DE19713249A1 - Multifunktionales Reagenzgefäß für die chemische, biochemische und immunologische Analytik - Google Patents

Description

Zur Durchführung von chemischen, biochemischen und insbesondere von immu­ nologischen Analyseverfahren ist Stand der Technik:

• - die naßchemische, klassische Laboranalytik,
• - das trockenchemische Analyseverfahren (Teststreifen).

Die klassische naßchemische Analytik verfügt über eine große Vielseitigkeit hin­ sichtlich der Durchführung unterschiedlicher analytischer Methoden und der Be­ stimmung unterschiedlichster Prüfpunkte (Verbindungen). Sie benötigt jedoch einen hohen instrumentellen und operationellen Aufwand (verschiedene Geräte, geschulte Laborkräfte) und ist daher für schnelle, einfache und ambulante Anwen­ dungen nicht einsetzbar.

Für die automatische Durchführung naßchemischer, biochemischer und immuno­ logischer Test werden verschiedene Geräte angeboten. Diese Geräte sind für hohe Probendurchsätze in klinischen Labors konzipiert und entsprechend dimen­ sioniert. Für jeden Gerätetyp steht nur ein begrenztes Spektrum an Analysen zur Verfügung. Dies ist nicht abhängig von dem Hersteller der Automaten, sondern von den Entwicklern und Lieferanten der zugehörigen chemischen Test-Kits. Die bekannten Geräte sind beschränkt hinsichtlich der Anzahl der unterschied­ lichen Tests (Substanzen), die mit ihnen möglich sind. Die Geräte arbeiten mit einer oder zwei fest installierten Spritzen und separaten Reaktionsgefäßen, die während und nach jeder einzelnen Analyse mittels Spülflüssigkeiten gereinigt werden müssen. Die Geräte und die verwendeten technischen Verfahren sind für ambulante Anwendungen nicht einsetzbar.

Im Gegensatz zur Laborchemie benötigt die Trockenchemie meist nur eine (Meß-) Gerät, ist leicht zu bedienen und daher für den ambulanten Einsatz geeignet. Der entscheidende Nachteil liegt in der Festlegung der zur Verfügung stehenden Ana­ lytik. Dies betrifft sowohl die Methodik selbst, als auch die geringe Anzahl der meß­ baren Parameter pro System. Es fehlt an Flexibilität und Vielseitigkeit.

Aufgabe der Erfindung ist es, den naßchemischen Analysenablauf mittels eines preisgünstig beschaffbaren Reagenzgefäßes zu ermöglichen, wobei das Rea­ genzgefäß für folgende Verfahrensschritte geeignet sein muß:

• - Aufnahme/Abgabe der flüssigen Medien,
• - Transport/Lagerung,
• - Dosierung,
• - Mischung,
• - Reaktion (Festphasen/Flüssigphasen)
• - thermale Konditionierung (Heizen, Kühlen)
• - Küvette für optische Vermessung.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung handelsüb­ licher steriler Spritzen für den Einmalgebrauch als Reagenzgefäß, die auch als "Einwegspritzen" bezeichnet werden. Verwendet werden analytische oder medi­ zinische Spritzen. Die Spritzen dienen beim Gegenstand der Erfindung als ein universelles Prozessierungssystem, wobei die Bedienung der Spritzen manuell oder automatisch erfolgen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel eines immunologischen Tests an­ hand von Fig. näher erläutert:

Die Fig. 1 bis 7 zeigen eine handelsübliche medizinische Spritze 2 für den Einmal­ gebrauch. Die Spritze besteht aus einem Zylinder 4, einer Füllkammer 6, einem beweglichen Kolben 8, einer Kolbenstange 10 und einem Griff 12. Die Füllkam­ mer 6 weist eine Öffnung 14 auf. Die handelsüblichen Spritzen sind aus Kunststoff hergestellt. Der Zylinder ist transparent oder transluzent, damit die Füllhöhe und damit die Füllmenge abgelesen werden kann. Die Dosiergenauigkeit der Spritze 2 sollte ca. ±5 µl betragen.

Ein typischer Analyseablauf (Immuno-assay) unter Verwendung einer Spritze für den Einmalgebrauch ist in Fig. 1 bis 7 dargestellt. Hierbei durchläuft die Spritze verschiedene Prozeßschritte und dient als Dosiersystem, Reaktor und optische Küvette.

Fig. 1 zeigt eine sterile Spritze 2, wobei die innere Oberfläche 16 der Füllkammer 6 und eventuell auch der Kolben 8 ganz oder teilweise z. B. mit Streptavidin be­ schichtet ist. In die Füllkammer 6 werden ca. 50 µl AG (Antigen Flüssigkeit) aufge­ zogen.

