DE3214939C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter zur Aufnahme von photometrisch zu untersuchenden Substanzen der im Ober­ begriff des Anspruchs 1 genannten Gattung.

Ein derartiger Behälter ist bereits bekannt (DE-OS 22 46 225). Dabei besteht die als Durchflußküvette ausgebildete Aufnahme­ kammer für die zu untersuchende Substanz aus Kunststoff; sie ist mit mindestens einem strahlungsdurchlassenden Fenster versehen. Um Meßungenauigkeiten aufgrund von Turbulenzen der durchströmenden Substanzen zu vermeiden, weist der vorbekannte Behälter einen langgestreckten Innenraum mit einem Strömungsweg auf, der strom­ linienförmig ausgebildet ist und daher frei ist von scharfen Stufen und Unterbrechungen. Das für die Strahlung durchlässige Fenster ist oval ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Quarz, da Quarz bekanntermaßen (DE-GM 75 22 994) auch bei anders aus­ gebildeten Behältern für solche Zwecke verwendet wird.

Darüber hinaus ist es auch bekannt (DE-OS 21 66 461), anstelle von Quarz durchsichtigen Kunststoff, beispielsweise Styrolharz oder Acrylharz zu verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Meßgenauigkeit, insbesondere die lineare Ansprechempfindlichkeit, zu verbessern. Hierdurch sind turbinometrische und nephelometrische Unter­ suchungen mit größerer Genauigkeit möglich, d. h., daß auch die quantitative Bestimmung einzelner Blutkomponenten mit größerer Zuverlässigkeit durchgeführt werden kann.

Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet und in Unter­ ansprüchen sind weitere Verbesserungen derselben beansprucht.

Gemäß der Erfindung besteht der die Aufnahmekammer umgebende Behälterteil aus einem aus Pyrrolidon hergestelltem wasser­ absorbierenden Polyamid. Dabei wird die Strahlung eines vom Detektor feststellbaren Frequenzbands absorbiert. Dieses auch NYLON 4 genannte Polyamid zeichnet sich durch relativ gute Wasseraufnahme aus.

Hierdurch läßt sich eine einfache optische Apparatur zum auto­ matischen Analysieren des Partikelgehalts von Blut enthaltenden Lösungen erstellen. Dabei können zwei Lösungsbestandteile gleich­ zeitig analysiert werden und ist auch auf einfache Weise das Ausmaß der Agglutination der roten Blutzellen mit linearen Meßergebnissen zu erfassen. Es ist auch möglich, gleichzeitig mit verschiedenen Testreagenzien und Enzymen zu arbeiten, die anschließend ausgelaugt werden, wenn sie mit der jeweiligen Probe in Berührung gebracht werden. Die verschiedenen Test­ reagenzien erlauben infolge einer Farbänderung den Nachweis der Konzentration eines spezifischen Analyten vorzugsweise durch einen Teststreifen, auf dem die Farbveränderung dauer­ haft auch noch nach längerer Zeit nachweisbar ist.

Die Erfindung erlaubt das genaue Zählen der Partikelkomponenten des Blutes und das Bestimmen der Agglutination mittels eines photometrischen Hilfsmittels, das die Konzentration der Partikel oder die Geschwindigkeit, mit der sich diese Konzentration ändert, und/oder eines anderen Materials, das als Folge einer interaktiven Strahlung ein sichtbares Spektrum entwickelt. Die interaktive Strahlung kann sichtbares Licht oder eine von radioaktiven Quellen ausgehende Strahlung sein und kann entweder extern oder intern erzeugt werden.

Dieser interaktiven Strahlung wird eine z. B. als transparente Küvette ausgebildete Aufnahmekammer mit der Blut enthaltenden Lösung ausgesetzt. Dabei ist die Küvette in einer zentralen inneren Aushöhlung eines im breitesten Sinn absorbierenden Behälterteils angeordnet und von diesem umgeben, der einen relativ verengten Kanal aufweist, über welchen eine visuelle Verbindung zwischen der inneren Aushöhlung und dem Äußeren dieses Behälterteils hergestellt ist. Ein Detektor, der ein elektrisches Ausgangssignal aufweist und wenigstens einen Teil des reagierenden sichtbaren Strahlungsspektrums ermitteln läßt, ist so angeordnet, daß er die über diesen relativ verengten Kanal vermittelte Strahlung auswertet.

