DE2927345A1

DE2927345A1 - Verfahren und vorrichtung zur analyse einer probe

Info

Publication number: DE2927345A1
Application number: DE19792927345
Authority: DE
Inventors: Martin J Lee
Original assignee: Technicon Instruments Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1978-07-07
Filing date: 1979-07-06
Publication date: 1980-02-28
Also published as: FR2430615A1; CA1119083A; JPH0361857A; GB2025044A; BE877272A; NL7902541A; SE7902015L; AU4755879A; DE2927345C2; IT7924097A0; JPS5512488A; FR2430615B1; JPH0250428B2; IT1122010B; JPH048747B2; GB2025044B; US4260392A

Description

TECHNICON INSTRUMENTS CORPORATION, Tarrytown, N.Y., VStA

<4*z,Lyse- Z-ri-jey Γ ro Oe. ■*/ Verfahren und Vorrichtung zur jEsii·

Bekanntlich muß bei den meisten chemischen Bestimmungen, die von einer Flüssigkeit ausgehen, eine zu untersuchende Probe durch geeignete Mittel genau abgemessen werden, d.h. es muß ein genauer aliquoter Teil erhalten werden. Außerdem hat es sich als notwendig erwiesen, ein Verdünnungsmittel abzumessen, um die Probe damit zu vermischen, damit man zu einer angemessen verdünnten Probe gelangt. Der Verdünnungsschritt wird normalerweise vor dem Vermischen der Probe mit dem Reagenz durchgeführt. Das Reagenz muß ebenfalls in einer für eine gegebene Umsetzung geeigneten Weise abgemessen werden. Die Genauigkeit, mit der man einen aliquoten Teil gewinnt, setzt die Grenzen für die Genauigkeit jeder darauf folgenden analytischen Messung. Die Gewinnung eines genauen aliquoten Teils und seine Verdünnung sind auch erforderlich, um für einen Überschuß an Reagenz im Hinblick auf die Probe zu sorgen und um die Wirkungen von störenden Bestandteilen zu verringern.

Sowohl die Herstellung der erforderlichen Materialien, als auch sämtliche genannten Stufen sind zeitraubend und unbequem. Es bestand daher der Bedarf an einem vereinfachten und verbesserten Weg zur Gewinnung von aliquoten Teilen sowie zur Verdünnung des zu bestimmenden Materials.

Die chemische Analyse von Flüssigkeiten, wie beispielsweise von wäßrigen Lösungen, Nahrumgsmitteln, wie Milch, sowie biologischen Flüssigkeiten, ist häufig zweckmäßig oder notwendig. Verschiedene Maßnahmen zur Erleichterung der Flüssigkeitsanalysen sind bereits bekannt. Derartige

nachträglich
Seönriert

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Maßnahmen bestanden häufig in der Herstellung eines Versuchsreagenzes für eine zu bestimmende Substanz. Das Reagenz bewirkt nach der Umsetzung mit der zu untersuchenden Substanz die Bildung eines gefärbten Materials oder eine andere meßbare Veränderung. Die zur Analyse verwendeten Reagenzien umfassen beispielsweise pH-Teststreifen und ähnliche Indikatoren, bei denen ein Papier oder ein anderer stark absorbierender Träger mit einem Material getränkt ist, das mit der zu analysierenden Substanz chemisch reagiert. Das Material in diesen Teststreifen spricht auf eine Berührung mit Flüssigkeiten an, die Wasserstoffionen oder andere zu analysierende Bestandteile enthalten, und erzeugt entweder eine Färbung oder verändert eine solche. Je nach der Auswahl des ansprechenden Materials wird die Veränderung normalerweise qualitativ oder im besten Falle halbquantitativ festgestellt.

Auf bestimmten Gebieten ist es häufig erforderlich, daß Analysentechniken zu raschen quantitativen Ergebnissen führen. In neuester Zeit durchgeführte Entwicklungsarbeiten haben zum Ziel gehabt, Reagenzien zu liefern, die sich für die diagnostische chemische Analyse eignen, bei der die Untersuchung von biologischen Flüssigkeiten, wie Körperflüssigkeiten, wie beispielsweise Blut, Serum, Urin und dgl., rasch und bequem zu genauen quantitativen Ergebnissen führen muß.

Analysentechniken, die auf chemische Lösungen angewandt werden, erfreuen sich im klinischen Labor, insbesondere bei der automatisierten Analyse, großer Beliebtheit. Derartige Techniken erfordern jedoch Analyseneinrichtungen, die in der Lage sind, Lösungen auf komplizierte Weise handzuhaben und zu transportieren. Analyseneinrichtungen der "naßchemischen" Art, wie sie beispielsweise aus der US-PS 2 797 149 bekannt sind, sind häufig kostspielig und erfordern besonders qualifiziertes Bedienungspersonal.

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Als Alternative zur Lösungschemie hat man verschiedene mehrphasige integrierte Reagenzien für die trockene chemische Analyse vorgeschlagen. Der Ausdruck "integrierte Elemente" bedeutet im vorliegenden Falle derartige analytische Elemente, die zwei oder mehrere diskrete Schichten enthalten. Bei ihrer Verwendung werden diese Schichten übereinander angeordnet, wobei sie sich im wesentlichen berühren. Wenngleich die "trockene" Analyse hinsichtlich des Aufbewahrens und der Handhabung von Materialien beträchtliche Vorteile bietet, hat sie sich dennoch nur zu begrenzten Erfolgen führen lassen. Sie wurde in erster Linie für qualitative und halbquantitative Zwecke angewandt.

Eine Abart von vielschichtigen analytischen Reagenzien ist aus der US-PS 3 092 465 bekannt. Derartige vielschichtige Reagenzien enthalten einen absorbierenden faserförmigen Träger, der mit einem oder mit mehreren Einzelreagenzien imprägniert ist. Die mehrphasigen Reagenzien besitzen typischerweise einen Farbbildner, der mit einer semipermeablen Membran beschichtet ist. Nach Berührung mit einer zu untersuchenden Flüssigkeit wandert ein Teil der zu untersuchenden Flüssigkeit durch die Membran in den faserförmigen Träger hinein. Dadurch wird eine Färbung in einer Stärke erzeugt, deren Intensität der Konzentration der zu untersuchenden Substanz entspricht. Die Membran verhindert ein Hindurchtreten und eine Absorption bestimmter störender Komponenten, wie beispielsweise von Erythrocyten, die das Ablesen der Färbung beeinträchtigen könnten.

