DE3686967T2 - Behaelter zur bestimmung der menge an antikoerpern oder antigenen in einer biologischen fluessigkeit. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter zur Bestimmung der Menge von Antikörpern oder Antigenen in biologischer Flüssigkeit durch Bildung geeigneter Antikörper-Antigenkomplexe, wobei dieses Antigen oder dieser Antikörper anfänglich mit feinverteilten Magnetteilchen verbunden ist und wobei die Komplexe vom Rest einer Flüssigkeitsprobe getrennt werden, indem sie an einer Seitenwand des Behälters durch magnetische Anziehung dieser Teilchen angesammelt werden.
• Ein Verfahren zur Zugabe von Antikörpern oder Antigenen in eine biologische Flüssigkeit ist bekannt. Es besteht darin, in der Flüssigkeit magnetische Teilchen zu verteilen, die entweder mit Antigenen oder Antikörpern verbunden sind, die spezifisch für die jeweiligen Antikörper oder Antigene sind, die im genügenden Ausmaß sichergestellt werden sollen, um zu sichern, daß alle zu messenden Antikörper oder Antigene sich mit einem jeweiligen Antigen oder Antikörper, das spezifisch zu ihnen ist, verbunden werden. Die magnetischen Teilchen werden dann an einer Wand des Behälters angezogen, alle Substanzen außer den magnetischen Teilchen, die mit ihrem spezifischen Antigen oder Antikörper reaktant sind, welche mit ihrem jeweiligen Antikörper oder Antigenpartner verbunden sind oder nicht, werden aus dem Behälter entfernt. Der Behälter wird ausgespült, eine Reaktionsflüssisgkeit wird eingebracht, um eine enzymatische Reaktion mit den Antikörpern oder Antigenen durchzuführen, die Teilchen werden in der Flüssigkeit für eine vorbestimmte Zeitdauer verteilt, ein Mittel wird zur Flüssigkeit hinzugefügt, um die Reaktion zu beenden, die Magnetteilchen werden wieder an eine Wand des Behälters angezogen und die Reaktionsflüssigkeit wird kollorimetrisch gemessen.
• Das Anziehen der Magnetteilchen an den Boden einer Schale und das Ausleeren der biologischen Flüssigkeit durch Umdrehen der Schale mit dem Magneten, welcher dann die Teilchen gegen den Boden halten würde, wurde bereits vorgeschlagen. Dieses Vorgehen ist jedoch nicht sehr praktisch. Das Umdrehen einer Schale innerhalb einer automatischen Analysevorrichtung benötigt eine große Anzahl von Mechanismen. Es ist auch notwendig, Vorkehrungen zum Auffangen der Flüssigkeit, die aus den Schalen ausläuft, zu treffen.
• Eine Variante des vorgeschlagenen Verfahrens beinhaltet die Anordnung des Magneten an einer Seite der Schale, um die magnetischen Teilchen in einem bestimmten Bereich der Wand anzuziehen. Der Boden der Schale besteht demgemäß aus einer Vertiefung, entweder im Falle einer Schale mit kreisförmigem Querschnitt in Form einer Kugelkalotte, die tangential zu einem rohrförmigen Körper ist, oder im Falle einer Schale mit einem rechtwinkeligen Querschnitt aus einer Vertiefung mit einem geraden Material, der parallel und tangential zu den beiden gegenüberliegenden Flächen des Rohres ist. Die Ausnehmungen, die tangential zu dem rohrförmigen Abschnitt der Schale sind, sind dazu bestimmt, das Umrühren der Flüssisgkeit zu fördern und tote Zonen zu vermeiden, in welchen sie während der Bewegung stillstehend bleiben würde, wobei eine inhomogene Mischung gemacht würde. Der Nachteil eines Schalenbodens dieser besonderen Art ist, daß der Magnet, der die magnetischen Teilchen zu einem bestimmten Bereich der Wand zieht, dauernd in diesen Bereich festgehalten werden muß, um sie gegen die Wand zu halten. Das bringt in Folge mit sich, daß in einer automatischen Analysevorrichtung, in welcher die Schalen von einem Förderer von einem Arbeitspunkt zu einem anderen gebracht werden, der Magnet Teil des Förderers sein muß, wobei ein Magnet für jede Schale sowie Mittel zur Verschiebung des Magneten zwischen einer aktiven und einer inaktiven Position erforderlich sind. Solch eine Lösung ist kompliziert und daher teuer. Wenn die Magnete nur entlang jener Abschnitte des Weges des Förderers angeordnet sind, in welchen die magnetischen Teilchen in den bestimmten Abschnitt der Wand der Schale anzuziehen sind, werden die Teilchen jedesmal, wenn der Förderer die Schale von einem Magnet zum, nächsten schiebt, weiter entlang der Wand gelten und werden ebentuell mehr oder weniger den Boden der Schale erreichen. Insoweit als das gesamte Verfahren des Sammelns der magnetischen Teilchen in einem bestimmten Bereich der Wand der Schale es vorsieht, die Entfernung der Flüssigkeit mit einer Pipette zu erlauben, werden einige der Teilchen, die zu Boden geglitten sind, mitentfernt und werden unzulässiger Weise die Meßergebnisse verfälschen.
