DE3784967T2

DE3784967T2 - Tuelle-einrichtung in einem apparat fuer biochemische reaktionen.

Info

Publication number: DE3784967T2
Application number: DE8787107344T
Authority: DE
Inventors: Yuji Higo; Shuji Iwasaki; Satoru Kamada; Hideo Suzuki
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1987-05-20
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2007-05-21
Also published as: DE3784967D1; AU7320787A; EP0248275A2; US4816408A; CA1292714C; EP0248275A3; EP0248275B1; AU597978B2

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tülle-Einrichtung oder Düseneinrichtung zum Abführen einer Waschflüssigkeit in einer Reaktionskammer, wobei die Düseneinrichtung für biochemische Reaktionen wie immunologische Reaktionen geeignet und insbesondere als eine B/F (gebunden/frei) Trenneinrichtung in immunologischen Reaktionen geeignet ist.

Hintergrund des zugehörigen Gebiets:

In den meisten bisher verwendeten Geräten für biochemische Reaktionen wird eine bestimmte Reaktion in einem Behälter ausgeführt, der eine Reaktionskammer (Zelle) enthält, wobei die Innenseite der Reaktionskammer gewaschen wird, und anschließend wird das Erzeugnis mittels eines bestimmten optischen oder anderen Verfahrens gemessen.
Von diesen Verfahren, kann beispielsweise die Schätzung der das Enzym bezeichnenden Immunprüfung nach verschiedenen Prozessen durchgeführt werden, die beispielsweise in Clinical Chemistry, Bd. 22, Nr. 8, 1243-1255 (1976) beschrieben sind. Es ist ein allgemein bekannter Prozess in der Konkurrenz- oder Sandwichmethode, bekannt als enzymatische immunologische Reaktion, daß eine Antigen-Antikörperreaktion in einer Reaktionskammer ausgeführt wird und die Änderung optisch erfaßt wird, die auf dem Substrat durch Einwirken eines Labelenzyms auf dem Konjugat erzeugt wird, welches mit dem Antigen-Antikörper-Reaktionserzeugniskomplex verbunden ist. In diesem Prozess ist es jedoch erforderlich, das bezeichnete Konjugat, das mit dem Antigen-Antikörper-Reaktionserzeugniskomplex verbunden ist, in der Reaktionskammer zu lassen, bevor das erwähnte Substrat injiziert wird. Zu diesem Zweck sollte das Konjugat, das mit dem Antigen-Antikörper-Reaktionserzeugniskomplex verbunden ist, in der Reaktionskammer fixiert sein, während das Konjugat, das nicht mit dem Antigen-Antikörper-Reaktionserzeugniskomplex verbunden ist, durch Waschen aus der Reaktionskammer entfernt werden sollte. Das Zurücklassen des Konjugats, welches mit dem Antigen-Antikörper-Reaktionserzeugniskomplex verbunden ist, in der Reaktionskammer kann üblicherweise durch eine Vorbehandlung bewerkstellig werden, in der die Komponenten, die den Antigen-Antikörper- Reaktionserzeugniskomplex bilden, entweder das Antigen oder der Antikörper, fixiert und im voraus auf einem unlöslichen Träger in der Reaktionskammer gehalten werden (der Träger ist beispielsweise die Innenwand des Behälters, der die Reaktionskammer bildet, oder eine körnige Packung in der Reaktionskammer).
Das körnige Material (nachfolgend als Schüttung bezeichnet) hat in der Annahme, daß es eine magnetische Substanz enthält, ein oszillierendes Magnetfeld, das von der Außenseite aufgebracht wird, und oszilliert in der Reaktionskammer, die wirkungsvoll eine Probenlösung und das in die Reaktionskammer eingegebene Substrat bewegt.
Wie oben erwähnt, bildet die Schüttung vorzugsweise eine unlösliche Trägerfläche, auf der ein bestimmter Antikörper (oder Antigen) fixiert und gehalten wird. Beispielsweise wird ein bestimmter Antikörper (oder Antigen), der einem bestimmten Untersuchungsgegenstand entspricht, auf der Oberfläche der Schüttung fixiert, wenn ein unlöslicher Träger und die Schüttung in einem abgedichteten Testbehälter angeordnet werden, um unbekannte Proben zu untersuchen. Unterschiedliche Arten von Schüttungen, die unterschiedliche Arten von daran fixierten Antigenen tragen, die verschiedenen Untersuchungsgegenständen entsprechen, werden vorbereitet und in verschiedenen Testbehältern angeordnet. Beim praktischen Gebrauch wird ein geeigneter Testbehälter entsprechend der Objektprobe und dem notwendigen Untersuchungsgegenstand ausgewählt und auf dem vorbestimmten Haltemechanismus angeordnet, um den Behälter in die Meßvorrichtung einzubringen. Damit kann ein effizienter Meßvorgang realisiert werden.
Dieses System ermöglicht es üblicherweise, wirkungsvolle Resultate in einem Gerät zu erzielen, in dem die Beurteilung automatisiert ist.
Wenn eine körnige Substanz oder Körnerschüttung als Träger verwendet wird, wie oben erwähnt, ist es erforderlich, beim Zuführen und Ableiten einer Waschflüssigkeit darauf zu achten, daß die Schüttung nicht mit dem Waschflüssigkeitsstrom weggespült wird und daß die Strömung sich nicht negativ auf die Schüttung auswirkt.