Analytische Reagenzien, die auf absorbierenden Filterpapieren oder anderen faserförmigen Medien beruhen, die eine Flüssigkeitsprobe aufnehmen und verteilen, sind im klinischen Labor nicht beliebt. Wahrscheinlich ist diese Tatsache ihrerUnfähigkeit, sehr genaue quantitative Ergebnisse zu liefern, zuzuschreiben. Aus der US-PS 3 050

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ist die Verwendung von saugfähigen Materialien, wie beispielsweise Filterpapieren, bekannt. Es wird dabei erwähnt, daß in den eindringenden Lösungen Ausfällungen vorkommen können, die eine gleichmäßige Verteilung des Reagenzes in den saugfähigen Trägern beeinträchtigen. Auch sind analytische Elemente, die sich faserförmiger, saugfähiger Materialien bedienen, leicht der Gefahr ausgesetzt, daß in ihnen eine Ungleichmäßigkeit auftritt, die als "Zusammenlaufen" (banding) bezeichnet wird. Diese Ungleichmäßigkeit führt zu einem Versuchsergebnis, das in einem bestimmten Teil des Elements, wie beispielsweise an der Peripherie des Bereiches, der von einer Probe imprägniert ist, zu einem größeren Ausmaß eintritt. Dieser Effekt ist offenbar das Ergebnis einer ausgedehnten und ungleichmäßigen Wanderung von Probenbestandteilen oder Reagenzien innerhalb des saugfähigen Materials. Dies kann durch chromatographische Effekte hervorgerufen werden, die zu stark lokalisierten Konzentrationen derartiger Chemikalien führen. Aus den US-PSn 3 061 523 und 3 104 209 sind Gelatine und gelatineartige Materialien als verwendbare Bestandteile für eine Imprägnierungslösung bekannt. Ihre Nützlichkeit beruht auf ihrer offensichtlichen Fähigkeit, die große Wanderungsgeschwindigkeit der Probe zu verringern und demzufolge zu Verbesserungen in der Gleichmäßigkeit der Versuchsergebnisse zu führen. Jedoch führen Gelatine und gelatineartige Materialien in faserförmigen, reagenzhaltigen, saugfähigen Matrices zu einer Abnahme der Aufnahmegeschwindigkeit für die Probe im Vergleich zu stärker absorbierenden, gelatinefreien, saugfähigen Matrices. Eine derartige verminderte Absorption kann dazu führen, daß Oberflächenflüssigkeit auf der Matrix verbleibt und ein Waschen der Matrix erforderlich wird, um den Überschuß zu entfernen, bevor eine Bestimmung durchgeführt werden kann. Demzufolge gibt es eine Obergrenze für die Menge an Gelatine, die in eine saugfähige Matrix aufgenommen werden kann. Die genannten Eigenschaften können auch in Schichten beobachtet werden, die allein

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aus Gelatine oder anderen ähnlichen Materialien bestehen, wie aus der US-PS 3 526 480 bekannt ist.

Aus den US-PSn 3 368 872 und 3 526 480 sind auch schon integrierte analytische Reagenzien bekannt, die sich zur automatischen Analyse eignen. Derartige Reagenzien enthalten Mittel zur Vermeidung von Chromatographieeffekten, die häufig als Ringbildung, Fleckenbildung, oder Zusammenlaufen bezeichnet werden. Diese Wirkungen werden durch eine Immobilisierung des Reagenzes vermieden. Hierfür wird die Verwendung von einfachen porösen Teilen anstelle von absorbierenden, reagenzhaltigen Materialien, wie beispielsweise von faserförmigem Filterpapier, vorgeschlagen. Jedoch, wird dadurch keine Anregung zur Verwendung eines Mittels gegeben, um einen Probenbestandteil in einem aliquoten Teil zu erhalten, d.h. gleichmäßig aufzunehmen und zu verdünnen, indem er für eine gesteuerte Zeitdauer durch mit Reagenz imprägnierte Materialien diffundierengelassen wird. Eine gleichmäßige Verdünnung ist äußerst wichtig zur Erzielung quantitativer Versuchsergebnisse, seien diese durch Densitometrie, Kolorimetrie, Fluorimetrie oder andere Meßmethoden zu ermitteln. Dies trifft selbst für den Fall zu, daß grobe Ungleichmäßigkeiten, wie solche, die durch Chromatographieeffekte bewirkt werden, nicht auftreten.

Die Messung einer durch eine Umsetzung hervorgerufenen bestimmbaren Veränderung innerhalb eines faserförmigen Elements kann schwierig sein. Viele gebräuchliche Reagenz/ Matrix-Materialien, wie Filterpapiere, sind opak und erlauben die Bestimmung eines analytischen Ergebnisses lediglich an der Oberfläche des Matrixmaterials. Dies vermindert die beobachtbare Größe und den Bereich eines analytischen Ergebnisses und verursacht Schwierigkeiten beim Messen von in niedrigen Konzentrationen vorliegenden zu bestimmenden Substanzen. Es ist daher wünschenswert, ein durchsichtiges Matrixmaterial zu verwenden, so daß dieses Material selbst

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keine Veränderungen in dem gemessenen optischen Signal hervorruft.

Bis vor kurzem gab es auf dem Gebiet der analytischen Elemente noch keinen Hinweis auf eine Schicht, die Probenbestandteile in gleichmäßiger Form aufnehmen könnte. Vielmehr war man der festen Meinung, daß die strukturellen und chemischen Eigenschaften von saugfähigen und anderen faserförmigen Materialien, die verwendet wurden, wie beispielsweise absorbierende Filterpapiere aus Cellulose, Glasfaserpapiere, Holz usw., eine gleichmäßige Wanderung von Probenbestandteilen beeinträchtigen. Außerdem kann die Auswahl von faserförmigen Materialien zu einer Verhinderung sehr genauer optischer Messungen führen, weil diese Materialien eine starke optische Ungleichmäßigkeit aufweisen.

Aus der FR-PS 2 191 734 und der US-PS 3 992 158 sind verbesserte vielschichtige analytische Reagenzien bekannt, die eine Flüssigkeitsprobe aufnehmen können und die Probe innerhalb einer Ausbreitungsschicht sich ausbreiten lassen, wobei eine gleichmäßige Konzentration an zu untersuchender Substanz erhalten wird. Zufolge dieser gleichmäßigen Verteilung der zu analysierenden Substanz kann ein genaues Analyseergebnis gemessen werden. Die aus der FR-PS 2 191 bekannten Reagenzien enthalten Ausbreitungsschichten und Reagenzschichten, die ein reaktives oder auf andere Weise interaktives Material enthalten. Zufolge ihrer gleichmäßigen Aktivität begünstigen diese Schichten fotometrisch reproduzierbare Veränderungen.

