WO1993019368A1 - Einwegreaktionsgefäss für die festphasenimmunanalytik und verfahren zur messung von über immunreaktionen bestimmbaren komponenten - Google Patents

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Definitions

  • Disposable reaction vessel for solid phase immunoanalysis and method for measuring components that can be determined by immune reactions are Disposable reaction vessel for solid phase immunoanalysis and method for measuring components that can be determined by immune reactions.
  • the present invention relates to a disposable reaction vessel for solid phase immunoanalysis and a method in which the disposable reaction vessel is used.
  • Affinity chromatography is a technique that is widely used in the preparative purification of biomolecules. A specific interaction of the molecule to be determined with a complementary binding partner is used. To carry out such methods in practice, a sample which contains the biomolecule to be purified is generally placed on a chromatography column which contains one of the complementary binding partners bound to a solid support material. Enzymes and their substrates, antibodies and hapten or antigen, as well as mutually complementary DNA or RNA single strands are to be mentioned as pairs of complementary binding partners.
  • immunoaffinity chromatography the interaction between an antigen or hapten and the associated antibody is used for the determination.
  • this technology makes the use of complex equipment necessary, and on the other hand high technical requirements are placed on the chromatography columns required for the analysis.
  • the columns have to withstand the high pressures that occur in HPLC, as well as being reusable in order to enable efficient use of this technology.
  • reusing the column requires additional measures before a new sample can be analyzed on the same column.
  • reusable columns are regenerated before each analysis in order to eliminate the influence of entrained and insufficiently eluted substances from the previous experiment.
  • a reaction vessel for solid phase immunoanalysis is known.
  • the vessel designed for multiple use requires a calibration with standards of the component to be determined before a quantitative determination.
  • the reaction vessel disclosed in this document requires long incubation times during which the flow through the column is stopped, preferably 6 hours to 2 days, in order to ensure adequate binding of the component to be determined to the immunological reactive component applied to the support.
  • binding reaction is always terminated before reaching the binding equilibrium, which requires 1-2 days, in order to ensure efficient work. This premature termination of the binding reaction also means that a comparison analysis with standard solutions must be carried out for calibration.
  • DE-PS 26 26 823 describes a method for producing a prefabricated disposable adsorption column, in particular for radioimmunoassays, using analyzers which work with centrifugal forces.
  • this column is not a reaction column and is only suitable for separation after an immune reaction, since it is not loaded with a specific immune reactive component.
  • the flow resistance of the porous retaining elements is kept as low as possible in order to avoid interference effects when separating by means of a gel bed.
  • a disposable reaction vessel for solid-phase immunoanalysis which is open at the top and bottom and has at least one immunological reactive component applied to a carrier material, the carrier bed volume being up to 600 ⁇ l, and the flow rate of the liquids being determined by the carrier material.
  • the carrier material is either in the form of a solid frit, membrane or the like. before, or it is delimited by a lower and upper porous separator.
  • this object is achieved by a method for determining components which can be determined via an immune reaction, in which a sample to be analyzed is added to a disposable reaction vessel according to one of claims 1 to 20, the component to be determined in the sample from the complementary immunological reactive component in the Disposable reaction vessel is retained during direct flow, and the component to be determined a) eluted and determined or b) marked in the disposable reaction vessel via amplification reactions with immunological markers and then determined or c) determined via a marked compound competing for the component to be determined.
  • FIG. 1 a shows a longitudinal section through an exemplary one-way reaction vessel 1 with the carrier material with the immunological reactive component 3, if necessary with two separation devices 2a and 2b,
  • Fig. 1 b is a plan view of the disposable reaction vessel 1 and
  • Fig. 2 is a schematic representation of an on-line system for antibody production control.
  • FIGS. 1 a and 1 b are only examples.
  • the disposable reaction vessel 1 and the method in which the disposable reaction vessel 1 is used have considerable advantages compared to known reaction vessels or methods.
  • the disposable reaction vessel 1 allows the quantitative determination of components that can be determined via immune reactions to be carried out quickly.
  • the handling of the reaction vessel 1 is very simple and does not require the use of expensive equipment such as HPLC equipment.