Zusammenfassung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tülle-Einrichtung bzw. Düseneinrichtung anzugeben, bei der eine Waschflüssigkeit, die einer eine Schüttung enthaltenden Reaktionskammer zugeführt wurde, die Schüttung nicht wegschwemmt, wenn sie abgeführt wird, und bei der das Abführen der Waschflüssigkeit ohne negativen Einfluß ausgeführt wird, wie das Entfernen eines Antigen-Antikörper-Reaktionserzeugniskomplexes von der Fläche, der auf der Fläche fixiert und mit dieser kombiniert ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Düseneinrichtung anzugeben, mit der eine Waschflüssigkeit nicht an einer Ecke der Kammer oder in schmalen Spalten zwischen Schüttungen unabgeführt verbleibt.
Die Düseneinrichtung der vorliegenden Erfindung zur Verwendung in einer Vorrichtung für biochemische Reaktionen, die ausgerüstet ist, um die oben erwähnten Gegenstände auszuführen, enthält eine Düse, deren Spitze in eine Reaktionskammer für biochemische Reaktionen zum Zuführen und Abziehen einer Flüssigkeit eingesetzt werden kann, und einen Filter an der Spitze der Düse, der eine poröse Struktur mit einer Anzahl von Poren zum Saugen einer Flüssigkeit hat.
Die Düseneinrichtung der vorliegenden Erfindung ist konstruiert, um gleichzeitig die Zufuhr und das Abführen einer Waschflüssigkeit zum Waschen der Innenseite eines eine Schüttung enthaltenden Behälters auszuführen und enthält ein äußeres Rohr mit einer axialen oder ersten Bohrung, die sich zu der Reaktionskammer öffnet, und welches in Richtung der Reaktionskammer beweglich ist, einen porösen Filter, der an der Spitze des äußeren Rohres befestigt ist und eine axiale Bohrung oder zweite Bohrung eines kleinen Durchmessers aufweist, die sich hindurch erstreckt, wobei die zweite Bohrung koaxial mit der ersten Bohrung verläuft, sowie eine ebene Fläche an dem äußeren Ende, die in die Reaktionskammer einsetzbar ist, wobei ein inneres Rohr koaxial durch die erste und die zweite Bohrung verläuft und sich nach unten zur Spitzenöffnung des porösen Filters erstreckt und im wesentlichen dicht in die zweite Bohrung des porösen Filters eingesetzt ist, wobei ein ringförmiger Zwischenraum zu der ersten Bohrung verbleibt, und wobei die Innenseite des inneren Rohrs eine dritte Bohrung bildet, die eine Zuführleitung einer Waschflüssigkeit enthält, und der Filter und der ringförmige Zwischenraum eine Auslaßleitung der Waschflüssigkeit enthalten. Der poröse Filter ist aus einem im wesentlichen starren Material oder einem elastischen Material gebildet, welches härter als dasjenige das inneren Rohres ist.
Die oben erwähnte Schüttung für die Reaktionskammer kann vorzugsweise aus synthetischem Harz bestehen, auf dessen Oberfläche ein bestimmter Antikörper (oder Antigen) fixiert ist. Außerdem kann in der Schüttung eine magnetische Substanz eingeschlossen sein. Wenn somit von der Außenseite ein oszillierendes magnetisches Feld aufgebracht wird, oszilliert die Schüttung auf synchrone Weise und bewirkt eine Bewegung in der Reaktionskammer.
Die Reaktionskammer, die durch den Testbehälter oder eine andere Multititerplatte gebildet ist, hat üblicherweise ein kleines Fassungsvermögen unter mehreren Millilitern und besteht aus einem transparenten oder undurchsichtigen synthetischen Harz eines geeigneten Materials.
Die Schüttung zur Packung der Reaktionskammer hat üblicherweise eine Abmessung von 1 bis 2 mm Durchmesser, wobei dies jedoch von der Kapazität der Reaktionskammer abhängt, jedoch ist ein Durchmesser von 1,2 bis 1,8 mm bevorzugt.
Die porösen Filter sind vorzugsweise aus gesinterten Metallen, harten oder weichen Kunststoffen, Glas oder keramischen Materialien ausgewählt.
Bei der Düseneinrichtung der vorliegenden Erfindung hat die Düse eine doppelte Rohrkonstruktion mit dem inneren und dem äußeren Rohr. Eine Waschflüssigkeit wird durch die dritte Bohrung in der Innenseite des inneren Rohrs zugeführt, und die benutzte Waschflüssigkeit wird durch die erste Bohrung (oder durch den ringförmigen Raum zwischen dem inneren Rohr und der ersten Bohrung) abgeführt.
