DK156405B - Apparat til immunkemisk analyse - Google Patents

Description

DK 156405 B

Opfindelsen angâr et apparat til analyser af den type, der anvender et fast bæremiddel, der er beregnet til successivt at opfange en mængde af en f0rste reaktant sâsom en biologisk væske (f.eks. sérum 5 eller plasma), der indeholder stoffet, der skal ana-lyseres, derpâ en mængde af en anden reaktant, der indeholder et protein, hvortil der er fikseret en biologisk indikator (f.eks. et enzym eller ved radio-immunologi en radioisotop).

10 De nuværende teknikker anvender et fast bære- middel, der sædvanligvis er en sfærisk polystyrenkugle, der er dækket med et protein, der har antistofegenska-ber (f.eks. et polypeptid, der stammer fra et vaccine-ret dyr). Dette bæremiddel er anbragt i en beholder af 15 reagensglastypen, hvortil der sâ sættes en mængde af en f0rste reaktantfog efter en inkubationstid fortsæt-tes der med en grundig vask af kuglen med vand for at fjerne overskydende reaktant; denne vask udf0res lige-som t0mningen af væsken ved at vende glasset, hvis 20 âbne ende har en spærre, der forhindrer udkast af kuglen, manuelt, denne operation skal gentages med det andet reagens , hvis overskud pâny fjernes ved vask, hvorefter r0ret bringes til den egentlige analyse af dets indhcld, f.eks. til en fctocolcrimetrisk analyse 25 ved tilforsel af et farvet reagens.

I lige sâ h0j grad som princippet med bærekug-len, der successivt opfanger den valgte mængde reagens er simpelt og virker, lige sâ lidt er den anvendte tek-nik tilfredsstillende; faktisk er de manuelt udf0rte 30 vaskeoperationer lidet pâlidelige pâ grund af vaskens heterogenitet og temperaturbetingelserne og er uegnede til analyse ved unders0gelser, der er grupperede efter forskellige dosis pâ grund af de adskillige manipulatio-ner, der er n0dvendige,og risiciene for uundgâelige 35 fejl.

Hensigten med den omhandlede opfindelse er at foreslâ et yderst pâlideligt apparat af enkel idë og fremragende egnet til en simultan analyse med adskil-

. DK 156405 B

2 lige dosis med et minimum af manipulationer.

Dette opnâs if0lge opfindelsen med et analyse-apparat, hvori der anvendes et fast bæremiddel, der er bereg-net til successivt at opfange en mængde af et f0rste 5 reagens sâsom en biologisk væske, der indeholder det stof, der skal analyseres# derpâ en mængde af et andet reagens, der indeholder et protein, hvortil der er fikseret en biologisk indikator, hvilket apparat er ejendom-melig ved, at det i det væsentlige bestâr af en analyserctor, 10 der har et antal perifert anbragte celler, der hver indeholder det nævnte baeremiddel og fer det andet har midler, der tillader tilforsel af en vaskevæske til hver celle, idet hver af de nævnte celler er forsynet med en perifert anbragt udgangsâbning 15 for væske, cg en overdel, der er forsynet med en tilgangsâbning for reagens og en underdel til at mod-tage det nævnte reagens.

Analyseapparatet if01ge opfindelsen kan i 0vrigt hâve mindst et af de f0lgende karakteristika: 20 midlerne, der tillader tilf0rsel af en vaskevæ ske, bestâr i det væsentlige af en central tilf0rings-âbning, hvorfra der udgâr radiale kanaler, der forbin-der den nævnte centrale âbning med hver af de perifert anbragte celler; de radiale kanaler ligger fortrinsvis 25 i et plan, der i det væsentlige er vinkelret pâ appara-tets rotationsakse,og udmunder med fordel i hver celle i samme niveau som den perifert anbragte udgangsâbning for væske i den nævnte celle, f reagenstilf0ringsâbningerne er ækvidistante fra 30 rotoraksen, væggene, der definerer underdelen af hver celle, tillader en samtidig fotometrisk analyse, rotoren opnâs ved superposition af to koaksiale dele, hvis perifere kanter i forbindelse med hinanden 35 direkte definerer de perifert anbragte âbninger i cel-lerne, bæremidlet udg0res af mindst en kugle, bunden i hver celle har en hældning

