DK143169B - Analytisk proevepakke med reaktionsrum og reagensrum - Google Patents

Description

1 A3 169

Opfindelsen angår en analytisk prøvepakke af den i krav 1's indledning angivne art.

Fra beskrivelsen til USA-patent nr. 3.036.894 kendes en prøvepakke af denne art. Denne kendte prøvepakke om-5 fatter et antal mellem to bøjelige formstoffolier udformede rum, som kan forbindes med hinanden ved at bryde sammenføjningen mellem rummene eller ved at åbne klemmer, som adskiller det ene rum fra det næste ved at klemme folierne sammen. Når en sådan prøvepakke skal anvendes til undersø-10 gelse af en prøve, indføres prøven i et første rum, som derpå lukkes på passende måde. Derefter forbindes det første rum med det næste rum, hvori der f.eks. kan være anbragt en passende fortyndingsvæske. Den således forberedte prøve kan derpå føres sammen med et i et tredje rum anbragt rea-15 gens ved at forbinde det andet rum med det tredje, og så fremefter.

I den således kendte prøvepakke indføres prøven i det første kammer, enten ved at dette til at begynde med holdes åbent og først lukkes, f.eks. ved varmforsegling, 20 efter at prøven er indført (jfr. skriftets 2. spalte, 42.-49. linie), eller ved at indføre prøven i det lukkede første kammer ved hjælp af en injektionsnål og derefter lukke hullet efter nålen ved varmforsegling eller ved at sætte en lap på det (jfr. skriftets 4. spalte, 22.-36. linie).

25 På grund af prøvepakkens blødhed er det imidlertid ikke let at indføre en injektionsnål i den, og det er heller ikke altid let at foretage en lukning af hullet, uden at der tabes prøvevæske, og denne lukning kraver i alle tilfælde ekstra udstyr eller materialer, dvs. enten varmforseglings-30 udstyr henholdsvis "lappesager".

Det er opfindelsens formål at anvise en udformning af en prøvepakke af den indledningsvis nævnte art, hvor arbejdet med at indføre prøven gøres lettere, og hvor det navnlig er lettere at indføre en nøjagtig afmålt mængde 35 væskeformet prøve.

2 1 A3169 o

Prøvepakken ifølge opfindelsen er ejendommelig ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning.

Ved hjælp af den stive samlekasse er det lettere at holde styr på den del af prøvepakken, der skal samvirke med in-5 jektionsnålen, der anvendes til at indføre prøven gennem den af gummielastisk materiale bestående prop, som af sig selv lukker det ved indstikningen af injektionsnålen fremkomne hul. Ud over den forbedrede håndtering opnås således, at én arbejdsoperation - nemlig lukningen af hullet - und-10 gås tillige med de hermed forbundne, ovenfor omtalte ulemper.

Den i krav l's kendetegnende del angivne udformning omfatter, som det fremgår af kravet, en patron af en nærmere bestemt art, og denne patron kan som angivet i 15 krav 2 udnyttes til anbringelse af analytiske hjælpemidler, f.eks. af en sådan art, som det ikke ville være hensigtsmæssigt at anbringe i et af reagensrummene i selve prøvepakken.

Patronen kan endvidere udnyttes som en art ven-20 tillegeme, jfr. den i krav 3 angivne udformning, til hindring af tilbagestrømning af prøvevæsken, hvad der selvsagt medfører en væsentlig forbedring af nøjagtigheden når det drejer sig om kvantitative analyser eller omslagsprøver.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nær-25 mere under henvisning til tegningen, idet fig. 1 viser et udførelseseksempel på en analytisk prøvepakke ifølge opfindelsen i perspektiv, fig. 2 og 3 er delbilleder af den i fig. 1 viste prøvepakke, set fra den modsatte side, til belysning af 2Q fremstillingsprocessen, og fig. 4 viser en patron, der er indrettet til at indføres i den i fig. 1 viste prøvepakke.