• Es wurde bereits vorgeschlagen, Flüssigkeitsprobenröhrchen mit speziellen Konfigurationen zu bilden, um diesen Röhrchen spezielle Merkmale zu geben, jedoch keines der Probenröhrchen gemäß dem Stand der Technik wurde entworfen, um magnetische Teilchen gegen einen bestimmten Bereich einer seitlichen Wand einer Schale zu halten.
• Eine Küvette, welche kegelförmige, innere Flächen enthält, die einen trichterförmigen Übergang in seinem unteren Abschnitt schaffen, ist in der USA-A 42 29 104 geoffenbart. Die Neigung dieser kegelförmigen inneren Flächen wäre zu steil, um magnetische Teilchen gegen die gerade seitliche Fläche dieser Küvette zu halten. Ein ähnliches Röhrchen ist auch in der US-A 41 06 907 geoffenbart. Eine andere Schale für flüssige Proben ist in der GB-A 14 78 620 geoffenbart, welche parallele Seitenwände, eine Rückwand und eine Vorderwand hat, die, während sie für einen kurzen Abstand von dem oberen Ende der Schale zur Rückwand parallel ist, dann nach unten hin sich gegen die Rückwand neigt, um einen unteren geschlossenen Abschnitt zu bilden, der von der Mittellinie der Schale abgesetzt ist. Die geneigte Fläche bildet mit der vorderen Wand einen Winkel von mehr als 140º, was zu steil ist, um magnetische Teilchen gegen die vordere Wand zu halten. Ferner verbindet ein gekrümmter Abschitt die vordere Wand mit der geneigten Fläche, was noch das Gleiten der magnetischen Teilchen gegen den Boden hin fördert.
• Eine Platte für biologische Agglunitationsversuche ist in der FR-A 24 23 769 geoffenbart. Diese Platte ist einteilig mit acht Reihe zu zwölf Zellen, die durch einen Rand umgeben sind, so daß es nicht möglich ist, diese Zellen getrennt zu verwenden. Außerdem erlaubt der Rand, welcher die Zellen umgibt, es nicht, wahlweise einen Permanentmagneten nahe der Seitenwände der Zellen anzubringen, welche in den Randreihen von Zellen angeordnet sind. Diese Randreihen und der Rand sollten es auch nicht mehr erlauben, seitlich nahe zu den anderen Zellen mit einem Permanentmagneten zu gelangen.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, zumindest in einem bestimmten Ausmaß die Nachteile der vorgenannten Verfahren zu eliminieren.
• Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch einen Behälter zur Bestimmung der Menge von Antikörpern oder Antigenen, wie in Anspruch 1 angeführt, erreicht.
• Der Vorteil dieses Behälters ist, daß die Oberfläche in einem stumpfen Winkel zu einer Seitenfläche der Schale die gesammelten Magnetteilchen vom Gleiten kurz abhält. Wenn die Magnetteilchen sich gegen die seitliche Fläche des Behälters, die an den stumpfen Winkel angrenzt, und in dem Bereich der Fläche sammeln, der an den Scheitel des Winkels angrenzt, werden die Teilchen, obwohl sie kurz von der Wirkung des Magnetfeldes, welches sie sammelt, enthoben sind, tatsächlich vom Hinuntergleiten aufgrund der schrägen Fläche in einem stumpfen Winkel zur Seitenfläche, gegen die sie gesammelt werden, abgehalten. Ferner, da die schräge Fläche tangential zu einem konkaven Bereich ist, der selbst tangential zur gegenliegenden Seitenfläche ist, wird die Form des Bodens des Behälters keine toten Zonen erlauben, während die Flüssigkeit gemischt wird, da die Form im wesentlichen mit der runden Form der Schale übereinstimmt. Ein Schalenboden dieser Form wird ein Pipettieren unter dem Niveau, auf welchem die Teilchen gesammelt werden, erlauben und beide, die biologische Flüssigkeit und die Spülflüssigkeit, können aus dem Behälter entfernt werden.
