DE3005508C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mikroküvetteneinheit mit einem im wesentlichen rechteckigen Rahmenteil, wobei die Einheit aus einer Stützplatte mit aneinander angeschlos­ senen Küvetten als Objektträger besteht, die auf der Stützplatte matrixförmig verteilt sind, und die ein optisches Fenster im Bodenteil aufweisen, das außen von einem Kragen umgeben ist.

Eine Mikroküvetteneinheit dieser Art ist bekannt (DE-OS 24 51 769). Mit Mikroküvetteneinheiten dieser Art können Immunobestimmungen (immunoassays) wie Enzym-Immunobe­ stimmungen (EIA), Hämagglutinationen (HA), Hämaggluti­ nation-Inhibitionen (HI), Komplementbindungen (CF), Viroimmunobestimmungen und Fluoroimmunobestimmungen durchgeführt werden. Zudem sind sie für die Anwendung bei Techniken und Verfahren geeignet, bei denen feste Enzyme (immobilezed enzymes) als solche oder in Kombi­ nation mit anderen Verfahren verwendet werden.

Wichtig bei Untersuchungen dieser Art ist, daß die dabei verwendeten Mikroküvetteneinheiten eine einfache Hand­ habung erlauben, wobei beispielsweise die Bestimmungen von Antigenen, Antikörpern, Haptenen und dgl. schnell vonstatten gehen kann und eine automatische Handhabung und Bestimmung möglich ist. Ein besonderes Problem stellt jedoch die gleichmäßige Durchstrahlung der einzelnen Mikroküvetten der Einheit bzw. der gleichmä­ ßigen optischen Ablesbarkeit mit geeigneten Fotometern dar, weil die Böden der Küvetten gegen Schrammen und Schmutz empfindlich sind und in der Regel infolge des Gebrauchs vor der eigentlichen Messung schon Schrammen aufweisen.

Um diesem Problem vorzubeugen, sind bei der bekannten Mikroküvetteneinheit schon Maßnahmen getroffen worden, indem die optischen Fenster im Bodenteil der Küvetten von einem äußeren Kragen umgeben sind.

Es hat sich aber gezeigt, daß die bekannte Mikroküvet­ teneinheit den extrem hohen Anforderungen an Untersu­ chungen der hier beschriebenen Art nicht in allen Fällen gerecht werden.

Bei Messungen der beschriebenen Art ist es sehr wichtig, daß durch die Küvetten selbst keine die Messung beein­ flussenden Einflüsse ausgehen, beispielsweise durch unbeabsichtigte Reflexion des Lichtes, durch Schmutz, durch Ablagerungen oder durch Beschädigung der Küvette selbst. Gerade der Bereich des Durchtrittsfensters des Lichts durch die Küvette, d.h. der Boden der Küvette ist besonders gefährdet, beispielsweise durch Absetzen der Küvetteneinheiten auf einem Untergrund. Zwar ist zur Vermeidung eines unmittelbaren Kontaktes mit einem Untergrund der erwähnte Kragen vorgesehen worden, der einen Großteil von Beschädigungsmöglichkeiten aus­ schließt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Mikrokü­ vetteneinheit zu schaffen, bei der die Beschädigungsmöglichkeiten der Küvette mit der Folge der Beeinflussung der Güte der Messung noch weiter vermin­ dert wird, wobei diese sich auch zur automatisierten Handhabung und Reihenuntersuchung eignen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einheit wenigstens zwei hinter- oder nebeneinander angeordnete und behandelbare Teileinheiten aufweist, bei denen die lichte Weite des optischen Fensters kleiner als die lichte Weite des Bodenteils ist und der Rahmen­ teil in der Mitte offen ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht im wesentlichen darin, daß durch die Verkleinerung der aktiven Fläche des Fensters im Küvettenboden auch eine Verringerung der Verschmutzungs- und Beschädigungsmög­ lichkeiten erzielt wird. Zum anderen ist es von Vorteil, daß für eine Untersuchungsreihe lediglich eine oder mehrere mit Küvetten versehene Teileinheit(en) ent­ sprechend der Zahl der zu untersuchenden Proben in die Mikroküvetteneinheit geladen zu werden braucht(en), d. h. bei einer großen Zahl von zu untersuchenden Proben mehrere Teileinheiten und bei einer entsprechend ge­ ringeren Zahl von zu untersuchenden Proben im Minimal­ fall lediglich eine Teileinheit. Dieser Aspekt ist gerade bei rechnergestützter, automatisierter Untersu­ chung von Proben sehr wichtig, da die zu untersuchende Matrix auf das maximal mögliche Minimum eingestellt werden kann. Zum anderen wird dabei nur die Menge an Teileinheiten benötigt, die die vorbestimmte Probenmenge aufnehmen kann, so daß nicht gebrauchte Teileinheiten nicht gehandhabt zu werden brauchen, mit der Folge, daß die Beschädigungswahrscheinlichkeit sich infolge des Nichtgebrauchs drastisch reduzieren.