Bei der Erfindung absorbiert der im breitesten Sinne absorbierende Behälterteil bei der sichtbaren Strahlungswellenlänge eine Strahlung als Meßgröße, wodurch der bezüglich des Behälterteils bestehende Streueffekt der Strahlung ausgeschaltet und damit gleichzeitig die Linearität der Ansprechempfindlichkeit des Detektors vorteilhaft gesteigert wird.

Bei der Erfindung können auch Strahlungsquellen benutzt werden, die in einer Anordnung außer­ halb des den Behälterteil bildenden Körpers vielfache Strahlen erzeugen, um bezüg­ lich wenigstens zweier Blutkomponenten gleichzeitig ein sichtbares Spektrum zu erzeugen. Die transparente Aufnahme­ kammer enthält die Lösung mit den Blutpartikelkomponenten und ist in einer inneren Aushöhlung angepaßter Größe eines im breitesten Sinne absorbierenden Körpers ange­ ordnet und von diesem Körper bzw. Behälterteil umgeben. Dieser hat vier planparallele relativ verengte Kanäle, die eine Verbindung zwischen der inneren Aushöhlung und dessen Äußerem ergeben. Ein erster und ein zweiter Kanal mit fluchten­ den Achsen, die sich nach entgegengesetzten Richtungen bezüglich der Aushöhlung erstrecken, und ein dritter und ein vierter Kanal mit ebenfalls fluchtenden Ach­ sen, die planparallel zu dem ersten und dem zweiten Kanal angeordnet sind und sich ebenfalls in entgegen­ gesetzten Richtungen bezüglich der Aushöhlung erstrecken, sind für diesen Behälterteil vorgesehen, außerhalb von welchem zwei Detektoren mit elektrischen Signalausgän­ gen angeordnet sein können, von welchen der eine Detektor für einen Empfang der Strahlung über den zweiten Kanal und der andere Detektor für einen Empfang der Strahlung über den vierten Kanal angeordnet ist und beide Detektoren wenigstens einen Teil des ermittelnden Strahlungsspek­ trums aufzeichnen können.

Bei der Erfindung kann jedes zu zählende Partikel eine Strahlung bei der Wellenlänge von nur einem der äußeren Strahlungsquellen absorbieren und/oder streuen. Jeder Detektor braucht nur auf eine der äußeren Strahlungsquellen anzusprechen, wodurch jeder Detektor die Konzentration eines bestimmten Partikels mißt.

Die Linearität und die Stabilität der auf die Partikelkonzen­ tration in dem Blut reagierenden sichtbaren Strahlung kann dadurch vergrößert werden, daß die roten Blutzellen mit einem bestimmten Reagenzmittel gekerbt werden und die roten Zel­ lenmembranen auf das Reagenzmittel in der optischen Bre­ chungskraft angepaßt werden.

Die Erfindung ist weiterhin darin vorteilhaft auszubilden, daß der für die Analyse benutzte Körper mit einem Testrea­ gens und/oder mit einem Enzym imprägniert und getrocknet wird. Das Reagens und/oder das Enzym wird aus dem damit imprägnierten Material des Körpers durch Wasser oder durch die Lösung einer Probe ausgelaugt, womit ein für die Unter­ suchung zur Verfügung stehendes Testreagens erhalten wird. Wie bei den meisten Tests dieser Art kann eine quantita­ tive Bestimmung des anwesenden Analyten durch eine Über­ wachung der Intensität der resultierenden Farbe in Über­ einstimmung mit den vorerwähnten Merkmalen der Erfindung durchgeführt werden.

Nach einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Teststreifen aus demselben Material wie der vorerwähnte Körper bereitgestellt und mit Enzymen und/oder anderen Reagenzien imprägniert. Wenn dieser Teststreifen in die zu untersuchende Lösung eingetaucht wird, dann absorbiert er diese Lösung, so daß die Folge davon die Reagenzien re­ agieren und eine Farbe erzeugt wird, deren Intensität zu der Konzentration des Analyten in Beziehung steht, für dessen Nachweis die Untersuchung durchgeführt wird. Der Teststreifen kann dann visuell oder mittels einer Appara­ tur ausgewertet werden, um die Intensität der Farbe quan­ titativ zu messen.