DK 156405 B

3 bestemt pâ den mâde, at pâ den ene side har cel-lens Indre et tilstrækkeligt rumfang til at indeholde kuglen og den mængde reagens, der skal dække den, og at den nævnte kugle pâ den anden side ved centrifugeringen 5 f0res op i h0jde med den nævnte celles perifere âbning, nâr bæremidlet bestâr af et antal kugler med meget smâ dimensioner anbringes en barrière i hver celle ved den perifere udgangsâbning, idet den nævnte barrière er beregnet til at tilbageholde kuglerne 10 under centrifugeringen, de indre og ydre sider af cellerne er med fordel parallelle, idet den ydre side endvidere har et afl0b i siden afsluttet af udgangsâbningen og som tillader den fuldstændige fjernelse af vaskevandet 15 ved centrifugeringen, bæremidlet udg0res af væggen i underdelen i hver celle.

0vrige kendetegn og fordele ved en foretrukken udf0relsesform for opfindelsen fremgâr tydeligere af 20 den f0lgende beskrivelse, der er anf0rt til belysning af opfindelsen, cg under henvisning til figurerne i de vedhæftede tegninger, hver: fig. 1 i perspektiv viser en del af et analyse-apparat if01ge opfindelsen, 25 fig. 2 viser et partielt aksialt tværsnit af apparatet i fig. 1, fig. 3 viser en del af det samme apparat set ovenfra, figurene 4A, 4B og 4C belyser funktionen af 30 apparatet i fig. 1, figurene 5A og 5B belyser funktionen af apparatet i det tilfælde, hvor cellen indeholder et antal smâ kugler, figurene 6 og 7 belyser apparatets funktion 35 i det tilfælde, hvor bæremidlet udg0res af væggen i den underste del af cellen.

Analyseapparatet if01ge opfindelsen, der er vist pâ figurene 1 til 3,bestâr i det væsentlïge af en 4

DK 156405 B

rotor 1, der pâ den ene side har et antal perifert anbragte celler 2, der hver indeholder en klassisk bæremiddelkugle 3 (af polystyren dækket med et pro-tein, der har antistofegenskaber) og pâ den anden side 5 har midler, der tillader tilf0ring af en vaskevæske til hver celle. Adskillige midler er mulige til at tilf0re en vaskevæske: her er der vist en særlig sim-pel og effektiv mulighed med en central tilf0rings-âbning 4, hvorfra der udgâr radiale kanaler 5, der 10 forbinder den nævnte centrale âbning med hver af de perifere celler 2, idet de nævnte kanaler ligger i et plan, der i det væsentlige er vinkelret pâ appara-tets rotationsakse 6 ; det kunne ligesâ godt hâve været med en ringformet rende i stedet for den centrais le âbning 4, fra hvilken rende, der kunne udgâ radiale forbindelseskanaler til hver perifere celle. Det bemærkes, at de radiale kanaler 5 her er defineret ved to komplementære dele, der er udformet i hver af de to dele IA, IB, der udg0r roteren 1 (se fig. 2), 20 men at enhver anden type kanal kan tænkes sâsom f.eks. en flad side pâ den ene del af rotoren (dens interne side) og en rille i den anden del.

Hver celle 2 er i 0vrigt forsynet med en peri-fer âbning 7 til udf0ring af væske, her angivet direk-25 te ved superposition af de perifere kanter pâ de to koaksiale dele IA, IB, der udg0r rotoren 1, og de har en overdel, der er forsynet med en tilf0ringsâbning 8, og hvor en bund 9 ved centrifugering tillader kug-len at stige op i niveau med den nævnte perifere âb-30 ning 7, nâr apparatet sættes i rotation (denne sidste egenskab forklares nærmere under henvisning til figure-ne 4A, 4B og 4C) .

Fagmanden kan vælge adskillige midler til hen-holdsvis samling og placering af de to dele IA, IB, 35 der udg0r rotoren 1; som eksempel er der her vist anvendelsen af en cirkelformet fais 10 og centre-ringsstifter 11.

5

DK 156405 B

Apparatets karakteristika angâr især cellernes form, der vil blive beskrevet samtidig med det nævnte apparats funktion,for bedre at kunne opfatte den funk-tion de udfylder.

