DE3005508A1

DE3005508A1 - Mikrokuevetteneinheit

Info

Publication number: DE3005508A1
Application number: DE19803005508
Authority: DE
Inventors: Pertti Ekholm; Paul Partanen; Osmo A Suovaniemi
Original assignee: KOMMANDIITTIYHTIOE FINNPIPETTE OSMO A SUOVANIEMI; SUOVANIEMI FINNPIPETTE
Current assignee: Thermo Fisher Scientific Oy
Priority date: 1979-03-01
Filing date: 1980-02-14
Publication date: 1980-09-11
Also published as: IT8067313A0; USRE34841E; FI790692A; SU1384220A3; IT1128875B; DE3005508C2; JPS55117941A; BR8001214A; US4319841A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikroküvetteneinheit, die aus mehreren Küvetten in Form einer Matrize besteht, die so angeordnet sind, dass sie als eine ganze Küvetteneinheit behandelt werden können.

Die Mikroküvetteneinheit gemäss der vorliegenden Erfindung kann z.B. für Immunobestimmungen (immunoassays), wie Enzym-Immunobestimmungen (EIA), Hämagglutinationen (HA), Hämagglutination-Inhibitionen (HI), Komplementbindungen (CF), Viroimmunobestimmungen und Fluoroimmunobestimmungen angewendet werden. Ausserdem kann si ι bei Techniken und Verfahren angewendet werden, bei denen feste Enzyme (immobilezed' enzymes) als solche oder in Kombination mit anderen Verfahren angewendet werden.

Die Enzym-Immunobestimmungen (EIA, ELISA und EMIT) haben u.a. die Methoden für die Radioimmunobestimmungen aus dem Grunde beiseitegesetzt, weil sie meistens bei vielen Bestimmungen spezifisch und empfindlich genug sind. Die für diese notwendigen Geräte sind verhältnismässig billig und meistens sind sie schon in Laboratorien vorhanden. Die Reagenzien sind preisgünstig und können lange gelagert werden. Die Handhabung ist einfach, die Bestimmungen sind schnell und sie erlauben eine Automation. Ausserdem werden keine Isotope oder Isotopenzählrohre benötigt.

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Die Bestimmungen EIA, ELISA und EMIT eignen sich für Bestimmungen von Antiqenen, Antikörpern und Haptenen.

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Als Markierer werden Enzyme, wie alkalische Phosphatase, Peroxydase, Glukose-Oxydase, Glukose-6-Phosphat-Hydrogenase usw. angewendet. Das bei diesen Bestimmungen erforderliche Antigen-, Antikörper- und Hapten-Enzymkonjugat ist stabil und hat eine lange Lagerungsdauer.

Alle EIA-Typen (kompetitive EIA an Antigen, immunoenzymometrische Bestimmung an Antigen, Sandwich-EIA an Antigen, EIA an Antikörper) ausser der homogenen EIA (EMIT) benötigen ein Verfahren, mit dem das gebundene oder freie Konjugat getrennt werden kann. Bei der Trennung wird eine sog. feste Phase angewendet, an welcher das Antigen oder der Antikörper gebunden wird.

Die übliche Mikrotiterplatte ist eine Platte einer 8x12-Matrize, bei der die Küvetten gewöhnlich in Richtung der 8-Matrize von rechts nach links von a bis'¹ h und in Richtung von 12 von 1 bis 12 markiert sind. Die Mikrotiterplatten einer 8x12 Matrize enthalten hauptsächlich drei Arten von Küvetten: mit Ü-Boden, mit V-Boden und mit flachem Boden versehene Küvetten. Von den Küvetten mit flachen Boden wird die Abkürzung FB, also "flat bottom" angewendet. Die üblichsten registrierten Mikrotiterplatten sind Cooke, Linbro und Nunc.

