DE2244080A1 - Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung von chemischen und/oder biologischen reaktionen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung von chemischen und/oder biologischen reaktionen

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DE2244080A1
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    • Y10S436/817Steroids or hormones

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung von chemischen und/oder biologischen Reaktionen in Laboratorien, Kliniken und Beratungsräumen und findet besondere Anwendung bei Reaktionen, die durchgeführt werden mit dem Ziel, qualitative und quantitative Messungen von natürlichen und synthetischen Proteinen, Polypepiden und einer Vielzahl anderer Molekularkomplexe durchzuführen einschließlich von Steroiden und Drogen,
Bei der Durchführung von Sättigungsanalysen wird eine definierte Menge eines spezifischen Reagenzes progressiv durch die Testsubstanz gesättigt. Das Gesamtvolumen der Lösung, in
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der solche Analysen durchgeführt werden, kann sehr klein sein, so daß der Verlust von etwas oder mehr des Reagenzes aus dem Hauptreaktionsbereich durch Bespritzen oder Befeuchten des Reaktionsbehälters oberhalb des Flüssigkeitsspiegels große Fehler hervorrufen kann. Es ist daher Zweck der vorliegenden Erfindung, solche Fehler wenigstens beträchtlich zu verringern, wenn nicht gar zu vermeiden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das dadurch erreicht, daß eine Reaktionszelle vorgesehen ist, die für die Radioimmunisation geeignet ist und einen Behälter umfaßt, in welchem eine Matrize und ein Träger für die Matrize vorgesehen ist sowie eine Leitung, die den Durchgang von Flüssigkeit von der einen Seite der Matrize zur anderen gestattet, wobei die Matrize aus einem porösen absorbierenden Material besteht und so den Ort des Stattfindens der gewünschten chemischen und/ oder biologischen Reaktion in flüssigem Zustand darstellt, wobei durch sie ein löslicher oder flüssiger Reaktant hindurchleitbar ist, aber in der Matrize ein bestimmtes Reaktionsprodukt zurückhaltbar ist, das sich dort bildet, wobei die physikalische Masse oder das Volumen der Matrize so gewählt ist, daß sie die gesamte Flüssigkeit aufnehmen kann, die für die gewünschte Reaktion, die in der Matrize stattfinden soll, erforderlich ist.
Die Matrize kann z. B. aus Glas, Kunststoff, Nylon, Papier oder Metall inrporöser Form bestehen und aus einem
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miteinander in Verbindung stehenden Netzwerk von Kanälen, die sich durch das gesamte Material erstrecken. Das Material kann somit gesintert sein oder faserförmig oder schwammartig und eine große Oberfläche zwischen sich und der Luft oder Flüssigkeit in den miteinander in Verbindung stehenden Kanälen aufweisen. Fein gezogenes Glasfaserfiltermaterial hat sich als außerordentlich geeignet erwiesen.
Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zur Durchführung einer chemischen und/oder biologischen Reaktion, beispielsweise einer Sättigungsanalyse unter Verwendung eines radioaktiven Markierungsstoffes, wobei die Reaktion im flüssigen Zustand ausschließlich in der absorbierenden porösen Matrize stattfindet, der die Reaktanten zugeführt werden und in der ein bestimmtes Reaktionsprodukt zurückgehalten wird, nachdem ein flüssiger oder löslicher Reaktant aus der Matrize entfernt worden ist. Wenn die Porengröße des Matrizenmaterials so ist, daß eine Lösung, die unter dem Einfluß der natürlichen Schwerkraft steht, durch das Material zu langsam für praktische Zwecke hindurchfließt, können zusätzliche Kräfte angewendet werden. Die Verfahren, die hierfür bisher verwandt wurden, um eine schnellere Filtration zu erzielen, bestehen 1. in der Zentrifugierung, 2. in der Anwendung von positivem Druck auf die zu filtrierende Lösung und 3. in der Anlegung eines Vakuums auf die Filtratseite der Filtermembran.
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Nach einem bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung erhält man eine schnellere Filtration bei Verwendung eines Körpers aus einem porigen oder zellularen Material, der sich mit dem Filtermittel oder der Matrize in Berührung befindet.
Nachfolgend werden nun erfindungsgemäße Ausgestaltungen anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben.