  • excellent results are obtained with the above-mentioned disposable reaction vessel 1 with an extremely small volume of carrier material 3 and correspondingly low consumption of the immunological reactive component applied to it (hereinafter referred to as carrier bed).
  • carrier bed A disposable reaction vessel 1 with a carrier bed volume 8 of preferably 50 ⁇ ⁇ is preferably used in the method according to the invention.
  • the small carrier bed volume enables the use of small amounts of elution liquid, which in turn has the consequence that the dilution effect due to the elution remains small, and thus the detection limit is not worsened in comparison to other methods in which larger elution volumes are necessary.
  • the detection limit can be reduced even further by increasing the volume ratio of sample solution / elution buffer, ie by adding larger amounts of sample solution.
  • the reaction vessel 1 enables the quantitative determination in the bond equilibrium (end point determination) between the component to be determined and the immunological reactive component, the bond equilibrium being established when the disposable reaction vessel 1 is used within an incubation time of one minute.
  • the rapid adjustment of the binding equilibrium is made possible by the low carrier bed volume 8, its flow resistance and the high loading of the carrier material with the immunological reactive component.
  • the controlled flow and the high loading density of the carrier material with the reactive component have the consequence that the component to be determined binds quantitatively (binding equilibrium) to the reactive component within approx. 1 min before the liquid flowing out emerges from the carrier bed volume. This eliminates the need for comparative analysis with standard solutions.
  • the carrier material 3 does not have to be pressure-stable. All materials that can be used for affinity chromatography come into consideration as carrier material 3.
  • Preferred carrier materials are polymeric sugars, plastics, plastic-modified carriers, metal oxides or silicates. Carrier materials in the form of frits are particularly preferred. Graft copolymers with rare chains with active groups are preferred for the detection of very large components such as viruses which have no access to the pores of such carrier materials.
  • the immunological reactive component applied to the carrier material 3 can be bound to the carrier material both covalently and adsorptively.
  • the immunological reactive component can be selected from the group comprising haptens, antigens, antibodies and immunologically affine proteins. Both polyclonal and monoclonal antibodies can be used as antibodies.
  • the vessel material 4 need not be pressure-stable.
  • other non-pressure-stable materials such as glass, natural materials and plastics, are therefore suitable for the production of the disposable reaction vessel.
  • Preferred plastics are polyethylene, polypropylene and / or polystyrene, and preferred metals are aluminum and stainless steel.
  • the disposable reaction vessel 1 is expediently provided at one end with a bead 5, which enables the reaction vessel to be fitted into holding and transport devices for automatic further movement. This is necessary for use in automatic sample processing devices. Furthermore, it is expedient that the disposable reaction vessel 1 on the one bead bearing opposite end has a connection with a smaller diameter than the vessel diameter, preferably a connection which enables a plug connection with a further one-way reaction vessel. This facilitates, inter alia, the series connection of several disposable reaction vessels 1, the outlet 6 of the first vessel being connected to the inlet of the second vessel by simply plugging the two vessels together in the manner of a male-female connector.
  • the disposable reaction vessel 1 can be locked by covers 7 and 9.
  • the method according to the invention using the above one-way reaction vessel 1 is characterized inter alia. characterized in that the implementation is greatly simplified compared to previous methods and allows a quick quantitative and qualitative determination. This is made possible in part because the determination of the component to be determined does not require prior calibration or regeneration of the carrier material used in the disposable reaction vessel 1 and no comparison series with standard solutions have to be carried out.
  • the simple handling results from the possibility of applying samples and other solutions with conventional laboratory aids or an automatic pipetting device.
  • the application of the sample and the further process steps are carried out by an automatic sample processing device.
  • a sample processing device takes place, for example, in the production control of antibodies produced in a fermenter by means of an online system for process control.
  • the automatic sample application takes place at intervals of about 6 to 8 hours, and the antibody concentration contained in the fermentation medium can thus be determined quickly and easily continuously over a longer period of time using the disposable reaction vessel 1.
  • FIG. 2 A schematic representation of a system for antibody production control in which the disposable reaction vessel 1 according to the invention can be used is shown in FIG. 2.