Ein poröser Filter mit einem ebenen Boden ist an der Öffnung des äußeren Rohres (erste Bohrung) befestigt, aus dem eine abgeführte Flüssigkeit in das äußere Rohr fließt. Der poröse Filter verhindert, daß die Schüttung in der Reaktionskammer in die Auslaßleitung eintritt, wenn die Flüssigkeit zum Abführen angesaugt wird. Die flache Endebene des Filters dient dazu, einen starken Druck zu verhindern, der auf die Schüttung einwirkt, die in Kontakt mit dem Filter gebracht wird. Anders ausgedrückt sollte der Filter keinen scharfen Rand haben, um die Schüttung nicht zu verderben.
Der Außendurchmesser des porösen Filters sollte vorzugsweise 50 bis 90% des Innendurchmessers der Basis des Behälters betragen, so daß jeder Tropfen der Waschflüssigkeit aus den Ecken des Behälters und aus den Zwischenräumen zwischen der Schüttung abgeführt bzw. entwässert werden kann.
Das Material, das zur Ausbildung des äußeren und inneren Rohres und des porösen Filters gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sollte chemisch stabil gegenüber der Waschflüssigkeit und den verwendeten Reaktionslösungen sein, und außerdem chemisch so inert, daß es keine Substanz löst, die die Messung der chemischen Reaktionen der Immunreaktionen beeinflussen könnte.
Um eine ausreichende Zufuhr einer Waschflüssigkeit zu dem Behälter sicherzustellen, sollte das innere Rohr so eingesetzt sein, daß es sich aufwärts zu der Öffnung an dem ferneren Ende der Durchgangsbohrung (zweite Bohrung) in dem porösen Filter erstreckt (entweder durch Ausbilden einer konkaven Fläche an dem Ende der Filterbohrung oder durch ausgesparte Einstellung des Endes des inneren Rohres von der Außenfläche des Filters). Wenn sich das Ende des inneren Rohres nicht zu der Außenfläche des porösen Filters erstreckt, kann eine Waschflüssigkeit teilweise durch den Filter zugeführt bzw. abgegeben werden. Aus demselben Grund paßt das innere Rohr vorzugsweise in die Durchgangsbohrung (zweite Bohrung) in dem porösen Filter ohne Ausbildung eines Spalts zwischen diesen. Das Vorhandensein eines Spalts kann jedoch durch den auf die Zufuhr einer Waschflüssigkeit ausgeübten Druck kompensiert werden, wenn das innere Rohr so geformt ist, daß es in die Bohrung des Filters paßt.
Im Falle einer doppelten Rohrkonstruktion in einer Düseneinrichtung mit inneren und äußeren Rohren sollte der poröse Filter aus einem im wesentlichen starren Material oder einem elastischen Material bestehen, welches härter ist als das Material des inneren Rohres.
Geeignete Materialien für das innere und das äußere Rohr und den porösen Filter dieser Erfindung enthalten Metalle (insbesondere rostfreien Stahl), Kunststoffe wie Bakelite und Teflon für die Rohre.
Wenn der poröse Filter aus einem im wesentlichen starren Material wie gesintertes Metall, Glas, Keramik oder Hartkunststoff besteht, kann das innere Rohr entweder aus einem starren oder elastischen Material bestehen. Wenn der poröse Filter aus einem elastischen Material wie Weichplastik, beispielsweise Polyäthylen, besteht, kann eine Substanz für das innere Rohr verwendet werden, die weicher ist als der poröse Filter, beispielsweise ein elastisches Tygon .
Der Lochdurchmesser der Poren des porösen Filters sollte klein genug sein, daß die zu waschende Schüttung nicht in das Loch eintritt, wobei ihr Durchmesser meist 50 bis 100 um beträgt.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise in einem Gerät für biochemische Reaktionen wie einer Meßvorrichtung für immunologische Reaktionen verwendet werden, in dem die Reaktionskammer in einem Behälter, der eine oder mehr Reaktionskammer enthält, mit einer Schüttung bepackt ist. Die Vorrichtung kann dann als eine Waschvorrichtung oder eine B/F-Trenneinrichtung arbeiten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und ihrer Vorteile ergibt sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:
Fig. 1 ein Beispiel einer Konstruktion, teilweise geschnitten und in einer Vorderansicht;
Fig. 2 eine Aufsicht auf die Düseneinrichtung;
Fig. 3a-c eine vordere Schnittansicht, Bodenansicht und Aufsicht auf den ersten Teil des äußeren Rohres der Düse der Düseneinrichtung;