5 I fig. 4A er rotoren 1, hvori hver perifert anbragte celle 2 er forsynet med sin kugle 3 (hver kugle kan svare til en særlig dosis), anbragt under et tilsætningsapparat,her en pipette 12, sâledes at der i hver celle gennem dens âbning 8 kan tilsættes 10 et rumfang (fortrinsvis afmâlt) af et f0rste reagens sâsom sérum, plasma eller enhver anden biologisk væske, der indeholder det stof, der skal analyseres; efter denne tilsætning,som f.eks. kan opnâs ved successivt at dreje rotoren den vinkel, der svarer til at anbringe 15 hver âbning 8 under pipetten 12, henstilles rotoren i den n0dvendige inkubationstid. Det bemærkes, at bun-den 9 i hver celle har et rumfang, der er tilstrække-ligt til at rumme kuglen og reagenset uden at reagen-sets niveau nâr op til kanalerne 5.

20 I fig. 4B er rotoren 1 sat i rotation ved en konventionel frembringer 13, og der tilsættes vaskevæske gennem den centrale âbning 4. I hver celle bevirker centrifugeringen, at overskydende reagens udkastes gennem den perifere âbning 7, og at kuglen 25 3 pâ grund af bunden 9*s hældning f0res op i niveau med den nævnte perifere âbning. End-videre passerer vaskevæsken, hvis fordeling begunstiges af tilstedeværelsen af en central forh0jning 14, gennem de radiale kanaler 5, og vasker grundigt hver kug-30 le, hvis stilling er gunstig under pâvirkning fra centrifugeringen, især takket være hver celles tilspidsede form imod periferien, idet den nævnte væske slipper ud af de perifere âbninger 7 efter at hâve omgivet hver kugle (idet væsken for0vrigt bringer kuglen til at 35 dreje· om sig selv).

I fig. 4C er der taie om en valgfri fase med t0rring af kuglerne, der t0rres ved at afbryde tilsæt-ningen af vaskevæske under opretholdelse af centrifuge-

DK 156405B

6 ringen. Det bemærkes, at denne t0rring i praksis er umulig at opnâ med de tidligere apparater med undtagel-se af komplicerede opstillinger, medens den her opnâs med ekstrem lethed.

5 Disse operationer gentages derpâ med det andet reagens, der indeholder et protein, hvortil der er fik-seret en biologisk indikator, sâsom f.ekSc et enzym eller en radioisotop. Nâr rotoren en gang er stoppet, synker kuglerne i hver celle ned og er klar til at 10 bruges ved en analyse (idet væggene, der defi- nerer den nedre del af cellerne, er beregnede til en sâdan analyse), enten en direkte analyse med en tæller, hvis der anvendes radioisotoper eller en fotometrisk, hvis der yderligere anvendes et farvet reagens og eventuelt 15 et reagens til standsning af reaktionen.

Figurene 5A og 5B svarer til det tilfælde, hvor hver perifere celle 2 pâ rotoren 1 indeholder ikke blot en kugle, men et antal smâ kugler 3 ', hvis diamètre i praksis er af st0rrelsesordenen 10 til 20 20 ym. I 0vrigt betegner henvisningstallet 20 en af-spærring, der er beregnet til at tilbageholde kuglerne under apparatets rotation. Denne afspærring er ind-st0bt eller indklæbet i udskæringer, der er indret-tet i delene IA og IB, der udg0r rotoren 1. En 25 sâdan afspærring er med fordel af molekylfiltertypen.

Derefter anbringes hver perifere celle 2 for-synet med sine kugler 31 (kuglerne i hver celle kan svare til en særlig dosis) under et tilsætningsapparat.

I fig. 5B, der svarer til det tidspunkt, hvor 30 rotoren er i rotation, og hvor der tilf0res vaskevæske, kan det ses, at centrifugeringens virkning er at ud-kaste overskydende reagens gennem den perifere âbning 7 og at bevæge kuglerne 3' indtil de standses af afspærringen 20 grundet bunden 9's hældning.

35 Det bor bemærkes, at tilstedeværelsen af adskillige kugler med ringe diameter gor, at især vedhæftnings-overfladen for reagenset og pâlideligheden kan foroges.