In den Zeichnungen stellen dar:
Fig. 1 eine auseinandergenommene Darstellung einer Reaktionszelle mit einer oberen und einer unteren Kammer und
Fig. 2 eine graphische Darstellung, die zum Verständnis der Ergebnisse eines spezifischen Digoxinversuche, der nachfolgend unter Verwendung solcher Zellen beschrieben wird, erforderlich ist.
Bezugnehmend auf Fig. 1 ist zu erkennen, daß die Vorrichtung eine Reaktionszelle 11 umfaßt, die sowohl an ihrem oberen als auch an ihrem unteren Ende offen ist, wo sie erweiterte Ansätze 12 und 13 trägt/11^t denen die unteren und oberen Enden einer rohrförmigen besonderen oberen Kammer 14 und einer besonderen unteren rohrförmigen Kammer 15, falls gewünscht, mit der ReaktionszeHe verbindbar sind. Alle drei Teile können
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aus einem geeigneten inerten Kunststoffmaterial hergestellt sein. Innerhalb der Reaktionszelle 11, und zwar in der Ebene, wo der untere Ansatz 13 auf den mittleren Teil 18 der Zelle trifft, ist eine innere Ringschulter 16 gebildet, die eine Lagerung für eine Matrize 17 schafft, die vorzugsweise von kreisförmiger Scheibengestalt ist und aus einem Bogen von Glasfaserfiltermaterial herausgestanzt ist und einen Durchmesser besitzt, derart, daß sie gut passend in die Bohrung des mittleren Teiles der Reaktionszelle eingelegt werden und diese verschließen kann. Die Tiefe des mittleren Teiles 18 der Zelle ist idt Bezug auf die Dicke der Matrize 17 so bemessen, daß ein oder mehrere solcher Matrizenscheiben in dem mittleren Teil untergebracht werden können und die mit der Matrize 17 und untereinander in Verbindung stehen, ehe der obere Ansatz 12 mit dem vergrößerten Durchmesser erreicht ist.
Die obere Kammer 14 ist im Grunde genommen ein·einfaches offenendiges Rohr, mit der Ausnahme, daß das untere Ende bei 19 im Durchmesser verringert ist, so daß es in den Ansatz 12 der Reaktionszelle 11 hineinpaßt. Das untere Ende ist auch mit drei im Inneren angeordneten hervorstehenden Zähnen 20 versehen, die an der Wand des Rohres befestigt sind und die in die Reaktionszelle hineinragen, wenn die beiden Teile miteinander verbunden sind. Dadurch wird die Matrizenscheibe oder falls mehrere vorhanden sind, die Matrizenscheiben in dem mittleren Teil der Reaktionselle festgehalten.
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Die untere Kammer 15 1st Im Grunde genommen ebenfalls ein einfaches Rohr mit einem im Durchmesser verringerten oberen Ende 21, das in den Ansatz 13 der ReaktIonszelle hineinpaßt, jedoch ist das untere Ende des Rohres bis auf eine kleine Auslaßöffnung 22 verschlossen. Dieses Rohr 15 ist völlig mit einer Masse eines Absorptionsmaterials 23 gefüllt, das ein kurzes Stück aus dem oberen offenen Ende des Rohres, wie bei 24 dargestellt, herausragt. Dieses AbsorptLonsmaterial kann z. B. eine lose Wicklung von saugfähigem Papier sein oder Zellulosewatte. Wenn die Reaktionszelle 11 und die untere Kammer 15 miteinander verbunden sind, wird das obere Ende des Absorptionsmaterials 23 mit der Matrizenscheibe 17 in innige Berührung gepreßt, und zwar durch die Öffnung 25 in der Mitte der Tragschulter 16 der Zelle, wo das Absorptionsmaterial hervorgedrückt wird. Der Druck der verhältnismäßig großen Masse von Absorptionsmaterial 23, der mit der Unterseite in Berührung steht, bewirkt eine erheblich schnellere Filtration der Flüssigkeit durch die Matrizenscheibe, als wenn diese nur unter dem Einfluß der Schwerkraft stünde. Die Oberflächenspannung oder der Kapillareffekt innerhalb des Absorptionsmaterials zieht Flüssigkeit von der Grenzfläche zwischen dem Absorptionsmaterial und der Matrizenscheibe ab. Dies kann unteÄützt werden, indem man Nuten in die Unterseite der Ringschulter 16, wie bei 26 dargestellt, anbringt.