• Eine Ausführung und eine Variante der Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in welcher Fig. 1 eine Vorderansicht eines Behälters in Übereinstimmung mit der Erfindung ist und Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 ist. Fig. 3 ist ein Schnitt der Variante entlang eines Durchmessers davon.
• Die dargestellte Ausführungsform eines Behälters in Übereinstimmung mit der Erfindung (siehe Fig. 1, 2) besteht aus einem rohrförmigen Element, das in zwei Abteilungen 3 und 4, die im Qerschnitt rechtwinkelig sind und leicht nach außen und oben kegelig verlaufen, durch eine Trennwand 2 geteilt ist. Eine Abteilung ist dazu bestimmt, eine zu analysierende Probe mit seinen passenden Reagens oder Reagenzien aufzunehmen und die andere ist dazu bestimmt, eine Kontrollsubstanz aufzunehmen, die als Referenz für den speziellen Test, der mit seinem passenden Reagens oder Reagenzien ausgeführt wird, fungiert. Die Erfindung ist offensichtlich nicht auf eine Ausführung beschränkt, die nur zwei Abteilungen verwendet.
• Es wird aus Fig. 2 offensichtlich, daß der Schritt des Bodens des Behälters kein Kreisbogen ist, der tangential zu den zwei gegenüberliegenden, seitlichen Flächen ist, wie in allen Analysebehältern dieser Art. Die tatsächliche Form soll die Ausbildung von toten Zonen während des Bewegens der Flüssigkeit verhindern. Der Querschnitt des Bodens ist auf der anderen Seite ein Bogen 5 eines Kreises, der, während er zu der einen seitlichen Fläche 6 des Behälters tangential ist, zu der gegenüberliegenden seitlichen Fläche nicht tangential ist, aber zu einer schrägen Fläche 7, die selbst in einem stumpfen Winkel zur gegenüberliegenden seitlichen Fläche 8 steht.
• Der Bereich der gegenüberliegenden seitlichen Fläche 8, der an den stumpfen Winkel mit der schrägen Fläche 7 angrenzt, ist dazu bestimmt, gegenüber einem Permanentmagneten 9 angeordnet zu sein. Der Magnet sammelt die Magnetteilchen 10, welche in den Abteilungen 3 und 4 verteilt sind, zu dem zuvor hier erwähnten Zweck. Der besondere stumpfe Winkel zwischen den Flächen 7 und 8 in der dargestellten Ausführung ist 110º. Je näher der Winkel 90º ist, desto mehr werden die Teilchen gegen die Basis der gegenüberliegenden seitlichen Fläche 8 gehalten, obwohl, wenn der Winkel genau 90º ist, der Boden des Behälters und der untere Teil des Bereiches, in dem die Teilchen gesammelt werden, auf dem gleichen Niveau wären. Weiters ist das Risiko von toten Zonen während der Bewegung der FLüssigkeit größer, je näher der Winkel zu 90º ist. Es ist vielmehr, wie zuvor hier diskutiert, für die Spitze der Pipette vorzuziehen, unter den unteren Teil des Bereiches, in dem die Teilchen gesammelt sind, zu kommen. In der Praxis ist der Winkel zwischen den Flächen 7 und 8 zwischen 105 und 120º.
• Der Bereich der seitlichen Fläche 8, in dem Magnetteilchen 10 gesammelt werden sollen, stimmt annähernd mit einem Bereich der Wand jeder Abteilung 3 und 4 überein, welcher mit einer eingesenkten, ringförmigen Fläche 11 (Fig. 2), die einen kreisförmigen Bereich 12 umgibt, der so dick ist, wie der Rest der Wand. Die eingesenkte, ringförmige Fläche 11 ist eine Art flexible Membran gedacht, die, obwohl sie mit der Wand des Behälters in einem Stück ist, elastisch in bezug auf den Rest der Wand bewegt werden kann. In der Mitte des Innerem des kreisförmigen Bereiches 12 ist eine Nut 13. Die ringförmige Fläche 11, der kreisförmigen Bereich 12 und die Nut 13 sind dazu bestimmt, Ultraschallschwingungen, die durch ein Übertragungssystem, das gegen den kreisförmigen Bereich 12 angeordnet ist, zur Flüssigkeit zu übertragen, um die Flüssigkeit infolge der Kavitation, die dadurch in sie eingebracht wird, zu bewegen. Es soll betont werden, daß die ringförmige Fläche 11 in der Nähe des Scheitels des Winkels zwischen den Flächen 7 und 8 angeordnet ist. Diese Anordnung ist bevorzugt dadurch, daß sie auch hilft, die Ausbildung von toten Zonen in der einzigen Region der Flüssigkeit zu verhindern, wo die Bewegung möglicherweise verringert sein kann. Weiters wird der Ultraschall, wenn die Teilchen im Bereich der Wand 8, die an den stumpfen Winkel angrenzt, einmal gesammelt wurden und wenn sie wieder verteilt werden sollen, fähig sein, direkt auf sie einzuwirken und sie zu zerstreuen.
