DE3875050T2

DE3875050T2 - Vorrichtung zum verduennen und mischen von fluessigkeiten und anwendung fuer die kinetische analyse.

Info

Publication number: DE3875050T2
Application number: DE8888903679T
Authority: DE
Inventors: Barton Holmquist; K Scopes
Original assignee: Beckman Instruments Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1993-04-29
Anticipated expiration: 2008-04-01
Also published as: DE3875050D1; EP0310649B1; EP0310649A1; WO1988007668A1; JPH01502850A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche zwei oder mehr Lösungen rasch, genau und reproduzierbar verdünnt und mischt, zur Schaffung inkrementeller Konzentrationen, die mittels eines geeigneten Analysators analysiert werden können.
In einer bevorzugten Ausführung bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung, welche einen Reaktanten, wie beispielsweise ein Enzym, reproduzierbar mit aufeinanderfolgend zunehmenden Konzentrationen eines anderen (ausgewählten) Reaktanten zu mischen vermag, derart daß eine Reihe von Reaktionslösungen gebildet wird, die sich nur in der Konzentration des ausgewählten Reaktanten unterscheiden. Die so erzeugte Reihe von Reaktionslösungen kann sodann zur Gewinnung kinetischer Daten der Reaktion überwacht werden. Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf ein automatisiertes System, welches die Vorrichtung in Verbindung mit einem Schrittschaltmotor umfaßt, zur raschen Erzeugung einer Reihe von Lösungen, die lediglich hinsichtlich der Konzentration des ausgewählten Reaktanten variieren. Die Vorrichtung kann wahlweise mit einem Diodenfeld- Spektralphotometer verbunden werden, das gleichzeitig die Reaktionsgeschwindigkeit bei einer Wellenlänge und die anfängliche Konzentration des ausgewählten Reaktanten bei einer anderen Wellenlänge zu messen vermag.
Die Nützlichkeit der Vorrichtung besteht in der Schaffung einer Möglichkeit zur raschen, genauen und reproduzierbaren Gewinnung von Daten an chemischen, biochemischen und physikalisch- chemischen Reaktionen in Lösung.