Aus den US-PSn 3 983 005, 4 042, 335, 4 069 016 und 4 069 017 ist eine ein Reagenz enthaltende Substratmatrix bekannt, in die eine Wanderung einer Komponente in einer Flüssigkeit erfolgt. Jedoch ist aus keiner der oben erwähnten Patentschriften ein Verfahren zur Erzielung genauer aliquoter Teile einer Probe bekannt, bei dem Proben

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über eine bestimmte gesteuerte Zeit hinweg in eine Gelmasse diffundieren gelassen werden. Aus ihnen ist ferner nicht eine Weiterdiffusion als Maßnahme bekannt, um die Probe sowohl mit Reagenz bzw. Reagenzien während einer bestimmten, gesteuerten Zeit in dem Gelmedium sowohl zu verdünnen als auch umzusetzen. Die Weiterdiffusion stellt sicher, daß die Probe mit einem Überschußreagenz, das mit der Probe reagieren kann, gleichmäßig vermischt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens sowie einer verbesserten Vorrichtung zur Gewinnung genauer aliquoter Teile von Proben und bzw. oder Reagenzien sowie zur Analyse einer Probe, die eine zu bestimmende Substanz enthält und zur Gewinnung eines aliquoten Teils eines zu bestimmenden Bestandteils einer Probe durch Diffusion dieses zu bestimmenden Bestandteils, in ein Gelmedium.

Aufgabe der Erfindung ist weiter die Schaffung eines Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur Analyse von Gesamtblut, ohne daß es notwendig ist, dessen Bestandteile zuvor zu trennen und insbesondere ohne einen herkömmlichen Waschschritt nach der Diffusion der Blutprobe in ein Gelmedium vorzusehen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Analyse einer Probe, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

(a) eine Oberfläche einer Gelmasse, die eine vorgegebene Reagenzmenge enthält, mit einer eine zu bestimmende Substanz enthaltenden Probe in Kontakt bringt,

(b) mindestens einen Teil der Probe während einer ersten Zeitdauer zur Erzielung eines genauen aliquoten Teil§ des zu bestimmenden Bestandteiles innerhalb der Gelmasse, der geringer ist als die gegebene Reagenzmenge, in die Gelmasse eindiffundieren läßt,

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(c) den aliquoten Teil durch die Gelmasse während einer zweiten Zeitdauer zur Erzielung einer gewünschten Verdünnung des zu bestimmenden Bestandteiles sowie zur Erzielung einer vollständigen Umsetzung mit dem Reagenz weiterdiffundieren läßt und

(d) die Umsetzung mißt.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung einer Bestimmung einer Substanz, bestehend aus

einer Gelmasse mit einer vorgeschriebenen Oberfläche, die gegenüber der Substanz exponierbar ist, wodurch durch überlappenden Kontakt der vorgeschriebenen Oberfläche mit der Substanz während einer vorgegebenen Zeitdauer ein genauer aliquoter Teil der Substanz in die Gelmasse eindiffundieren gelassen wird, und

einem Träger zur Aufnahme der Gelmasse und zur Definierung der vorgeschriebenen Oberfläche.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung genauer aliquoter Teile einer Komponente einer Probe durch Diffundierenlassen der Komponente während einer gesteuerten, bestimmten Zeitdauer in eine Gelmasse. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzielung einer genauen aliquoten Menge eines Reagenzes oder mehrerer Reagenzien. Dieses Verfahren zur Erzielung genauer aliquoter Mengen kann ferner als Mittel nützlich sein, das beispielsweise zum Paketieren (packaging) genauer Reagenzmengen führt.

Erfindungsgemäß wird somit ein Gelsystem verwendet. Das Gel kann zweckmäßigerweise in eine Ausnehmung oder Vertiefung einer kleinen, flachen Platte eingebracht werden, die beispielsweise etwa die Größe eines Objektträgers besitzen kann. Das Gel kann ein Reagenz oder mehrere Reagenzien für eine gegebene chemische Umsetzung oder für

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gegebene chemische Umsetzungen enthalten. Das Gel wird anschließend mit dem zu analysierenden Bestandteil aus der Probe imprägniert, wobei man sich die Diffusion zunutze macht. Die Flüssigkeitsprobe wird auf eine vorgeschriebene Fläche eines zuvor hergestellten und ausgehärteten Gels aufgebracht. Die genaue aliquote Menge wird durch Diffusion des zu bestimmenden Bestandteils in das Gel, die während einer verhältnismäßig genauen, ausgewählten Zeitdauer erfolgt, gewonnen. Es ist zu bemerken, daß das Volumen der Flüssigkeitsprobe nicht genau gemessen zu werden braucht. Dadurch wird die Notwendigkeit zum genauen Abmessen durch eine Hilfskraft eliminiert. Ein derartiges Einmessen durch eine Hilfskraft ist nicht nur die zeitraubendste und aufwendigste, sondern auch die fehleranfälligste Stufe bei manuellen Versuchen. Die verwendeten Reagenzien können in das Gelsystem durch automatische Vorrichtungen vor ihrer Verwendung, d.h. lange Zeit vor der Aufbringung der Probe eingebracht werden.

Bei mindestens einer Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Flüssigkeitsprobe, die einen quantitativ zu bestimmenden Bestandteil enthält, über eine Geloberfläche ausgebreitet. Das Gel enthält ein Reagenz für einen bestimmten Versuch. Das Probenvolumen ist groß genug, um die gesamte Oberfläche des Gels oder einen vorgewählten Teil davon zu bedecken. Nach einer bestimmten Zeit, die ausreichend ist, um eine genaue aliquote Menge der Komponente durch die definierte Oberfläche des Gels hindurchwandern zu lassen, wird die Flüssigkeitsprobe - beispielsweise durch /Waschen - entfernt. Zufolge der Beziehung zwischen Zeit und Entfernung in den Diffusionsgesetzen sind Analysenfehler, die aus Irrtümern beim Messen der Zeit, während der die Probe mit der Geloberfläche in Berührung steht, resultieren können, der Quadratwurzel der Zeit proportional. Derartige Fehler sind daher kleiner als Analysenfehler bei herkömmlichen Flüssigkeitsbestimmungen, die

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aus falsch bestimmten Zeiten herrühren. Die Bedeutung der vorliegenden Erfindung kann auch daraus leicht bewertet werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens braucht das Gel kein Reagenz zu enthalten. Beispielsweise können Hämoglobin, Bilirubin oder andere leicht absorbierende Substanzen mit Hilfe des obigen Verfahrens analytisch bestimmt werden, ohne daß man sie vor der Analyse mit Reagenzien umzusetzen braucht. Derartige zu bestimmende Substanzen können durch bekannte fotometrische Verfahren quantitativ bestimmt werden.