Eine solche konventienelle Mikrotiterplatte ist herkömmlich für die HA- ( d.h. hemagglutanation) und CF- (d.h. complement fixation Techniken gemeint. Die neueste Anwendungsform ist Zeil- und Gewebekulturen auf hierfür besonders behandelten Mikrotiterplatten.

Die Gleichförmigkeit der konventionellen Mikrotiterplatten ist so schlecht, dass sie zu viele Schwankungen in den Enzym-Immuno-Testen verursacht. Die Anwendung der Platten bei der optischen Ablesung mit einem geeigneten Photometer ist unzuverlässig, weil die betreffenden Platten nicht die Forderungen der optischen Ablesung erfüllen: die Böden der Küvetten in den Platten sind gegen Schrammen und Schmutz empfindlich und meistens sind sie schon vor Gebrauch schrammig.

Ausserdem variieren die gewöhnlichen Mikrotiterplatten je nach Hersteller in ihren Aussenmassen, und auch die Platten eines Herstellers können in der Grosse und in der Gleichförmigkeit

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von Produktionssatz zu Produktionssatz variieren.

Die konventionellen Mikrotiterplatten sind zu gross (d.h. sie haben zu viele Küvetten pro eine Platte). Im allgemeinen werden kleinere Matrizen benötigt, weil es nicht gleichzeitig Proben genug gibt, um die ganze Platte effektiv ausnützen zu können. Anderseits soll gemerkt werden, dass die konventionellen Mikrotiterplatten eine allzu grosse Rohstoffmenge pro eine Küvette haben.

Ein genauer Photometer für vertikale Messungen fordert unbedingt eine Küvettenform vom FB-Typ, damit die optische Ablesung zuverlässig durchgeführt werden kann. Ausserdem soll das Bodenfenster der Küvette unbedingt das von der optischen Ablesung geforderte Niveau erfüllen, d.h. es soll die Gleichförmigkeit der Qualität aufweisen, unbeschmutzt und ungeschrammt bleiben und frei von Kontamination der Fingerabdrücke sein.

Der erfindungsgemässen Mikroküvetteneinheit ist hauptsächlich kennzeichnend, dass der konstruktive Körper der Mikroküvetteneinheit von einem rechteckigen Rahmenteil gebildet ist, der so angeordnet ist, dass daran zwei oder mehrere Komponenten der Küvetteneinheit hintereinander angeschlossen werden können, wobei jede der Komponenten der Küvetteneinheit aus mehreren in Reihenoder Matrizenform angeordneten, aneinander anschliessenden oder mit einer Stützplatte angeschlossenen Küvetten besteht, und dass der Rahmenteil der Küvetteneinheit in der Mitte offen mindestens

in dem Bereich ist, wo die Küvetten der Küvettenkorrponenten diesen be decken.

Die Erfindung wird im folgenden näher anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Rahmenteil der erfindungsgemässen Mikroküvetteneinheit von der Seite gesehen und teilweise geschnitten,

Fig. 2 den Rahmenteil der Mikroküvetteneinheit von oben gesehen,

Fig. 3 eine Küvettenkomponente, die mit dem Rahmenteil der Mikroküvetteneinheit angewendet wird, schematisch von oben gesehen,

Fig. 4 perspektivisch im Schnitt eine Küvette der Küvetten komponente in Fig. 3,

Fig. 5 eine alternative Ausführungsform der in Fig. 5 dargestellten Ausführung, bei der zwei Küvetten im Schnitt von Seite gesehen dargestellt sind.

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Die erfindungsgemässe Mikroküvetteneinheit besteht aus mehreren Teilen. ^üie enthält einen rechteckigen Rahmenteil, der in der Mitte 5 offen ist und in den kleinere Einheiten angeordnet werden können und welche kleineren Einheiten hintereinander in diesem Rahmenteil gepackt werden können. Die Grosse des Rahmenteils 1 ist so/ dass sie fotometrisch gemessen werden kann. Von Vorteil der Küvettenkomponente 2 ist die kleine Rohstoffmenge pro eine Küvette 4. Die Matrixgrösse der Küvettenkomponente 2 ist kleiner als 8 χ 12 = 96, wobei sie bedeutend mehrere Anwender zufriedenstellen kann.