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Im Gebrauch der Vorrichtung wird die chemische und/ oder biologische Reaktion vollständig innerhalb der Matrizenscheibe 17 ablaufen, was ein miteinander in Verbindung stehendes Netzwerk von Kanälen verlangt. Die Matrizenscheibe kann anfänglich frei von einem Liganden sein. Sie kann aber auch mit einem oder mehreren Liganden vorbehandelt sein.
Bei der Durchführung der Reaktion wird das Volumen der Matrize so gewählt, daß es cfem Volumen des Reaktionsgemisches entspricht, und daß während des Ablaufs der Reaktion die Matrize nur gerade gesättigt ist, derart, daß die freiliegenden Flächen feucht erscheinen. Die Matrize kann so ausgewählt werden, daß sie eine zusätzliche Funktion physikalischer Trennung einer Komponente oder eines Produkts der Reaktion von den anderen durch Absorption oder Adsorption an ihren Oberflächen vornimmt oder durch Festhalten des Komponenten in dem Netzwerk oder in den Maschen der Matrize, die so auch als ein Filter wirkt. Wenn die Matrize in der Zelle eingeschlossen ist und die obere Kammer 14 aufgesetzt 1st, ist es möglich, daß man eine Waschlösung am Ende der Reaktion aufgibt, so daß solche löslichen öder flüssigen Reaktanten entfernt werden, die nicht absorbiert oder adsorbiert oder innerhalb der Matrize festgehalten werden.
Die Vorteile sind, daß kein Spritzen und unkontrolliertes Befeuchten stattfindet, und daß die große innere Oberflä-
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ehe, die von der Matrize geliefert wird, einen völligen Ablauf der Reaktion der Reaktanten In kurzer Zelt ermöglicht, und daß schließlich eine quantitative Trennung der Reaktanten begünstigt wird, Indem nan sie In situ wäscht.
Falls eins oder mehrere der Reagenzien Innerhalb der Matrize vor Beginn der Reaktion festgehalten oder auf der Matrize absorbiert werden, kann ein solches Reagenz vorher an die Matrize durch Gefriertrocknung abgegeben werden und In einem stabilen Zustand für eine längere Zeltspanne gehalten werden, ehe die Matrize In Gebrauch genommen wird. Wenn mehr als ein Reagenz auf diese Welse abgegeben werden soll, ist es vorteilhaft, eine Matrizenscheibe zu haben, in der ein gefriergetrocknetes Reagenz enthalten ist, die auf einer weiteren Matrizenscheibe liegt, in der ein anderes gefriergetrocknetes Reagenz enthalten ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß die beiden Reagenzien miteinander reagieren, ehe die Reaktion durch die Zuführung von Flüssigkeit ausgelöst wird.
Eine bevorzugte Anwendung für eine solche Reaktionszelle ist die Bestimmung der Menge von Antikörpern oder Antigenen in einer Flüssigkeitsprobe, und die nachfolgende Beschreibung ist im wesentlichen auf diese bevorzugte Verwendung der Zelle gerichtet.
Die Matrizenscheibe wird vorzugsweise mit einer inerten (nicht reagierenden) makromolekularen Substanz, beispiels-
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weise mit einem Protein, vorbehandelt, so daß man eine nicht spezifische Bindung der Flüssigkeit (beispielsweise eines Antigens oder eines Antikörpers) an den Fasern der Matrize verhindert. Albumin ist eine solche Beschichtungssubstanz. Andererseits kann eine vorbestimmte Menge einer Flüssigkeit an den Fasern der Matrize adsorbiert werden, worauf dann die restlichen Fasern mit der inerten Beschichtungssubstanz überzogen werden. Bei diesem Verfahren ist der Ligand mit der Matrize verbunden und kann in dem Filtergang nicht ausgewaschen werden.
Die Gesamtmenge der Flüssigkeit, die den Liganden, den man zusetzt, enthält, darf die adsorptive Kapazität der Matrize nicht überschreiten. Wenn der Ligand zugefügt worden ist, kann die Matrizenscheibe verwendet werden wie sie ist oder gefriergetrocknet werden.