  • the disposable reaction vessel 1 is located in the automatic sample processing device.
  • the method according to the invention can be carried out quickly without the disposable reaction vessel 1 having to be subjected to high pressures after the sample has been applied.
  • light suction or pressure forces such as those e.g. to be generated by centrifugation or pumping devices.
  • several disposable reaction vessels 1 can also be connected in series or in parallel to one another in the method according to the invention. This allows, for example, the simultaneous determination of several parameters in a single sample or the simultaneous analysis of several samples.
  • the series connection of several disposable reaction vessels is particularly advantageous, for example, when carrying out allergy tests.
  • a different antigen allergen
  • the columns are then connected in series, and the sample containing the antibody of the class IgE that mediates the allergic reaction is applied to the first reaction vessel.
  • the sample successively passes through the different disposable reaction vessels 1, which are equipped with different allergens.
  • the IgE contained in the sample is bound in the reaction vessel in which the allergy-causing antigen is present and can be e.g. be detected via fluorescence detection. This means that a single sample can be tested simultaneously with a large number of different potential allergens.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein oben und unten offenes Einwegreaktionsgefäß für die Festphasenimmunanalytik mit mindestens einer auf ein Trägermaterial mit aktiver bzw. aktivierter Oberfläche aufgebrachten immunologischen Reaktivkomponente mit einer derartigen Beladungsdichte, daß die zu bestimmende Komponente quantitativ (Bindungsgleichgewicht) an der Reaktivkomponente bindet, bevor die durchfließende Flüssigkeit aus dem Träger austritt, wobei das Trägerbettvolumen bis zu 600 νl beträgt, und wobei die Durchflußgeschwindigkeit der Flüssigkeit vom Trägerbett entsprechend bestimmt wird. Das Einwegreaktionsgefäß eignet sich zur Bestimmung von über Immunreaktionen bestimmbaren Komponenten.

Description

Einwegreaktionsgefäß für die Festphasenimmunanalytik und Verfahren zur Messung von über Immunreaktionen bestimmbaren Komponenten.
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einwegreaktionsgefäß für die Festphasenimmunanalytik sowie ein Verfahren, bei dem das Einwegreaktionsgefäß verwendet wird.
Affinitätschromatographie ist eine Technik, die bei der präparativen Reinigung von Biomolekülen breite Anwendung findet. Dabei wird eine spezifische Wechselwirkung des zu bestimmenden Moleküls mit einem dazu komplementären Bindungspartner ausgenutzt. Zur praktischen Durchführung solcher Methoden wird in der Regel eine Probe, die das zu reinigende Biomolekül enthält, auf eine Chromatographiesäule gegeben, die auf einem festen Trägermaterial einen der zueinander komplementären Bindungspartner gebunden enthält. Als Paare komplementärer Bindungspartner sind beispielsweise Enzyme und deren Substrate, Antikörper und Hapten bzw. Antigen, sowie zueinander komplementäre DNA- oder RNA- Einzelstränge zu nennen.
Bei der Immunaffinitätschromatographie wird die Wechselwirkung zwischen einem Antigen bzw. Hapten und dem dazugehörigen Antikörper zur Bestimmung ausgenutzt.