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Meßvorrichtung für Enzymimmunprüfung, in der die Düseneinrichtung der vorliegenden Erfindung als eine B/F-Trenneinrichtung eingebaut sein kann;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Versuchsplatte, die Versuchsbehälter und deren Übertragungsmechanismus trägt;
Fig. 6 einen Querschnitt zur Darstellung der Arbeit einer Ausführungsform der B/F-Trenneinrichtung und
Fig. 7a und 7b Konstruktionen anderer Filter.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 4 transportiert der Transportweg 101 eine Versuchsplatte 107, die Versuchsbehälter bzw. Testbehälter 108 trägt, die in einem Feld angeordnet sind, in der Richtung, die durch den Pfeil in Fig. 5 dargestellt ist. Oberhalb des Transportweges und diesem gegenüberliegend sind nacheinander in der Reihenfolge der stromaufwärtigen zur stromabwärtigen Seite des Transportweges ein Dichtungsbrecher 102, eine Probenlösungsinjektionseinrichtung 103, eine B/F-Trenneinrichtung 104, eine Substratinjektionseinrichtung 105 und eine photometrische Einrichtung 106 angeordnet.
Die anderen Einrichtungen als die B/F-Trenneinrichtung 104, d.h. der Dichtungsbrecher 102, die Probenlösunginjektionseinrichtung 103, die Substratinjektionseinrichtung 105, und die photometrische Einrichtung 106 arbeiten folgendermaßen. Zuerst wird eine Dichtungsfolie eines Testbehälters bei 102 gebrochen, dann wird eine vorbestimmte Menge einer Probenlösung in eine offene Reaktionszelle unter Verwendung der Düseneinrichtung 103 injiziert. Die B/F-Trenneinrichtung folgt der nachfolgenden Reaktion, wonach ein Substrat in die Reaktionszelle injiziert wird, welches eine optisch erfaßbare Änderung durch die Wirkung eines Enzyms bewirkt, welches an einem oben erwähnten Antigen-Antikörper-Reaktionserzeugnisprodukt markiert ist, woraufhin die an dem Substrat erzeugte Änderung erfaßt und die Intensität der Änderung gemessen wird.
Der Testbehälter 108 besteht, wie Fig. 6 zeigt, aus dem eigentlichen napfförmigen Behälter 108a, der nach oben offen ist, mehreren Schüttungen 108b, die in dem eigentlichen Behälter 108a angeordnet sind, und einer Abdichtung, die in der Figur nicht dargestellt ist, jedoch die obere Öffnung 8c des Behälters 108a abdichtet. Die Schüttung bzw. Kugeln oder Körner sind vorher mit einem bestimmten Antikörper (oder Antigen) versehen worden, der unbeweglich auf ihrer Oberfläche ist.
Die Testplatte 107 trägt Testbehälter 108 in einem zweidimensionalen Feld, wie Figur 5 zeigt. Jeder Behälter ist in einem Loch angeordnet (in der Figur nicht gezeigt).
Die Testplatte 107b wird von einem Transportmechanismus (in der Figur nicht dargestellt) in Richtung des Pfeils in den Figuren 4 und 5 entlang des Transportweges 101 befördert.
Fig. 5 zeigt teilweise die B/F-Einrichtung 104 und die Substratinjektionseinrichtung 105. Bei diesem Beispiel sind diese Teile an einem einzigen Rahmen 110 befestigt, so daß das Waschen, die B/F-Trennung und die Injektion des Substrats nacheinander ausgeführt werden können.
In näheren Einzelheiten sind in Fig. 5 sowohl 111 als auch 112 jeweils Waschdüsen, die aus einem Paar Rohren zum Zuführen und Abführen einer Waschflüssigkeit bestehen, um das Waschen in einer Doppelschrittanordnung zu gewährleisten, als ein Teil einer B/F-Einrichtung 104. Element 113 ist ein Auslaßrohr für eine Flüssigkeit von der B/F-Einrichtung, wobei ein Filter 114 an der Spitze befestigt ist, während 115 eine Düse für die Substratinjektionseinrichtung 105 ist. Der Rahmen 110 kann mit den daran befestigten Düsen von einem Antriebsmechanismus (in den Figuren nicht gezeigt) in der vertikalen Richtung (a-b) und der Abtastrichtung (c-d) bewegt werden. Durch Bewegung des Rahmens 110 in der a-Richtung werden die Düsen in die entsprechenden Behälter eingesetzt und das Waschen, B/F-Trennen und Substratinjizieren erfolgen, nachdem der Rahmen durch Bewegung in der b-Richtung in die obere Position zurückkehrt. Dann bewegt sich der Rahmen 110 um eine kleine vorbestimmte Strecke in der c-Richtung, um eine benachbarte Reihe von Testbehältern in Position zu bringen, und die oben erwähnte Prozedur wird wiederholt.
Das Ende des Auslaßrohres 113 der oben erwähnten B/F-Einrichtung ist mit einem Saugtank (in der Figur nicht dargestellt) verbunden, um die Flüssigkeit in dem Testbehälter 108 vollständig anzusaugen und abzuführen.
