EA032436B1 - Механическая промывка и измерительный прибор для выполнения анализов - Google Patents

Abstract

Изобретение описывает простые и надежные конструкции аналитической измерительной ячейки для проведения аналитических процедур в замкнутой системе, особенно для проведения реакций биоаффинности. Аналитическая измерительная ячейка использует измерительный компонент или тест-полоску (1 на фиг. 1) и его корпус (2 на фиг. 1), а также движение между этими двумя компонентами для обеспечения потока жидкости и превращений, которые необходимы для анализа.

Description

Область изобретения

Изобретение касается механического устройства, предназначенного для выполнения анализов в камере, где стадии промывки и измерения проводят так, что не происходит добавления или удаления жидкости. Описанное изобретение может быть использовано в качестве одноразового аналитического устройства, особенно в больничных лабораториях и в кабинетах врачей.

Уровень техники

При диагностировании заболеваний человека и животных, а также выполняя различные другие аналитические задачи в лабораториях, каждый индивидуальный анализ часто пытаются сделать в отдельной закрытой измерительной ячейке (камера, кассета или картридж, также используются в качестве синонимов). Это позволяет снизить риск загрязнения между различными образцами (например, в анализах ДНК) и повысить безопасность персонала (при анализе микробиологических образцов, ядовитых веществ).

Измерительная ячейка представляет собой относительно небольшое устройство, в которое вводят образец для анализа. После введения образца запускаются различные процессы, которые оказывают влияние на движение реагирующих компонентов и жидкостей, путем использования насосов снаружи или внутри ячейки или капилляра либо путем использования центробежных, электрических или магнитных сил. После этих процедур само измерение может происходить внутри или снаружи ячейки. Измерительная ячейка должна быть небольшой, а процедура измерения должна быть воспроизводима, даже если анализируют образцы, полученные из различных источников и, следовательно, имеющие различные свойства. Например, биологические жидкости являются индивидуальными и отличаются вязкостью или капиллярными свойствами, и это может навредить или помешать получению воспроизводимых результатов. Недостатком применения насосов снаружи (отсасывание или нагнетание) является их сложность, так как насос должен быть механически присоединен к измерительной ячейке. Также на данном этапе может появиться риск загрязнения. Недостатком внутренних микронасосов является их высокая цена и низкая надежность. Вязкость и капиллярные силы перекачиваемых жидкостей всегда являются препятствием при использовании небольших каналов, даже если движение жидкости осуществляется при помощи насосов или центробежных сил.

В глобальном масштабе ведется несколько проектов, нацеленных на анализы, выполняемых в закрытых кассетах или ячейках, включающих жидкости и реагенты, хранящиеся внутри ячейки (кассета всё-в-одном). Такие проекты, обычно, основаны на применении микрофлюидальных технологий. Однако накопленный опыт показывает, что микрофлюидальные устройства очень сложны в изготовлении в промышленных масштабах так, чтобы они в равной степени были одинаковыми от ячейки к ячейке, и особенно впоследствии и от партии к партии приборов. Очень маленькие каналы в устройствах приводят к недостаткам, возникновение которых связано с качественно отличающимися законами микро/наномира по сравнению с обычным макромиром. Эти феномены трудно контролировать, поскольку они зависят от многих параметров, включая поверхностное натяжение, капиллярные силы, вязкость, осмотическое давление, состав электролита, температуру и/или изменения поверхности материала. Коллигативные свойства жидкостей всегда отклоняются от идеальных растворов, особенно в случае сложных биологических образцов.