Beschreibung von einschlägigem Stand der Technik

Die Charakterisierung eines Enzyms durch seine Michaelis-Menten- Konstante (Km), seine Umsetzungsrate (Vmax) und seine Affinitätskonstante (Ka) bezüglich Aktivator und Inhibitoren ist ein arbeitsintensives und mühsames Verfahren. Typischerweise erfordert es die anfängliche Herstellung von zwei oder mehreren Master- oder Stammlösungen. Eine der Masterlösungen, welche den ausgewählten Reaktanten enthält, wird von Hand zunehmend verdünnt, zur Erzeugung einer Reihe von Lösungen, welche hinsichtlich der Konzentration des ausgewählten Reaktanten variieren. Die geeigneten Lösungen werden sodann von Hand kombiniert, gemischt und in ein Spektralphotometer eingeführt, zur Gewinnung einer Reihe von Rohdaten, aus welchen die Konstanten berechnet werden können. Die Herstellung der vielfachen Verdünnungen, das manuelle Kombinieren und Mischen der Lösungen und die abschließende Einbringung der kombinierten Lösungen in ein Spektralphotometer ist nicht nur arbeitsaufwendig, sondern infolge der Zahl von manuellen Schritten ist das Verfahren auch fehleranfällig.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, welche einen ausgewählten Reaktanten zu verdünnen und den ausgewählten Reaktanten mit einem oder mehreren Reaktanten zu kombinieren und zu vermischen gestattet; wobei die genannte Vorrichtung mit einer Vorrichtung zum Einführen der kombinierten Lösung in einen Analysator, beispielsweise ein Spektralphotometer, verbunden ist, zur Überwachung und/oder Analyse. Insgesamt spart die Erfindung sowohl Zeit wie Mühe.
Unter den Mischvorrichtungen nach dem Stande der Technik finden sich die in der Hochdruck-Flüssigchromatographie verwendeten Gradienten erzeugenden Vorrichtungen. Derartige Vorrichtungen liefern durch Mischen von zwei Lösungsmitteln eine kontinuierlich veränderliche Eluentenlösung, derart daß die prozentuale Konzentration beider Lösungsmittel sich in Abhängigkeit von der Zeit langsam und allmählich verändert.
Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von der Gradientenvorrichtung nach dem Stande der Technik dadurch, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die allmähliche schrittweise Erzeugung geringfügiger Änderungen bei der Herstellung beider Lösungsmittel mit der Zeit gerichtet ist. Vielmehr ist die vorliegende Erfindung auf die rasche Erzeugung signifikanter inkrementeller Änderungen in der Konzentration eines einzigen ausgewählten Reaktanten gerichtet, während die Konzentrationen aller anderen Reaktanten konstant gehalten werden.
Der bekannte Stand der Technik der Mischung einer Enzymlösung mit ihrem Substrat umfaßt Vorrichtungen, bei welchen man ein Gas vorsichtig durch eine Lösung perlen läßt, zu welcher Enzym- oder Substratlösungen zugesetzt wurden. Eine weitere bekannte Mischvorrichtung zeigt das Mischen einer konvergierenden zusammengeführten Strömung von strömendem Enzym und Substrat, indem man die zusammengeführte Strömung durch eine lange Spirale oder Wicklung längs einer horizontalen Achse strömen läßt, wobei Segmente der fließenden Strömung voneinander durch Einführung einer Gasblase getrennt sind. Bei diesem zuletzt genannten System erfolgt die Mischung in der Hauptsache durch Verwendung von zwei Lösungen unterschiedlicher Dichte, wobei die Schwerkraft die dichtere Lösung abwärts in Richtung zur Unterseite eines Strömungsflusses zieht, der beim Hindurchströmen durch die längs einer horizontalen Achse angeordneten Spiralwickel kontinuierlich invertiert wird.
Anders als bei diesem Stand der Technik erzielt die vorliegende Erfindung die Vermischung von miteinander kombinierten Strömungsflüssen von Enzym und Substrat durch wiederholtes Auseinander- und Zusammenführen der Strömungsflüsse, wenn diese durch eine Mehrzahl von divergierenden und konvergierenden Strömungskanälen fließen. In dem vorliegenden System erfolgt die Mischung als Ergebnis der Turbulenz, wie sie auftritt, wenn die divergierenden Ströme wiederholt unter schrägem Winkel zusammengeführt werden.
Der Stand der Technik zeigt auch Spektrometrie bei angehaltener Strömung, eine Verfahrenstechnik, bei welcher unter Verwendung eines Antriebssystems gleiche Volumina von Reaktanten gemischt werden, zur Erzeugung mehrerer Lösungen einer einzigen unveränderlichen Konzentration, die in eine Zelle eines Spektralphotometers vorgeschoben werden. Diese Vorrichtung nach dem Stande der Technik unterscheidet sich von der vorliegenden Erfindung dadurch, daß der Stand der Technik weder die kontinuierliche Verdünnung eines der Reaktanten unter Bildung einer Reihe von Lösungen, die nur hinsichtlich der Konzentration eines einzigen Reaktanten variieren, gestattet noch ein Mittel an Hand gibt zur Gewinnung kinetischer Daten, welche die Charakterisierung eines Enzyms innerhalb einer kurzen Zeitperiode gestatten. Darüber hinaus gibt der Stand der Technik keine Anregung, daß derartige Verdünnungen möglich sind.
Das Dokument US-A-3615241 betrifft ein Pump- und Dosiersystem, bei welchem eine anfängliche Mischung von zwei Lösungen in einer Kammer erfolgt, die kein festes Volumen besitzt. Eine erste und eine zweite Kammer, die über ein Hahnventil in Strömungsverbindung stehen, enthalten Strömungsmittel unter Druck von unter Federvorspannung stehenden Kolben, und diese Strömungsmittel werden durch Öffnen des genannten Ventils gemischt. Das Strömungsmittelgemisch kann gleichzeitig unter Druck, zusammen mit einem weiteren Strömungsmittel aus einer anderen Kammer, in Verteilerleitungen abgegeben und von dort unter Druck der Kolben in eine weitere Kammer gedrückt werden. Dieses System gestattet keinen kontinuierlichen Durchfluß und ist verhältnismäßig komplex.
In dem Dokument FR-A-2247276 wird eine verbesserte Vermischung von Strömungsmitteln durch Aufspalten einer partiell gemischte Strömungsmittel enthaltenden Leitung in zwei oder drei Strömungen erreicht, die anschließend wieder vereinigt werden. Die hierbei erhaltene Turbulenz, Druckund Geschwindigkeitsänderungen ergeben eine bessere Strömungsmitteldurchmischung.