35

O

3 143169

Ved beskrivelsen af fremstillingen af prøvepakken henvises der først til fig. 1. Det første trin omfatter en tildannelse af et antal cirkulære fordybninger 10 i det ^ væsentlige ved siden af hinanden i en grundplade af et uigennemtrængeligt foldeligt eller fleksibelt polymermateriale 11. Pladen består fortrinsvis af et gennemsigtigt termoplastisk formstof, f.eks. polyethylen, polypropylen, polyvinyl-chlorid eller polyethylenterephthalat eller laminater heraf 10 eller laminater med metalfolier. Foretrukne materialer er omtalt i beskrivelsen til USA-patent nr. 3.264.272, og udgøres af ioncopolymere af α-olefiner (ethylen) og a-, ø-ethylen-umættede carboxylsyrer med 3-8 carbonatomer og med 10-90% af carboxylsyregrupperne ioniseret ved neutralisering 15 med metalioner.

Størrelsen af pladen kan have en vilkårlig værdi fra 2,5 x 2,5 cm, 7,5 x 10 cm etc. til en vilkårlig størrelse, der hensigtsmæssigt kan håndteres. Fordybningerne 10 udformes lettest ved at bringe et passende opvarmet formstempel 20 i berøring med grundpladen under udøvelse af tryk eller på anden måde. Det bemærkes, at fordybningerne også kan dannes ved vakuumformning.

Det næste trin omfatter anbringelsen af faste eller flydende reagenser i fordybningerne 10. Den mest simple 25 proces består i at anbringe tabletter i fordybningerne. Reagenserne kan også tilføres i form af væsker, der dernæst, hvis det ønskes, kan frysetørres på stedet. I de eksempler, der er angivet i det følgende, er der anført repræsentative særlige materialer til særlige analytiske prøver.

30 Efter anbringelsen af reagenserne i fordybningerne anbringes en anden plade 12, der, hvad angår størrelse og sædvanligvis også sammensætning, svarer til den første plade eller grundpladen, oven på denne første plade. Der tilføres dernæst varme og tryk til de i fig. 2 viste områ-35 der "a", der omgiver reagenskapslerne, ved hjælp af passende varmforseglingsorganer. De sammenbundne eller forseglede områder gøres imidlertid forholdsvis smalle og/eller varmetil-

O

1 A3169 4 førslen reguleres omhyggeligt med henblik på at undgå en permanent forsegling af disse områder. Specielt kan temperaturen, trykket og behandlingstiden reguleres til tilvejebringelse af lukker, der senere kan brydes ved tilførsel af 5 tryk til væsken i kammeret mellem de to plader uden for fordybningerne, hvilken væske tjener til hydraulisk itubryd-ning af lukkerne. Alternativt kan der anvendes klæbemidler eller andre former for bindinger, forudsat at der dannes udløselige bindinger, som tidligere omtalt, i disse områder.

20 Der tilføres dernæst varme og tryk til de i fig. 2 viste områder "b" til tilvejebringelse af en permanent binding ved omkredsen af pladerne 11 og 12 med henblik på dannelse af et reaktionskammer 28 mellem disse. Det ses, at et lille i fig. 2 vist område "c" ved den ene kant forbliver ubundet.

25 En stiv samlekasse 13, der har en i det væsentlige cylindrisk kanal 14, som er anbragt i siden af denne, og en enkelt lille åbning 15, som fra den ene side af samlekassen står i forbindelse med kanalen, anbringes dernæst under grundpladen 11 på den måde, der er vist i fig. 3, således 2o at åbningen 15 befinder sig direkte under en åbning 17 i grundpladen 11. Yderligere to åbninger 16a og 16b er vist på den side af samlekassen 13, der vender modsat den side, i hvilken åbningen 15 er anbragt. Denne side af samlekassen kan også være forsynet med information til identificering og 25 anvendelse af prøvepakken.