Bei Immuno-Assays unter Verwendung der Affinitätschromatographie wurden bisher im wesentlichen wiederverwendbare Säulen, die mit dem Antikörper oder Antigen (im folgenden als Liganden bezeichnet), gebunden an einen festen Träger, gepackt sind, verwendet. Um die zügige Durchführung des Chromatographievorgangs zu gewährleisten, wird die zu analysierende Probe unter hohem Druck durch die Chromatographiesäule gepreßt. Die Anwendung der Hochdruckflüssigkeits¬ chromatographie (HPLC) im Rahmen von Immuno-Assays wird beispielsweise beschrieben von de Elvis, W.U. und Wilson, G.S. in "Analytical Chemistry", 1 985, Vol. 57, Seiten 2754-2756, wie auch von Sportsman, J.R. et al. in "Analytical Chemistry", 1983, Vol. 55, 771 -775. Der Einsatz der HPLC zur Durchführung von Immuno-Assays hat jedoch mehrere Nachteile. So macht diese Technik einerseits den Einsatz aufwendiger Apparaturen notwendig, und andererseits werden an die zur Durchführung der Analyse benötigten Chromatographiesäulen hohe technische Anforderungen gestellt. Die Säulen müssen sowohl den bei der HPLC auftretenden hohen Drücken standhalten, als auch wiederverwendbar sein, um ein rationelles Arbeiten bei dieser Technik zu ermöglichen. Die Wiederverwendung der Säule erfordert jedoch zusätzliche Maßnahmen, bevor eine erneute Probe auf derselben Säule analysiert werden kann. Wie in der DE-OS 37 1 1 894 offenbart, werden wiederverwendbare Säulen vor jeder Analyse regeneriert, um den Einfluß mitgeschleppter und nicht ausreichend eluierter Substanzen aus dem vorhergehenden Versuch auszuschalten. Aus der DE-OS 24 48 41 1 ist ein Reaktionsgefäß für die Festphasenimmunanalytik bekannt. Das für mehrfache Verwendung ausgelegte Gefäß macht jedoch vor einer quantitativen Bestimmung eine Eichung mit Standards der zu bestimmenden Komponente erforderlich. Weiterhin sind bei dem in dieser Schrift offenbarten Reaktionsgefäß lange Inkubationszeiten notwendig, während denen der Durchfluß durch die Säule gestoppt ist, empfohlenerweise 6 Stunden bis 2 Tage, um eine ausreichende Bindung der zu bestimmenden Komponente an die auf den Träger aufgebrachte immunologische Reaktivkomponente sicherzustellen.
Die Bindungsreaktion wird jedoch immer vor Erreichen des Bindungsgleichgewichts, das 1 - 2 Tage erfordert, abgebrochen, um ein rationelles Arbeiten zu gewährleisten. Auch dieses frühzeitige Abbrechen der Bindungsreaktion hat zur Folge, daß zur Eichung eine Vergleichsanalytik mit Standardlösungen durchgeführt werden muß.
Entsprechend der Bevorzugung von Wegwerfsäulen in der Praxis beschreibt die DE-PS 26 26 823 ein Verfahren zur Herstellung einer vorgefertigten Wegwerf- Adsorptionssäule insbesondere für Radioimmunoassays unter Verwendung von Analysiergeräten, die mit Zentrifugalkräften arbeiten. Diese Säule ist aber keine Reaktionssäule und nur zur Abtrennung nach einer Immunreaktion geeignet, da sie nicht mit einer spezifischen Immunreaktivkomponente beladen wird. Um Störeffekte bei der Trennung mittels Gelbett zu vermeiden, wird der Strömungswiderstand der porösen Rückhalteglieder möglichst niedrig gehalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Einwegreaktionsgefäß für die Festphasenimmunanalytik zur Verfügung zu stellen, das die rasche direkte Durchführung von Immuno-Assays ermöglicht, das einfach gehandhabt werden kann, und das zum sofortigen Gebrauch, ohne vorherige Kalibrier- und Regeneriermaßnahmen, geeignet ist, sowie ein Verfahren zur Verwendung dieses Gefäßes.
Diese Aufgabe wird vorrichtungsgemäß gelöst durch ein oben und unten offenes Einwegreaktionsgefäß für die Festphasenimmunanalytik mit mindestens einer auf ein Trägermaterial aufgebrachten immunologischen Reaktivkomponente, wobei das Trägerbettvolumen bis zu 600 μl beträgt, und wobei die Durchflußgeschwindigkeit der Flüssigkeiten vom Trägermaterial bestimmt wird. Das Trägermaterial liegt entweder selbst in Form einer festen Fritte, Membran o.a. vor, oder es wird von einer unteren und oberen porösen Trenneinrichtung begrenzt.
Verfahrensgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung von über eine Immunreaktion bestimmbaren Komponenten, bei dem auf ein Einwegreaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 - 20 eine zu analysierende Probe gegeben wird, die zu bestimmende Komponente in der Probe von der komplementären immunologischen Reaktivkomponete in dem Einwegreaktionsgefäß während des direkten Durchflusses zurückgehalten wird, und die zu bestimmende Komponente a) eluiert und bestimmt wird oder b) im Einwegreaktionsgefäß über Verstärkerreaktionen mit immunologischen Markern markiert und dann bestimmt wird oder c) über eine zu der zu bestimmenden Komponente konkurrierende markierte Verbindung bestimmt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 a einen Längsschnitt durch ein beispielhaftes Einwegreaktionsgefäß 1 mit dem Trägermaterial mit der immunologischen Reaktivkomponente 3, bei Bedarf mit zwei Trenneinrichtungen 2a und 2b,
Fig. 1 b eine Draufsicht auf das Einwegreaktionsgefäß 1 und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines On-Line-Systems zur Antikörper- Produktionskontrolle.
Die in den Figuren 1 a und 1 b wiedergegebenen Abmessungen sind lediglich beispielhaft.
Das Einwegreaktionsgefäß 1 sowie das Verfahren, bei dem das Einwegreaktionsgefäß 1 verwendet wird, bringen im Vergleich zu bekannten Reaktionsgefäßen bzw. Verfahren erhebliche Vorteile mit sich.
Das Einwegreaktionsgefäß 1 erlaubt eine rasche Durchführung der quantitativen Bestimmung von Komponenten, die über Immunreaktionen bestimmbar sind. Die Handhabung des Reaktionsgefäßes 1 ist denkbar einfach und erfordert nicht den Einsatz aufwendiger Apparaturen wie z.B. von HPLC-Apparaturen. Weiterhin werden ausgezeichnete Ergebnisse mit dem genannten Einwegreaktionsgefäß 1 erhalten bei einem äußerst geringen Trägermaterial-Volumen 3 und entsprechend geringem Verbrauch an der darauf aufgebrachten immunologischen Reaktivkomponente ( im folgenden als Trägerbett bezeichnet). Ein Einwegreaktionsgefäß 1 mit einem Trägerbettvolumen 8 von vorzugsweise 50 μ\ wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt verwendet. Das geringe Trägerbettvolumen ermöglicht die Verwendung geringer Mengen an Elutionsflüssigkeit, was wiederum zur Folge hat, daß der Verdünnungseffekt durch die Elution gering bleibt, und somit die Nachweisgrenze im Vergleich zu anderen Verfahren, bei denen größere Elutionsvolumina notwendig sind, nicht verschlechtert wird. Durch Erhöhen des Volumenverhältnisses Probenlösung/Elutionspuffer, d.h. durch Aufgeben größerer Mengen von Probenlösung, kann die Nachweisgrenze noch weiter gesenkt werden. Weiterhin ermöglicht das Reaktionsgefäß 1 die quantitative Bestimmung im Bϊndungsgleichgewicht (Endpunktbestimmung) zwischen zu bestimmender Komponente und der immunologischen Reaktivkomponente, wobei sich das Bindungsgleichgewicht bei Verwendung des Einwegreaktionsgefäßes 1 bereits innerhalb einer Inkubationszeit von einer Minute einstellt.
Das rasche Einstellen des Bindungsgleichgewichts wird durch das geringe Trägerbettvolumen 8, dessen Durchflußwiderstand sowie die hohe Beladung des Trägermaterials mit der immunologischen Reaktivkomponente ermöglicht. Der kontrollierte Durchfluß und die hohe Beladungsdichte des Trägermaterials mit der Reaktivkomponente haben zur Folge, daß die zu bestimmende Komponente innerhalb von ca. 1 min quantitativ (Bindungsgleichgewicht) an die Reaktivkomponente bindet, bevor die durchfließende Flüssigkeit aus dem Trägerbettvolumen austritt. Dadurch erübrigt sich eine Vergleichsanalytik mit Standardlösungen.
Eine schnelle Analyse von Proben wird weiterhin deshalb ermöglicht, weil das Einwegreaktionsgefäß 1 den sofortigen Gebrauch erlaubt, da das darin enthaltene Trägermaterial 3 mit der immunologischen Reaktivkomponente standardisiert und konfektioniert ist und das Einwegreaktionsgefäß 1 vor der Verwendung nicht geeicht werden muß.