Die Erfindung wird nachfolgend für verschiedene Ausfüh­ rungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht von oben einer Zählkammer, in welcher die ermit­ telte Strahlung aus dem radioakti­ ven Zerfall von Isotopen resultiert, die der Lösung hinzugefügt sind,

Fig. 2 eine Schnittansicht von oben einer Zählkammer, bei welcher die einfal­ lende Strahlung durch eine außen an­ geordnete, einzige monochromatische Quelle erzeugt wird und die gemessene Strahlung die übermittelte Strahlung ist,

Fig. 3 eine Schnittansicht von oben einer Zählkammer, bei welcher die von einer äußeren monochromatischen Quelle er­ zeugte einfallende Strahlung durch die Partikel eine Fluoreszenz erfährt, die gemessen wird, und

Fig. 4 eine Schnittansicht von oben einer Zählkammer, bei welcher die einfallende Strahlung durch zwei äußere monochroma­ tische Quellen erzeugt wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist eine transparente Hülle oder Küvette 10 vorgesehen, die von einem rechteckigen Körper bzw. Behälterteil 12 umgeben und durch diesen abgestützt ist, der eine äußere Oberfläche 14 und eine zentral angeordnete innere Aus­ höhlung 16 aufweist. Die innere Aushöhlung bzw. Aufnahmekammer 16 ist so dimen­ sioniert, daß sie für die Aufnahme der Küvette 10 genügend groß ist, andererseits jedoch nur so genügend klein, daß für die Küvette eine ausreichende Abstützung zur Verfügung steht. Der rechteckige Körper 12 ist mit einem relativ ver­ engten Kanal 18 versehen, der eine Verbindung zwischen der inneren Aushöhlung 16 und der äußeren Oberfläche 14 des rechteckigen Körpers 12 herstellt. Ein für eine Photover­ vielfachung ausgebildeter Detektor 20 ist bezüglich dieses relativ verengten Kanals 18 so angeordnet, daß er jede über diesen Kanal übermittelte Strahlung empfangen kann.

Der Körper 12 muß nicht zwingend rechteckig ausgebildet sein, wie es auch nicht zwingend ist, die Aushöhlung 16 kreisförmig auszubilden. Sowohl der Körper 12 als auch die Aushöhlung 16 können vielmehr jede beliebige Form­ gebung und Größe aufweisen, um damit eine Anpassung an den Typ des jeweils durchgeführten Tests und auch an die Menge der für den Test benutzten Probe zu ergeben.

Eine abgemessene Menge der zu untersuchenden Flüssigkeit wird einschließlich eines Materials, das ein radioaktives Isotop wie C₁₄ enthält, in der Küvette 10 angeordnet. Die Flüssigkeit enthält auch noch ein Material, das bezüglich des radioaktiven Isotops eine Fluoreszenz entwickeln kann. Das Isotop C₁₄ erzeugt eine charakteristische Strahlung, welche das fluoreszierende Material in der Flüssigkeit er­ regt und eine Fluoreszenz bei Wellenlängen zwischen 380 nm und 420 nm entwickelt. Diese Strahlung wird über den re­ lativ verengten Kanal 18 an den Detektor 20 übermittelt. Der Detektor 20 erfaßt die durch die Partikel in der Lö­ sung erzeugte Strahlung und erzeugt in Abhängigkeit davon ein elektrisches Ausgangssignal, dessen Größe zu der Kon­ zentration des Isotops C₁₄ und damit auch zu der Konzen­ tration des dieses Isotop enthaltenden Materials propor­ tional ist, womit dieses Ausgangssignal des Detektors 20 in bekannter Weise durch eine Anzeigeeinrichtung für eine Anzeige der Konzentration des Materials ausgewertet werden kann. Das Material können rote Blutzellen oder ein anderes organisches Material sein, das sich mit dem Isotop C₁₄ indi­ zieren läßt.

Das innerhalb der Küvette 10 enthaltene Material, wie das Material 21, ist nicht auf Zellenpartikel beschränkt, viel­ mehr ist damit jedes ein Isotop enthaltendes Material ge­ meint, das in der Flüssigkeit durch das Isotop zur Fluores­ zenz erregt wird.