Die Beschichtung und die Zufügung von ein oder mehreren Liganden kann vorher oder nach der Einführung der Matrize in die Reaktionszelle erfolgen. Vorzugsweise wird die Matrize aus einem Bogen Ifetrizenmaterial ausgestanzt und bereits beschichtet in die Zelle eingesetzt und falls gewünscht mit einem bereits darin befindlichen Liganden.
Mit Ausnahme der Gefriertrocknung des Liganden oder der Adsorption an den Fasern wird er in der Matrize durch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit in dieser,festgehalten. Mehrere Liganden können in die Matrizenscheibe in ähnlicher Weise ein-
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gebracht werden, ζ. B. kann in flüssiger oder gefriergetrockneter Form eine definierte Menge eines Antigens oder Antikörpers bzw. eine definierte bezeichnete Mente eines entsprechenden Antikörpers oder Antigens eingebracht werden. Wenn die Reaktionszelle eine Bezugs- oder Standardzelle sein soll, kann je nachdem eine definierte Menge eines Standardantigens oder -antikörpers in der Matrize in gefriergetrockneter Form auch vorhanden sein. Wenn ein entsprechender (reagierender) Antikörper oder ein Antigen in einer solchen Matrize vorhanden ist, müssen sie unter Bedingungen eingebracht werden, unter denen sie so lange nicht reagieren, bis die Reaktion stattfinden soll, beispielsweise bei niedrigen Temperaturen.
Eine alternative Ausgestaltung, wie bereits erwähnt, besteht darin, daß jeder Ligand in einer besonderen Matrizenscheibe enthalten ist, die übereinander angeordnet werden. Falls gewünscht, kann man diese Scheiben durch ligandenfreie Scheiben trennen. Bei einer solchen Ausgestaltung sind die Liganden vorzugsweise wieder gefriergetrocknet.
Bei einem Beispiel für eine spezifische Art der Bestimmung ist eine Matrizenscheibe, beispielsweise ohne Ligand, in der Reaktionszelle enthalten, um die Menge an Antigen in einer Flüssigkeitsprobe zu bestimmen. Eine bestimmte Menge des entsprechenden Antikörpers wird der Scheibe in einem Flüssigkeitsvolumen zugeführt, das vollständig durch
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die Scheibe absorbiert werden kann. Dasselbe Verfahren führt man in einer anderen Reaktionszelle durch. Der einen Scheibe wird dann eine Probe des Antigens, welches zu bestimmen ist, zugegeben, das in einer Flüssigkeitsmenge enthalten ist, die vollständig von der Scheibe adsorbiert wird. Der anderen Scheibe wird dann eine bekannte Menge des Antigens in Form einer Bezugsstandardlösung zugesetzt. Beiden Zellen gibt man dann eine Lösung eines radioaktiv-induzierten Antigens, ζ. B. radioaktives Jod, I oder I , in einer solchen Menge zu, daß die gesamte Flüssigkeit von der Matrizenscheibe adsorbiert wird. Die obere und die untere Kammer werden dann auf die Zellen gesetzt und eine inerte Flüssigkeit, beispielsweise ein Puder, wird in die oberen Kammern gegeben und in die unteren Kammern hindurchfiltriert. Die Filtration wird durch das poröse Material, welches in der unteren Kammer enthalten ist, unterstützt. Das Filtrat enthält das indizierte Antigen, das sich nicht mit dem Antikörper verbunden hat, der Antigen/ Antikörperkomplex bleibt dann in den Zwischenräumen der Matrizenscheibe zurück. Die Matrizenscheiben oder die unteren Kammern werden dann getrocknet und die Radioaktivität in der einen oder der anderen oder in beiden gemessen, so daß man ein Haß für die Menge an Antigen erhält.
Auf dieselbe Weise kann man die Menge eines Antikörpers messen. In diesem Falle wird eine vorbestimmte Menge eines
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Antigens In einer Matrizenscheibe untergebracht und ein radioaktiv Indizierter Antikörper verwendet.