Аналитические тесты, которые особенно выигрывают при проведении анализов в закрытых измерительных ячейках, являются теми, которые касаются веществ, представляющих угрозу инфекционного заражения, например, при работе с образцами крови пациентов, несущих потенциально опасные микробы и вирусы. В таких случаях не должно происходить никакой утечки материала из измерительной ячейки. Биологические и химические токсины относятся к той же самой категории. Методы, основанные на распознавании нуклеиновых кислот, являются чрезвычайно чувствительными и даже микро и нанокапли могут загрязнять лабораторию и, следовательно, могут привести к ложным результатам в будущем в течение длительного времени. Чтобы решить эти проблемы, требуется выполнять ряд процедур по тщательной обработке лабораторий. Диагностические тесты, выполняемые в кабинетах врачей (так называемый анализ по месту оказания медицинской помощи, анализ РОС) необязательно принадлежат к очень опасным, но тем не менее использование измерительных ячеек может сделать проведение анализов простым и доступным для выполнения младшим техническим персоналом. В РОСТ устройстве используется небольшой размер измерительной ячейки, что не является его достоинством, поскольку ячейка должна быть удобной в обращении. В соответствии с настоящим изобретением размеры измерительной ячейки не являлись основной целью, а целью является создание удобного устройства, с которым можно было бы легко обращаться. Таким образом, согласно настоящему изобретению недостатки, возникающие под влиянием микро- и наноструктур, можно в значительной степени избежать.

Ближайшие к настоящему изобретению были проиллюстрированы в следующих патентных публикациях. И8 2005186111 А1 (2005, Аапд ΝηΜιιι и др.) описывает прерывистое иммунологическое тестирующее устройство. АО 2011003281 А1 (2011, А1еге 8\\'Цхег1апд СМВН) описывает конструкцию устройства обнаружения, имеющего два сосуда, которые могут быть механически вставлены друг в друга. И8 2003180815 А1 (2003, Ра\\'5оп Кейй и др.) описывает латеральную проточную тест-полоску и блистер для хранения реагента. В конструкциях, описанных в патентах И8 5744096 А (1998; 1опе5 Ро1д и др.) и И8 2011290669 А1 (2011, Όανίδ Сгайат и др.), применяют подвижные компоненты для выполнения им

- 1 032436 муноанализов. Недостатком всех этих пяти изобретений является то, что они технически очень требовательны в изготовлении, и поэтому все преимущества перед существующими микрофлюидальными измерительными ячейками остаются незначительными. Кроме того, приведенные патентные публикации не описывают все необходимые технические особенности настоящего изобретения.

Согласно изобретению выше описанные проблемы промывки, измерения и загрязнения можно избежать посредством применения закрытой измерительной ячейки одноразового использования, которая не содержит микроканалы и которая выполнена в достаточно большом размере, который удобен для различных манипуляций. Изобретение использует простой, легко изготавливаемый механический насос для перемещения жидкостей. Сам насос выступает в качестве активной части проведения анализа. Насос состоит из двух частей, которые могут быть описаны как цилиндр и поршень. Эффект перекачивания достигается путем нажатия на поршень в емкости для жидкости внутри цилиндрической части. Этот процесс включает стадии, которые требуются для выполнения анализа, что в итоге приводит к получению аналитически значимых результатов. Типичные особенности настоящего изобретения дополнительно описаны в формуле изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1: А - представляет вид спереди измерительной ячейки до проведения анализа; В - представляет вид сбоку; С - (вид спереди) демонстрирует ячейку перед измерением (т.е. в конце движения) И представляет то же самое, вид сбоку. Термины вверх и вниз используются далее в тексте только для внесения ясности, предполагая, что устройство находится в положении как показано на фигурах. Ссылочные позиции представляют: 1 - часть измерительной ячейки (тест-полоска), которая функционирует как поршень. Он может двигаться в сосуде 2 (т.е. контейнере для части измерительной ячейки 1, корпусу картриджа или цилиндру) вниз к емкости для жидкости, блистеру, или резервуару (3). Утечка жидкости из сосуда (2) предотвращается материалом (4), поглощающим жидкость, который перемещается в корпусе цилиндра (2) вниз внутри (2), когда поршень (1) нажат. Поршень (1) содержит активную поверхность (5), необходимую для аналитических процедур. Образец вводят на поверхность (5) через отверстие или щель (6) корпуса (2). Резервуар (3) может содержать один или более жидких отсеков, предпочтительно разделенных пленкой, которая может быть нарушена при проталкивании поршня (1) (как правило, вниз). Кончик нижней части ячейки (1) имеет такую форму, что когда поршень толкают вниз, выступающая жидкость направляется на промывание активной поверхности (5). В положении (С и И) измерения, аналитически активная поверхность (5) находится перед окошком образца, позволяя регистрацию светового потока через окно. Боковая сторона поршня (1) движется по соответствующей канавке в цилиндре (2), которая определяет плавное и точное перемещение (2, не показано на фигуре). Когда поршень находится в нижнем положении (положение измерения), то расширение на поршне (чуть выше активной поверхности, не показано на фигуре для ясности) заблокирует резервуар для жидкости. На фигурах не показаны размеры и точное соотношение измерений деталей. Они могут быть изменены в соответствии с применениями и методами измерения. Для ясности, также не показаны на фиг. 1 дренажные отверстия над и/или по бокам активной поверхности (5). На фиг. 1, положения С и И, стрелка 8 показывает поток света, генерируемого на стадии измерения, например свечение после возбуждения молекул люминофорных меток. На фиг. 1, положения А и И, часть 9 иллюстрирует пространство, куда может быть введена промывочная жидкость (показано на фиг. 3 стрелками). Резервуар 9 может содержать жидкий адсорбирующий материал. На фиг. А использованная промывочная жидкость также может находиться в пространстве камеры выше активной поверхности или жидкость может быть адсорбирована материалом (4) и, таким образом, цилиндр (2) может быть реализован намного проще.