Die Anzahl der Küvettenkomponenten 4 dervKüvetten 4 ist also unter 96, z.B. 4 χ 8 = 32 oder 6 χ 8 = 48.

An dem Rahmenteil werden zwei oder mehrere Küvettenkomponenten hintereinander angeschlossen, wobei jede Küvettenkomponente 2 aus mehreren in Reihen- oder Matrizenform befindlichen Küvetten besteht, die aneinander mit Hilfe einer Stützplatte 3 angeschlossen sind.

Als Schutz für das optische Fenster 12 jeder Küvette 4 ist ein Kragen 13 angeordnet, wobei das Schrammen, Beschmutzen und Verunreinigungen durch Fingerabdrücke des Fensters 12 vermieden wird. Ausserdem soll betont werden, dass es bedeutend leichter ist, Küvetten herzustellen, die eine optisch bessere Qualität aufweisen, wenn die Matrize der Küvetteneinheit kleiner als 8x12 ist, z.B. gerade 4x8 Küvetten. Die Untersuchungen unterstützen diese Ansicht, denn eine FP-9 -Küvetteneinheit (3x3 Matrize) ist optisch sehr homogen. Ausserdem hat man festgestellt,'dass das passive Anhaften der Proteine bei einer gewöhnlichen Mikrotiterplatte mit 8 χ 12-Matrize heterogen ist (beim übergang von einer Küvette zu einer anderen) , während bei der FP-9 -Küvetten-· einheit dieses Problem gar nicht festgestellt worden ist, äondern im Gegenteil die Bindung ist sehr homogen von einer Küvette zu einer anderen in derselben Küvetteneinheit und sogar von einer Küvetteneinheit zu einer anderen gewesen. Auch die Bilder eines Rastermikroskops sprechen für die Homogenität der FP-9 -Küvetteneinheit mit einer 3x3 Matrize sowohl als unbehandelt (eine glatte Kunststoffoberfläche) als auch z.B. mit einem Protein (Antigen oder Antikörper) oder mit einem anderen Antigen bedeckt.

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Bei den herkömmlichen Mikrotiterplatten (8x12= 96) hat man festgestellt, dass es zwischen den mittleren und den Randgebieten deutliche Unterschiede in Aufladung gibt, was gerade ein Grund zu der heterogenen passiven Adsorption an der Oberfläche des Kunststoffes sein kann.

In Fig. 1 ist der Rahmenteil 1 der Mikroküvetteneinheit von Seite gesehen dargestellt. In Fig. 1 ist der Platz der Küvettenkomponente 2 als eine Vertiefung 9 im Rahmenteil 1 zu sehen. Ausserdem ist es möglich, die Vertiefung 9 z.B. auf der in Fig. vorgeführten Weise mit einem Raum 14 auszurüsten, der das Abheben und das Senken der Küvettenkomponente 2 von dem bzw. in den Raum 14 erleichtert.

In Fig. 2 ist der Rahmenteil 1 von oben zu sehen, wobei die Plätze der Küvettenkomponenten 2 wie in Fig. 1 zu sehen sind. Die Anzahl dieser Plätze kann z.B. 3 sein, wobei die Grosse der Matrize 4 χ 8 ist. Ebenso kann die Anzahl dieser Plätze 2 sein, wobei die Matrizengrösse 6x8 ist, oder die Anzahl kann eine beliebige sein. Die verschiedenen Küvettenkomponenten 2 können jede für sich z.B. mit einer maschinell und/oder visuell lesbaren Kode kodiert sein.

Fig. 3 zeigt eine Küvettenkomponente in einer 4x8 Matrize. In der Figur können als Polaritätszeichen der Küvettenkomponente 2 schämelere Portionen 10, 11 mit unterschiedlichen Breiten an verschiedenen Enden der Küvettenkomponente 2 gesehen werden. Dieser Polaritätsanzeiger erleichtert das Erkennen der Proben und ausserdem wird eine Vermischung der Proben miteinander verhindert .