Weiter ist zu bemerken, daß das Bestimmungssysteni gemäß der Erfindung auch mit Gesamtblut sowie mit Serum, Plasma, Urin oder anderen biologischen Flüssigkeiten durchführbar ist. Die Probe kann sehr klein sein, beispielsweise nur einen Tropfen ausmachen. Weiter kann, da das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung von diffundierbaren oder löslich machbaren Bestandteilen im Blut verwendet wird, Gesamtblut verwendet werden. Zufolge der Molekularstruktur des Gels können die Blutzellen nicht in das Gel einwandern. Daher ist es nicht erforderlich, vor der Analyse das Serum oder Plasma von den Zellen zu trennen.

Weiter ist festzuhalten, daß auch andere Probenbestandteile als die zu bestimmenden aus der flüssigen Probe in das Gel diffundieren können. Wenn dies eintreten kann, muß das Bestimmungsreagenz, das für die in Rede stehende Reaktion ausgewählt wird, mit einem bestimmten Grad an Sorgfalt ausgewählt werden. Zur Erzielung einer Selektivität in Richtung auf eine vorzugsweise erfolgende Diffusion von gewünschten Bestandteilen kann auch die Auswahl einer geeigneten Porengröße sowie von funktionellen Gruppen in dem Gel angewandt werden. In den Fällen, in denen das Untersuchungsreagenz zuvor in das Gel eingearbeitet worden ist,

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ist die Konzentration an dem Reagenz in dem Gel typischerweise gleichmäßig. Nachdem die Flüssigkeitsprobe von der ... Oberfläche des Gels entfernt worden ist, kann eine Weiterdiffusion über eine vorgewählte Expositionszeit stattfinden. Während dieser Zeit diffundieren die Bestandteile, die in die Oberflächenzone des Gels eingeführt worden sind, weiter durch das Gel hindurch. Dadurch wird erzielt, daß die zu analysierende Substanz auf eine Konzentration verdünnt wird, die geringer ist als diejenige, die eine vollständige Umsetzung mit dem Reagenz innerhalb des Gels verhindern würde.. Zugleich mit dieser Verdünnung erfolgt die Umsetzung des zu analysierenden Bestandteils mit dem Reagenz im Gel. Daraus geht hervor, daß eine genaue Abmessung des zu analysierenden Bestandteiles nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung durch Messung von Zeiten (timing) erzielt wird, ohne daß man sich mit den Unbequemlichkeiten und Unzulänglichkeiten der Abmessung von Volumina, wie sie bisher durchgeführt werden mußten, abzugeben braucht.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert, worin

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 längs der Linie 2-2 mit einem Probentropfen an seinem Platz;

Fi g .3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer flexiblen Abdeckung über einem Teil der zu füllenden Aushöhlung;

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F i g . 4 eine perspektivische Ansicht wie in Fig. 3 mit einem durchsichtigen Band, das die gesamte Aushöhlung, die mit dem reagenzhaltigen Gel ausgefüllt ist, abschließt;

F i g . 5 eine perspektivische Ansicht wie in den Fig. 3 und 4, wobei das durchsichtige Band gerade abgezogen wird;

F i g . 6 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g . 7 ein Diagramm, das die Anfangsgeldurchdringung durch einen zu bestimmenden Bestandteil einer Probe zeigt;

F i g . 8 ein Diagramm, das die Durchdringung eines Gels mit einem zu analysierenden Bestandteil nach der Inkubation zeigt;

F i g . 9 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer perspektivischen Ansicht der Eintauchstab-Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g . 10 ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem automatik sierten System;

Fig. 11 ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem automatisierten System;

F i g . 12 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels für eine Anordnung mit einem kontinuierlichen Band, die eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt;

Fig . 13 ein Diagramm für die Bestimmung von Lactatdehydrogenase;

Fig . 14 ein Diagramm für die Bestimmung von Glucose und

Fig . 15 ein Diagramm für die Bestimmung von Albumin

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An Hand der Zeichnungen werden im folgenden verschiedene bauliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung erörtert. Gemäß Fig. 1 ist ein flacher, rechtwinklig geformter Träger 11 vorgesehen. Dieser Träger besitzt eine Vertiefung 12, die in herkömmlicher Weise hergestellt und mit einem Gel 13 gefüllt ist, das ein Reagenz enthält. Der Träger 11 kann aus Kunststoff oder Glas hergestellt sein. Abmessungen sind zwar nicht von ausschlaggebender Bedeutung, jedoch besitzt die Vertiefung 12 im allgemeinen eine Tiefe von 0,1 bis 2 mm und einen Durchmesser von 5 bis 20 mm. Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Ausführungsform besitzt eine Vertiefung 12 von 1 mm Tiefe und 8 mm Durchmesser. Die Vertiefung ist iin allgemeinen in der Mitte des Trägers 11 an einer Stelle angeordnet, an der das Gel durch den Lichtstrahl eines geeigneten Fotometers oder Spektrofotometers treten kann. Das Gel füllt vorzugsweise die Vertiefung bis zur Oberfläche aus, wodurch eine gute Berührungsfläche mit der Flüssigkeitsprobe hergestellt wird. Wenn beispielsweise ein Tropfen der Probe 14 verwendet wird, muß dieser Tropfen den ringförmigen Abschnitt des die Vertiefung umgebenden Teils des Trägers überlappen. Die Notwendigkeit, die Vertiefung völlig mit dem Gel auszufüllen, ist dann von noch größerer Bedeutung, wenn die Probe mit Hilfe eines zusätzlichen Trägers aufgebracht wird. Beispielsweise kann eine Flüssigkeitsprobe in einem Kapillargewebe eingebettet sein. Ein derartiges Gewebe wird dann mit der Oberfläche des Gels in Berührung gebracht. Ein Teil der Probe, wie beispielsweise ein zu bestimmender Bestandteil, diffundiert unmittelbar aus dem mit der Probe belade-' nen Kapillargewebe unmittelbar in das Gel hinein. Nach einer bestimmten Zeit kann das Gewebe von der Oberfläche des Gels entfernt werden. Der zu bestimmende Bestandteil, der zu diesem Zeitpunkt in einen Teil des Gels hineingewandert ist, wird dann während einer Inkubationsperiode weiter in das Gel hineindiffundieren gelassen. Nach Beendigung der Inkubationszeit wird das Gel auf herkömmliche Weise analysiert. _Q ^ _{0 Q 0} g , _{0 6} 3 ₂