In dem Dokument EP-A-0019579 wird eine Mischapparatur vorgeschlagen, welche mittels computergesteuerten Schaltmotoren, die auf Kolbenburetten wirken, die Dosierung von Flüssigkeiten in einer Mischvorrichtung ermöglicht. Hierbei sind automatische Misch- und Verdünnungsarbeitsgänge gemäß einem gespeicherten Programm und die Weiterleitung von Gemischen zu verschiedenen Strömungsmeßzellen vorgesehen, wobei Meßdaten zur Steuerung einzelner Mischvorgänge Anwendung finden können.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein kontinuierliches Durchfluß-Mischsystem geschaffen zur Herstellung einer Reihe von Lösungen mit inkrementellen Änderungen in der Konzentration von wenigstens einer Lösung, umfassend
(i) eine Verdünnungskammer, welche einen Einlaß und einen Auslaß besitzt und ein zu Beginn vollständig mit einer ersten Flüssigkeit oder Lösung zu füllendes festes Volumen aufweist;
(ii) erste Antriebsmittel zum Einführen eines spezifischen Volumens einer zweiten Lösung in die Verdünnungskammer durch deren Einlaß, unter Verdrängung des gleichen Volumens der ersten Lösung durch den Auslaß der Verdünnungskammer; sowie
(iii) Durchmischungsmittel zum Durchmischen von Lösungen in der Verdünnungskammer, unter Bildung einer dritten Lösung; sowie
(iv) eine Mehrzahl von Kanälen bildende Mittel, durch welche die genannten ersten Antriebsmittel und die genannte Verdünnungskammer in Reihe miteinander unter Bildung eines mit Flüssigkeit gefüllten geschlossenen Systems verbunden werden, derart daß Verdrängung eines Flüssigkeitsvolumens am einen Ende des Systems die Verdrängung eines im wesentlichen gleichen Volumens durch das System hindurch erzwingt, zur Abgabe einer Lösung in der genannten Reihe von Lösungen am Ausgangsende des genannten Systems.
Ein derartiges System eignet sich zum Verdünnen einer ersten Lösung zur Erzeugung einer dritten Lösung, wobei die dritte Lösung mit einer vierten Lösung gemischt wird, zur Erzeugung einer neuartigen Serie von kombinierten Lösungen:
- wobei jeweils jede Lösung in der genannten Reihe kombinierter Lösungen wahlweise sich von allen anderen Lösungen in der genannten Reihe hinsichtlich der Konzentration wenigstens eines ausgewählten Reaktanten unterscheidet;
- und wobei jeweils jede aufeinanderfolgende Lösung in der genannten Reihe wahlweise entweder zunehmend höhere Konzentration oder zunehmend geringere Konzentration an dem genannten ausgewählten Reaktanten erhält.
Vorzugsweise ist das System automatisiert und weist erste Antriebsmittel in Verbindung mit einem Schrittschaltmotor auf, zur raschen und reproduzierbaren Erzeugung der genannten Reihe von Lösungen, wobei das System vorzugsweise des weiteren mit einem geeigneten Analysator zur Gewinnung chemischer, biochemischer oder physikalisch-chemischer Daten an der genannten Reihe von Lösungen verbunden ist.
Vorzugsweise ist auch vorgesehen, daß die genannte Antriebsvorrichtung impuls- bzw. taktförmig arbeitet und eine zweite Lösung in die genannte Verdünnungskammer hinein vorschiebt, aus der genannten Verdünnungskammer heraus ein gleiches Volumen einer dritten, einen ausgewählten Reaktanten enthaltenden Lösung verdrängt, das zu dem Punkt seines Zusammenflusses bzw. seiner Zusammenführung mit einer in gleicher Weise vorgeschobenen vierten, einen unverdünnten zweiten Reaktanten enthaltenden Lösung vorgeschoben wird, unter Bildung einer kombinierten Lösung, wobei die kombinierte Lösung durch die genannten Kanäle weiter und abschließend in einen Analysator geführt wird. Somit erhält die genannte Verdünnungskammer mit jedem Impuls bzw. Takt der genannten Antriebsvorrichtung die genannte zweite Lösung und erzeugt mit jedem Impuls bzw. Takt ein im wesentlichen gleiches Volumen einer dritten, den genannten ausgewählten Reaktanten enthaltenden Lösung, wobei die genannte dritte Lösung mit jedem Impuls bzw. Takt eine zunehmend höhere oder eine zunehmend geringere Konzentration an dem genannten ausgewählten Reaktanten erhält.
Eine weitere Vermischung der genannten kombinierten Lösung erfolgt in den genannten Strömungskanälen, in welchen die genannte kombinierte Lösung im Verlauf ihrer Strömung nach Maßgabe der Antriebsvorrichtung divergiert und wieder konvergiert, zur Erzeugung einer für Überwachungs- und/oder Analysezwecke geeigneten einheitlichen gleichförmigen Mischlösung.
Des weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Antriebsvorrichtung ein Paar von Antriebsinjektionsspritzen aufweist, die in Parallelanordnung mit einem Schrittschaltmotor verbunden sind, und daß die Ausgangsleitung der genannten Kanäle funktionell mit einem Analysator, vorzugsweise einem Spektralphotometer, über eine Strömungszelle verbunden ist, derart daß jeweils mit jedem Impuls bzw. Takt des genannten Schrittschaltmotors eine frisch gemischte Lösung von Reaktanten aus der Mischkammer in die Strömungszelle vorgeschoben wird und hierbei die ihr vorausgehende alte Lösung fortspült.
Vorzugsweise steuert ein Computerprogramm sowohl den Schrittschaltmotor und analysiert die Daten von dem Spektralphotometer für eine vorprogrammierte Verdünnungsreihe.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1: Schematische Darstellung des Verdünnungs- und Mischsystems zum Verdünnen einer Lösung A unter Erzeugung einer Lösung B und zum Mischen der Lösung B mit einer Lösung C unter Bildung einer kombinierten Lösung D (Reaktionsgemisch), die in eine Analysatorvorrichtung zur Überwachung und/oder Analyse vorgeschoben wird.
Fig. 2: Perspektivische Ansicht des Verdünnungs- und Mischsystems, das wahlweise zwei darin ausgebildete Verdünnungskammern enthält.
Fig. 3: Vertikale Schnittansicht des Verdünnungs- und Mischsystems.
Fig. 4: Horizontale Schnittansicht des Verdünnungs- und Mischsystems.