Fig. 6 zeigt die Wirkung der B/F-Trennvorrichtung. Das Rohr 113 wird in einen Testbehälter 108 abgesenkt, bis der Filter 114 an der Spitze die Schüttung bzw. Kugeln 108b in dem Behälter berührt, und der Saugvorgang wird in dieser Position ausgeführt. Durch Verwenden eines weichen oder flexiblen Materials bei der Herstellung des Filters 114 reicht das Saugniveau zu einer Tiefe, die mit dem Boden der Schüttung bzw. Kugeln in dem Behälter vergleichbar ist. Fig. 7a und 7b zeigt andere Ausführungsformen eines Flüssigkeitsauslaßrohres einer B/F-Trenneinrichtung 104. Der Filter an der Spitze kann entweder ein Block oder eine Membran sein. In den meisten Fällen bedeckt der Filter vorzugsweise 70 bis 80% der Bodenfläche einer verwendeten Reaktionszelle.
Bei Verwendung der so ausgebildeten B/F-Einrichtung können Änderungen in einem Substrat als Maß einer enzymatischen Immunreaktion erfaßt und mit einer hohen Genauigkeit bezüglich der Aktivität eines Enzyms geschätzt werden, welches auf der Oberfläche der Schüttung in dem mit einem Antigen-Antikörper-Reaktionserzeugniskomplex kombinierten Zustand haftet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist jedes Paar der Arbeitsdüsen 111 oder 112 der B/F-Einrichtung durch koaxiale innere und äußere Düsen gebildet, wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt ist. Die Düsen der Figuren l bis 3 können auch für die B/F-Trennung verwendet werden, um die Düse 113 zu ersetzen.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Doppeldüseneinrichtung, die eine Ausführungsform dieser Erfindung ist. Ein Düsenpaar ist an einem Tragrahmen 1 (entsprechend dem Rahmen 110) befestigt und hat denselben Aufbau mit der Ausnahme, daß sie unabhängig voneinander an dem Rahmen befestigt sein können.
Der Tragrahmen 1 ist innerhalb eines begrenzten Bereichs in vertikaler Richtung mittels eines in der Figur nicht gezeigten Mechanismus bewegbar. Der Mechanismus arbeitet, um das untere Ende der Düse in eine Reaktionskammer 40 einzusetzen (entsprechend dem Behälter 8) und dasselbe aus der Reaktionskammer zurückzuziehen, was weiter unten noch beschrieben wird.
Die Hülse 2, die jede Düse hält, ist ein Zylinder, dessen beide Enden offen sind und der an dem Tragrahmen 1 befstigt ist. Der Zylinder ist mit zwei unterschiedilchen Durchmessern hohl, wie Fig. 1 zeigt. Der Teil 2a mit einem größeren Innendurchmesser nimmt eine Pufferfeder 6 auf. Der Teil 2b mit dem kleineren Innendurchmesser trägt und führt zusammen mit dem Teil 2a mit dem größeren Innendurchmesser die Gleitbewegung eines zugehörigen äußeren Düsenrohres 3, 4 und 5, welches sich in der vertikalen Richtung bewegt. Teile jedes äußeren Düsenrohres 3, 4 und 5 sind in Einzelheiten weiter unten erläutert.
Jede Düse dieses Beispiels ist eine Einheit, die aus drei Komponenten zusammengesetzt ist, d.h. dem äußeren Düsenrohr 3, 4 und 5, wie oben erwähnt, einem porösen Filter 7, der an dem unteren Ende des äußeren Düsenrohres befestigt ist, und einem inneren Düsenrohr 8, welches durch die Innenseite des äußeren Düsenrohres und den porösen Filter 7 führt, so daß die drei Komponenten eine gemeinsame Achse haben. Einzelheiten werden in der folgenden Erläuterung gegeben.
Die erste Erläuterung betrifft das äußere Düsenrohr. Das äußere Düsenrohr, welches als Einheit aus drei Komponenten gebildet ist, bildet nicht nur eine Teilstruktur der Düse, die von dem Rahmen 1 gehalten ist, der die Düse trägt, sondern sieht auch eine Auslaßleitung für eine Waschflüssigkeit vor, so daß die Flüssigkeit entlang der axialen Richtung fließt.
Der erste Teil 3 des äußeren Düsenrohres ist der untere Teil des äußeren Düsenrohres und besteht aus Bakelite . Eine axiale Bohrung 3a durchdringt das Rohr in der vertikalen Richtung, und eine breite Öffnung an dem unteren Ende bildet einen Teil 3c, der im Preßsitz einen Filter 7 aufnimmt. Eine Mutterschraubenfassung 3b ist an dem oberen Ende des Teils 3a vorgesehen, die das Verschrauben mit dem unten beschriebenen Teil 2 ermöglicht.