7

DK 156405 B

De perifert anbragte analyseceller kan ogsâ hâve en anden form end den der er vist i figurene 1 til 5B.

Især kan de hâve den form, der er vist i figurene 6 og 7, hvor de indre og ydre overflader er parallelle, og 5 hvor den ydre overflade har en hældetud i siden, der er afsluttet med udgangsâbningen.

Figurene 6 og 7 henviser til det tilfælde, hvor bæremidlet bestâr af væggen i den nederste del af cellen, men cellens almene form kan anvendes, nâr 10 bæremidlet bestâr af en eller flere kugler.

Analyseapparatet har den samme almene sammen-sætning som tidligere.

Det faste bæremiddel bestâr her af væggen i den underste del 3" af cellerne 2, der er dækket af 15 et protein med antistofegenskaber. De indre flader 21 og ydre flader 22 i cellen i niveau med denne underste del er parallelle. Yderligere har den ydre flade 22 en afl0bstud 23 i siden, som er afsluttet med udgangsâbningen 7, denne afl0bstud er som 20 vist anbragt i den bageste del af cellen i forhold til dens rotation.

Rotoren er anbragt under et tilsætningsapparat, for i hver celle 2 gennem dens âbning 8 at kunne tilsætte et rumfang (fortrinsvis afmâlt) af et f0rste 25 reagens sâsom sérum, plasma eller aile andre biologiske væsker, der indeholder stoffet, der skal analyseres; efter denne tilsætning henstilles apparatet i den n0d-vendige inkubationstid.

Rotoren sættes derpâ i rotation og der tilsættes 30 vaskevæske gennem den centrale âbning 4. Ved udmun-dingen af kanalerne 5 er der anbragt forhindringer 24 for at kunne f0re vaskevæsken ned i bunden af cellen. Ved hver celle har centrifügeringen den virk-ning, at overskydende reagens udkastes gennem den 35 perifere âbning 7. Endvidere passerer vaskevæsken, hvis fordeling begunstiges af tilstedeværelsen af en central forh0jning 14 gennem de radiale kanaler 5 og vasker væggene i den nederste del af hver celle 2 DK 156405 B e grundigt, den nævnte væske afgâr gennera de perifere âbninger 7, idet t0mningen er fuldstændig pâ grund af tilstedeværelsen af afl0bstuden 23 i siden.

Efter vasken kan man om 0nsket fortsætte med 5 en t0rring ved at afbryde tilsætningen af vaskevæske samtidig med,at centrifugeringen opretholdes.

Disse operationer gentages derefter med det andet reagens, der indeholder et protein, hvortil der er fikseret en biologisk indikator sâsom f.eks. et 10 enzym eller en radioisotop. Nâr rotoren er standset kan der fortsættes med en simultan analyse, enten en direkte analyse med en tæller, sâfremt der anvendes radioisotoper eller indirekte, sâfremt der yderligere anvendes et farvet reagens og eventuelt et reagens 15 til standsning af reaktionen.

At de indre og ydre flader pâ den nederste del af cellerne er parallelle letter ganske klart fotome-triske analyser.

Funktionen af apparatet if0lge opfindelsen viser 20 den hermed opnâede store enkelthed og den h0je pâlide-lighed,eftersom behandlingerne er meget homogène, samtidig med at de kun kræver fâ manipulationer. Eksempel-vis tillader apparatet if0lge opfindelsen hurtigt og simpelt at opnâ de fem dcsis, der kræves til 25 en thyroidanalyse. Anvendeligheden illustreres ogsâ ved muligheden af f.eks. at opdele rotoren i to zoner til anvendelse af visse celler som kontrolceller og at anvende identiske bæremidler, hvilket tillader udf0rel-se af samme unders0gelse pâ adskillige patienter, eller 30 forskellige bæremidler, hvilket tillader udf0relse af adskillige unders0gelser pâ en patient.

Endeligt kan nævnes den betydelige fordel, der ligger i apparatets ringe pladsbehov, eftersom et sâdant apparat kan udf0res med diamètre ned til st0r-35 relsesordenen 5 cm.