Wenn (z. B. beim Messen der Antigene) sowohl die vorbestimmte Menge des entsprechenden Antikörpers und das Indizierte Antigen gefriergetrocknet In der Matrize vorhanden sind, ist nur eine Probe Antigen und dann die Waschflüssigkeit, die erforderlich ist, zuzusetzen. Wie bereits oben dargelegt, kann auch eine Standardzelle die bekannte Menge an Antigen enthalten oder an Antikörper und indiziertes Antigen, und in diesem Falle ist nur die Waschflüssigkeit zuzufügen.
Wenn eine Matrizenscheibe einen Liganden in Lösung enthält, dann sollte das Adsorptionsmaterial in der unteren Kammer die Matrizenscheibe nicht berühren, weil sonst ein Teil des Liganden in die untere Kammer gelangen wird, bevor die Reaktion stattgefunden hat.
Der Ausdruck "entsprechend", wenn er auf Antigene oder Antikörper angewandt wird, bedeutet, daß eine dieser Substanzen mit der anderen entsprechenden Sustanz ein Immunopräzipitat bildet. So ist z. B. ein Antikörper, der gegen ein Antigen gezogen wird, der entsprechende Antikörper für das Antigen, solange er in der Lage ist, mit diesem ein Immunopräzipitat zu bilden.
Das Material und die Bildung der Matrizenscheibe ist so zu wählen, daß das Produkt der Reaktion, welches sich darin befindet, in den Zwischenräumen gehalten wird. So werden
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die Teilchen eines Immunopräzipitats innerhalb der Räume der Matrizenscheibe festgehalten. Wünschenswerte Eigenschaften der Matrizenscheibe sind:
a) Ein sofortiges Aufsaugen der aufgegebenen Flüssigkeit;
b) ein schneller und gleichmäßiger Durchfluß durch die Scheibe eines Reagenzes, das im Überschuß .
• zur Adsorptionskapazität der Scheibe aufgegeben wird. Man sollte annehmen, daß ein schneller Durchfluß ein Teil des Präzipitats aus der Scheibe verdrängt, aber in der Praxis ist das nicht der Fall;
c) eine niedrige Nulladsorption eines Reaktanten, beispielsweise des indizierten Liganden. Nicht spezifische Adsorption läßt sich beschaffen durch die Verwendung von Standards, wenn aber der Grad der Adsorption wesentlich differiert von der Standardzelle oder -zellen und der Reaktionszelle oder -zellen, werden erhebliche Diskrepanzen in den Ergebnissen auftreten.
Reaktionszellen gemäß der Erfindung können vorteilhaft als sogenannte "kits" geliefert werden und folgende Gegenstände enthalten:
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a) Wenigstens zwei Reaktionszellen, jede Zelle mit einer Matrizenscheibe, die eine bekannte Menge eines Antikörpers enthält, vorzugsweise gefriergetrocknet ;
b) für jede Reaktionszelle eine obere und untere Kammer, welch letztere ein Adsorptionsmaterial enthält;
c) ein besonderes Rohr mit einem radioaktiven entsprechenden Antigen, vorzugsweise gefriergetrocknet ;
d) ein separates Rohr mit einem flüssigen Puder;
e) wenigstens ein Rohr mit einer bekannten Menge eines nicht indizierten entsprechenden Antigens, vorzugsweise gefriergetrocknet.
Falls gewünscht, kann die Reaktionszelle, welche das gefriergetrocknete Antigen (oder den ANt!körper) enthält, in einer Kunststoffhülle eingesiegelt sein, die ein Trockenmittel enthält, um die Adsorption von Feuchtigkeit zu vermeiden, obgleich das in der Praxis sich nie als Problem erwiesen hat.
Spezifische Antigene, die besonders interessant für Messungen sind, sind:
a) Dlgoxin Human chorionic somatommammotrophin;
b) Insulin;
c) Wachstumshormon.
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In einer Matrizenscheibe, die zur Feststellung irgendeines dieser Antigene geliefert wird, befindet sich deshalb der Antikörper zu einem solchen Antigen.
Beispielsweise wird nun zur Erläuterung der Erfindung die Ausführung an einem spezifischen Beispiel für eine Digoxinprobe beschrieben.
1. Vorbereitung des mit dem Antikörper imprägnierten Filtermaterials
Verdünnungsmittel; 40 mM Phosphatpuffer-, pH 7,4,
mit 4 % Rinderalbumin wurde durchweg verwendet.