Kurze Beschreibung

Das Grundprinzip hinter der Wirkungsweise des Systems zum Verdünnen und Mischen von Flüssigkeiten ist schematisch in Fig. 1 dargestellt, wobei die Anordnung schematisch in eine Antriebsvorrichtung, eine Verdünnungskammer und Mischkanäle unterteilt ist.
Im Betriebszustand mischt das System der vorliegenden Erfindung eine zweite Lösung mit einer in der Verdünnungskammer enthaltenen Lösung oder mit Verdünnungsmittel, unter Bildung einer dritten Lösung. Die dritte Lösung wird schließlich durch Antrieb zu einem Konvergenzpunkt mit einer vierten Lösung gebracht und die kombinierte Lösung durch Antrieb in die Mischkanäle ein- und aus diesen herausgeführt. Nach dem Verlassen der Mischkanäle sind die vereinigten dritten und vierten Lösungen zu einem gleichförmig gemischten Reaktionsgemisch geworden, das sich zur Überwachung oder Analyse durch einen Analysator eignet.
Unter Analysator wird jegliches System verstanden, das die genannten kombinierten Lösungen zu analysieren vermag, sei es elektrochemisch, thermometrisch, fluorimetrisch, spektrophotometrisch und dergleichen oder mittels magnetischer Kernresonanz, paramagnetischer Elektronenresonanz, Zirkulardichroismus und dergleichen.
Indem das System kombinierte Lösungen (Reaktionsgemische) stufenweise bildet, vermag es eine neuartige Reihe kombinierter Lösungen zu erzeugen, wobei jeweils jede Lösung in der genannten Reihe kombinierter Lösungen wahlweise sich von den anderen Lösungen in der Reihe in der Konzentration von wenigstens einem ausgewählten Reaktanten unterscheidet. Außerdem können jeweils die aufeinanderfolgenden Lösungen in der genannten Reihe kombinierter Lösungen entweder zunehmend höhere oder zunehmend geringere Konzentration an dem ausgewählten Reaktanten aufweisen, je nach der jeweils verwendeten Modifikation des Verfahrens.
Die Antriebsmittel für das beschriebene System bestehen vorzugsweise aus zwei nach dem Prinzip positiver Verdrängung arbeitenden Vorrichtungen, wie beispielsweise einem Paar von Injektionsspritzen 26a und 26b. Vorzugsweise werden Injektionsspritzen gleicher Länge verwendet, obwohl ihre jeweiligen Volumina sich unterscheiden können, derart daß beide Antriebs-Injektionsspritzen in einfacher Weise mit einem einzigen linearen Antriebsschrittschaltmotor verbunden sein können.
Jede der beiden Antriebs-Injektionsspritzen enthält jeweils ihre eigene betreffende Lösung, nämlich die zweite bzw. die vierte Lösung. Die Verdrängung innerhalb der Antriebsspritzen drückt die zweite und die vierte Lösung aus den Spritzen heraus und in die Verdünnungsvorrichtung hinein. Da die Misch-, Verdünnungs- und Antriebsmittel ein geschlossenes System bilden, wird bei einer ganz geringen positiven Verstell-Verdrängung durch die Injektionsspritzen Flüssigkeit durch das System hindurch weitergedrückt. Demgemäß ist das in das System hineingedrückte Flüssigkeitsvolumen gleich dem aus dem System herausgedrückten Flüssigkeitsvolumen.
Die Verdünnung der zweiten Lösung zur Bildung der dritten Lösung erfolgt mittels einer Verdünnungsvorrichtung, welche eine bis vier in Reihe liegende Verdünnungskammern aufweist. Jede Verdünnungskammer ist jeweils anfänglich mit einer ersten Lösung oder Wasser gefüllt und an ihrer Oberseite reversibel mittels einer Verschlußvorrichtung verschlossen, unter Eliminierung jeglicher Lufträume. Jeder Verdünnungskammer ist ferner eine Rührvorrichtung, beispielsweise eine magnetische Rührstange, zugeordnet, um zu gewährleisten, daß jeweils jeder Impuls frisch eingeführter konzentrierter Lösung gut mit dem Verdünnungsmittel durchmischt wird, bevor er als verdünnte zweite Lösung (d. h. dritte Lösung) durch die nächste Injektion eines Volumens konzentrierter Lösung von der Antriebs-Injektionsspritze weitergeschoben wird.
Um zu gewährleisten, daß nur eine gleichförmig verdünnte zweite Lösung (d. h. dritte Lösung) aus der Verdünnungskammer austritt, ist es des weiteren vorzuziehen, daß die dritte Lösung aus der säulenartigen Verdünnungskammer an oder nahe dem entgegengesetzten Ende der Säule von der Eintrittsstelle der zweiten konzentrierten Lösung austritt, beispielsweise an der Ober- bzw. der Unterseite.
Mit jedem aufeinanderfolgenden Impuls oder Hub der Antriebs- Injektionsspritze 26a tritt die konzentrierte zweite Lösung von der ersten Antriebs-Injektionsspritze in die Verdünnungskammer ein, während eine mehr verdünnte zweite Lösung (d. h. dritte Lösung) aus der Kammer austritt. Somit baut sich mit jedem aufeinanderfolgenden Impuls der Antriebs-Injektionsspritzen der Gehalt der zweiten Lösung innerhalb der Verdünnungskammer auf. Demzufolge wird die Lösung innerhalb der Verdünnungskammer, welche die zweite Lösung wird, mit jedem Impuls zunehmend konzentrierter.
Wird nur eine einzelne 1-ml-Verdünnungskammer verwendet und nur 0,1 ml einer konzentrierten zweiten Lösung, welche den ausgewählten Reaktanten enthält, mit jedem Impuls oder Hub der Antriebsmittel in die Verdünnungskammer injiziert, so wird dann über die ersten neun Impulse bzw. Hube eine Reihe von Lösungen erzeugt, bei welcher jeweils jede aufeinanderfolgende Lösung in der Reihe einen in etwa linearen Anstieg in der Konzentration des ausgewählten Reaktanten zeigt.
Durch Verwendung von zwei in Reihe geschalteten 1-ml- Verdünnungskammern wie in Fig. 1 wird eine Reihe von Lösungen erzeugt, bei welcher jeweils jede aufeinanderfolgende Lösung in der Reihe anfänglich einen mehr nahezu exponentiellen Anstieg in der Konzentration des ausgewählten Reaktanten zeigt, jedoch mehr nahezu linear wird in dem Maße, wie die Konzentration des ausgewählten Reaktanten (erste Lösung) in der ersten Verdünnungskammer sich der Konzentration des ausgewählten Reaktanten in der anfänglichen zweiten Lösung annähert. Je nach der Anzahl und dem Volumen der in der Anordnung verwendeten Verdünnungskammern kann die Anordnung eine Reihe von Lösungen erzeugen, in welcher die Konzentration des ausgewählten Reaktanten jeweils in jeder Lösung innerhalb der Reihe wie gewünscht entweder linear oder exponentiell zunimmt.
Im Umfang der vorliegenden Erfindung liegt es auch, die den ausgewählten Reaktanten enthaltende hochkonzentrierte Lösung in einer oder mehrerer der Verdünnungskammer(n) 4 anzuordnen und für die zweite Lösung Wasser oder ein anderweitiges Verdünnungsmittel einzusetzen. Bei Anwendung dieser Ausführungsform kann die Anordnung ebenfalls eine Reihe von Lösungen erzeugen, die sich nur in der Konzentration eines einzelnen ausgewählten Reaktanten unterscheiden. Im Gegensatz zu der vorher diskutierten Ausführungsform wird jedoch jeweils jede aufeinanderfolgende Lösung in dieser Reihe zunehmend weniger konzentriert an dem ausgewählten Reaktanten.