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Gemäß den Fig. 3, 4 und 5 besitzt ein Träger 15 eine U-förmige Vertiefung 16 an seiner einen Oberfläche. Das breite Ende der Vertiefung 16 ist am einen Ende des Trägers offen. Die Anordnung gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht eine leichte Herstellung im großen Maßstab. Diese wird dadurch bewirkt, daß man die offene Hauptoberfläche einer Anzahl gleicher Träger mit druckempfindlichem Klebeband 17 verschließt, wobei jedoch der Endabschnitt der Vertiefung in einem offenen Zustand verbleibt, so daß durch ihn das Gel 13 in die Vertiefung eingebracht werden kann. Das Gel wird dann erhärten gelassen, wonach der übrige lose Abschnitt des Klebebandes 17 um das Ende des Trägers herum geschlagen wird, um den restlichen Teil der Vertiefung 16 zu schließen. Bei dieser Ausführungsform kann die Vorrichtung als Eintauchstab verwendet werden, der eine bestimmte Zeit in die Probe eingetaucht wird. Vor dem Gebrauch wird das Klebeband 17 entfernt. Der Eintauchstab wird anschließend eine bestimmte Zeit, die hinreichend kurz ist, um die Diffusion des zu bestimmenden Bestandteils der Probe in nur eine verhältnismäßig flache. Oberflächenschicht des Gelmediums eindiffundieren zu lassen, in die Flüssigkeitsprobe eingetaucht. Das Gel enthält normalerweise ein Reagenz, das vorher in das Gel eingebracht worden ist. Der zu bestimmende Bestandteil reagiert in dem Maße, wie er eindiffundiert, mit diesem Reagenz. Der Mengenanteil des Reagenzes ist so gewählt, daß eine vollständige Umsetzung gewährleistet wird, d.h. es ist mehr Reagenz als zu bestimmender Bestandteil vorhanden. Die Umsetzung kann auf herkömmliche Weise überwacht werden.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist ähnlich denjenigen gemäß den Fig. 3, 4 und 5. Es ist jedoch eine Anzahl von Vertiefungen 20 vorgesehen, so daß auf einem einzigen Träger 19 eine Anzahl Versuche durchgeführt werden kann.

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Bisher wurden Ausführungsformen behandelt, bei denen ein Substrat mit einer Vertiefung ausgestattet war. Jedoch kann auch ein Eintauchstah aus einer in besonderer Weise vorbereiteten Bandrolle hergestellt werden. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 9 gezeigt. Zu Anfang wird ein längliches, durchsichtiges Band mindestens auf einer Seite mit einem Gel beschichtet. Dieses Gel wird aushärten gelassen, wenngleich zur besseren Handhabung auch ein gewisser Grad an Biegsamkeit erwünscht sein kann. Das Gel ist wie das beschriebene Gel aufgebaut, d.h. mit einem Reagenz beschickt, das sich zu einer Umsetzung mit einem zu bestimmenden Bestandteil in der Probe eignet.

Das erhaltene Band wird in geeignete Einzelteile 50 geschnitten, wie in der auseinandergezogenen Darstellung in Fig. 9 gezeigt ist. Das Gel 51 zeigt nach oben, während das Bandsubstrat 52 die Unterlage bildet. Das Substrat 52 besitzt an seiner Unterseite eine Klebebeschichtung. Das Ganze wird auf einen ziemlich starren Kunststoffträger 53 aufgebracht, der langer als die Längsausdehnung des Bandstückes 50 sein kann. Der darüber hinaus gehende Teil kann einen Handgriff 54 enthalten, mit Hilfe dessen der Eintauchstab in eine Flüssigkeitsprobenmenge eingetaucht werden kann, wie oben erwähnt.

Das Band gemäß Fig. 9 kann auch in einer Form verwendet werden, in der es nicht in Teile geschnitten ist, sondern als Ganzes in einem automatisierten System verwendet wird. In diesem Zusammenhang wird auf Fig. 10 verwiesen, in der von rechts nach links ein Gelband 60 von einer Beschickungswalze 61 ablaufen gelassen wird und horizontal längs eines mit Pfeilen bezeichneten Weges wandert. Das Band 60 läuft an einer Probenaufbringungsstation 62 vorbei, wo diskrete Flüssigkeitsproben fallengelassen werden. Der Weg und die Wanderungsgeschwindigkeit des Bandes sind derart eingerichtet, daß eine hinreichende Diffusion in ein kurzes Stück

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der Oberflächenschicht des Gels hinein stattfindet. Bei der Station 63 wird die verbliebene Flüssigkeitsprobe mit Hilfe bekannter, geeigneter Maßnahmen kurz abgespült. An der nächsten Station Sk wird das Band inkubiert, um eine weitere Diffusion, wie oben erwähnt, zu gestatten. Danach wird das Band 60 zu einer Ablesestation 65 geführt, wo die Bereiche, in denen die Umsetzung stattgefunden hat, optisch in herkömmlicher Weise abgelesen werden. Anschließend kann das Band durch eine Aufnahmewalze 66 aufgewickelt werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform kann das Bandsubstrat aus einem von mehreren, wohl bekannten durchsichtigen Kunststoffmaterialien bestehen, wie beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (Mylar), Polyethylen, Polypropylen, Methylmethacrylat (Lucite) usw.

Eine weitere automatische Anordnung.ist in Fig. 11 schematisch dargestellt. Wiederum ist ein Band 60 auf einer Walze 61 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird der Flüssigkeitstropfen nicht unmittelbar auf das Gelband 60 aufgebracht. Stattdessen wird eine zweite Beschickungswalze 67 verwendet, die ein wasserdurchlässiges Gewebe 68 aufgewickelt enthält. Das Gewebe 68 kann aus Cellulose, Polyamid oder einem als Dialysemembran geeigneten Material bestehen. Das Gewebe 68 wird von Walze 67 längs eines Weges abgewickelt, der eine Probenaufbringungsstation 69 passiert. Die Probenaufbringungsstation 69 dient zur Abgabe eines Probentropfens auf das Gewebe 68. Der Probentropfen dringt durch das Gewebe 68 durch Diffusion oder Kapillarwirkung hindurch und führt somit dazu, daß die Probe das Gelband durch die Unterseite des Gewebes 68 hindurch benetzt, wenn dieses in Stellung 70 in Berührung mit dem Gelband 60 kommt. Eine hinreichende Zeit ist erforderlich, um eine Diffusion der Probe von dem Band 68 in das Gelband 60 hinein zu bewirken. Nach Trennung von Gewebe 68 und Band 60 wird das

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Gewebe 68 auf einer Aufnahmewalze 71 aufgewickelt. Das Band 60 wandert in der Zwischenzeit längs seines Weges, der durch Pfeile gekennzeichnet ist, weiter zu einer Inkübationsstation 64. Danach wird das Band zur Analyse der Meßstation 65 zugeführt. Schließlich wird es auf die Aufnahmewalze 66 aufgewickelt. '