Zu 30 ml eine» 1 : 20000 verdünnten Serums eines Kaninchenantidigoxinserums in einem konischen Kolben wurde die gleiche Menge von 1 : 400 verdünnten Eselantikaninchenglobulins gegeben. Diese Verdünnungen wurden bestimmt durch vorangegangene Versuche, um in den Untersuchungen optimale Ergebnisse zu erhalten. Die Reagenzien wurden durch Schütteln der Kolben sofort miteiander vermischt und wurden dann in eine Schale mit absolut flachem Boden gegeben, die die folgenden Innenmaße hatte: 10 1/2" χ 8 1/2" χ 1/2" und die einen Bogen eines Filtermaterials aus Glasfasern in den Abmessungen von 10" χ 8" enthielt vom Whatman-Typ B. Die Schale wurde dann hin- und hergekippt, um die Flüssigkeit gleichmäßig über den. Filterbogen zu verteilen und dann auf einer horizontalen Fläche in
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einer feuchten Kammer bei 4 C 18 Stunden gelagert/ damit sich das Immune Präzipitat bilden konnte. Nach der Inkubationszeit wurde die Schale mit ihrem Inhalt herausgenommen und in eine Gefriertrocknungskammer zur Entwässerung überführt.
2. Vorbereitung der Reaktionszellen
Aus drei Shichten des imprägnierten Filtermaterials, welches, wie oben beschrieben, vorbereitet worden war, wurden Scheiben herausgestanzt und in die Reaktionszellen unter Verwendung eines Werkzeuges, welches für diese Zwecke entwickelt worden war, eingesetzt. Jede Reaktionszelle enthält somit drei Materialschichten, die wie vorangegangene Versuche zeigten, gerade ausreichten, um 0,1 ml Flüssigkeit zu absorbieren. Es wurden 24 solcher Zellen vorbereitet.
3. Untersuchung von Dlgoxln in einer Plasmaprobe unbekannten Gehalts
Reagenzien;
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a) Ein mit radioaktivem Jod (I) behandeltes Derivat von Digoxin, verdünnt auf eine Konzentration von 2 ng/ml in der oben beschriebenen Phosphatalbuminlösung;
b) eine Serie von Digoxin-in-Serum-Standards, hergestellt in Rinderserum. Die Digoxinkonzentrationen, die verwandt wurden, betrugen:
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Null, 0,5 ng/ml,. 1 ng/ml, 2 ng/ml, 3 ng/ml, 4 ng/ml und 6 ng/ml.
Acht kleine Kunststoff röhrchen wurden vorbereitet und entsprechend beschriftet, und swar jeweils eins für jeden Standard und eins für die zu untersuchende Probe. 0,2 ml des radioaktiven Digoxinderivats ("tracer") wurden in jedes Röhrchen gegeben und daraufhin ein ähnliches Volumen des entsprechenden Standards oder der Plasmaprobe. Der Inhalt eines jeden Röhrchens wurde unter Verwendung eines Vortex-Mischers gemischt.
Für jeden Standard und für die Plasmaprobe wurden drei Reaktionszellen verwendet. Die Reaktionszellen wurden auf einer Serie von Stiften, die aus einem Brett herausragten, gehalten, wodurch ihre unteren Enden wirksam verstopft wurden, so daß das Verdampfen vom Boden der Filterschichten von der Mitte der Zellen aus verhindert wurde.
0,1 ml des Inhalts eines jeden Röhrchens wurden auf die Mitte der Filterscheibe der drei Reaktionszellen für jeden Standard oder für die Plasmaprobe pipettiert. Dieses Flüssigkeitsvolumen wurde von der Filterscheibe innerhalb von Sekunden vollständig adsorbiert. Das obere Teil des Reaktionszellensystems wurde dann in die oberen Enden der Zellen selbst eingesetzt, um Verdampfung von den Filterscheiben während des restlichen Experiments zu verhindern.