Der im breitesten Sinne bzw. sehr ausgedehnt absorbierende Körper 12 besteht aus einem Material, das nach einer Einfär­ bung eine Strahlung bei Wellenlängen zwischen 340 und 640 nm stark absorbiert. Jede durch den Detektor 20 erfaßte Strah­ lung besteht daher aus der in der Flüssigkeit durch das erreg­ te Material erzeugten Strahlung und umfaßt folglich nicht eine Sekundärstrahlung, die durch eine Reflektion der von den Seiten des Körpers 12 übermittelten Strahlung verur­ sacht wird. Die Unterdrückung dieser reflektierten Strah­ lung ist damit möglich, daß der Körper aus einem Material besteht, das die Strahlung bei der Wellenlänge stark absor­ biert, welche durch das erregte Material erzeugt wird. Wenn ein absorbierender Körper 12 mit einem Absorptionsband benutzt wird, das mit der Wellenlänge des durch den Detektor 20 er­ faßten Lichts übereinstimmt, dann wird damit für den De­ tektor eine Ansprechempfindlichkeit erhalten, die insge­ samt eine Funktion des durch das erregte Material erzeug­ ten Lichts erster Ordnung ist, so daß sich das Ausgangs­ signal des Detektors 20 linear mit der Konzentration des Isotops C₁₄ ändert.

Der Körper 12 kann für diese weitgehende Absorption der Strahlung aus dem Polyamid "Nylon 4" gegossen oder geformt werden, wie es insb. in Übereinstimmung mit den US-PS 31 74 951 und 37 21 625 hergestellt wird. Dieses "Nylon 4" kann mit handelsüblichen Farbstoffen gefärbt werden, um es über das gesamte sichtbare Spektrum und das ultraviolette Spektrum für eine Strahlung stark absorbierend zu machen. Um das Polyamid über einen so breiten Bereich an Wellen­ längen stark absorbierend zu machen, kann es insbesondere mit den handelsüblichen Farbstoffen der Firmen Crompton & Knowles Corporation, Reading, Pennsylvania, oder Barson Corporation, Stamford, Connecticut, gefärbt werden. Um es für Wellenlängen zwischen 340 nm bis 640 nm absor­ bierend zu machen, können dafür insbesondere die folgenden Farbstoffe dieser Firmen benutzt werden: Altco Fast Black, Super Nylite Black 40R, Intralow Black BGL, Nylonthrene Black GLRT, Azoanthrene Jet Black K, Direct Black E und Intrachrome Black WA.

Zum Einfärben des aus Pyrrolidon hergestellten Polyamids werden die von diesen Firmen für die einzelnen Farbstoffe empfohlenen Verfahren be­ nutzt. Damit ist sichergestellt, daß das mit solchen Farb­ stoffen eingefärbte "Nylon 4" bei den sichtbaren und ultra­ violetten Wellenlängen stark absorbierend ist, so daß alle von dem Detektor 20 gesammelte Strahlung nur die von den erregten Partikeln in der Lösung ausgehende Strahlung ist und mithin nicht eine Strahlung, die von den Wänden des Körpers 12 reflektiert wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist wiederum eine trans­ parente Küvette oder Hülle 10 vorgesehen, die von einem rechteckigen Körper 12 umgeben ist, der eine äußere Ober­ fläche 14 und eine zentral angeordnete innere Aushöhlung 16 aufweist. Die zentrale Aushöhlung 16 ist wiederum so genügend groß bemessen, daß darin die Küvette 10 mit einer genügenden Abstützung angeordnet werden kann. Der Körper 12 unterscheidet sich bei dieser Ausführungsform darin von der Ausführungsform gemäß Fig. 1, daß hier zwei relativ ver­ engte Kanäle 18 und 24 ausgebildet sind, die axial fluchtend zueinander angeordnet sind und bezüglich der inneren Aushöh­ lung 16 nach entgegengesetzten Richtungen eine Verbindung zwischen der Aushöhlung 16 und der äußeren Oberfläche 14 des rechteckigen Körpers 12 herstellen. Nahe der äußeren Oberfläche 14 des Körpers 12 ist ein Feststoffdetektor 20′ so angeordnet, daß er die über den Kanal 18 übermittelte Strahlung erfassen kann. Auch solche Feststoffdetektoren 20′ sind handelsüblich, so daß dafür beispielsweise eine Silizium-Photozelle der Firma Hammatmatsu verwendet werden kann.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird eine gemessene Menge einer Blut enthaltenden Lösung, in welcher die Par­ tikelkomponente beliebig verteilt ist, in der Küvette 10 angeordnet. Ein außerhalb erzeugtes monochromatisches Licht mit einer Wellenlänge von 420, 540 oder 578 nm wird über den ersten relativ verengten Kanal 24 in die Aushöh­ lung 16 gelenkt. Das monochromatische Licht durchdringt die Zellenmembran und wird durch das Oxyhämoglobin in der roten Zelle stark absorbiert, womit die Partikelanzahl in dem Lichtpfad dann direkt proportional zu der Menge des absorbierten Lichts ist. Das durch die Lösung hindurch übermittelte Licht wird über den relativ verengten Kanal 18 in Richtung des Feststoffdetektors 20′ gelenkt, womit die durch den Detektor 20′ empfangene Intensität der Strah­ lung in dem Ausmaße abnimmt, wie die Konzentration der Par­ tikel zunimmt. Der Ausgang des Detektors kann daher wieder­ um mittels einer Anzeigeeinrichtung für eine Anzeige der Zellenkonzentration des Blutes ausgewertet werden.