• Der äußere Durchmesser der ringförmigen Fläche 11 ist in der dargestellten Ausführungsform 6 mm und der innere Durchmesser 2 mm.
• Die Wand des Behälters ist 0,8 mmm dick und die ringförmige Fläche 0,3 mm dick. Der Behälter ist aus Polystyren oder Polyakrylat gespritzt.
• Obwohl die Abteilungen 3 und 4 in der dargestellten Ausführungsform in Form von Rohren mit rechtwinkeligem Querschnitt sind, wird es klar sein, daß die Erfindung uneingeschränkt auf Rohre mit verschiedenen Querschnitten, kreisförmig z. B., angewandt werden kann. Die rechtwinkelige Form jedoch wird kolorimetrische Messungen der Flüssigkeit ermöglichen, was erleichtert wird, wenn der Strahl durch parallele Oberflächen treten kann.
• Fig. 3 stellt eine Variante dar, in welcher ein rohrförmiger Einschluß verwendet wird. In dieser Variante besteht der Einschlußboden aus einem kegelstumpfförmigen Abschitt 15, dessen Kegelwinkel zwischen 105 und 120º ist. Dieser kegelstumpfförmige Abschnitt ist durch eine kugelförmige Kappe 16 abgeschlossen, um ein vollständiges Einsaugen der flüssigen Phase zu sichern, welcher Vorgang schwieriger wäre, wenn der Boden konisch geformt wäre.

Claims (4)

1. Behälter zur Bestimmung der Menge von Antikörpern oder Antigenen in einer biologischen Flüssigkeit durch Ausbildung von spezifischen Antikörper-Antigen Komplexen, wobei die einen, Antigene oder Antikörper, anfänglich mit fein verteilten magnetischen Teilchen verbunden sind und die Komplexe vom Rest der Flüssigkkeitsprobe getrennt werden, indem sie gegen eine Seitenwand (8) des Behälters durch magnetische Anziehung der Teilchen angesammelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß er einen rohrförmigen Körper aufweist, der ein oberes, offenes Ende hat und ein unteres Ende, das durch eine Bodenwand geschlossen ist; der rohrförmige Körper hat eine Seitenwand, an deren unterem Teil ein Sammelflächenabschnitt angeordnet ist, der oberhalb der Bodenwand liegt und direkt seitlich über den Raum zugänglich ist, der den rohrförmigen Körper umgibt, wobei ein Magnet angrenzend an diese Sammelfläche angeordnet werden kann; die Bodenwand hat einen Querschnitt, welcher einen gekrümmten Abschnitt (5, 16), der einen Kreisbogen beschreibt und einen verbleibenden Flächenabschnitt (7, 15), der zwischen dem gekrümmten Abschnitt der Bodenwand und dem Sammelflächenabschnitt angeordnet ist, enthält, dabei ist der verbleibende Abschnitt (7, 15) im wesentlichen eben und bildet mit dem Sammelflächenabschnitt einen Winkel von im wesentlichen 105º bis 120º.

2. Behälter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen rechteckigen Querschnitt hat, wobei diese Fläche (7), die durch eine gerade Erzeugende gebildet wird, eben und an eine der Seitenwände des Behälters angrenzend und zu einer konkaven Fläche tangential ist, die selbst tangential zur gegenüberliegenden Seitenwand des Behälters ist.

3. Behälter gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Zwischenwand (2), die sich zwischen den beiden gegenüberliegenden Seitenwänden erstreckt und den Behälter in zwei identische Abteilungen trennt.

4. Behälter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt der Seitenwand (8), durch welchen das Magnetfeld sich erstecken soll, einen Bereich zur Übertragung von Ultraschall enthält und aus einer Fläche (12) besteht, die weniger fest als der Rest der Wand ist und die an ihrem Rand mit dem Rest der Wand elastisch verbunden (11) ist.