Die Reaktionszellen wurden dann eine Stunde bei Zimmertemperatur (etwa 22°c) stehengelassen, damit die Reaktion des
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Digoxins mit dem Antikörper stattfinden kann. Nach dieser Inkubationszeit wurden die Zellen von den Stiften, auf denen sie
gestanden hatten, abgenommen und auf die oberen Enden der unteren Kammern des Reaktionszellensystems gesetzt. Die unteren Kammern enthielten ein Adsorptionsmaterial in der Form von
Zellulosewatte, die nach oben aus den Kunststoffgehäusen um
einen solchen Betrag herausstand, daß ein intimer Kontakt
zwischen der Zellulose und der unteren Oberfläche der Filterscheiben sichergestellt war. 1 ml des Phosphatalbuminpuffers
wurde dann in jeden Behälter pipettiert, damit nicht reagierter "tracer" aus den Filterscheiben herausgewaschen werden
konnte. Die Flüssigkeit lief sehr schnell durch die Filterscheibe in das Adsorptionsmaterial. Der Waschvorgang wurde
mit einer weiteren Menge von 1 ml Puffer wiederholt.
Nach dem Waschen wurden die Reaktionszellen von dem unteren Teil, der das Adsorptionsmaterial mit dem nicht reagierten "tracer" enthält, getrennt. Letzterer wurde dann verworfen. Die Reaktionszellen wurden sodann in geeignete Röhrchen eingesetzt, worauf sie 5 Minuten in einem Scintillationszähler für Radioaktivität gezählt wurden.
Die Zählgeschwindigkeiten für jede Reaktionszelle sind in der nachfolgenden Tabelle enthalten. Die Dreiersätze von
Reaktionszellen wurden zum Zwecke der Zeichnung der Standardkurve gemittelt, und die Konzentration von Digoxin in der un-
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bekannten Plasmaprobe wurde durch Interpolation auf normale Weise bestimmt. .
Zählungen pro 12012, 5 Minuten Mittlere Zähl
geschwindigkeit
Standards: 9838,
Zero 13948, 8488, 12440 12800
0,5 ng/ml 10799, 4952, 11146 10594
1 ng/ml 8114, 4332, 7662 8088
2 ng/ml 5386, 3013, 5506 5281
3 ng/ml 4205, 2033, 3896 4144
4 ng/ml 3251, 5285, 3421 3228
6 ng/ml 2100, 2211 2115
Unbekannte
Plasmaprobe
5274, 5661 5407 .
Aus der beigefügten Standardkurve (Fig. 2) ist zu erkennen, dafi die mittlere Zählgeschwindigkeit von 5407 für die unbekannte Plasmaprobe einer Plasmadigoxinkonzentration von 1,93 ng/ml entspricht. '
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Claims (24)

  1. Patentansprüche
    Ii Vorrichtung zur Durchführung von chemischen und/oder biologischen Reaktionen in Laboratorien, Kliniken und Beratungsräumen, gekennzeichnet durch einen Behälter, in dem eine Matrizenscheibe (17) und ein Träger (16) für die Matrizenscheibe enthalten sind, derart, daß Flüssigkeit durch die Scheibe von einer Seite zur anderen hindurchtreten kann, wobei die Scheibe (17) aus einem porösen adsorptiven Material hergestellt ist und als Reaktionszelle für die gewünschte chemische und/oder biologische Reaktion in flüssigem Zustand dient und den Durchgang eines gelösten oder flüssigen Reaktanten gestattet, jedoch in der Lage ist, in sich die entsprechenden Reaktionsprodukte, die bei der Reaktion, entstehen, festzuhalten, wobei die physikalische Masse oder dasVolumen der Matrizenscheibe (17) so gewählt ist, daß sie die gesamte Flüssigkeit, die für die gewünschte Reaktion erforderlich ist, vollständig in sich aufnimmt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenscheibe das Innere des Behälters (11) verschließt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenscheibe (17) eine bestimmte Menge eines Antigens oder Antikörpers enthält.
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  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen oder der Antikörper sich in Lösung befinden und die Lösung innerhalb der Matrizenscheibe durch Oberflächenspannung oder Kapillarattraktion festgehalten ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen oder der Antikörper gefriergetrocknet ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5f dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenscheibe (17) ein Gemisch einer definierten Menge von entsprechenden Antigenen und Antikörpern in gefriergetrockneter Form enthält, wobeivenigstens einer, entweder der Antikörper oder das Antigen, radioaktiv indiziert ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenscheibe (17) aus zwei oder mehr Scheibenschichten besteht, die übereinandergestapelt in dem Behälter (11) enthalten sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Matrizenscheiben vorgesehen sind, von denen die eine
    eine bestimmte Menge eines gefriergetrockneten Antikörpers
    enthält und die andere eine bestimmte Menge des entsprechenden gefriergetrockneten Antigens, wobei wenigstens eine der Scheiben radioaktiv indiziert ist.