Aus der DE-OS 25 27 770 ist ein Objektträger zur Durch­ führung von Agglutinationsreaktionen bekannt. Die Anwendung dieser bekannten Mikrotitierplatten bzw. Objektträger ist bei optischen Untersuchungen mit Fotometern unzuverlässig, weil die betreffenden Platten eine optische Ablesbarkeit nicht mit der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit gestatten, wie es bei Untersuchungen der hier beschriebenen Art erforderlich ist. Vielmehr sind bei dem bekannten Objektträger die Böden der in die Platten eingesetzten Küvetten, die gegen Schrammen und Schmutz empfindlich sind, nicht geschützt.

Eine Durchstrahlung des Bodens einer Küvette mit Licht ist hier zudem weder beabsichtigt noch möglich, da der verwendete Objektträger aus Glas bestimmungsgemäß seitlich, d.h. von seinen Stirnseiten mit Licht be­ strahlt werden soll.

Schließlich ist aus der DE-OS 24 35 317 eine aus einem einzigen Teil bestehende Mehrfachküvette bekannt, die nach dem Prinzip der sogenannten Horizontalküvetten aufgebaut ist. Bei in den Küvetten aufgenommenen Proben wird die Probe horizontal, d.h. seitlich vom Licht durchquert.

Die Erfindung wird im folgenden näher anhand der beige­ fügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Rahmenteil der Mikroküvetteneinheit in teilweise geschnittener Darstellung in der Seitenansicht,

Fig. 2 den Rahmenteil der Mikroküvetteneinheit in der Draufsicht,

Fig. 3 eine Küvettenteileinheit im Zusammenwirken mit der Mikroküvetteneinheit in der Draufsicht,

Fig. 4 in perspektivischer Darstellung im Schnitt eine Küvette der Küvettenteileinheit von Fig. 3 und

Fig. 5 eine gegenüber der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform andere Ausführungsform, wobei zwei Küvetten in der Seitenansicht im Schnitt dargestellt sind.

Die erfindungsgemäße Mikroküvetteneinheit besteht aus mehreren Teilen. Sie enthält einen rechteckigen Rahmen­ teil, der in der Mitte 5 offen ist. Im rechteckigen Rahmenteil können kleinere Teileinheiten angeordnet werden, wobei diese hintereinander im Rahmenteil aufge­ nommen werden können. Die Größe des Rahmenteils 1 ist derart, daß eine fotometrische Messung möglich ist. Die Küvettenteileinheit 2 weist den Vorteil auf, daß eine geringe Rohstoffmenge pro Küvette 4 nötig ist. Die Matrixgröße der Küvettenteileinheit 2 ist kleiner als 8×12=96, so daß eine zufriedenstellende Benutzung durch mehrere Anwender erfolgen kann.

Die Anzahl der Küvetten 4 pro Küvettenkomponente liegt also unter 96, beispielsweise 4×8=32 oder 6×8=48.

Im Rahmenteil 1 werden zwei oder mehrere Küvettenteil­ einheiten 2 hintereinander angeordnet, wobei jede Küvettenteileinheit 2 aus mehreren in Reihen oder Matrixform angeordneten Küvetten 4 besteht, die mit Hilfe einer Stützplatte 3 miteinander verbunden sind.

Als Schutz für das optische Fenster 12 jeder Küvette 4 ist ein Kragen vorgesehen, durch den ein Verschrammen, ein Beschmutzen und eine Verunreinigung durch Fingerab­ drücke des Fensters 12 vermieden wird. Es sei hervorge­ hoben, daß es erheblich einfacher ist, Küvetten herzu­ stellen, die eine optisch bessere Qualität aufweisen, wenn die Matrix der Küvettenteileinheit kleiner als 8×12 ist, insbesondere 4×8 Küvetten. Untersuchungen bestätigten diesen Umstand, denn eine aus einer 3×3 bestehende Küvettenteileinheit erwies sich als optisch sehr homogen. Darüber hinaus ist festgestellt worden, daß das passive Anhaften von Proteinen bei einer ge­ wöhnlichen Mikrotitierplatte mit einer 8×12 Matrix heterogen ist (beim Übergang von einer Küvette zu einer anderen), während bei der aus einer 3×3 Matrix beste­ hende Küvettenteileinheit (einer sogenannten FP-9-Kü­ vettenteileinheit) dieses Problem nicht beobachtet wurde. Vielmehr verhielt sich die Bindung von einer Küvette zu einer anderen derselben Küvetteneinheiten als sehr homogen, was gleichermaßen von einer Küvettenein­ heit zu einer anderen galt. Auch die Bilder eines Rastermikroskops sprechen für die Homogenität der Küvettenteileinheit mit einer 3×3 Matrix (FP-9-Kü­ vettenteileinheit), und zwar sowohl in unbehandelter Form (eine glatte Kunststoffoberfläche) als auch bei­ spielsweise mit einem Protein (Antigen oder Antikörper) oder mit einem anderen Antigen bedeckt.