Фиг. 2. Измерительная ячейка состоит из двух цилиндров, вставленных один в другой. Измерительная ячейка функционирует, как показано на фиг. 1. На фиг. 2А измерительная ячейка готова для введения образца. Фиг. 2В иллюстрирует ячейку готовую к измерению. На фиг. 2 активная поверхность (5) может окружать весь цилиндр. Предпочтительнее, чтобы активная поверхность находилась в нише поршня, тогда поверхность не будет подвержена механическим царапинам от движений вставленных трубок.

Образец наносят на активную поверхность (5) через отверстие (6). Это отверстие закрыто сверху стопором, который снимается, когда наносится образец. Эта конструкция позволяет проникновение образца посредством капиллярных сил по всему пространству между двумя цилиндрами. Расстояние между поршнем и цилиндром оптимально составляет 0,1-2,5 мм. Излишки образца просачиваются через отверстия (9) во внутренний цилиндр (служащий в качестве хранения отходов). Внутренний цилиндр закрыт в нижней части, но верхняя часть имеет небольшое отверстие для воздуха (8) и пористую поглощающую заглушку, который предотвращает разлив жидкости, если вдруг ячейка оказалась в перевернутом положении. На фиг. 2 резервуар (3) жидкости закреплен между вставленными цилиндрами при помощи воскообразного вещества в нижней части поршня (1) в положении (7). Когда поршень (1) опускают вниз, жидкость из резервуара 3 поступает вверх через пространство между цилиндрами и просачивается через отверстия (9) в отдел хранения отходов внутри внутренней трубки и одновременно промывает поверхность (5). Когда поршень находится внизу, измерение выполнено.

Фиг. 3: А - (сечение является прямоугольным как на фиг. 1) описывает начальное положение, как на фиг. 1, вид сбоку; В - поршень, находится в таком нажатом положении, что жидкость из резервуара (3)

- 2 032436 проходит через тонкий канал таким образом, что это эффективно промывает аналитическую поверхность (5). Фиг. 3 иллюстрирует конструкцию непроницаемого для жидкости уплотнения наконечника поршня. Это может быть достигнуто с помощью дистального расширения поршня и уплотняющего материала, такого как резина или плотно прилегающего пластика. Нижняя часть поршня вплотную прилегает к наружной стенке, отклоняясь в этом отношении от конструкций на фиг. 1 и 2. На фиг. 3В стрелками показано направление движения жидкости из резервуара (3) для хранения в резервуар (8) для отходов. Для протекания жидкости в поршне имеется отверстие (9). Самое первоначальное движение поршня допускается посредством либо небольшого количества воздуха в резервуаре (3) хранения или гибких сильфонов в жидкости. Для ясности фиг. 3 не демонстрирует жидкий поглощающий материал, как на фиг. 1.