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  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß drei Scheibenschichten vorgesehen sind, von denen eine den gefriergetrockneten Antikörper enthält, die zweite das entsprechende gefriergetrocknete Antigen und die dritte das Antigen oder den entsprechenden Antikörper mit radioaktiver Indizierung, wobei Antigen und Antikörper in vorbestimmten Mengen zugegen sind.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antikörper indiziert ist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das radioaktive Indizierungsmittel radioaktives Jod ist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere reagenzfreie Matrizenscheibenschichten zwischen die den Antikörper und das Antigen enthaltenden Schichten eingefügt sind.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrizenmaterial beschichtet ist vor irgendeiner Zugabe eines Antigens oder Antikörpers mit einem inerten makromolekularen Material, um ein Abbinden des Antigens oder Antikörpers an den Fasern zu verhindern.
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  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial Albumin ist.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine definierte .Menge des Antikörpers oder Antigens, und ein inertes makromolekulares Material auf den Matrizenfasern absorbiert sind.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Antikörper in den Matrizenfasern adsorbiert ist.
  17. 17. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Teil des Behälters (11) mit.einer besonderen unteren Kammer (15) in Verbindung steht, die das Filtrat, das durch die Matrizenscheibe hindurchläuft, aufnimmt.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kammer (15) ein poröses absorbierendes Material
    (23) zur Absorption des Filtrats enthält, wobei das Absorptionsmaterial an seinem oberen Ende gegen oder im wesentlichen gegen die Matrizenscheibe anliegt.
  19. 19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende (12) des Behälters (11)
    30 9811/086 5
    mit einer besonderen oberen Kammer (14) in Verbindung steht, die zur Aufnahme einer Flüssigkeit bestimmt ist, die auf die Matrizenscheibe aufgebbar ist und durch diese hindurchfließt.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kammer (14) Haltemittel (20) für die Matrizenscheibe (17) in dem Behälter (11) besitzt.
  21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (20) drei oder mehr Zähne umfassen, die nach unten von der Innenseite der Wand der oberen Kammer (14) ausgehend in den Behälter (1.1) mit der Matrizenscheibe hineinragen.
  22. 22. Verfahren zur Durchführung einer chemischen und/oder biologischen Reaktion unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 21 zur Durchführung von Sättigungsanalysen unter Verwendung eines radioaktiven Markierungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in ausschließlich flüssigem Zustand in einer absorbierenden porösen Masse stattfindet, auf die die Reaktanten aufgegeben werden und in der ein bestimmtes Reaktionsprodukt zurückgehalten wird, nachdem die löslichen oder flüssigen Reaktanten aus der porösen Masse entfernt worden sind.
    309811/0865
    22U080
  23. 23. Gerätesatz unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 21 zur Durchführung von radioimmunen Untersuchungen unter Verwendung von wenigstens zwei Behältern (Ll) entsprechend Anspruch 2, in denen jeweils eine Mätrizenscheibe enthalten ist, die eine bestimmte Menge eines Antikörpers enthält, eine besondere obere, eine Flüssigkeit enthaltende Kammer, die auf das obere Ende des Behälters (11) aufsetzbar ist, eine besondere untere, das Filtrat aufnehmende Kammer (15), die mit dem unteren Ende des Behälters (11) in Verbindung bringbar ist und ein M.Sorptionsmaterial enthält, das gegen die Matrizenscheibe in dem Behälter (11) anliegt und so die Filtration unterstützt, ein besonderer Behälter mit einem entsprechenden Antigen, das durch eine radioaktive Substanz indiziert ist, ein besonderer Behälter mit einem flüssigen Puffer und wenigstens ein besonderer Behälter für eine bestimmte Menge eines nicht indizierten entsprechenden Antigens.
  24. 24. Gerätesatz nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Antigen Digoxinhumanchorionicsomatomammotrophin oder Insulin oder Wachstumshormon ist und jede Matrizenscheibe den Antikörper zu diesen enthält.
    309811/0865
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