Der tilføres dernæst varme og tryk til pladen 11 og samlekassen 13 i området "d" med henblik på binding af grundpladen 11 til samlekassen rundt om åbningen 17. Efter dette trin tilføres der varme og tryk langs det i fig. 3 viste område 2Q "e" hen over de øverste kanter af de to plader og samlekassen med henblik på binding af pladerne til samlekassen 13 og med henblik på dannelse af den prøvepakke, der er vist i fig. 1. Det bemærkes, at prøvepakken i fig. 1 er vendt således, at samlekassen 13 og grundpladen 11 befinder sig 5 143169 over pladen 12.

For at fuldende prøvepakken indføres den i fig. 4 viste patron i kanalen 14. Patronen er sammensat af et stykke forholdvis stift polymerrør 18, fortrinsvis bestående af 5 polypropylen, en prop 19, der sædvanligvis består af gummi og er indrettet til tilvejebringelse af et frit område som vist ved 27, og ventilprop 20. Ventilproppen 20 er forsynet med en kanal 21 til tilvejebringelse af forbindelse fra det indre af røret 18 gennem passagen 21 og gennem 10 åbningen 15 i samlekassen 13 og åbningen 17 i grundpladen 11 ind i reaktionskammeret mellem pladerne 11 og 12. En skillevæg 23 adskiller kanalen 21 fra det indre af røret 18.

Når skillevæggen 23 er fremstillet af et uigennemtrængeligt materiale, kan der afgives væske ind i reaktionskammeret 15 ved indsprøjtning af væsken i kanalen 21 og derfra gennem den ovenfor omtalte passage ved indføring af et passende indsprøjtningsorgan, såsom en injektionsnål gennem åbningen 16a i samlekassen 13. Når skillevæggen er fremstillet af et porøst materiale, såsom et gitter eller et filter, kan der 20 afgives væske ind i reaktionskammeret gennem det indre af røret 18 og kanalen 21 og derfra gennem den ovenfor omtalte passage ved indføring af et passende indsprøjtningsorgan såsom en injektionsnål i det fri område 27 af proppen 19 gennem åbningen 16b i samlekassen 13. Efter at 25 afgivelsen af væske ind i reaktionskammeret er fuldført, bevæges den i fig. 4 viste patron i begge tilfælde en tilstrækkelig afstand mod højre til lukning af åbningen 15 og til hindring af en tilbagestrømning af prøven.

Foruden at tilvejebringe et effektivt og nøjagtigt 30 middel til afgivelse af væske, f.eks. væskeprøven, ind i prøvepakken tilvejebringer patronen et område til eventuel placering af analytiske hjælpemidler. Der kan således anbringes en ionbytterharpiks inden i røret 18 således, at uønskede ioner i væskeprøven kan fjernes, eller at pH-værdien af en prøve kan 35 ændres, når prøven strømmer gennem røret og ind i kammeret.

Et filterleje, et filtergitter eller et gelatinefiltrerings- 143169

O

6 materiale, f.eks. "Sephadex" dextran-gel, "Biogel" poly-acrylamid-gel etc. kan også anbringes inden i røret. Alternativt kan røret 18 indeholde kombinationer af de ovenfor anførte midler med eller uden andre analytiske hjælpemid-5 ler blandet eller anbragt på række.

I de følgende eksempler illustreres opfindelsens anvendelighed.

Eksempel 1

En afmålt mængde af 1-cystein-hydrochlorid (1,575 mg) anbringes ± et første rum i prøvepakken, der er vist i fig. 1. Afmålte mængder af mononatriumsaltet af a-ketoglutarsyre (3,54 mg) og dinatriumsaltet af dihydro-β--diphosphorpyridxnnucleotid (1,01 mg) anbringes i et andet rum i prøvepakken. En afmålt mængde (4,5 enheder) af a-gluta-minsyredehydrogenase i 50%’s glycerol anbringes i et tredje rum. En afmålt mængde (0,5 enheder) af urease anbringes i et fjerde rum.