Подробное описание изобретения

Изобретение описывает измерительную ячейку (камеру, кассету или картридж), которая может быть использована для выполнения анализов в герметичной камере. Ячейка состоит из двух частей, внешней части (корпуса, цилиндрической части, корпуса картриджа) и внутренней части (поршня или тест-чипа, или тест-полоски). Поршень может быть нажат для продвижения внутрь цилиндра таким образом, что цилиндр и поршень образуют единое целое, которое не позволяет жидкости просочиться наружу. Когда поршень находится в нижнем положении, система может быть подвергнута процессу измерения. Такая измерительная ячейка может сохраниться для последующего измерения или отправлена в другое место для измерения. Фиг. 1-3 иллюстрируют три различных способа реализации одного и того же принципа. Фигуры описывают только принципы реализации и не рассматривают точные или относительные размеры действующих частей. Существенной особенностью настоящего изобретения является поршень и цилиндр, относительное движение которых использованы для достижения желаемого процесса измерения.

Поршневая часть или внутренняя часть относится к обычным тест-полоскам, широко используемых для выполнения быстрых тестов. Например, в тестах на сахар в моче или в тестах на беременность часто используют пластиковую полоску, снабженную структурами, которые содержат необходимые реагенты и соединения маркеров, позволяющие оценить количество исследуемого вещества в образце по изменению цвета.

Исследования, требующие высокой точности и воспроизводимости результатов, часто выполняют на поверхности пластиковой пластины по принципу биоаффинности.

Пластик покрывают антителами или другими биомолекулами, которые как ДНК зонды могут избирательно связывать исследуемое вещество. В настоящем изобретении такая поверхность называется аналитически активной поверхностью или активной поверхностью. Часто такую поверхность создают на поверхности емкости, подобно микротитрационным планшетам. Образец и необходимые реагенты вносят в емкость, где после завершения реакции следует смыв неиспользованных реагентов.

Следующие реакции и измерения могут осуществляться в той же емкости с подходящими растворами. Примером такой концепции теста является технология ΌΕΕΕΙΑ Ретк1пЕ1тет - ВДа11ае (Ретк1пЕ1тет Е1п1аиб Со., Турку, Финляндия), использующая люминесцентные метки, возбуждаемые световыми импульсами. Люминесцентные метки также могут быть возбуждены при помощи электрических импульсов, как это иллюстрирует КЭХЛ-техника (Катодная ЭлектроХемиЛюминесценция, \\л\лт.каЬта51ег.П). Широко используемый метод ИФА (иммуноферментный анализ) основан на использования ферментов для увеличения измеряемого сигнала. Как правило, цветовые реакции измеряются фотометрически. Во всех этих методах емкости и тест-полоски подвержены загрязнениям в условиях измерения. Измерение включает в себя множество этапов и более одного технического оборудования в дополнение к измерительному прибору (например, фотометр, флуориметр, люминометр).

Для выполнения вышеописанных анализов были разработаны устройства, содержащие различные сложные капиллярные и микротехнические детали. Их недостатком является очень требовательная технология производства и ложные результаты, возникающие из-за крошечных размеров.

В настоящем изобретении было установлено, что применение микро- и нанотехнических деталей в большинстве случаев не имеет смысла и простая, закрытая, свободная от загрязнений измерительная ячейка может быть разработана для решения сложных аналитических задач. В настоящем изобретении измерительная емкость и аналитически активная поверхность являются взаимозаменяемыми. Пассивные части, которые используются в обычных тест-чипах для облегчения манипулирования, в настоящем изобретении в дополнение к обычному использованию в чипах, применяются для выполнения процессов, необходимых для анализа: тест-чипы используются для перемещения жидкостей.