Was das Mischen der zum Zusammenströmen gebrachten dritten und vierten Lösungen betrifft, so erfolgt das Mischen mittels der Mischkanäle, die mit dem Verdünnungsglied verbunden sind; und die im Verlauf des Strömungsflusses einbis sechsmal, vorzugsweise drei- bis viermal divergieren und rekonvergieren. Nach dem Passieren durch diese Kanäle ist die erhaltene wieder zum Zusammenströmen gebrachte Lösung oder das Reaktionsgemisch einheitlich durchmischt und geeignet zur Überwachung und/oder Analyse durch einen geeigneten Analysator.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Analyse der genannten Reihe von kombinierten Lösungen in dem genannten Analysator, vorzugsweise mittels einer Strömungszelle, die in Reihe mit dem distalen Ende der genannten Mischkanäle verbunden ist. Ein (positiver Verdrängungs-)Impuls durch das Paar von parallel miteinander wirkenden Antriebs- Injektionsspritzen bewirkt einen Vorschub eines ausreichenden Volumens der verdünnten dritten Lösung des ausgewählten Reaktanten und eines ausreichenden Volumens einer anderen vierten Lösung von nicht verdünntem Reaktanten, um das alte Reaktionsgemisch aus der Strömungszelle zu spülen und ein frisch gemischtes Reaktionsgemisch, das eine zunehmend größere Konzentration des ausgewählten Reaktanten enthält, an die Stelle zu setzen. Es ist auch vorzuziehen, eine Mikroströmungszelle (8 ul) zu verwenden, um die zum Ausspülen der Strömungszelle erforderlichen Reaktantenvolumina zu verringern. Mit einer 8-ul- Strömungszelle reichen typischerweise 100 ul jedes Reaktanten zum Spülen aus.
Die jeweilige theoretische Konzentration des ausgewählten Reaktanten in jedem aufeinanderfolgenden Reaktionsgemisch ändert sich jeweils mit jedem Impuls der Antriebsmittel. Jedoch kann die Konzentration des ausgewählten Reaktanten in jedem Reaktionsgemisch berechnet werden, indem man die bekannte Anfangskonzentration des ausgewählten Reaktanten, das Volumen der Verdünnungskammer(n) und das Volumen jedes Impulses oder Hubs in Rechnung stellt. Gleichwohl ist es vorzuziehen und genauer, in der den ausgewählten Reaktanten enthaltenden konzentrierten Lösung einen inneren Standard vorzusehen, beispielsweise einen Indikatorfarbstoff, der bei einer (nicht störenden) Wellenlänge absorbiert. Durch Überwachen der nach jeder aufeinanderfolgenden Verdünnung jeweils hervorgerufenen Absorptionsänderungen des Indikatorfarbstoffs läßt sich ein Verdünnungsfaktor berechnen und zur genauen Berechnung der Konzentration des entsprechend verdünnten ausgewählten Reaktanten verwenden.
Beispielsweise ist bei einer bevorzugten Ausführung des Systems gemäß NAD/NADH-gekoppelten Enzymreaktionen der ausgewählte Reaktant, dessen Konzentration verändert werden soll, ein Glied aus der Gruppe, welche aus einem Enzymsubstrat, einem Enzyminhibitor oder einem Enzymaktivator besteht; und der zweite Reaktant ist das interessierende Enzym. Bei der Arbeitsweise nach derartigen NAD/NADH-gekoppelten Enzymreaktionen ist es vorzuziehen, den Farbstoff Rhodamin B als inneren Standard zu verwenden, da Rhodamin B ein hohes molares Absorptionsvermögen (ca. 10&sup5;M&supmin;¹cm&supmin;¹) und ein scharfes Absorptionsmaximum (552 nm) mit praktisch keiner Absorption beim NADH-Absorptionsmaximum (340 nm) besitzt.
Bei dem oben diskutierten NAD/NADH-gekoppelten Enzymsystem ist die Verwendung eines eine Diodenanordnung aufweisenden Spektralphotometers mit dem beschriebenen System vorzuziehen, um die Reaktion bei oder nahe drei Wellenlängen zu überwachen: 340 nm, 440 nm und 552 nm. Die Ablesungen bei oder nahe diesen Wellenlängen werden alle 0,5 Sekunden über eine geeignete Zeitperiode hin aufgezeichnet, die enzymabhängig ist. Für Enzyme wie beispielsweise einfache Dehydrogenasen werden Messungen alle 0,5 Sekunden, beginnend 2 bis 10 Sekunden nach der Injektion in das Spektralphotometer, vorgenommen. Die Enzymrate wird aus Messungen von A&sub3;&sub4;&sub0;-A&sub4;&sub4;&sub0; berechnet, wobei A&sub3;&sub4;&sub0; und A&sub4;&sub4;&sub0; die Absorptionswerte bei 340 nm und 440 nm sind, während die Konzentration des ausgewählten Reaktanten aus dem Mittelwert der Messungen von A&sub5;&sub5;&sub2;-A&sub4;&sub4;&sub0; berechnet wird, wobei A&sub5;&sub5;&sub2; und A&sub4;&sub4;&sub0; die Absorptionswerte bei 552 und 440 nm sind.
Mit dem beschriebenen System läßt sich beispielsweise eine kinetische Meßreihe mit 15 Meßpunkten mit 15 verschiedenen Substratkonzentrationen in wenigen Minuten durchführen. Die Genauigkeit der Anordnung innerhalb der Meßreihe, zur Bestimmung sowohl von Enzymraten wie von Substratkonzentrationen war ausgezeichnet, mit Standardabweichungen im Bereich zwischen 0,47 bis 1,7 %, wenn ΔA (Differenz der Absorption) 0,05 in 20 Sekunden betrug.
Bei einer Abwandlung des beschriebenen Mischsystems sind die Antriebs-Injektionsspritzen 26a und 26b jeweils über ein Drei- Wege-Ventil funktionell mit dem Verdünnungsblock verbunden, wobei mit dem Drei-Wege-Ventil des weiteren auch eine Reservoir- oder Vorratsbehälterspritze funktionell verbunden ist (Fig. 2). Bei dieser Abwandlung können die Vorratsbehälterinjektionsspritzen zur raschen Nachfüllung der Antriebsspritze dienen, durch entsprechende Drehverstellung des Drei-Wege- Ventils. Umgekehrt können die Antriebs-Injektionsspritzen durch entsprechende Drehung des Drei-Wege-Ventils wieder funktionell mit dem Verdünnungsblock verbunden werden. Diese Abwandlung ergibt eine schnelle Vorrichtung, um eine große Reihe von Lösungen zu erhalten.
Bei manchen chemischen Reaktionen, insbesondere Enzymreaktionen, ist die Verwendung einer anderen Temperatur als Umgebungs- bzw. Zimmertemperatur vorzuziehen. Demgemäß kann in einer weiteren Abwandlung oder Anpassung der beschriebenen Vorrichtung die Temperatur der Lösungen in dem Verdünnungsblock wahlweise gesteuert werden, indem man den Verdünnungsblock mit einer regelbaren Wärmetauscher-Vorrichtung in wärmeleitende Verbindung bringt. Typischerweise erhöht die Verwendung eines wärmeleitenden Gels zwischen dem genannten Verdünnungsblock und dem genannten Wärmetauscher die Wirksamkeit der Wärmeübertragung zwischen dem genannten Block und dem genannten Wärmetauscher.
Das beschriebene System kann für die Schaffung eines halbautomatisierten Systems zur Gewinnung chemischer oder physikalisch-chemischer Daten von Reaktanten verwendet werden. In dem halbautomatisierten System sind die Antriebsmittel, vorzugsweise ein Paar von Antriebs-Injektionsspritzen in Parallelanordnung mit einem Schrittschaltmotor verbunden, zur genauen und reproduzierbaren Abgabe von Reaktantenvolumina, und die Austrittsleitung der Mischkanäle ist funktionell (in Reihenschaltung) mit einer Strömungszelle in einer Analysatorvorrichtung verbunden, derart daß bei jedem Impuls bzw. Takt des genannten Schrittschaltmotors eine frisch gemischte Lösung von Reaktanten aus dem Mischglied in die Strömungszelle gedrückt wird, wobei die alte Lösung ausgespült wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform des halbautomatisierten Systems dient zur spektralphotometrischen Gewinnung kinetischer Daten an Enzymsystemen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die oben erwähnte Strömungszelle funktionell einem Spektralphotometer vom Typ mit Diodenanordnung zugeordnet, das gleichzeitig die genannte interessierende Reaktion bei einer Wellenlänge und die genannte Konzentration des genannten ausgewählten Reaktanten bei einer nicht-störenden Wellenlänge mittels eines in der gleichen Lösung befindlichen Indikatorfarbstoffs zu überwachen gestattet.