Der zweite Teil 4 des äußeren Düsenrohres bildet den Mittelabschnitt des äußeren Düsenrohres und besteht aus rostfreiem Stahl mit einer durchgehenden axialen Bohrung 4a in vertikaler Richtung und es befindet sich eine Vaterschraubenfassung 4b an dem unteren Ende zum Einschrauben in den oben erwähnten ersten Teil. Eine Vaterschraubenfassung 4c ist an der Oberseite des Teils 4 vorgesehen und dient zur Schraubenverbindung mit dem unten beschriebenen dritten Teil. Der zweite Teil 4 selbst ist von der Hülse 2 auf solche Weise gehalten, daß eine Bewegugn in vertikaler Richtung möglich ist.
Der dritte Teil 5 des äußeren Düsenrohres bildet den oberen Teil des äußeren Düsenrohres und besteht aus rostfreiem Stahl. Eine axiale Bohrung 5a durchdringt den dritten Teil 5 in der vertikalen Richtung. Die axialen Bohrungen bzw. Löcher 3a, 4a und 5a bilden zusammen eine erste Bohrung. Eine Mutterschraubenfassung 5b befindet sich an dem unteren Ende zum Gewindeeingriff mit dem zweiten Teil 4. Das untere Ende des dritten Teils 5 bildet eine Ebene, die in Kontakt mit der oberen Ebene der Hülse 2, die die Düse trägt, gerät. Somit bildet die obere Ebene der Hülse 2 eine Anschlagebene 5c oder Anschlageinrichtung, die die Abwärtsbewegung des äußeren Düsenrohres begrenzt.
Ein inneres Rohr 8 erstreckt sich durch die axialen Bohrungen bzw. Löcher 3a, 4a und 5a und bildet eine Zuführleitung 20 (3. Bohrung), als eine Flüssigkeitsabgabeeinrichtung für eine Waschflüssigkeit. Das innere Rohr 8 hat einen solchen Außendurchmesser, daß ein ringförmiger Zwischenraum zwischen dem inneren Rohr 8 und der Wand der axialen Löcher verbleibt, wodurch eine Auslaßleitung 30 für eine Waschflüssigkeit gebildet ist.
Der dritte Teil 5 ist mit zwei Verbindungsteilen versehen; einer verbindet die Auslaßleitung 30 für eine Waschflüssigkeit mit einem äußeren Auslaßrohr 11, dessen Zuführleitung 31 mit einem Unterdrucksaugbereich in Verbindung steht, und der andere verbindet die Zuführleitung 20 für eine Waschflüssigkeit innerhalb des inneren Rohres 8 mit einer Zuführleitung 9, die eine Zuführleitung 21 für die Waschflüssigkeit hat. Die erstere Verbindung ist durch eine Fixierschraube 12 gebildet, die dicht mit einem Flansch 11a an dem Ende des Auslaßrohres 11 verbindet. Die letztere Verbindung ist durch Verwendung einer Fixierschraube 12 zur dichten Befestigung des Flansches 8b an dem obersten Ende des inneren Rohres 8 mit demjenigen 9a des Zuführrohres 9 gebildet.
Der dritte Teil 5 des äußeren Düsenrohres dieser Ausführungsform füllt teilweise eine runde Aussparung 1b in einem Vorsprung 1a an der oberen Fläche des Rahmens 1, der die Düse hält, wie Figur 2 zeigt. Da die Fixierschrauben 10 und 12 durch den Vorsprung 1a getrennt sind, kann jede Düse ohne Beeinträchtigung einer benachbarten Düse gehandhabt werden.
Wenn die Düseneinrichtung wie oben beschrieben konstruiert ist, wird das äußere Rohr der Düse von der Pufferfeder 6 nach unten gedrückt oder vorgespannt, die in der Aussparung 2a der Hülse 2 angeordnet ist, weshalb im Anfangszustand oder in der anfänglichen Position die unterste Endebene oder Anschlagebene 5c des dritten Teils 5 in Kontakt mit der oberen Ebene der Hülse 2, die die Düse trägt, steht.
Während der Beibehaltung der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann der Rahmen 1, der die Düse hält, durch einen in den Figuren nicht dargestellten Mechanismus abgesenkt werden. Die Düse wird gleichzeitig abgesenkt, während die in den Figuren dargestellte Anordnung beibehalten wird. Wenn die Bewegung des die Düse haltenden Rahmens 1 angehalten werden soll, sobald das untere Ende der Düse auf einen harten Körper auftrifft, wäre es möglich, die Düse in die gewünschte Position zu bringen. In einem praktischen Betrieb ist jedoch eine Steuerung mit einer solchen Präzision schwer zu erreichen. In dieser Ausführungsform wird das Problem durch Verwendung der oben erwähnten Pufferfeder 6 gelöst. In anderen Worten ist die Düse (oder das äußere Rohr der Düse) dieser Ausführungsform so konstruiert, daß sie einen nach oben auf die Düse einwirkenden Druck durch die Pufferfeder 6 absorbiert, wobei die Düse in Aufwärts- und Abwärtsrichtung beweglich gemacht ist. Somit kann die Düse vor einem Bruch oder einer Kollision mit einem harten Körper geschützt werden.