Корпус (рамка) тест-чипа (2 на фиг. 1-3) или наружную часть ячейки применяют в равной степени как активную часть. Вместо специальных дорогих и сложных моющих систем настоящее изобретение использует механическое движение между тест-чипом (1, на фиг. 1-3) и его рамкой корпуса (2, на фиг. 13) для обеспечения промывки. Образующийся в результате движения частей (1) и (2) тонкий слой жидкости, предпочтительно турбулентного, а не ламинарного течения, позволяет достичь очень эффективного промывания поверхности и/или использовать очень крошечные объемы жидкости. При использовании небольших объемов жидкости для мытья значительно можно сократить расходы на реагенты.

- 3 032436

Согласно настоящему изобретению поршень (1) выполнен в виде плоского или цилиндрического компонента (тест-чипа, полоски), содержащего аналитически активную зону (5). Эта зона может быть подготовлена путем введения, например, антител или ДНК-зонда на пластиковую полоску посредством адсорбции или ковалентного покрытия. Детали подготовки активной области зависят от физикохимических методов измерения, посредством которых выполняется само измерение. Например, на поверхность пластика или родственного материала наносят каплю раствора антитела и позволяют антителам прикрепиться к поверхности. Несвязанные антитела смываются через определенное время. В зависимости от принципа анализа другие реагенты могут быть нанесены на поверхность. Кроме того, так называемый сэндвич-анализ использует другой тип моноклонального (вторичного) антитела, который помечен люминесцентным соединением или ферментом. Эти меченые вторичные антитела могут быть нанесены на поверхность после нанесения образца или в смеси с образцом. Если меченые вещества возбуждаются при помощи светового излучения, никаких других специальных частей в измерительной ячейке не требуется. Если метка возбуждается посредством электричества (анодными или катодными импульсами), тогда тест-полоски должны содержать анод и катод, а также и проводку к источнику возбуждения.

Аналитически активная поверхность 5 (фиг. 1-3) может быть покрыта фильтровальным материалом, который удаляет частицы из образца и/или равномерно наносит образец на поверхность. Если требуется удаление фильтра, настоящее изобретение демонстрирует, как нужно направлять поток жидкости, чтобы отодвинуть фильтр с поверхности и позволить активной поверхности быть свободной во время возбуждения и измерения светового потока.

Образец для анализа помещают на аналитически активную поверхность, (содержащий фильтр или без фильтра). Тест-полоску помещают внутрь ячейки так, чтобы образец мог быть введен через небольшое отверстие в ячейке (6 на фиг. 1 - 6). Отверстие желательно открывать только на время нанесения, в противном случае, необходимо закрыть с помощью скотча или пробки. После нанесения образца и определенного времени для проведения реакции, поршень перемещается вниз так, что замещает жидкость в резервуаре и одновременно проталкивает жидкость прежде всего на аналитически активную поверхность, тем самым промывая поверхность. Здесь промывочная жидкость является постоянно свежей в отличие от обычной периодической промывки. Поскольку слой движущейся жидкости относительно мал (0,1-2,5 мм), скорость осевой диффузии компонента образца является незначительной по сравнению с горизонтальной диффузией реагирующих компонентов.

Эффективность промывки может быть отрегулирована путем регулировки толщины слоя жидкости и/или изменения осевой скорости поршня. Увеличение скорости поршня изменяет поток жидкости от ламинарного к турбулентному. Типичной особенностью изобретения является чрезвычайно эффективная управляемая промывка активной поверхности, что значительно лучше, чем в режиме периодической промывки. Периодическая промывка означает, что несколько раз впрыскивается и отсасывается определенное количество жидкости. В случае периодической промывки потребление промывочной жидкости по отношению к результату промывки значительно выше, чем в способе согласно изобретению.

Перемещение поршня может осуществляться вручную, но также возможно сконструировать инструмент с приводом от электродвигателя и с включением реле времени. Все это может быть включено в измерительный прибор.