Das vorstehend beschriebene System läßt sich auch vollständig automatisieren durch Verwendung eines Computerprogramms, um sowohl den Schrittschaltmotor zu steuern als auch die von irgendeinem über ein Interface anschließbaren Analysator gewonnenen Daten für eine beliebige vorprogrammierte Reihe von Verdünnungen zu analysieren.
Eine weitere Abwandlung bzw. Adaption der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die zweite Lösung und die Lösung in der Verdünnungskammer (d. h. die erste Lösung) die gleiche Lösung sind. In diesem Falle würde die Vorrichtung in genauer und reproduzierbarer Weise eine Reihe von Lösungen erzeugen, die miteinander identisch wären.
Das System der vorliegenden Erfindung wurde im Mikromaßstab diskutiert; jedoch liegt es im Rahmen der Erfindung, die beschriebenen Verdünnungs- und Mischtechniken im Makromaßstab anzuwenden, wie beispielsweise bei der kommerziellen Herstellung chemischer Reagenzien, chemischer Produkte, Lösungen und dergleichen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Verdünnen und Mischen von Flüssigkeiten, das die reproduzierbare Mischung eines Reaktanten mit aufeinanderfolgend zunehmenden oder abnehmenden Konzentrationen eines ausgewählten Reaktanten gestattet, zur Erzeugung einer Reihe von Lösungen, die lediglich hinsichtlich der Konzentration des ausgewählten Reaktanten variieren. Dieses System umfaßt eine Strömungsmittel- Verdünnungskammer, eine Strömungsmittel-Mischvorrichtung und eine Strömungsmittel-Antriebsvorrichtung und ist in den Fig. 2 bis 4 dargestellt.
Die Strömungsmittel-Verdünnungskammer umfaßt einen Festkörperblock aus nicht-reaktivem Material, das vorzugsweise bearbeitbar und durchsichtig ist, wie beispielsweise Plexiglas , und in welchem in Form von Bohrungen ein Paar säulenartiger Verdünnungskammern 4 und mehrere Strömungsmittelkanäle 5 bis 8 erzeugt sind; dieser Block wird als ein Verdünnungsblock 1 bezeichnet. Die säulenartigen Verdünnungskammern innerhalb dieses Verdünnungsblocks sind mit einem Innendurchmesser von 1,1 cm gebohrt und sodann am oberen Ende mit einer Konterbohrung mit größerem Innendurchmesser von beispielsweise 1,27 cm versehen, zur Bildung einer Lippe zur Aufnahme eines entsprechend bemessenen O-Rings 15, eines Quad- Rings 15 oder dergleichen. Die Verdünnungskammern werden sodann an der Oberseite reversibel mittels einer Verschlußvorrichtung verschlossen, welche durch Zusammenpressen des genannten O-Rings oder Quad-Rings abdichtet. Die beiden Verdünnungskammern, nämlich eine erste Verdünnungskammer 4a und eine zweite Verdünnungskammer 4b können jeweils in ihrem Inneren eine Rührvorrichtung, beispielsweise einen magnetischen Rührstab, enthalten und sind jeweils mit Strömungskanälen von 1,6 mm Durchmesser verbunden, nämlich jeweils einem ersten bzw. einem zweiten Strömungskanal. Der erste Strömungskanal jeder der genannten Verdünnungskammern dient für eine Anfangs- oder Einleitungsströmung, während der zweite Strömungskanal jeder der genannten Verdünnungskammern jeweils für eine Austritts- oder Entnahmeströmung vorgesehen ist. Das proximale Ende des ersten Strömungskanals 5 der ersten Verdünnungskammer mündet an einer Außenfläche des genannten Verdünnungsblocks und ist funktionell mit einer Verbindungsvorrichtung 11a zu einer Strömungsmittel- Antriebsvorrichtung 26a verbunden, wobei die genannte Verbindungsvorrichtung an dem Verdünnungsblock befestigt ist. Das distale Ende des genannten ersten Strömungskanals der ersten Verdünnungskammer mündet in die erste Verdünnungskammer. Der zweite Strömungskanal 6 der ersten Verdünnungskammer tritt aus der ersten Verdünnungskammer aus und öffnet sich in die zweite Verdünnungskammer 4b, und er dient somit als Verbindung der beiden Verdünnungskammern in Reihe miteinander. Der zweite Strömungskanal 7 der zweiten Verdünnungskammer ist an seinem proximalen Ende mit der genannten zweiten Verdünnungskammer 4b verbunden, von wo der genannte zweite Strömungskanal in Richtung zu einem unabhängigen Strömungskanal 8 und zur Konvergenz mit diesem in einem Konvergenzpunkt 12a verläuft, wobei dieser Konvergenzpunkt sich am distalen Ende beider genannter Kanäle und außerdem an oder nahe einer Außenfläche des genannten Verdünnungsblocks befindet. Das proximale Ende des unabhängigen Kanals 8 geht von einer Außenfläche des genannten Verdünnungsblocks aus, wobei diese genannte Außenfläche vorzugsweise direkt gegenüber der Außenfläche liegt, welcher das genannte distale Ende des unabhängigen Strömungskanals zugeordnet ist; wobei das proximale Ende funktionell mit einer Antriebsvorrichtung, beispielsweise einer Injektionsspritze 26b, verbunden ist, und zwar über eine Verbindungsvorrichtung 11b, die an dem genannten Verdünnungsblock 1 befestigt ist. Der Verdünnungsblock weist des ferneren eine relativ ebene Fläche an der dem genannten Konvergenzpunkt 12a zugeordneten Außenfläche auf, wobei diese ebene Oberfläche zur Befestigung eines Mischgliedes geeignet ist. Vorzugsweise ist die dem genannten Konvergenzpunkt zugeordnete Oberfläche des genannten Verdünnungsblocks zur Anpassung an die geeignete Oberfläche des genannten Mischgliedes bearbeitet. Typischerweise sind beide genannte Flächen vertikale Flächen.
Die Strömungsmittel-Mischvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Festkörperblock aus nicht-reaktivem (inertem) und vorzugsweise durchsichtigen Material wie beispielsweise Plexiglas , der wenigstens eine relativ ebene Oberfläche aufweist, in welche mehrere Kanäle 9 geschnitten sind; dieser Block wird als Mischblock 2 bezeichnet. Diese mehreren Kanäle gehen von einem auf der genannten ebenen Fläche, nicht einer Kante, gewählten Punkt 12b aus und divergieren und rekonvergieren ein- bis sechsmal im Verlauf ihrer Erstreckung entlang der genannten Fläche, und enden an einer Kante als ein einziger Kanal. Vorzugsweise ist ein Längenabschnitt am distalen Ende des genannten Kanals mit genügend größerer Weite als der vorhergehende Kanal ausgebildet, um die Anbringung einer Austrittsleitung 10 in Reihe mit dem genannten distalen Ende zu ermöglichen, wobei die genannte Austrittsleitung im wesentlichen den gleichen Innendurchmesser wie der vorhergehende Kanal 9 besitzt. Die ebene Oberfläche des Mischblocks, welche die Mehrzahl von Strömungskanälen enthält, ist dichtschließend an der dem Konvergenzpunkt zugeordneten ebenen Oberfläche des Verdünnungsblocks befestigt, derart daß der ausgewählte Punkt 12b des genannten Mischblocks in Überdeckung mit dem Punkt 12a des genannten Verdünnungsblocks zu liegen kommt, und die Anbringung somit die genannte Mehrzahl von Kanälen in eine Mehrzahl von abgedichteten Strömungskanälen umwandelt, durch welche aus den Strömungskanälen 7 und 8 zusammengeführte Lösungen strömen und sich anschließend beim Durchströmen durch ein- bis sechsmaliges Divergieren und Rekonvergieren vermischen.