Prøven af blodserum indføres først i kammeret ved indsprøjtning i den i fig. 4 viste kanal 21 i samlekassen 20 hørende til den i fig. 1 viste prøvepakke som beskrevet i det foregående. En phosphatpuffer indføres dernæst i reaktionskammeret, f.eks. ad den samme vej. Der tilføres tryk med henblik på brydning af lukkerne omkring det første, andet og tredje rum til udtømning af disse rums indhold og 25 blanding med prøven. Efter forløbet af en passende tid brydes det lukke, der omgiver det fjerde rum til udtømning af ureasen, og resultaterne udlæses ved bestemmelse af absorptionen eller hastigheden af absorptionsændringen under anvendelse af lys med bølgelængden 340 nyu til bestemmelse af koncentratio-20 nen af urinstof i prøven.

Eksempel 2

Ved dette eksempel anvendes der en prøvepakke 'svarende til den, der er vist i fig. 1. Pakken indehol-35 der kun fire reagensrum. I det første reagensrum er der anbragt 10,0 mg β-nicotinamid-adenindinucleotid-dinatriumsalt i oxideret form, 0,25 mg phenazinmethosulfat og 0,2 mg 2,6--dichlorphenol-indophenol. Det andet, tredje og fjerde 7 1 A3 169 rum indeholder afmålte mængder af henholdsvis 1-mælkesyre, 0 1-æblesyre og a -hydroxy smør syre. Hovedreaktionskammeret indholder en væskeformig pufferforbindelse af natriumhy-drogenphosphat.

En nøjagtig mængde blodserum indføres i reaktions-5 kammeret ved indsprøjtning i den i fig. 4 viste kanal 21 i samlekassen hørende til den i fig. 1 viste prøvepakke som omtalt i det foregående. En phosphatpuffer i form af et opløsningsmiddel indsprøjtes dernæst i kanalen 21 og føres til reaktionskammeret. Det lukke, der omgiver det første reagens-10 rum, brydes med henblik på udtømning af det nævnte nicotin-amid-adenindinucleotid, phenazinmethosulfat og dichlorphe-nol-indophenol. Disse reagenser blandes med den indførte serum og med pufferopløsningen i hovedreaktionskammeret ved tilførsel af tryk på pulserende måde til kammeret. Der-15 næst brydes i afhængighed af, hvilken af de tre dehydrogenase-bestemmelser (mælkesyredehydrogenase, æblesyredehydrogenase eller α-hydroxysmørsyrehydrogenase), der ønskes, lukket omkring det ene af de øvrige tre reagensrum.

Indholdet blandes med opløsningen i reaktionskam-20 meret ved igen at tilføre et pulserende tryk, og resultatet udlæses ved bestemmelse af absorptionen eller absorptionsændringen under anvendelse af lys ved 610 mp til bestemmelse af koncentrationen af den pågældende dehydrogenase.

Alternativt kan hovedreaktionskammeret og dets indhold 25 opdeles i to dele ved anvendelse af et impulslukkeorgan.

Den ene del kan opvarmes til ca. 37°C, medens den anden del kan afkøles ti 5°C. Efter forløbet af et passende tidsrum kan de to dele dernæst udlæses særskilt under anvendelse af et spektrofotometer. Koncentrationen af det pågældende 30 enzym i prøven bestemmes på grundlag af de forskellige absorptionsmålinger .

Eksempel 3

Dette eksempel omhandler en afprøvningsproces til 2^ bestemmelse af glucose.

En afmålt mængde af 3,3'-dimethoxybenzidin-di-nyirochlorid (0,25 mg) anbringes i det første rum i den i fig. 1 viste prøvepakke. En afmålt mængde af peroxidase (0,01 mg 1 A3169 8 O eller 1,1 enhed) anbringes i det andet rum i prøvepakken.

Til slut anbringes en afmålt mængde af glucoseoxidase (0,125 mg eller 16,25 enheder) i det tredje rum.