Когда поршень достигает своего нижнего положения, измерение может быть во многих случаях выполнено сразу. В случае люминесценции или абсорбции измерительная ячейка должна содержать соответствующие окошки, пропускающие требуемые длины волн света. Целесообразным является изготовить всю внешнюю часть (т.е. корпус или рамку 2) ячейки из прозрачного материала, такого как полистирол. Материал окна рамки может быть окрашен, который также может служить в качестве фильтра для света. Эффективность обнаружения света может быть улучшена при помощи отражателей и зеркал внутри измерительной ячейки и/или измерительной камеры прибора. В цилиндрической конструкции, как показано на фиг. 2, аналитически активная часть может быть представлена в виде целого кольца (полосы) вокруг цилиндра. Это не создает никакие помехи, так как генерируемый свет может быть легко сориентирован датчиком света с отражателями (например, фотомножитель). Для радиоактивных меток могут быть использованы кольцевые детекторы.

Когда настоящее изобретение применяется для ИФА (Е11§а) или родственных тестов, где метка является ферментом, жидкий резервуар может включать в себя два или более отсеков. Первая камера может содержать промывочную жидкость, в то время как следующая содержит раствор субстрата для фермента. Отсеки могут быть разделены легко разрушающимися мембранами, например.

Фиг. 1-3 демонстрируют способ реализации изобретения, когда аналитически активная поверхность представлена в плоской форме. Поверхность также может включать канавки, бугорки, полоски и т.д., которые увеличивают эффективную площадь поверхности. Особенно в случае ИФА тестов, основанных на измерении абсорбции, целесообразным является использование цилиндрического (или любой другой формы) отверстия (или отверстий) в качестве источника активной поверхности. Например, на фиг. 1А ее можно было бы просверлить горизонтально, частично или полностью через тест-полоску (поршень). В такой конструкции поршень может довольно точно поместиться в емкости для жидкости. Поток промы

- 4 032436 вочной жидкости и раствора субстрата устроен через горизонтальную камеру в резервуар с отходами благодаря вертикально просверленному(ым) отверстию(ям) в поршне. В конце процесса горизонтальная камера полна раствора субстрата фермента. Активность фермента (пропорциональна количеству анализируемого вещества) измеряется через камеру посредством измерения интенсивности цвета после соответствующего интервала времени.

Существенной особенностью настоящего изобретения является то, что конструкция ячейки является простой и цельной. Манипуляции с ячейкой являются безопасными для пользователей, даже в случае опасных образцов, таких как жидкости больных людей. Кроме того, измерительная ячейка переносит различные условия хранения. Устройство желательно упаковывать в герметичные индивидуальные пакеты. Отверстие для внесения образца закрыто и открывается только при введении образца. Чтобы предотвратить любые утечки из ячейки, желательно, дополнительно снабдить устройство материалом, поглощающим жидкость, таким как мягкий пластик, полиэтиленгликоль или хлопок. Когда поршень приводится в состояние измерения (внизу), выступ на поршне, у верхнего края резервуара для жидкости, закрывает пространство аналитически активной области (для ясности не показано на фиг. 1-3), а колпачок поршня закрывает всю ячейку. Измерительная ячейка может храниться в течение длительных периодов времени без существенных изменений в свойствах, даже если она содержит аналитические образцы.

На фиг. 1 показана структура, в которой отделение для хранения жидкости закрыто тонкой мембраной, которая разрушается при движении поршня вниз. Фиг. 2 иллюстрирует конструкцию, в которой соответствующая позиция по кругу затянута восковым веществом, которое распадается при движении поршня. На фиг. 3 наконечник поршня плотно установлен в камере, которая закрывает каналы для жидкости.

Существует большой выбор материалов, из которых могут быть изготовлены измерительные ячейки. Выбор зависит от конкретного применения и от технологии обнаружения. В целом, наиболее предпочтительными являются полистирол и другие прозрачные пластмассы. Технологиями, которые подходят для изготовления измерительных ячеек из пластика, являются литье под давлением и литье.

