A on the lower plate 14-A determine. Upon contact, a timer (not shown) is started, either by hand or by electrical contact between top plate 12A and retaining ring 56A and retaining rings 56A, respectively.
2 09884/ 1 25S 0RIG!NAL inspected2 09884/1 25S 0RIG! NAL inspected
Nach der Berührung wird die obere Platte 121 zu ihrer ursprünglichen Stellung zurückgeführt, wodurch eine Teilübertragung eines gleichen Volumens von jeder flüssigen Probe in den Tropfen 37A zu dem Film 38A bewirkt wird, wie es in der Fig. 6 dargestellt ist. Der Grad der Übertragung kann für ein gegebenes System und eine bestimmte Konfiguration auf ein Höchstmaß gesteigert werden, wenn die Kräfte zwischen dem reaktionsfähigen Substrat und der Flüssigkeit größer sind als die Kräfte zwischen der oberen Platte und der Flüssigkeit. Wenn z.B. 50 χ 10" 1 Wasser in gerade zylindrische Löcher mit einem Durchmesser von 3,5 mm eingebracht werden, werden etwa 2 J % des Wassers von der oberen Acrylplatte zu einem Gelatinefilm als reaktionsfähiges Substrat übertragen, wenn die Halteringe 56A so angebracht sind, daß eine Lücke von 1 mm zwischen den Platten beim Kontakt besteht'. Wenn andererseits der als reaktionsfähiges Substrat verwendete Gelatinefilm durch Polystyrol ersetzt wird, werden nur 10 % des Wassers in den Löchern 32A auf die Polystyroloberfläche übertragen.Upon contact, the top plate 121 is returned to its original position, causing a partial transfer of an equal volume of each liquid sample in the drop 37A to the film 38A, as shown in FIG. The degree of transmission can be maximized for a given system and configuration when the forces between the reactive substrate and the liquid are greater than the forces between the top plate and the liquid. For example, if 50 χ 10 "1 of water is poured into straight cylindrical 3.5 mm diameter holes, about 2 J % of the water will be transferred from the top acrylic plate to a gelatin film as a reactive substrate when the retaining rings 56A are attached so that that there is a 1 mm gap between the plates upon contact. 'On the other hand, if the gelatin film used as the reactive substrate is replaced with polystyrene, only 10 % of the water in the holes 32A is transferred to the polystyrene surface.
Zu einer angegebenen Zeit (t = x) wird die untere Platte oder der untere Wagen 14-A, die bzw. der den Film 38A und dessen Reihe mit etwa 10 χ 10™ 1 Tropfen 3?A aus dem Reaktionsgemisch enthält, zu einem Bad>(nicht dargestellt) mit niedrigerem pH-Wert (pH-Wert von 2 bis 4-) geführt. l\iach dem Eintauchen des Films 3ÖA wird die katalytisch® Wirkung des Trypsins bestimmt und wird die hydrolysierte Gelatine entfernt. Das Ausmaß der Hydrolyse von der Gelatine wird dann mittels Lichttransmission durch die Fleckenbereiche des Films 38A ermittelt. Die Verwendung aines Farbfilms 38A .führt zu einem "Sandwichs-artigen dreifarbigen Geiatineschichtgebilde, wobei der Grad oder die Tiefe des durch die Reaktion verursachten Eindringens mit bemerkenswerter Leichtigkeit abgelesen werden kann.At a specified time (t = x), the lower plate or carriage 14-A, which contains the film 38A and its row with about 10χ10 ™1 drops of 3A from the reaction mixture, becomes a bath > (not shown) with a lower pH value (pH value from 2 to 4). After the film has been dipped in, the catalytic effect of the trypsin is determined and the hydrolyzed gelatin is removed. The extent of hydrolysis from the gelatin is then determined by transmission of light through the speckled areas of the film 38A. The use of a color film 38A results in a "sandwich-like, three-color geiatin sheet, wherein the degree or depth of penetration caused by the reaction can be read with remarkable ease.
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