Wie sich leicht erkennen läßt, kann man mit Hilfe der vorliegenden Erfindung verschiedene klinisch-chemische Bestimmungen ausführen. Die genannten Systeme gemäß den Fig. 10 und 11 wurden im Zusammenhang mit ein und derselben Bestimmung erörtert, die bei einer Anzahl von Proben durchgeführt wurde. Gemäß Fig. 12 jedoch wird nicht nur ein und dieselbe Bestimmung mit einer Anzahl von verschiedenen Proben durchgeführt, sondern es werden auch geeignete Schritte unternommen, um mehrere, beispielsweise drei unterschiedliche klinisch-chemische Bestimmungen durchzuführen. Dies kann durch Verwendung eines länglichen Bandes 75 aus beispielsweise Polyethylenterephthalat (Mylar) oder Cellophan bewirkt werden. Die in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform ist fragmentarisch. Eine Reihe von "Chips" 76 wird wie in Verbindung mit der Eintauchstab-Anordnung gemäß Fig. 9 hergestellt, wobei als "Chips" 76 ein Gelband vorgesehen ist. Die "Chips" 76 sind auf dem Band 75 im Abstand voneinander aufgeklebt. Die erste "Chips"-Reihe 76 kann beispielsweise für eine Albuminbestimmung vorgesehen sein. Die zweite Reihe kann einer Glucosebestimmung und die dritte Reihe einer Bestimmung von Lactatdehydrogenase (LDH) dienen.

Es ist ferner einleuchtend, daß eine Reihe von "Chips" 76 auf dem Band 60 gemäß den Fig. 10 und 11 vorgesehen sein kann, wodurch verschiedene chemische Bestimmungen bei mehre*» ren aufeinanderfolgenden Proben, die auf dem Band 60 angeordnet sind, durchgeführt werden können. In einem derartigen Fall ist die Meßstation 65 derart eingerichtet, daß sie die Reaktionsergebnisse, die auf den entsprechenden "Chips"

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erhalten werden, hinsichtlich jeder Probe in korrelierter Weise analysiert.

Bei dem gezeigten System ist eine Reihe diskreter "Chips" 76 dargestellt. Die Chips können aber auch nicht voneinander getrennt sein, so daß parallel laufende, lange Streifen verwendet werden können, d.h. einer für jede der ausgewählten Bestimmungen.

Ein wichtiges Kriterium für eine verläßliche Ausführung von chemischen Bestimmungen ist die Linearität. Die Linearität bedeutet eine Reaktionskinetik erster Ordnung, so daß die Konzentration der zu untersuchenden Substanz leicht festgestellt werden kann. Es ist bekannt, daß zur Erzielung von Linearität es erforderlich ist, überschüssiges Reagenz zu verwenden. Diese Voraussetzung wird im vorliegenden Falle dadurch erfüllt, daß man die Bestimmung zweistufig durchführt.

Die Betriebsweise der vorstehend beschriebenen Systeme wird im folgenden beschrieben. Während einer kurzen Zeitdauer werden die Oberfläche des Gels und die Probe zusammengebracht, d.h. während etwa 10 bis 60 s. Danach wird die Probe entfernt. Es ist festgestellt worden, daß dadurch eine Diffusion des zu bestimmenden Bestandteils in der Probe in die Oberflächenregion des Gels ermöglicht wird. Selbstverständlich können die Bedingungen leicht gewählt werden, durch die die Eindringtiefe der Moleküle des zu bestimmenden Bestandteils klein im Verhältnis zur Dicke des Gels ist. Dieses Verfahren schafft ein "Reservoir" an zu bestimmendem Bestandteil in der Nähe der Außenfläche des Gels. Beispielsweise geht aus Fig. 7 ein Diffusionsprofil für eine 20-s-lang dauernde Diffusion von Albumin auf 1%iger Agaröse (freie Diffusion in ein Gelmedium) hervor. Es ist zu bemerken, daß in den 20 s die durchschnittliche Diffusionsstrecke des Albumins in das Gel etwa

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0,05 mm beträgt. In Fig. 8 ist die Entfernung dargestellt, die von dem Albumin nach 5-minütiger Inkubation anschließend an die 20 s, während der das Gel der Probe ausgesetzt war, durchwandert werden. .

Damit das erfindungsgemäße Verfahren zur vollen Wirksamkeit gelangt, ist eine Weiterdiffusion des zu analysierenden Bestandteils in das Gel erforderlich, nachdem die Probenflüssigkeit von der Geloberfläche entfernt worden ist» Dies erlaubt eine Verteilung der Probe durch das Gel hindurch. Diese nachfolgende Diffusion ist der Durchführung des Vermischens einer bekannten Verdünnung der Probensubstanz in der vergleichbaren Lösungschemie äquivalent. Die Probe wird nunmehr durch das Gel verteilt, wobei an allen Punkten die gleiche Konzentration auftritt, die niedriger ist als in der der Bestimmung unterworfenen ursprünglichen Probe. Es ist klar, daß durch diese Anordnung eines zweistufigen Diffusionsverfahrens das übliche Verdünnungsverfahren des Standes der Technik ersetzt worden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch zur Verdünnung von störenden Substanzen in der Probe, wodurch ihr Einfluß auf die Analysenergebnisse vermindert wird. Wegen der Probenverdünnung werden weiter auch geringere Konzentrationen an Reagenz benötigt, damit dieses vollständig mit der Probe reagieren kann. Derartige günstige Bedingungen sind auch für das Eintretenlassen einer Reaktionskinetik erster Ordnung sowie für die Aufstellung von Eichkurven, die eine lineare Funktion zur Konzentration an zu bestimmender Substanz darstellen, von Vorteil. Wie jedoch bereits erwähnt, ist die Zeitabhängigkeit der Umsetzung zufolge der Tatsache, daß die Diffusionsentfernung eine Guadratwurzelfunk-* tion der Zeit ist, nicht linear. Somit wirken sich Irrtümer» beim Messen der Zeit, während der das Gel einer flüssigen Probe ausgesetzt ist, in Form kleinerer analytischer Fehler aus, da diese nur der Quadratwurzel der Zeit proportional sind.

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ORIGINAL INSPECTED

Im vorliegenden Falle wird als Gel eine Matrix bezeichnet, in der das interaktive Material verteilt, d.h. gelöst oder dispergiert ist. Die Auswahl eines Matrixmaterials ist selbstverständlich in beiden Bereichen möglich und hängt von dem beabsichtigten Zweck ab. Geeignete Matrixmaterialien für Gele können aus hydrophilen Materialien bestehen, wobei sowohl natürlich vorkommende Substanzen, wie Gelatine, Gelatinederivate, hydrophile Cellulosederivate, Polysaccharide, wie Dextran, Gummiarabikum, Agarose und dgl., als auch synthetische Substanzen, wie wasserlösliche Polyvinylverbindungen, wie Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon, Acrylamidpolymerisate usw., in Frage kommen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können beliebige analytische Verfahren geeignet gemacht werden. Während die beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren besonders für routinemäßig durchgeführte Blutuntersuchungen, wie beispielsweise Bestimmungen von Glucose, Blutharnstoff, Stickstoff, Harnsäure, Albumin, Creatinin, Bilirubin, Phosphat, Gesamtprotein, Amylase, Calcium usw. geeignet sind, können auch zahlreiche andere analytische Bestimmungen, die periodisch durchgeführt werden, nach den erfindungsgemäßen Vorschriften automatisch durchgeführt werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Beispielen, die sich auf spezielle Bestimmungen beziehen, näher erläutert.