Как было сказано выше, измерительная ячейка согласно настоящему изобретению является адаптируемой для многих видов анализа и методов измерения. Далее, настоящее изобретение описано на примерах, не ограничивающих применение данного изобретения. Примеры иллюстрируют технику обнаружения, использующую электрическое возбуждение молекул люминесцентных меток на обычной тестполоске по технологии (\\л\лт.БаЬта51сг.П) и методом ИФА (Е11ва) с использованием полоски полистирола в качестве поршня. В обоих случаях использовали отдельно изготовленные корпуса (камеры).

Пример 1.

Деталь легированного 1-мм силикона (4x9 мм) была установлена в полистирольную пластину толщиной около 3 мм (длина 5 см, ширина 1.2 см). Силикованая деталь была окислена, чтобы получить на поверхности пленку резистора толщиной 4 нм (\\л\лт.БаЬта51сг.П). Тест-полоска была биохимически подготовлена таким образом, чтобы можно было проанализировать С-реактивный белок (СВР) крови человека. Силиконовая деталь была покрыта фильтровальной мембраной, включая высушенные вторичные антитела, меченные хелатом тербия. Тест-полоска была оснащена электрическим контактом к катоду посредством адгезивной медной пленки, в то время как анод представлял собой шип из нержавеющей стали, который вставляли через нижнюю часть резервуара с жидкостью (устройств как на фиг. 1).

Емкость для жидкости содержала 1 мл стандартного раствора электролита, который служил как в качестве промывочного, так и измерительного буфера. Первые опытные образцы были подготовлены с использованием коммерчески доступных кювет для спектрофотометрии, которые представляли собой, по существу, корпус ячеек, представленных на фиг. 1. Отверстие было просверлено в стенке корпуса (6 на фиг. 1). Кончик тест-полоски подвергали механической обработке по диагонали (45°) как на фиг. 1, чтобы оптимизировать поток жидкости, сфокусировав на силиконовой поверхности. Зазор между цилиндром и поршнем в месте аналитически активной области составлял 1.5 мм, а на противоположном участке поршня - 0.1 мм. Поршень нажимали вручную, одновременно наблюдая за потоком жидкости. Когда поток достигал мембраны выше силиконовой части, мембрану отделяли и направляли вверх с потоком жидкости. Поршень был нажат вниз, а интенсивность люминесценции измеряли с помощью СЕСЬ (электрохимическая люминесценция на катоде) инструмента в условиях режима реального времени (ЬаЬтав1ст ООО, Турку, Финляндия). При измерении образцов неизвестных пациентов и стандартных растворов С-реактивного белка были получены результаты в пределах экспериментальных погрешностей, аналогичные тем, которые были получены, когда тест-полоску промывали экстенсивно периодически.

Пример 2.

Эксперимент из примера 1 выполняли на тест-полоске, где анод и катод были встроены на одном уровне на пластиковой полоске. От обоих полюсов были сделаны электрические контакты в верхней части (поршня) полоски. Выполнение и результаты эксперимента были аналогичны примеру 1.

Пример 3.

Функционирование устройства, представленного на фиг. 2, тестировали с помощью метода ИФА. Аналитически активную круговую поверхность покрывали антителами, специфичными по отношению к

- 5 032436

С-реактивному белку, промывали и насыщали раствором альбумина в соответствии со стандартными методами в уровне техники. Образец и вторичное антитело, меченное щелочной фосфатазой, смешивали и пипеткой наносили на активную область через отверстие 6 (фиг. 2) так, чтобы жидкость начинала перетекать через отверстия 9. Через 20 мин поршень в течение 5 с перемещали вниз в жидкость 3, которая представляла 1 мл раствора субстрата щелочной фосфатазы. Часть субстрата служила в качестве промывочной жидкости. Через 15 мин сгенерированный желтый цвет был измерен путем абсорбционной фотометрии непосредственно через пластиковые трубки. Так как оптическая толщина в этой конструкции была только около 2 мм, а ширина светового пучка была узкой, этот метод был недостаточно чувствителен. Эти недостатки могут быть устранены надлежащим образом специалистом в данной области техники. Таким образом, конструкции изобретения являются полезными также для Е1ща измерения.

Пример 4.