Um die Zellenkonzentration des Blutes unter Verwendung einer äußeren Strahlungsquelle in der Ausführungsform gemäß Fig. 2 bestimmen zu können, muß auch noch die Form­ gebung der Zellen zusätzlich berücksichtigt werden. Die Blutzellen sind gewöhnlich flach und gegenüber Licht transparent, womit ihre Ansprechempfindlichkeit auf ein­ fallendes Licht abhängig ist von der Orientierung jeder Zelle in bezug auf die Achse des übermittelten Lichts und auch abhängig von der Wirbelbewegung der Zellen innerhalb der Lösung. Eine vermehrt lineare Ansprechempfindlichkeit des Detektors auf das übermittelte Licht kann damit erhal­ ten werden, daß die Blutzellen zuerst mit einem geeigneten Reagenzmittel gekerbt werden. Eine vollständige Kerbung der Zellen ist damit erreichbar, daß zu etwa einem Teil Blut etwa 250 bis 2000 Teile und vorzugsweise etwa 300 bis 750 Teile einer hypertonischen Lösung hinzugefügt werden, die destilliertes Wasser enthält, welchem etwa 1 Gew.-% bis 9 Gew.-% und vorzugsweise 2 Gew.-% bis 4 Gew.-% eines Sal­ zes und etwa 1 Gew.-% bis 8 Gew.-% und vorzugsweise 4 Gew.-% bis 6 Gew.-% eines Polysaccharids hinzugeführt sind, wobei der gesamte Anteil des Salzes und des Polysaccharids etwa 2 Gew.-% bis 17 Gew.-% und vorzugsweise etwa 6 Gew.-% bis 10 Gew.-% beträgt. Es wurde festgestellt, daß eine Lösung mit einem Teil Blut und 500 Teilen einer hyperto­ nischen Lösung, die aus destilliertem Wasser mit etwa 3 Gew.-% Natriumbenzoat und 6 Gew.-% Dextran und einem mittleren Molekulargewicht von etwa 200 000 bis 300 000 befriedigende Ergebnisse bringt. Diese Lösungen können im übrigen etwa 1 Gew.-% bis etwa 4 Gew.-% eines Plasma­ expanders, wie Polyvinylperrolidon, enthalten. Das Blut wird mit dieser hypertonischen Lösung stark vermischt und das Gemisch wird dann über wenigstens eine Minute stehen gelassen, damit alle Zellen genügend gekerbt sind.

Mit einer Lösung der vorerwähnten Zusammensetzung können nicht nur die roten Blutzellen gekerbt werden, vielmehr wird damit auch eine Lösung bereitgestellt, die einen im wesentlichen mit der roten Blutmembrane übereinstimmenden Brechungsindex aufweist, womit das reflektierte Licht ver­ ringert und somit die lineare Ansprechempfindlichkeit des Detektors verbessert wird. Es muß weiterhin gewährleistet sein, daß die wirksame Gesamtfläche des in dem Lichtpfad konzentrierten Hämoproteins der roten Zellen im Vergleich zu der Gesamtfläche des einfallenden Lichtstrahls klein ist. Ein geeignetes Verhältnis der Fläche des Hämoproteins zu der Fläche des Lichtstrahls ist 1 : 10. Dieses Verhältnis ist mit einer geeigneten Verdünnung der Lösung erreichbar und stellt sicher, daß mit einem größer oder kleiner wer­ denden Zellenvolumen keine Zählfehler entstehen. Auch bei Veränderungen des mittleren korpuskularen Volumens werden bei Einhaltung dieses Verhältnisses, das im übrigen auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sichergestellt werden sollte, Zählfehler auf ein Minimum reduziert.

Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird der Körper 12 vorteilhaft aus einem Material gefertigt, das bei der Wellenlänge der Strahlung absorbierend ist, die durch die äußere monochromatische Lichtquelle übermittelt wird. Als geeignetes Material erweist sich auch hier wiederum das Polyamid "Nylon 4" in insb. der Zusammensetzung und in der Herstellung ge­ mäß den US-PS 31 74 951 imd 37 21 625 und in einer Ein­ färbung mit den vorerwähnten Farbstoffen. Da das Material des Körpers 12 bei der Wellenlänge der übermittelten Strah­ lung absorbierend ist, ändert sich die Intensität der ge­ messenen Strahlung linear mit der Partikelkonzentration und wird nicht durch Reflektionen von den Wänden des Körpers 12 beeinflußt, weil die Wände des Körpers ebenfalls absorbie­ rend sind.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist eine Küvette 10 in einer inneren Aushöhlung 16 eines wahlweise absorbieren­ den Körpers 12 angeordnet, der noch zusätzlich mit einem Filter 22 versehen ist. Im Gegensatz zu der vorbeschriebe­ nen Ausführungsform ist hier der relativ verengte Kanal 24′ senkrecht zu dem relativ verengten Kanal 18 ausgerichtet, wobei er aber wie dieser eine Verbindung zwischen der Aus­ höhlung 16 und der äußeren Oberfläche 14 des Körpers 12 herstellt. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere bei der Verwendung einer außerhalb angeordneten monochro­ matischen Lichtquelle, durch welche eine Probe zur Erzeu­ gung einer Fluoreszenz erregt wird. Wenn eine Lichtquelle benutzt wird, durch welche eine Fluoreszenz erzeugt werden soll, dann besteht damit immer das Problem, daß der Detek­ tor eine Unterscheidung zwischen der Lichtquelle und der durch die Fluoreszenz erzeugten Strahlung vornimmt. Diese Unterscheidung ist nötig, damit der Ausgang des Detektors genau übereinstimmt mit der Partikelkonzentration. Wenn die relativ verengten Kanäle 18 und 24′ rechtwinklig zueinander ausgebildet werden, dann ist damit sichergestellt, daß der Detektor 20′ gegen den direkten Strahl der äußeren mono­ chromatischen Lichtquelle abgeschirmt ist und damit seine lineare Ansprechempfindlichkeit verbessert wird, weil alles auf den Detektor einfallende Licht durch die Fluoreszenz erzeugt wird, die aus der Lösung erhalten wird. Durch den Filter 22 wird außerdem die Strahlung in der Frequenz des einfallenden Lichts blockiert, wodurch ebenfalls die Ge­ nauigkeit der Auswertung verbessert wird. Bei dieser Aus­ führungsform kann das einfallende Licht beispielsweise eine Wellenlänge von 366 nm und die Fluoreszenz eine Wel­ lenlänge von 450 nm haben.

Der Körper 12 besteht im übrigen auch bei dieser Ausführungs­ form wiederum aus einem bei den Wellenlängen des fluores­ zierten Lichts und des einfallenden Lichts stark absorbie­ renden Material. Dadurch wird die lineare Ansprechempfind­ lichkeit des Detektors in Übereinstimmung mit den vorste­ henden Hinweisen verbessert. Wenngleich es möglich ist, das Material so zu wählen, daß es sowohl bezüglich der Wel­ lenlänge des fluoreszierten Lichts als auch des äußeren Lichts absorbierend ist, sollte sein Absorptionsvermögen hauptsächlich auf die Wellenlänge des fluoreszierten Lichts abgestimmt werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist wiederum ein ab­ sorbierender Körper 12 mit einer Aushöhlung 16 vorgesehen, in der eine Küvette 10 angeordnet wird. Weiterhin ist ein Filter 22 an dem zu dem Kanal 24 fluchtend angeordneten Kanal 18 vorgesehen. Diese Ausführungsform unterscheidet sich darin von der Ausführungsform gemäß Fig. 3, daß hier zwei weitere relativ verengte Kanäle 26 und 32 vorgesehen sind, wobei an dem Kanal 26 ein weiterer Filter 28 und ein weiterer Detektor 30 in der gleichen Beziehung zu dem Kanal 32 angeordnet sind, wie der Filter 22 und der Detektor 20′ an dem Kanal 18 in bezug auf den Kanal 24 angeordnet sind. Über den Kanal 32 wird der außerhalb erzeugte Strahl einer zweiten monochromatischen Licht­ quelle in die Aushöhlung 16 gelenkt.