Bei herkömmlichen Mikrotitierplatten (8×12=96) ist festgestellt worden, daß es zwischen den mittleren und den Randgebieten deutliche Unterschiede der Aufladung gibt, was gerade eine Ursache für die heterogene passive Adsorption an der Oberfläche des Kunststoffes sein kann.

In Fig. 1 ist der Rahmenteil 1 der Mikroküvetteneinheit in der Seitenansicht dargestellt. In Fig. 1 ist der Aufnahmeort der Küvettenteileinheit 2 als Vertiefung 9 im Rahmenteil 1 ersichtlich. Auch ist es möglich, die Vertiefung 9 beispielsweise in der aus den Fig. er­ sichtlichen Weise mit einer seitlichen Aussparung 14 zu versehen, durch die das Abheben oder das Absenken der Küvettenteileinheit 2 von der Aussparung bzw. in die Aussparung 14 erleichert wird.

In Fig. 2 ist der Rahmenteil 1 in der Draufsicht er­ sichtlich, wobei die Einsatzstellungen der Küvetten­ teileinheiten 2 ersichtlich sind, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind. Die Anzahl dieser Stellungen kann beispielsweise drei sein, wobei die Größe der Matrix 4×8 ist. Die Anzahl der Stellungen kann ebenfalls zwei sein, wobei die Matrixgröße 6×8 ist. Die Anzahl kann im übrigen auch eine beliebige sein. Die verschiedenen Küvettenteileinheiten 2 können jede für sich beispiels­ weise mit einem maschinell und/oder visuell lesbaren Code kodiert sein.

Fig. 3 zeigt eine Küvettenteileinheit 2 in einer 4×8 Matrix. In der Fig. können als Polaritätszeichen der Küvettenteileinheit 2 schmälere Abschnitte 10, 11 mit unterschiedlichen Breiten an verschiedenen Seiten der Küvettenteileinheit 2 vorgesehen werden. Dieser Polari­ tätsanzeiger erleichert das Erkennen der Proben und außerdem wird eine Vermischung der Proben untereinander verhindert.

In Fig. 4 ist eine Küvette 4 der Küvettenteileinheit 2 im Querschnitt dargestellt. Um das optische Fenster 12 jeder Küvette 4 ist ein Kragen 13 angeordnet, der das betreffende Fenster schützen soll.

Der das optische Fenster 12 schützende Kragen 13 be­ grenzt das optische Fenster 12 schmäler als der Durch­ messer des Bodens der Küvette 4 groß ist, wodurch das optische Fenster 12 erfindungsgemäß besser gegen Schram­ men und Fingerabdrücke geschützt ist. Außerdem kann ein so geformter Kragen 13 das Streulicht eines Lichtlei­ ters, z.B. eines Faserbündels, beschränken.

Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform, wobei für die entsprechenden Teile entsprechende Bezugsziffern gewählt worden sind. In dieser Ausführungsform sind die Küvetten 4′ viereckig im Querschnitt und zwei parallele Küvetten weisen eine Küvettenwand auf. Die parallelen Küvetten, die eine gemeinsame Wandkonstruktion oder einen Wandteil haben, können im Querschnitt natürlich auch anders als viereckig geformt sein.

Nach einem vorteilhaften Herstellungsverfahren werden die Küvettenteileinheiten 2 einstückig aus Kunststoff so hergestellt, daß das Kunststoffmaterial der Küvetten­ teileinheiten 2 das Meßlicht nicht durchläßt, mit Ausnahme des optischen Fensters 12 der Böden in den Küvetten 4.

Claims (3)

1. Mikroküvetteneinheit mit einem im wesentlichen rechteckigen Rahmenteil, wobei die Einheit aus einer Stützplatte mit aneinander angeschlossenen Küvetten als Objektträger besteht, die auf der Stützplatte matrixför­ mig verteilt sind, und die ein optisches Fenster im Bodenteil aufweisen, das außen von einem Kragen umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit wenigstens zwei hinter- oder nebeneinander anzuordnende und behan­ delbare Teileinheiten aufweist, bei denen die lichte Weite des optischen Fensters (12) kleiner als die lichte Weite des Bodenteils ist und der Rahmenteil (1) in der Mitte offen ist.

2. Mikroküvetteneinheit nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei gegenüberliegende Seiten (6, 7) des Rahmenteils (1) mit Verbindungsgliedern in Form von Vertiefungen (8, 9) zum Anschluß der Küvettenkomponenten (2) an den Rahmenteil versehen sind, wobei zusammenwir­ kende Verbindungsanordnungen (8, 10; 9, 11) zwischen dem Rahmenteil (1) und den Küvettenteileinheiten (2) unter­ schiedlich an verschiedenen Seiten (6, 7) des Rahmen­ teils und entsprechend an verschiedenen Seiten der Küvettenkomponenten (2) zur Bestimmung ihrer gegensei­ tigen Lage vorgesehen sind.

3. Mikroküvetteneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial der Küvet­ tenteileinheiten (2) mit Ausnahme der optischen Fenster (12) im Boden der Küvetten (4) undurchlässig für das Meßlicht ist.