En prøve af blodserum eller en anden væske, i hvilken der optræder glucose, indføres i kammeret, og en 5 phosphatpuffer indføres dernæst i reaktionskammeret, begge dele ligesom det var tilfældet ved eksempel 2. Der tilføres en kraft med henblik på brydning af lukkerne omkring det første og det andet rum til udtømning af reagenserne og blanding af disse med indholdet i reaktionskammeret. Efter 10 en fuldstændig blanding brydes det lukke, der omgiver det tredje rum, til udtømning af det heri indeholdte glucoseoxidase, og resultatet udlæses på samme måde, som det var tilfældet ved eksempel 1, ved bestemmelse af absorptionen eller hastigheden af absorptionsændringen under anvendelse af lys 15 'med bølgelængden 437 mp.

Eksempel 4

Ved dette eksempel beskrives en proces til undersøgelse af en prøve med henblik på at bestemme dens gluta- 20 minsyre-oxaleddikesyre-transaminaseaktivitet eller dens glutaminsyre-pyrodruesyre-transaminaseaktivitet. Ved dette eksempel er det nødvendigt at adskille den aktive enzymfraktion fra den proteinfri fraktion af blodserumprøven. Denne adskillelse kan udføres inden i den i fig. 1 viste prø-25 vepakke ved anvendelse af en patron indeholdende et gel- -filtermateriale. Specielt fyldes patronen 18 i fig. 4 med 1,5 ml af hydratiseret polyacrylamid-gel. Denne prøve indsprøjtes i området 27 i proppen 19 og føres herfra gennem gelen i patronen som beskrevet i det foregående. Herefter 30 presses en phosphatpuffer gennem gel-filtermaterialet indeholdende prøven på samme måde. Den første udstrømning, der indeholder det aktive enzym, føres dernæst ind i reaktionskammeret hørende til prøvepakken. Efter at adskillelsen er udført, indsprøjtes der en ekstra mængde phosphatpuffer 35 143169

O

9 gennem kanalen 21 i hovedreaktionskammeret hørende til prøvepakken.

I denne analytiske prøvepakke anvendes der fem rum til reagenser. Rum nr. 1 fyldes med 10,0 mg 3-nicotinamid-5 adenindinucleotiddinatriumsalt i oxideret form, 0,25 mg phenazinmethosulfat og 0,2 mg 2,6-dichlorphenol-indophenol.

I rum nr. 2 findes der 75 microliter l-glutaminsyredehydro-genaseopløsning (100 mikromolenheder/ml). Rum nr. 3 indeholder 1,35 mg α-ketoglutarsyre. Rum nr. 4 og 5 indeholder henholdsvis 30 mg 1-asparaginsyre og 25 mg 1-alanin. Reagensrummene fyldes med forud bestemte mængder af hver forbindelse .

Det første, andet og tredje reagensrum brydes, og deres indhold blandes med opløsningen i hovedreagenskammeret på den måde, der er angivet i forbindelse med de foregående eksempler. I afhængighed af, hvilken transaminaseprøve, der ønskes udført, brydes enten det fjerde rum eller det femte, og dets indhold blandes med opløsningen i hovedreagenskammeret.

Indholdet blandes med opløsningen i hovedreagens-2q kammeret ved igen at tilføre et pulserende tryk, og resultatet udlæses ved bestemmelse af absorptionen eller absorptionsændringen under anvendelse af lys med bølgelængden 610 mjx til bestemmelse af koncentrationen af den særlige dehydrogenase. Alternativt kan hovedreaktionskammeret og dets ind-__ hold opdeles i to dele ved anvendelse af et passende varm-forseglingsorgan eller lignende. Den ene del kan opvarmes til ca. 37°C, medens den anden del kan afkøles til 5°C.

Efter forløbet af et passende tidsrum kan de to dele dernæst udlæses særskilt under anvendelse af et spektrofotorae-ter. Koncentrationen af det særlige enzym i prøven bestemmes på grundlag af de forskellige absorptionsmålinger.