Mit der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die gleichzeitige Messung der Konzentration von zwei Blutkomponenten, so ins­ besondere die Konzentration der weißen Blutzellen und die Konzentration der Plättchen, möglich. Es wird dafür die Wellenlänge der äußeren Lichtquelle A auf 420 nm und die Wellenlänge der äußeren Lichtquelle B auf 460 nm einge­ stellt. Vor der Messung der Konzentration der weißen Blut­ zellen und der Plättchen müssen die roten Blutzellen aus der Lösung entfernt werden, da sie sich nachteilig auf die Reflektion und die Absorption der zur Bestimmung der Konzentration der weißen Blutzellen und der Plättchen benutzten Lichtquellen auswirken. Wenn die das Blut ent­ haltende Lösung mit dem Reagenzmittel behandelt worden ist, das oben in Verbindung mit der Ausführungsform ge­ mäß Fig. 2 beschrieben wurde, und die roten Blutzellen entfernt wurden, dann reflektieren die Blutplättchen das Licht bei einer Wellenlänge von 420 nm und sind bei einer Wellenlänge von 460 nm bezüglich des Lichts vollständig transparent. Das von der Lichtquelle A mit einer Wellen­ länge von 420 nm ausgestrahlte Licht wird daher von den Blutplättchen reflektiert und von dem Material des Kör­ pers 12 absorbiert, so daß an dem Detektor 20′ nur die Konzentration der Plättchen ausgewertet werden kann. Gleichartig wird das von der Lichtquelle B mit einer Wel­ lenlänge von 460 nm ausgestrahlte Licht von den weißen Blutzellen absorbiert, so daß an dem Ausgang des Detektors 30 die Konzentration der weißen Blutzellen ermittelt werden kann. Die Filter 22 und 28 dienen dem Zweck, das Licht der Wellenlängen von 460 nm bzw. von 420 nm auszufiltern, womit die Messungen an den Detektoren 20′ und 30 genauer werden. Auch bei dieser Ausführungsform ist wiederum das Material des Körpers 12 so gewählt, daß es bei diesen maßgeblichen Wellenlängen von 420 nm und 460 nm absorbierend wirkt, um damit in Verbindung mit einer entsprechenden Einfärbung die lineare Ansprechempfindlichkeit der Detektoren für eine entsprechend genaue Messung der Konzentrationen zu verbes­ sern.

Die einzelnen vorbeschriebenen Ausführungsformen können auch für die Bestimmung des Grades der Agglutination der roten Blutzellen benutzt werden. Da die roten Blutzellen agglutinieren, wird ihre gezählte Anzahl in dem Ausmaß ab­ nehmen, wie sich diese roten Blutzellen bei einer bestimm­ ten Rate vereinigen. Wegen der verbesserten linearen An­ sprechempfindlichkeit kann daher der Grad der Agglutina­ tion der roten Blutzellen wesentlich genauer bestimmt wer­ den.

Für eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung wird das Polyamid "Nylon 4" des Körpers 12 mit einem oder mehreren Enzymen oder Reagenzien imprägniert, um damit unterschiedliche Blutuntersuchungen oder auch Untersuchungen an Urinpro­ ben durchführen zu können. Ein Hinweis auf diese Mög­ lichkeiten, die nachstehend nur beispielshaft näher erläu­ tert werden, ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen, vielmehr kann die Erfindung generell für eine Bestimmung der Konzentration einer Vielzahl von Komponenten und/oder Verunreinigungen in zahlreichen Lösungen benutzt werden. Die Imprägnierung des Polyamid wird damit erhalten, daß es zunächst in die Reagenslösung eingetaucht und von ihm dann der Feuchtigkeitsgehalt entfernt wird, wodurch es mit einem trockenen Reagensmittel imprägniert ist. Wenn Wasser oder eine zu untersuchende Lösung mit dem betr. Polyamid in Berührung gebracht wird, dann werden aus diesem die Enzyme und andere Reagensbestandteil­ le ausgelaugt, womit ein arbeitsfähiges Testreagens zur Verfügung steht. Wenn die Reaktion zwischen der Probe und dem Testreagens abgeschlossen ist, dann weist das Testre­ agens eine Farbe auf, nach deren Intensität sich die Kon­ zentration des Analyten bestimmen läßt.