Beispiel 1

In einem typischen System für die Bestimmung des Enzyms Lactatdehydrogenase (LDH) wird ein 1 mm dickes Gel aus einer wäßrigen Lösung hergestellt, die 6,0 mM Nicotinadenindinucleotid, 100 mM Lithiumlactat, 1 Gew.-% Agarose und Adenosinmonophosphat (AMP), gepuffert bei einer Molari-

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tat von 0,72 auf einen pH-Wert von 9,0, enthält. Die Zeit, während der das Gel der LDH-haltigen Lösung ausgesetzt wurde, betrug 1 min, wonach die Lösung entfernt wurde. Während der nächsten. 3 bis 5 min wurde die Geschwindigkeit der Absorptionsveränderung bei 340 nm beobachtet* Es wurde festgestellt, daß ein derartiges System während der ersten 5 min der Inkubation mit LDH Konzentrationen- bis zu 7°0 Einheiten/ml, lineare Kurven für die Absorption als Funktion der Zeit ergibt, wie in Fig. 13 dargestellt.

Beispiel 2

Ein zweites typisches System wird bei der Glucosebestimmung verwendet. Es wurde ein 1 mm dickes Gel hergestellt, das 0,006% 4-Chlor-i-Naphtol, 120000 Einheiten Glucoseoxydase/1, 170000 Einheiten Peroxydäse/l, 0,01 molare phosphatgepufferte Salzlösung vom pH 7,0 und Agarose (1%) enthielt. Es wurden verschiedene Versuchslösungen, die bis zu 400 mg/dl enthielten, geprüft, wobei das Gel den Proben 15 s lang ausgesetzt wurde. Danach wurden 10-min-lange Inkubationszeiten angewandt. Schließlich wurde die Absorption bei einer Wellenlänge von 540 nm gemessen. Ein derartiges System ergibt lineare Eichkurven für GIucosekönzentrationen bis zu 400 mg/dl, wie aus Fig. 14 hervorgeht.

Beispiel 3

Ein typisches System für die Bestimmung von Albumin besteht aus Bromcresol grün (32 mg/100 ml) in einem Succinatpuffer vom pH 4,2 mit 0,5% Brij 35 in Λ% Agarose. Die Zeitdauer, während der das Gel der albuminhaltigen Probe ausgesetzt wird, kann 20 s betragen, und die gesamte Inkubationszeit danach kann 10 min betragen. Ein derartiges System ergibt lineare Ergebnisse von 0 bis 5% Albumin, wobei eine Genauigkeit von ± 2 bis 3% gegeben ist, wie aus Fig. 15 ersichtlich ist. Nach 10 min ist die umsetzung vervollständigt, wobei anschließend keine Farbänderung mehr

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INSPECTED

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erfolgt. Es ist zu beachten, daß Albumin ein großes Molekül ist, jedoch kann die Gelporosität leicht so eingestellt werden, daß derart große Moleküle leicht eintreten können.

Selbstverständlich können verschiedene Abänderungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgenommen werden, die sämtlich von der Erfindung umfaßt werden.

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L e e r s e i f e

Claims

t i- - . · J.. ie 13

M 1

TECHNICON INSTRUMENTS CORPORATION, Tarrytown, N.Y., VStA

Patentansprüche

1J VerfahrenVzur Analyse einer Probe, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) eine Oberfläche einer Gelmasse, die eine gegebene Menge Reagenz enthält, mit einer einen zu beistimmenden Bestandteil enthaltenden Probe in Berührung bringt,

(b) mindestens einen Teil der Probe während einer ersten Zeitdauer in die Gelmasse eindiffundieren läßt, um innerhalb der Gelmasse einen genauen aliquoten Teil an zu bestimmender Substanz zu erhalten, der geringer ist als der gegebenen Reagenzmenge entspricht,

(c) den aliquoten Teil durch die Gelmasse während einer zweiten Zeitdauer weiterdiffundieren läßt, um eine gewünschte Verdünnung der zu bestimmenden Substanz sowie eine vollständige Umsetzung mit dem Reagenz zu erzielen, und

CcQ die Umsetzung mißt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1,

dadurch g e k e η η zeichnet, daß man den zu bestimmenden Bestandteil mit mehr als einem Reagenz umsetzt.

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3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Diffusionsstufe (b) den nicht eindiffundierten Anteil der Probe von der Oberfläche der Gelmasse nach der ersten Zeitdauer entfernt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Entfernen des nicht eindiffundierten Teiles der Probe durch Abwaschen dieses Teils der Probe von der Oberfläche der Gelmasse vornimmt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Probe Gesamtblut verwendet.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Gelmasse ein Hydrokolloid verwendet.
7· Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Meßstufe (d) den zu bestimmenden Bestandteil fotometrisch mißt.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als zu bestimmende Substanz eine solche verwendet, die mindestens eine Komponente einer biologischen Probe enthält.

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9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß man auf der Stufe des Diffundxerenlassens (b) die Probe auf einen Träger aufbringt und sie während der ersten Zeitdauer mit der Gelmasse in Berührung bringt.
10. - Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Träger ein poröses Material verwendet und daß man das Aufbringen auf den Träger durch Imprägnieren des Materials mit der Probe durchführt.
11. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine durchsichtige Gelmasse verwendet und das Messen der Umsetzung durch die Gelmasse hindurch durchführt,
12. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Inberührungbringen durch Aufbringen der Probe bis zum Überlappen einer vorgeschriebenen Oberfläche der Gelmasse durchführt. .
13. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als zu bestimmenden Bestandteil einen Katalysator, insbesondere ein Enzym verwendet und daß man in der Meßstufe die Umsetzungsgeschwindigkeit mißt.