Bei dieser Ausführungsform ist, wie oben beschrieben, der erste Teil 3 des äußeren Rohres der Düse aus Bakelite gebildet, während der zweite und der dritte Teil 4 und 5, die nicht in einen direkten Kontakt mit dem Reaktionsbehälter geraten, sondern nur mit der Auslaßbahn einer Waschflüssigkeit, aus einem rostfreien Stahl hergestellt sind. Somit sind die Anforderungen bezüglich der chemischen Stabilität und der mechanischen Festigkeit erfüllt.
Als nächstes wird der poröse Filter dieser Ausführungsform erläutert. Der poröse Filter 7 hat die Form eines Zylinders, der im Preßsitz in dem Ende des äußeren Rohres sitzt, und hat ein axiales Loch 7a, welches sich hindurch erstreckt, um eine zweite Bohrung zubilden. Die Vorderseite des porösen Filters 7 bildet eine kreisförmige Ebene 7b eines Durchmessers von 6mm, so daß der Filter in ein Reaktionsgefäß 40 mit einer Basis mit einem Innendurchmesser von beispielsweise 8 mm eingeführt werden kann, ohne an dem Reaktionsgefäß zu schaben. Aus demselben Grund ist der Rand der Vorderebene 7b vorzugsweise glatt gemacht. Der Teil 7c des Filters ist zweckmäßig geformt zum leichten und sicheren Einbau in die Spitze des ersten Teils 3 des äußeren Rohres.
Das Loch 7a, das den porösen Filter dieser Ausführungsform durchdringt, sollte einen Innendurchmesser haben, der groß genug ist, um das innere Rohr 8 der Düse aufzunehmen. Üblicherweise ist ein Innendurchmesser von 1,0 bis 2,0 mm ausreichend.
Der poröse Filter 7 dieser Ausführungsform sollte aus einem gesinterten Glasmaterial bestehen, welches im wesentlichen steif und chemisch stabil gegenüber allen Reaktionslösungen, Antigen- Antikörper-Komplex, Konjugat und Waschflüssigkeiten in dem Reaktionsgefäß 40 ist. Die Poren des porösen Filters sollten einen so kleinen Durchmesser haben, daß sie die Schüttung bzw. Körner 41 in dem Reaktionsbehälter nicht ansaugen, beispielsweise in der Größenordnung von 100 um.
Das Innenrohr 8 der Düse ist aus PTFE (Polytetrafluoräthylen) hergestellt und so eingebaut, daß die Spitze 8a sich durch das Loch 7a, welches durch den porösen Filter 7 verläuft, nach unten zu der unteren Endebene 7 erstreckt, und, wie oben beschrieben, berührt das Rohr 8 nicht die äußeren Rohre 3, 4 und 5, wobei die ringförmige Auslaßleitung 30 dazwischen verbleibt. Das innere Rohr 8 ist an dem obersten Ende mit dem äußeren Rohr 9 verbunden, welches eine Waschflüssigkeit zuführt, wie oben erwähnt ist. Der Durchmesser der Auslaßleitung 30 kann entsprechend der für das Gerät erforderlichen Waschflüssigkeitsmenge festgelegt werden.
Bei Verwendung der oben beschriebenen Düseneinrichtung kann eine Waschflüssigkeit zugeführt und abgeführt werden, um einen Waschvorgang folgendermaßen auszuführen: während der Rahmen 1, der die Düse hält, an einer hohen Position angeordnet ist, wird eine Waschflüssigkeit durch die Zuführleitung 20 in der Innenseite des inneren Rohres 8 zugeführt, und dann wird der Rahmen 1 abgesenkt, um den porösen Filter 7 an dem unteren Ende der Düse in einen Behälter 40 einzuführen. Die Waschflüssigkeit wird durch den porösen Filter 7 und die Auslaßleitung 30 als eine Flüssigkeitsauslaßeinrichtung abgeführt, wobei der poröse Filter leicht gegen die Schüttung bzw. Körnung 41 an der vorderen Ebene 7b drückt.
Wie in Einzelheiten beschrieben ist, ermöglicht die Düseneinrichtung der vorliegenden Erfindung das Abführen einer Flüssigkeit und das Zuführen und Abführen einer Waschflüssigkeit aus einer Reaktionskammer mit einer Schüttung, wobei dies ohne ein Verlust an Schüttung bzw. Körnern durch Abgabe zur Außenseite des Behälters und ohne Verlust an Antigen-Antikörper-Reaktionserzeugniskomplex, der auf der Oberfläche der Schüttung gehalten ist, erfolgt, wobei dies mit einer bemerkenswerten Wirksamkeit erfolgt.
Ein weiterer bemerkenswerter Effekt dieser Erfindung besteht darin, daß die Düseneinrichtung dieser Erfindung eine Waschflüssigkeit vollständig absaugen kann, ohne daß Tropfen der Flüssigkeit an einer Ecke des Behälters oder hinter der Schüttung zurückbleiben.
Offensichtlich sind zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehren möglich.