In Fig. 2 werden in die Füllkammer 6 weitere 200 µl eines Test Reagent (z. B. Anti­ körper-Indikator-Cojugat) aufgezogen und die Spritze wird als Container, der transportiert und gelagert werden kann, verwendet.

In Fig. 3 wird nun die Spritze 2 in einen an ihre äußere Kontur angepaßte Heiz­ einrichtung 18 eingesetzt und im Beispiel 10 bis 30 min auf 35-37°C erwärmt.

Daran anschließend finden in Fig. 4 ein oder mehrere Waschvorgänge statt, wäh­ rend in Fig. 5 ein flüssiges Reaktionssubstrat aufgezogen wird.

In Fig. 6 wird mittels eines optischen Detektors 20, die optische Vermessung durchgeführt.

In Fig. 7 wird die Flüssigkeit aus den Füllkammern 6 entfernt und die Spritze 2 ent­ sorgt.

Zur Durchführung von Analysen in der beschriebenen Weise müssen die Spritzen 2 folgende Anforderungen erfüllen:

Materialkompatibilität

• - mit der biochemischen Reaktion, keine unerwünschten Wech­ selbedingungen
• - mit Oberflächenbeschichtungen (z. B. Streptavidin, Biotin)
• - Konstruktion von Zylinder 4 und Kolben 8 im Hinblick auf Dosier­ genauigkeit (±5 µl) und Handhabungseigenschaften
• - optische Eigenschaften des Materials für optische Messungen (Küvetten-Funktion)
• - Massenprodukt-Fähigkeit des Materials (z. B. für Spritzguß)

Die erfindungsgemäße Verwendung analytischer Spritzen für den Einmalge­ brauch zur Durchführung biochemischer und immunologischer Tests weist im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren folgende Vorteile auf:

• - die Spritze 2 ist ein Prozessierungsgefäß für verschiedene Prozeß­ schritte (geringer Materialverbrauch)
• - Nutzung der inneren Spritzenoberfläche als Festphasen-System (z. B. Oberflächenfixierung von Reaktanten bei immunologischen Test, z. B. Streptavidin, Biotin)
• - keine Reinigung der Spritze erforderlich (kein Reinigungssystem, kein Verbrauchsmaterial, keine Spülflüssigkeiten)
• - hohe analytische Sicherheit, da kein Verschleppungsrisiko
• - gute Handhabung und klarer Ablauf der Analyse.

Aufgrund des Ablaufs und der hohen Sicherheit bei der Anwendung können die Spritzen sowohl manuell (von Hilfskräften, kein besonders Know-how erforder­ lich) als auch von einem Automaten bedient werden. Ein entsprechender Automat ist - basierend auf bereits bekannten Modulen - zu diesem Zweck mit dem Wissen eines Fachmanns entwickelbar.

Aufgrund der beschriebenen Vorteile eignet sich die Erfindung in erster Linie für Aufgaben, die außerhalb der üblichen Routineanalytik im klinischen Labor lie­ gen. Hierzu gehören Anwendungen.

• - in der biologischen und medizinischen Schwerelosigkeitsforschung und
• - als ambulante (near-patient) Lösungen für Notfallmedizin oder als kleine, dezentrale Diagnosesysteme in Arztpraxen.

Für die Anwendungen unter Schwerelosigkeit und beim Prozessieren in ge­ schlossenen Einheiten, wie z. B. bei der Handhabung toxischer Substanzen oder hochgratig kontaminationsgefährter Analysen (z. B. PCR = Polymerose Chain Re­ action) sind die Spritzen mit einer durch eine Gummimembran geschützte Kanüle zu versehen. Dies ist in den Fig. nicht gezeigt.

Claims (3)

1. Multifunktionales Reagenzgefäß aus einem transluzenten oder transpa­ rentem Werkstoff für die chemische, biochemische und immunologische Analytik, dadurch gekennzeichnet, daß das Reagenzgefäß eine handelsübliche Spritze (2) für Einmalgebrauch, bestehend aus Zylinder (4), Füllkammer (6) und Kolben (8) ist, wobei die Spritze (2) eine Dosier­ genauigkeit von ca. ±5 µl aufweist und daß die Spritze nach Durchfüh­ rung einer Analyse entsorgt wird.

2. Reagenzgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Zylinders (4) und der Spritze (2) mit biochemischen Reak­ tionen materialkompatibel sind.

3. Reagenzgefäß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche der Füllkammer (6) und/oder die Oberfläche des Kol­ bens (8) eine Beschichtung aufweisen.