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14. Verfahren zur Gewinnung eines genauen aliquoten Teils einer.Substanz in Verteilung durch eine Gelmasse hindurch, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) eine vorgeschriebene Oberfläche einer Gelmasse mit einem Überschuß der Substanz in Berührung bringt,

(b) daß man die Substanz zur Einführung eines genauen aliquoten Teils der Substanz in die Gelmasse eine bestimmte, gesteuerte Zeitdauer über in die Gelmasse eindiffundieren läßt,

(c) daß man nicht eindiffundierte Substanzen von der Oberfläche nach dieser Zeitdauer entfernt und

(d) daß man den aliquoten Teil zur Verteilung der Substanz durch die Gelmasse hindurch in die Gelmasse weiter diffundieren läßt.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß man in der Stufe des Eindiffundierenlassens die Substanz nach der gesteuerten Zeitdauer von der Oberfläche der Gelmasse entfernt.
16. Verfahren gemäß Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Substanz außerdem auf einen Träger aufbringt und auf der Stufe des Inberührungbringens mit dem Gel den Träger und die Gelmasse miteinander in Berührung bringt und auf der Stufe der Entfernung der nicht eindiffundierten Substanz Träger und Gelmasse voneinander trennt.
17. Verfahren gemäß Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Entfernung der Substanz durch Abwaschen der Substanz von der Oberfläche der Gelmasse vornimmt.

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18. Verfahren gemäß Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß man als Gelmasse ein Hydrokolloid verwendet.
19. Verfahren gemäß Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß man auf der Stufe des Inberührungbringens der Substanz mit der Gelmasse die Substanz bis zum Überlappen der vorgeschriebenen Oberfläche aufgibt.
20. Verfahren gemäß Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß man außerdem die vorgeschriebene Oberfläche als planare Oberfläche definiert.
21". Vorrichtung zur Durchführung einer Bestimmung einer Substanz, bestehend aus

(1) einer Gelmasse (13) mit einer vorgeschriebenen Oberfläche, die der Substanz aussetzbar ist, wodurch durch überlappende Berührung zwischen der vorgeschriebenen Oberfläche und der Substanz während einer gegebenen Zeitdauer eine Diffusion eines genauen aliquoten Teils der Substanz in die Gelmasse erfolgt, und

(2) einem Träger (11, 19, 53, 60, 75) zur Aufnahme der Gelmasse (13) und Definierung der vorgeschriebenen Oberfläche.
22. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (53) aus einem starren Substrat, auf dem die Gelmasse (51) an einem Ende und ein Handgriff (54) am davon entfernten Ende angeordnet sind, sowie aus Klebemitteln zum Befestigen der Gelmasse an dem einen Ende des Substrats, wobei dieses eine Ende in Form eines Eintauchstabs in die Substanz eintauchbar ist.

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23. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11, 19, 53, 60, 75) eine längliche Substrat-Oberfläche enthält, die an einem Ende eine Vertiefung (12) zur Aufnahme der Gelmasse (13) aufweist.
24. .. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelmasse (13) ein Reagenz zur Umsetzung mit der Substanz enthält.
25. Vorrichtung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein längliches, biegsames Gewebe (60) ist und die Gelmasse (13) mindestens aus einem Streifen (76) besteht, der durch dieses Gewebe gehaltert wird, und eine gegebene Menge eines Reagenzes enthält, das mit der Substanz umsetzbar ist.
26. Vorrichtung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem langen, biegsamen Gewebe (60) besteht und daß die Gelmasse mindestens zwei getrennte Streifen (76) umfaßt, die von dem Gewebe getragen werden, wobei die Streifen gegebene Mengen an ersten und zweitem Reagenz enthalten, mit denen die Substanz reagieren kann.
27. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Träger (68) für die Substanz sowie Mittel zum Führen von Abschnitten dieses Trägers in überlappende Berührung mit der Gelmasse (13) aufweist, wobei der Träger (68) die Substanz enthält und mindestens ein Teil der Substanz aus dem Träger in das Gel diffundieren gelassen wird.

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28. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelmasse ein Hydrokolloid, insbesondere Gelatine, ein Gelatinederivat, ein hydrophiles Cellulosederivat, ein Polysaccharid, Gummiarabikum, Agarose, eine wasserlösliche Polyvinylverbindung oder ein Acrylamidpolymerisat "ist.
29. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Polyethylenterephthalat, Polyethylen, Polypropylen öder Methylmetacrylat besteht,
30. Vorrichtung gemäß Anspruch 21,

dad u r c h gekennzeichnet, daß die Gelmasse (13) aus durchsichtigem Material besteht.
31. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß das Substrat (11, 19, 53, 60, 75) aus durchsichtigem Material besteht.
32. Vorrichtung gemäß Anspruch 21_;in Form eines automatisierten Systems zur Analyse von aufeinanderfolgenden Proben, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et , daß das Substrat (60. 75) eine Anzahl von Gelmassen (76) trägt, wobei jede Gelmasse ein Reagenz zur Umsetzung mit einem bestimmten zu ermittelnden Bestandteil in einer entsprechenden Probe enthält, und daß eine Probenaufgabestation (62, 70),eine Meßstation (65) sowie Mittel zur Führung des Substrats an der Probenaufgabestation und der Meßstation vorbei vorgesehen sind, wobei die Probenaufgabestation Mitte£ zur Aufgabe von Proben auf aufeinanderfolgende Gelmassen während einer bestimmten Zeit umfaßt und die Meßstation Mittel zum Messen einer Umsetzung zwischen dem zu bestimmenden Bestandteil in jeder entsprechenden Probe und dem Reagenz in Öeder entsprechenden jGe^as^e enthält.
33. Vorrichtung gemäß Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenaufgabestation (62, 70) Mittel zur tropfenförmigen Aufgabe der Probe auf das Substrat (60, 75) aufweist.
34. Vorrichtung gemäß Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenaufgabestation (69) Mittel zur Abgabe der Probe in Form von aufeinanderfolgenden Tropfen auf ein bewegtes Gewebe (68) sowie Mittel zum Vorwärtsführen des Gewebes in Kontakt mit den aufeinanderfolgenden Gelmassen (13), die auf dem Substrat (60) geführt sind, enthält.
35. Vorrichtung gemäß Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Mittel (63) zur Entfernung von nicht in die Gelmasse eindiffundierten Teilen der Probe aufweist.
36. Vorrichtung gemäß Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der Gelmassen (13) eine Anzahl Gelkörper enthält, von denen jeder eine gegebene Menge Reagenz zur Umsetzung mit einem unterschiedlichen zu bestimmenden Bestandteil in den Proben enthält, und wobei die Meßstation (65) Mittel zum Messen der Umsetzung in jedem der Gelkörper in korrelierter Weise enthält.
37. Vorrichtung gemäß Anspruch 36,
dadurch gekennzeichnet, daß das Reagenz in jedem Gelkörper im Überschuß zur Menge des unterschiedlichen zu bestimmenden Bestandteils, der während der gesteuerten Zeitdauer in den Gelkörper hineindiffundieren gelassen wird, vorliegt.

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