In Fig. 4 ist eine Küvette 4 der Küvettenkomponente 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 kann das optische Fenster auch schmäler begrenzen als das Durchmesser des Bodens der Küvette 4 ist, wobei das optische Fenster 12 besser gegen Schrammen und Fingerabdrücke geschützt ist, und ausserdem wird ein so geformter Kragen 13 das Streulicht eines Lichtleiters

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(z.B. eines Faserbündels) beschränken.

Fig. 5 zeiift eine alternative Ausführungsform der in Fig. 4 dargestellten Ausführung, wobei für die entsprechenden Teile entsprechende Bezugsnummern angewendet sind. In dieser Ausführungsform sind die Küvetten 4' viereckig im Querschnitt urüzwei parallele Küvetten haben eine gemeinsame Küvettenwand. Natürlich können die parallelen Küvetten, die eine gemeinsame Wandkonstruktion oder einen Wandteil -haben, im Querschnitt auch anders als viereckig geformt sein.

Nach einer vorteilhaften Herstellungsverfahren werden die Küvettenkomponenten aus einem Stück aus Kunststoff so hergestellt, dass das Kunststoffmaterial der Küvettenkomponenten 2 das Messlicht nicht durchlässt, mit Ausnahme der optischen Fenster 12 der Böden in den Küvetten 4.

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Claims

AV-02-to 300550g Patentansprüche

1. Mikroküvetteneinheit/ die aus mehreren, in Form einer Matrize befindlichen Küvetten besteht, die so angeordnet sind, dass sie als eine ganze Einheit behandelt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass der konstruktive Körper der Mikroküvetteneinheit bevorzugt aus einem rechteckigen Rahmenteil (1) besteht, der so angeordnet ist, dass daran zwei oder mehrere Küvettenkomponenten (2) hintereinander angeschlossen werden können, wobei jede Küvettenkomponente (2) aus mehreren in Reihen- oder Matrizenform angeordneten, aneinander anschliessenden oder mit einer Stützplatte (3) aneinander angeschlossenen Küvetten (4) besteht, und dass der Rahmenteil (1) der Mikroküvetteneinheit in der Mitte mindestens in dem von den Küvetten (4) der Küvettenkomponenten (2) bedeckten Bereich offen ist.

2. Mikroküvetteneinheit nach Anspruch "!,dadurch gekennzeichnet , dass zwei gegenüberliegende Seiten (6 und 7) des Rahmenteils (1) mit Verbindungsgliedern, wie z.B. mit Vertiefungen (8, 9) versehen sind, um die Küvettenkomponenten (2) an den Rahmenteil (1) anzuschliessen, und dass die zusammenwirkenden Anschlussanordnungen (8 und 10 sowie 9 und 11) zwischen

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dem Rahmenteil (1) und den Küvettenkomponenten (2) unterschiedlich an verschiedenen Seiten (6 und 7) des Rahmenteils und entsprechend an verschiedenen Seiten der Küvettenkomponenten (2) sind, um ihre gegenseitige Lage bestimmen zu können, damit die Erkennung der Proben erleichtert und die Vermischung der Proben miteinander verhindert werden kann.

3. Mikroküvetteneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein optisches Fenster (12) im Boden jeder Küvette (4) der Küvettenkomponenten (2) von einem Kragen (13) geschützt wird, der das optische Fenster (12) schmäler als das Durchmesser des Bodens in der Küvette begrenzt, damit das optische Fenster (12) effektiv von Schrammen und Fingerabdrücken geschützt sowie das Streulicht eines Lichtleiters beschränkt wird.

4. Mikroküvetteneinheit naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial der Küvettenkomponenten (2) mit Ausnahme der optischen Fenster (12) im Boden der Küvetten (4) nicht das Messlicht durchlässt.

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