Da das Einwegreaktionsgefäß 1 die rasche Analyse von Proben erlaubt, ohne den Einsatz der HPLC, muß das Trägermaterial 3 nicht druckstabil sein. Als Trägermaterial 3 kommen alle für die Affinitätschromatographie verwendbaren Materialien in Betracht. Bevorzugte Trägermateriaiien sind polymere Zucker, Kunststoffe, kunststoff-modifizierte Träger, Metalloxide oder Silikate. Besonders bevorzugt sind Trägermateriaiien in Form von Fritten. Für Nachweise von sehr großen Komponenten wie Viren, die keinen Zugang zu den Poren solcher Trägermateriaiien haben, sind bevorzugt Propfcopolymere mit Seltenketten mit aktiven Gruppen. Die auf das Trägermaterial 3 aufgebrachte immunologische Reaktivkomponente kann sowohl kovalent als auch adsorptiv an das Trägermaterial gebunden sein. Die immunologische Reaktivkomponente kann ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend Haptene, Antigene, Antikörper und immunologisch affine Proteine. Als Antikörper können sowohl polyklonale als auch monoklonale Antikörper verwendet werden.
Da das Einwegreaktionsgefäß 1 in dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht hohen Drücken ausgesetzt werden muß, braucht das Gefäßmaterial 4 nicht druckstabil zu sein. Es kommen somit außer den druckstabilen Materialien, wie Metalle, andere nicht druckstabile Materialien, wie Glas, Naturstoffe und Kunststoffe, für die Herstellung des Einwegreaktionsgefäßes in Betracht. Bevorzugte Kunststoffe sind Polyethylen, Polypropylen und/oder Polystyrol, und bevorzugte Metalle sind Aluminium und Edelstahl.
Zweckmäßigerweise ist das Einwegreaktionsgefäß 1 an einem Ende mit einem Wulst 5 versehen, der das Einpassen des Reaktionsgefäßes in Halte- und Transportvorrichtungen zur automatischen Weiterbewegung ermöglicht. Dies ist erforderlich für den Einsatz in automatischen Probenbearbeitungsvorrichtungen. Weiterhin ist es zweckmäßig, daß das Einwegreaktionsgefäß 1 an dem einen Wulst tragenden gegenüberliegenden Ende einen Anschluß mit einem kleineren Durchmesser als dem Gefäßdurchmesser besitzt, vorzugsweise einen Anschluß, der eine Steckverbindung mit einem weiteren Einwegreaktionsgefäß ermöglicht. Dieser erleichtert u.a. das in Reihe-Schalten mehrerer Einwegreaktionsgefäße 1 , wobei der Auslauf 6 des ersten Gefäßes mit dem Einlauf des zweiten Gefäßes durch einfaches Zusammenstecken der beiden Gefäße verbunden wird in Art einer Male- Female-Steckverbindung.
Weiterhin ist das Einwegreaktionsgefäß 1 durch Abdeckungen 7 und 9 abschließbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung des obigen Einwegreaktionsgefäßes 1 zeichnet sich u.a. dadurch aus, daß die Durchführung im Vergleich zu bisherigen Verfahren stark vereinfacht ist und es eine rasche quantitative und qualitative Bestimmung erlaubt. Dieses wird zum Teil deshalb ermöglicht, weil die Bestimmung der zu bestimmenden Komponente keine vorherige Kalibrierung oder Regenerierung des in dem Einwegreaktionsgefäß 1 verwendeten Trägermaterials erfordert und keine Vergieichsreihen mit Standardlösungen durchgeführt werden müssen. Die einfache Handhabung ergibt sich aus der Möglichkeit, Proben und weitere Lösungen mit üblichen Laborhilfsmitteln oder einem Pipettierautomaten aufzubringen.