Die Mehrzahl von Kanälen an der Oberfläche des Mischblocks endet in den Fig. 3-4 an einer Kante, und die Austrittsleitung 10 liegt in der gleichen Ebene wie die genannte Mehrzahl von Kanälen 9; jedoch ist dies kein wesentliches Merkmal, und es liegt weiter im Rahmen der Erfindung, daß die genannte Mehrzahl von Kanälen anderswo als an einer Kante enden können, mit einer Austrittsleitung, die nicht in derselben Ebene wie die genannte Mehrzahl von Strömungskanälen liegt.
Die Strömungsmittel-Antriebsvorrichtungen für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise nach dem Prinzip der positiven Verdrängung arbeitende Vorrichtungen, wie beispielsweise die in den Fig. 3-4 dargestellten Injektionsspritzen 26a und 26b, und dergleichen. Die Antriebsvorrichtung ist vorzugsweise automatisiert, beispielsweise indem man das stumpfe Ende der Spritzenzylinder oder -kolben mit einem linearen Antriebs-Schrittschaltmotor oder mit einem Schneckenantriebmotor verbindet, die sowohl hinsichtlich des abgegebenen Volumens als auch der Zeit vor der Abgabe computergesteuert sein können. Falls die Antriebsmittel Injektionsspritzen sind, wie beispielsweise 26a und 26b, können die genannten Injektionsspritzen funktionell mit dem Verdünnungsblock 1 durch Luer-Anschlußmittel 11a bzw. 11b verbunden sein, wobei diese Anschlüsse an dem genannten Verdünnungsblock im wesentlichen leckdicht befestigt sind. Vorzugsweise kann jeweils zwischen jedem der genannten Anschlußmittel 11a und 11b und der jeweiligen genannten Antriebsvorrichtung 26a und 26b ein Drei-Wege-Ventil 28a oder 28b in Reihe geschaltet sein; wobei dieses genannte Ventil seinerseits des weiteren mit seiner betreffenden Vorratsbehälterspritze 27a oder 27b verbunden ist, welche die rasche Nachfüllung der genannten betreffenden Antriebs(Injektionsspritzen)mittel über das genannte Ventil (Fig. 2) ohne Abnahme gestattet.
Die Antriebsvorrichtung für die vorliegende Erfindung arbeitet impuls- bzw. taktförmig und bewirkt, daß eine einen ausgewählten Reaktanten enthaltende unverdünnte zweite Lösung in die genannte Verdünnungsvorrichtung gedrückt und aus der genannten Verdünnungsvorrichtung ein gleiches Volumen der verdünnten zweiten Lösung verdrängt wird, das zum Punkt seines Zusammenfließens oder seiner Konvergenz mit einer in gleicher Weise vorangedrückten, einen unverdünnten zweiten Reaktanten enthaltenden Lösung vorgeschoben wird, unter Bildung einer kombinierten Lösung, wobei die genannte kombinierte Lösung mit demselben Impuls oder Takt durch die genannte Strömungsmittel- Mischvorrichtung weitergeführt wird und abschließend in ein Spektralphotometer zur Überwachung oder Analyse. Die den unverdünnten Reaktanten enthaltende Lösung (vierte Lösung) wird vorzugsweise von einer zweiten Antriebsvorrichtung in einem gleichen Volumen wie das von der ersten Antriebsvorrichtung vorgeschobene Volumen vorgeschoben.
Die zum dichten Verschluß der Verdünnungssäulen 4a oder 4b verwendete reversible Verschluß- oder Abdichtvorrichtung umfaßt die folgenden Teile: zwei säulenartige pfropfen-bzw. stöpselförmige Verschlußkappen 14 wie in Fig. 2-4 gezeigt, die einen ausreichenden Durchmesser besitzen, um abwärts in die genannten Verdünnungskammern zu gleiten und mit ihren entsprechenden Unterseiten auf den genannten O-Ringen, Quad- Ringen 15 oder dergleichen aufzuruhen, wobei die Unterseite der genannten säulenartigen Verschlußkappen leicht konvex ausgebildet sind, um beim dichten Abschluß der genannten Kammern vollständig jegliche Luft zu verdrängen; eine auf der Oberseite der genannten Verschlußkappen aufruhende Druckplatte 16, welcher ein Paar kleiner einstellbarer Schraubvorrichtungen 18 und eine große einstellbare Schraubvorrichtung zugeordnet sind, wobei die kleinen Einstellschraubvorrichtungen durch die Platte hindurch verschraubt sind und zentrisch jeweils über einer der genannten Kappen angeordnet sind, und wobei den genannten kleinen Einstellschraubvorrichtungen jeweils weiter eine Spann- oder Federvorrichtung 17 zugeordnet ist; die genannte große Einstellschraubvorrichtung 21 ist in Gewindeeingriff durch ein horizontales Glied 20 eines dreigliedrigen Halterungsaggregats geführt und einstellbar oberhalb der genannten Druckplatte angeordnet; wobei das genannte Halterungsaggregat des weiteren zwei vertikale Glieder 19a und 19b aufweist, die nahe ihren entsprechenden unteren Enden durch eine Befestigungsvorrichtung 22 schwenkbar mit gegenüberliegenden Seiten des genannten Verdünnungsblocks verbunden sind und an ihren entsprechenden oberen Enden starr mit den gegenüberliegenden Enden des genannten horizontalen Glieds durch eine Befestigungsvorrichtung 25 verbunden sind; wird das genannte Halterungsaggregat über der genannten Druckplatte angebracht und die genannte große Einstellschraubvorrichtung abwärts verstellt, gelangt somit die genannte große Einstellschraubvorrichtung in Berührung mit der Oberseite der genannten Druckplatte und übt grob gesehen einen abwärts gerichteten Druck auf die genannte Platte aus; die genannte Platte übt sodann einen Druck auf die genannten Verschlußkappen aus; der Druck auf die genannten Verschlußkappen wird durch die genannten kleinen Schraubvorrichtungen gleichmäßig eingestellt; die Verschlußkappen pressen sodann die genannten O-Ringe unter Bildung einer Abdichtung zusammen, derart daß bei Druckbeaufschlagung der genannten Verdünnungskammern durch die genannten Antriebsmittel keinerlei Leckage von darin enthaltener Lösung auftritt.
Alternativ könnte die zur Abdichtung der Verdünnungskammern 4a und 4b verwendete reversible Abdichtvorrichtung einfach als Schraubkappe ausgebildet sein; der mit größerem zylindrischem Durchmesser ausgebildete Abschnitt der genannten säulenartigen bzw. zylindrischen Verdünnungskammern wäre dabei mit Gewinde ausgebildet, um die genannten Gewindekappen aufzunehmen; die Gewindekappen würden eine leicht konvex ausgebildete Unterseite aufweisen, derart daß beim Einschrauben der Gewindekappen abwärts in eine gefüllte Verdünnungskammer hinein ihre Unterseite jegliche Luft verdrängen und die genannten O-Ringe 15, Quad-Ringe oder dergleichen unter Bildung einer im wesentlichen lecksicheren Abdichtung zusammenpressen würde.