Claims

1. Düseneinrichtung in einer Vorrichtung für biochemische Reaktionen, die eine biochemische Reaktionskammer (40) aufweist, die eine Körnerschüttung (41) beinhaltet, mit:

einer Düse, die ein äußeres Düsenrohr (3, 4, 5) mit einer ersten Bohuung (3a, 4a, 5a) aufweist, die sich zur Reaktionskammer (40) hin öffnet,

einem porösen Filter (7), der an einer Spitze des äußeren Düsenrohrs (3, 4, 5) befestigt ist, wobei der poröse Filter (7) eine ebene Fläche an einem Ende aufweist, die der Spitze gegenüberliegt und eine zweite Bohrung (7a) aufweist, die sich durch den porösen Filter (7) hindurcherstreckt und koaxial mit der ersten Bohrung (3a, 4a, 5a) verläuft,

einem inneren Düsenrohr (8), das sich durch die erste Bohrung (3a, 4a, 5a) zur Spitze hin erstreckt und eine dritte Bohrung (20) definiert, wobei das innere Rohr (8) eng anliegend in der zweiten Bohrung (7a) befindlich ist und sich durch diese erstreckt, und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als ein Innendurchmesser der ersten Bohrung (3a, 4a, 5a), um einen ringförmigen Zwischenraum (30) zu definieren, der in Verbindung mit dem Filter (7) steht,

wobei die dritte Bohrung (20) eine Zuführleitung einer Waschflüssigkeit umfaßt, die mit einer Flüssigkeitsquelle verbunden ist,

wobei der Filter (7) und der ringförmige Zwischenraum (30) eine Austrittsleitung der Waschflüssigkeit umfaßt, die mit einer Saugeinrichtung verbunden ist,

wobei das innere Düsenrohr (8) so eingesetzt ist, daß es sich aufwärts zur Öffnung des ferneren Endes der zweiten Bohrung (7a) im porösen Filter (7) erstreckt, und

einer Einrichtung (1, 2, 5c, 6) zum Einsetzen des Filters (7) in die Reaktionskammer (40).

2. Düseneinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Körnerschüttung (41) Oberflächen aufweist, die in der Lage sind, einen Antigen-Antikörper-Reaktionserzeugniskomplex zu tragen.

3. Düseneinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Düseneinrichtung eine B/F(bound-free - gebunden-frei) Trenneinrichtung (104) der biochemischen Reaktionsvorrichtung umfaßt.

4. Düseneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Filter (7) aus einem steifen Material ausgebildet ist.

5. Düseneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Filter (7) aus einem elastischen Material hergestellt ist, der härter als das des inneren Düsenrohrs (8) ist.

6. Düseneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einrichtung zum Einsetzen umfaßt:

einen beweglichen Sützrahmen (1), der zumindest eine Hülse (2) aufweist;

wobei eine der Düsen in jeder Hülse (2) zur Vertikalbewegung angebracht ist;

eine Einrichtung (6) zum Beaufschlagen der Düse nach unten; und

eine Anschlageinrichtung (5c) zum Begrenzen einer Abwärtsbewegung jeder Düse, wobei die Berührung zwischen dem Filter (7) und der Körnerschüttung (41) in der Reaktionskammer (40) bewirkt, daß jede Düse die Anschlageinrichtung (5c) gegenüber der Beaufschlagungseinrichtung (6) nach oben hebt.