Neben manuellen Verfahren werden auch automatisierte Verfahren durch den Einsatz des Reaktionsgefäßes 1 verbessert. Bei solchen Verfahren erfolgen das Aufbringen der Probe und die weiteren Verfahrensschritte durch eine automatische Probenbearbeitungsvorrichtung. Eine solche Probenbearbeitungsvorrichtung findet beispielsweise bei der Produktionskontrolle von in einem Fermenter hergestellen Antikörpern durch ein Online-System zur Prozeßkontrolle statt. Bei einem solchen Verfahren erfolgt die automatische Probenaufbringung in zeitlichen Abständen von etwa 6 bis 8 Stunden, und die in dem Fermentationsmedium enthaltene Antikörperkonzentration kann so kontinuierlich über einen längeren Zeitraum mit Hilfe des Einwegreaktionsgefäßes 1 rasch und einfach bestimmt werden. Eine schematische Darstellung eines Systems zur Antikörperproduktionskontrolle, bei dem das erfindungsgemäße Einwegreaktionsgefäß 1 eingesetzt werden kann, ist in Fig. 2 gezeigt. Dabei befindet sich das Einwegreaktionsgefäß 1 in der automatischen Probenbearbeitungsvorrichtung .
Das erfindungsgemäße Verfahren kann rasch durchgeführt werden, ohne daß das Einwegreaktionsgefäß 1 nach dem Aufbringen der Probe hohen Drücken ausgesetzt werden muß. Jedoch können zur schnelleren Durchführung des Verfahrens leichte Sog- oder Druckkräfte, wie sie z.B. durch Zentrifugation oder Pumpvorrichtungen zu erzeugen sind, angewendet werden.
Falls erforderlich, können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch mehrere Einwegreaktionsgefäße 1 hintereinander oder parallel zueinander geschaltet werden. Dies erlaubt z.B. die gleichzeitige Bestimmung mehrerer Parameter in einer einzigen Probe bzw. die gleichzeitige Analyse mehrerer Proben. Das Hintereinanderschalten mehrerer Einwegreaktionsgefäße ist z.B. bei der Durchführung von Allergietests besonders vorteilhaft. Dabei wird auf verschiedene Säulen jeweils ein unterschiedliches Antigen (Allergen) aufgebracht, die Säulen werden dann in Reihe geschaltet, und die Probe, enthaltend den die allergische Reaktion vermittelnden Antikörper der Klasse IgE, wird auf das erste Reaktionsgefäß aufgetragen. Die Probe durchläuft sukzessiv die verschiedenen, mit unterschiedlichen Allergenen bestückten Einwegreaktionsgefäße 1 .
In dem Reaktionsgefäß, in dem das die Allergie hervorrufende Antigen vorhanden ist, wird das in der Probe enthaltene IgE gebunden und kann dort z.B. über Fluoreszenzdetektion nachgewiesen werden. Somit kann eine einzige Probe gleichzeitig mit einer Vielzahl verschiedener, potentieller Allergene ausgetestet werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Oben und unten offenes Einwegreaktionsgefäß (1 ) für die Festphasenimmunanalytik mit mindestens einer auf ein Trägermaterial mit aktiver bzw. aktivierter Oberfläche (3) aufgebrachten immunologischen Reaktivkomponente mit einer derartigen Beladungsdichte, daß die zu bestimmende Komponente quantitativ (Bindungsgleichgewicht) an die Reaktivkomponente bindet, bevor die durchfließende Flüssigkeit aus dem Trägerbett austritt, wobei das Trägerbettvolumen (8) bis zu 600 μ\ beträgt, und wobei die Durchflußgeschwindigkeit der Flüssigkeit vom Trägerbett entsprechend bestimmt wird.
2. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (3) mit der immunologischen Reaktivkomponente standardisiert und konfektioniert ist, was den sofortigen Gebrauch des Einwegreaktionsgefäßes (1 ) erlaubt.
3. Einwegreaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (3) ausgewählt wird aus der Gruppe umfassende Polymere Zucker, Kunststoffe, kunststoffmodifizierte organische oder anorganische Träger, poröse Metalle und Legierungen, Metalloxide, Gläser, Silikate oder keramische Werkstoffe.
4. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial fest in Form einer Fritte oder Membran vorliegt, wobei die Porosität des Trägermaterials die Durchflußgeschwindigkeit der Flüssigkeit entsprechend Anspruch 1 bestimmt.
5. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff eine Modifikation von Polyethylen, Polystyrol, Polyacrylat, Polyamid, von einem ihrer Copolymeren oder von Cellulose ist, daß das Metall Aluminium ist, und daß das Metalloxid Aluminiumoxid, Titandioxid oder Zirkondioxid ist,
6. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial eine signifikante Oberflächenstruktur mit hoher Konzentration an aktiven Bindungsstellen für die immunologische Reaktivkomponente aufweist, wobei die Durchflußgeschwindigkeit der Flüssigkeit von der Beziehung Teilchengröße und Oberflächenstruktur des Trägermaterials entsprechend Anspruch 1 bestimmt wird.
7. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein Propfcopolymer (Tentakelpolymer) ist, wobei die Durchflußgeschwindigkeit der Flüssigkeit vom Verhältnis zwischen Teilchengröße und Länge der Seitenketten entsprechend Anspruch 1 bestimmt wird.
8. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die immunologische Reaktivkomponente kovalent oder adsorptiv an das Trägermaterial (3) gebunden ist.
9. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die immunologische Reaktivkomponete ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend Hapten, Antigen, Antikörper und immunologisch affine Proteine.
10. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antikörper polyklonal ist.
1 1 . Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antikörper monoklonal ist.
1 2. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial eine Porosität von 0,2 μm bis 100 μm aufweist.
13. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial eine Schichtdicke von 0,1 mm bis 20 mm aufweist.
14. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Propfcopolymer Polystyrol mit aufgepropftem Polyethylenglykol ist mit einer Teilchengröße von 10 bis 1 5 μm.
1 5. Einwegreaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäßmaterial (4) ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend Kunststoffe, Gläser, Metalle und Naturstoffe.
16. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 1 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Polyethylen, Polypropylen und/oder Polystyrol ist.
1 7. Einwegreaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 1 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß (1 ) an einem Ende einen Wulst (5) trägt, der das Einpassen des Reaktϊonsgefäßes in Halte- und Transporteinrichtungen zur automatischen Weiterbewegung ermöglicht.
1 8. Einwegreaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 1 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgefäß (1 ) an dem einen Wulst (5) tragenden gegenüberliegenden Ende einen Anschluß (6) mit einem kleineren Durchmesser als dem Gefäßdurchmesser besitzt.
19. Einwegreaktionsgefäß nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Enden des Reaktionsgefäßes ein Zusammenkoppeln in Art einer Male-Female-Steckverbindung ermöglichen zum Hintereinanderschalten mehrerer Einwegreaktionsgefäße.
20. Einwegreaktionsgefäß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerbettvolumen (8) 50 μl beträgt.
21 . Verfahren zur Bestimmung von über eine Immunreaktion bestimmbaren Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein Einwegreaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 20 eine zu analysierende Probe gegeben wird, die zu bestimmende Komponente in der Probe von der komplementären immunologischen Reaktivkomponente in dem Einwegreaktionsgefäß während des direkten Durchflusses zurückgehalten wird, und die zu bestimmende Komponente a) eluiert und bestimmt wird, oder b) im Einwegreaktionsgefäß über Verstärkerreaktionen mit immunologischen Markern markiert und dann bestimmt wird, oder c) über eine zu der zu bestimmenden Komponente konkurrierende markierte Verbindung bestimmt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung ohne vorherige Kalibrierung oder Regenerierung des Trägermaterials und der darauf aufgebrachten Reaktivkomponente durchgeführt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Probe und weiterer Lösungen mit üblichen Laborhilfsmitteln oder einem Pipettierautomaten erfolgt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Probe und die weiteren Verfahrensschritte durch eine automatische Probenbearbeitungsvorrichtung durchgeführt werden.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Probenaufbringung in einem On-line-Prozeßkontroll-System erfolgt.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zur schnelleren Durchführung des Verfahrens das Einwegreaktionsgefäß nach dem Aufbringen der Probe leichten Sog- oder Druckkräften ausgesetzt wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einwegreaktionsgefäße hintereinander oder parallel geschaltet werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß damit Allergene bestimmt werden.
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