Claims

1. Durchfluß-Mischsystem zur Herstellung einer Reihe von Lösungen mit inkrementellen Änderungen in der Konzentration von wenigstens einer Lösung, umfassend

(i) eine Verdünnungskammer (4), welche einen Einlaß und einen Auslaß besitzt und ein zu Beginn vollständig mit einer ersten Flüssigkeit oder Lösung zu füllendes festes Volumen aufweist;

(ii) erste Antriebsmittel (26a) zum Einführen eines spezifischen Volumens einer zweiten Lösung in die Verdünnungskammer durch deren Einlaß, unter Verdrängung des gleichen Volumens der ersten Lösung durch den Auslaß der Verdünnungskammer; sowie

(iii) Durchmischungsmittel zum Durchmischen von Lösungen in der Verdünnungskammer, unter Bildung einer dritten Lösung; sowie

(iv) eine Mehrzahl von Kanälen (5-7) bildende Mittel, durch welche die genannten ersten Antriebsmittel und die genannte Verdünnungskammer in Reihe miteinander unter Bildung eines mit Flüssigkeit gefüllten geschlossenen Systems verbunden werden, derart daß Verdrängung eines Flüssigkeitsvolumens am einen Ende des Systems die Verdrängung eines im wesentlichen gleichen Volumens durch das System hindurch erzwingt, zur Abgabe einer Lösung in der genannten Reihe von Lösungen am Ausgangsende des genannten Systems.

2. Mischsystem nach Anspruch 1, bei welchem ein Mischglied (9) stromabwärts der Verdünnungskammer zur Aufnahme der dritten Lösung aus dieser vorgesehen ist und zweite Antriebsmittel (26b) vorgesehen sind, um eine vierte Lösung in das Mischglied zum Mischen mit der dritten Lösung unter Bildung einer kombinierten Lösung, einzuführen, und wobei das genannte Glied einen Auslaß (10) besitzt, durch welchen die genannte kombinierte Lösung durch in das genannte Glied eintretende flüssige Strömung verdrängt wird.

3. Mischsystem nach Anspruch 2, bei welchem das Mischglied (9) Mittel umfaßt, welche eine Mehrzahl von konvergierenden und divergierenden Strömungskanälen (9) definieren, um die genannte kombinierte Lösung aufzuspalten und zu rekombinieren, und so eine gemischte Lösung für Überwachung und/oder Analyse zu erhalten.

4. Mischsystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei welchem erste und zweite Antriebsmittel (26a,26b) zur Steuerung der Einführung der genannten zweiten und vierten Lösungen synchronisiert sind, derart daß es zu einer Durchmischung geeigneter Mengen der genannten dritten und vierten Lösungen in dem genannten Mischglied unter Bildung einer gemischten Lösung der gewünschten Zusammensetzung kommt.

5. Mischsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei welchem beide Antriebsmittel (26a,26b) so gesteuert sind, daß sie sowohl das Lösungsvolumen als auch das Zeitintervall zwischen der jeweiligen Einführung von Lösungen in das System regeln.

6. Mischsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem ein Schrittschaltmotor zur Steuerung der Antriebsmittel verwendet ist.

7. Mischsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem ein Computer zur Steuerung der Antriebsmittel und zur Analyse von durch einen mit dem System verbundenen Ahalysator erhaltenen Daten verwendet ist.

8. Mischsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem Lösung in das System in gepulster Weise eingeführt wird.

9. Mischsystem nach Anspruch 2 oder einem vorhergehenden von Anspruch 2 abhängigen Anspruch, bei welchem die zweiten Antriebsmittel zum Einführen der vierten Lösung eine Vorrichtung mit positiver Verdrängung sind.

10. Mischsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die einzelnen Antriebsmittel jeweils eine Injektionsspritze sind.

11. Mischsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Mischmittel einen Magnet-Rührer umfassen.

12. Mischsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem mehrere Verdünnungskammern (4a,4b) in Reihe miteinander verbunden sind.

13. Mischsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 12, bei welchem der Ausgang (10) des Mischgliedes in Reihe mit einem Analysator verbunden ist und entweder in der ersten oder der zweiten Lösung ein Indikatorfarbstoff enthalten ist, wobei die Menge des Farbstoffs in der kombinierten Lösung durch den genannten Analysator nachweisbar ist und repräsentativ für die Menge eines in der kombinierten Lösung vorliegenden bestimmten Bestandteils ist.

14. Mischsystem nach Anspruch 13, bei welchem der Analysator ein Spektralphotometer ist und der genannte Farbstoff eine meßbare Spektralabsorptionscharakteristik besitzt, die proportional der Menge des genannten Bestandteils ist.

15. Mischsystem nach Anspruch 2 oder einem der von Anspruch 2 abhängigen vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die erste oder die zweite Lösung einen aus einem Enzymsubstrat, einem Enzyminhibitor oder einem Enzymkofaktor gewählten Reaktanten und die genannte vierte Lösung ein Enzym umfassen.

16. Mischsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Verdünnungskammer in thermischem Kontakt mit einem regelbaren Wärmeaustauscher steht.

17. Mischsystem nach Anspruch 16, bei welchem der thermische Kontakt mittels eines wärmeleitenden Gels zwischen der Verdünnungskammer und dem genannten Wärmetauscher besteht.