Фиг. 3 иллюстрирует конструкцию, в которой используется плотное прилегание между цилиндром (корпусом) и поршнем (тест-полоской) на конце полоски. Конструкция на фиг. 3 несимметрична, но поршень располагается в передней части корпуса. Перед поршнем существует тонкий прямоугольный канал, который внизу находится в контакте с емкостью для жидкости. Когда поршень находится внизу (стадия измерения), тонкий слой жидкости напротив окна измерения не влияет на результаты, особенно если жидкость является бесцветной. Конструкция на фиг. 3 продемонстрировала отличные результаты промывки.

Claims (9)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Аналитическая ячейка для проведения химических и биохимических анализов, состоящая из двух частей, включающая:

   ί) внешнюю часть, представляющую цилиндр (2), и внутреннюю часть, представляющую поршень (1), выполненный с возможностью перемещения внутри цилиндра (2) от начального положения готовности (А, В) до положения измерения (С, И), при этом:

   ίί) поршень (1) выполнен из твердого материала и снабжен активной поверхностью (5), содержащей компоненты в сухом виде, необходимые для выполнения аналитической процедуры;

   ίίί) цилиндр (2) снабжен резервуаром для жидкости (3) и имеет отверстие (6) с возможностью ввода анализируемого образца на начальной стадии готовности (А, В) через отверстие на активную поверхность;

   ίν) при этом днище (конец) поршня (7) расположено относительно резервуара для жидкости (3) так, чтобы обеспечивать выливание из резервуара жидкости при переходе устройства от стадии А, В на стадию С, И на активную поверхность (5) и промывания активной поверхности (5),

   ν) при этом резервуар для жидкости (3) состоит из одного или более отсеков, отделенных друг от друга и обеспечивающих раздельное хранение различных растворов, необходимых для выполнения аналитического процесса, выполненных таким образом, что при прохождении поршня (1) от стадий А, В к стадиям С, И происходит взаимодействие различных растворов с активной поверхностью (5);

   νί) сточный резервуар (9) с отверстием (9), предназначенным для приема выходящей на активную поверхность (5) жидкости и/или с впитывающим жидкость пористым материалом, окружающим активную поверхность;

   νίί) прозрачное окошко, находящееся перед активной поверхностью (5) для прохождения светового потока.
2. 2. Аналитическая ячейка по п.1, предназначенная для анализа образца биологического происхождения.
3. 3. Аналитическая ячейка по п.1, в которой активная поверхность (5) покрыта биохимически приемлемым материалом для проведения иммуноаффинных реакций или реакций биоаффинности нуклеиновых кислот.
4. 4. Аналитическая ячейка по п.1, выполненная с возможностью выполнения измерений посредством электрического возбуждения молекул меток с выражением результатов анализа в виде интенсивности люминесценции.
5. 5. Аналитическая ячейка по п.1, выполненная с возможностью использования ферментативной реакции для выражения количества анализируемого вещества в образце.
6. 6. Аналитическая ячейка по п.1, выполненная с возможностью измерения радиоактивных компонентов меток.
7. 7. Аналитическая ячейка по п.1, отличающаяся тем, что включает в себя два цилиндра, вставленных один в другой, при этом внутренний цилиндр представляет собой поршень, который двигается внутри наружного цилиндра и имеет активную поверхность (5), при этом резервуар (3) закреплен между цилиндрами в нижней части поршня в положении (7).
8. 8. Аналитическая ячейка по пп.1 и 7, в которой содержимое отсеков резервуара для жидкости (3) обеспечивает выполнение, по меньшей мере, этапов промывки, химической или ферментативной реакции и измерения при прохождении поршня, включая активную поверхность (5) через отсеки с заменой

   - 6 032436 жидкости в отсеках резервуара.
9. 9. Аналитическая ячейка по п.1, в которой активная поверхность (5) дополнительно покрыта фильтром, выполненным с возможностью удаления при вытеснении жидкости из резервуара (3) с жидкостью, возникающем при движении поршня (1) в цилиндре (2).