Claims (14)

1. Analyseapparat til analyser, hvori der anven-des et fast bæremiddel, der er beregnet til successivt at opfange en mængde af et forste reagens sâsom en bio-logisk væske, der indeholder stoffet, der skal analyse- 5 res, derpâ et andet reagens, der indeholder et protein, hvortil der er fikseret en biologisk indikator, k e n -detegnet ved, at apparatet i det væsentlige be-stàr af en analyserotor (1), der har et antal perifert anbragte celler (2), der hver indeholder det nævnte bære- 10 middel (3) og for det andet har midler, der tillader ind-foring af en vaskevæske til hver celle, idet hver af de nævnte celler (2) er forsynet med en perifer udgangs-âbning (7) for væske og har en overdel, der er forsynet med en reagenstilsætningsâbning (8) og en underdel til 15 at modtage det nævnte reagens.

2. Analyseapparat ifolge krav 1, kendeteg-n e t ved, at midlerne til tilforing af vaskevæske i det væsentlige bestâr af en central tilfaringsâbning (4), hvorfra der udgâr radiale kanaler (5), der forbinder den 20 nævnte centrale âbning (4) med hver af de perifert anbragte celler (2).

3. Analyseapparat ifolge krav 2, kendeteg-n e t ved, at de radiale kanaler (5) i det væsentlige ligger i et plan, der er vinkelret pâ apparatets rota- 25 tionsakse (·6). Analyseapparat ifolge et af kravene 2 og 3, kendetegnet ved, at de radiale kanaler (5) udmunder i hver celle (2) i santne hojde scm den perifere ud-gangsâbning (7) for væske i den nævnte celle.

5. Analyseapparat ifolge et af de Æoregâende krav, kendetegnet ved, at reagenstilsætnings-âbningerne (8) er ækvidistante fra rctoralesen (6).

6. Analyseapparat ifolge et af de foregâende krav, kendetegnet ved, at væggerne i den un- 35 derste del af hver celle tillader en fotometrisk analyse. DK 156405 B to

7. Analyseapparat ifolge et af de foregâende krav, kendetegnet ved, at rotoren bestâr af to koaksiale dele (1A) og (IB), hvis perifere kanter ved sammenlægningen direkte definerer cellernes perifere âb- 5 ninger (7).

8. Analyseapparat ifolge et af de foregâende krav, kendetegnet ved, at bæremidlet (3) be-stâr af mindst en kugle.

9. Analyseapparat ifolge krav 8, kendeteg- 10. e t ved, at bæremidlet (3) bestàr af et antal kugler (3') med meget smâ dimensioner, og at der ved den perifere afgangsâbning (7) i hver celle er anbragt en afspær-ring (20), idet den nævnte afspærring er beregnet til at tilbageholde kuglerne under centrifugeringen.

10. Apparat ifolge krav 9, kendetegnet ved, at afspærringen (20) er af molekylfiltertypen.

11. Apparat ifolge et af kravene 9 og 10, k e n -detegnet ved, at de nævnte kugler (31) har en diameter mellem 10 og 20 μπ».

12. Apparat ifolge et af kravene 1 til 7, ken detegnet ved, at bæremidlet (3) udgores af væg-gen i den nederste del (3”) af hver celle (2).

13. Analyseapparat ifolge et af kravene 8 til 11, kendetegnet ved, at bunden (9) i hver celle 25 har en hældning, der er valgt pâ en sâdan mâde, at den underste del af cellen pâ den ene side har et rumfang, der er tilstrækkeligt til at rumme bæremidlet og reagens-mængden, der skal daekke dette, og at det nævnte bæremid-del pâ den anden side fores op i hojde med den nævnte ~ 30 celles perifere âbning (7) ved centrifugeringen.

14. Analyseapparat ifolge et af kravene 1 til 12, kendetegnet ved, at cellernes indvendige (21) og udvendige (22) sider er parallelle, idet den udvendige side (22) i ovrigt har en aflobstud (23) i 35 siden, der er afsluttet med afgangsâbningen (7) og som tillader den totale fjernelse af vaskevandet ved centrifugeringen. DK 156405 B

15. Analyseapparat ifolge krav 14,:kende-t e g n e t ved, at den nævnte afl0bstud (23) er anbragt i cellens bageste del i forhold til rotationsretningen.