Das Polyamid sollte vor seiner Imprägnierung trocken sein, damit es seine maximale Absorptionsfähigkeit entwickelt. Durch diese Trockenheit wird sichergestellt, daß eine ge­ nügende Menge des Enzyms und anderer reagierender Bestand­ teile bei der Rückbildung zur Verfügung steht. Als Folge der Reaktion, die normal zwischen den Enzymen, Reagenzien und zu untersuchenden Proben stattfindet, kann eine über­ schüssige Menge an Enzymen und/oder Reagenzien anwesend sein, so daß es folglich nicht erforderlich ist, ihre zur Imprägnierung benötigte Menge zu beschränken.

Das Absorptionsvermögen des Polyamid bei einer solchen Imprägnierung durch ein Eintauchen kann vorteilhaft durch eine vorhergehende Vakuumtrocknung unterstützt werden. Es sollte in Abhängigkeit von den Abmessungen des Körpers 12 und in Abhängigkeit von dem jeweils ge­ wählten Imprägnierungsmittel zwischen etwa 1 und 90 Minu­ ten und vorzugsweise zwischen 15 und 60 Minuten in das Imprägnierungsmittel eingetaucht werden. Je größer der Körper 12 ist und daher je mehr Reagensmittel für die Imprägnierung benötigt wird, desto länger sollte die Eintauchzeit sein. Nach dem Eintauchen wird das Polyamid aus der Lösung entfernt und bei Raumtemperatur getrock­ net. Nach dieser Trocknung sollte der Körper 12 bei Tem­ peraturen zwischen etwa 0°C und 4°C aufbewahrt werden, um die Stabilität der Reagenzien und Enzyme zu wahren.

Für den Gebrauch wird eine abgemessene Menge der zu unter­ suchenden Probe, die mit einem geeigneten Lösungsmittel ver­ dünnt sein kann, in dem Körper angeordnet, wodurch die Enzyme und andere Reagenzien aus dem Polyamid ausgelaugt werden und damit eine arbeitsfähige Testlösung zur Verfügung steht, die in Abhängigkeit von dem Typ der anwesenden Reagenzien einen spezifischen Farbwechsel erfährt. Die Intensität der Farbe, die wie vorbeschrieben gemessen wird, wird dann für eine quan­ titative Berechnung der Konzentration des jeweiligen Analyten benutzt, der für diese Untersuchung ermittelt werden soll.

Wenngleich vorstehend davon ausgegangen wurde, daß alle Enzyme und/oder Reagenzien zur Imprägnierung der Wände des Körpers 12 benutzt werden, soll dieser Hinweis so verstan­ den sein, daß zunächst weniger als alle Bestandteile im­ prägniert werden können und die restlichen Bestandteile dann erst zum Zeitpunkt der Untersuchung einer Probe dem Körper hinzugefügt werden. Diese spätere Hinzufügung ist besonders in den Fällen vorteilhaft, wo ein einziges En­ zym für die Bestimmung der Konzentration von mehreren ver­ schiedenen Analyten in Abhängigkeit von bestimmten Reagen­ zien in der Kombination mit diesem Enzym benutzt wird.

Die Erfindung kann für verschiedene Blut- und Urinanalysen benutzt werden. Um den Blutharnstoff zu bestimmen, wird das Urease-Verfahren unter Verwendung von Diazetylmonoxyim an­ gewandt. Bei diesem Verfahren wird das Serum mit dem Enyzm Urease zur Reaktion gebracht, aus dem Stickstoff entweicht, der sich dann mit den verschiedenen Reagenzien, einschließ­ lich eines Chromogens, zur Bildung einer Farbe koppelt, de­ ren Intensität spektrophometrisch gemessen wird. Das Polyamid wird folglich in diesem Fall mit einer sowohl das Enzym Urease als auch Phenolhypochlorit enthaltenden Lösung imprägniert, wobei auch noch ein Katalysator anwesend sein kann, um die Reaktion zu vervollständigen. Unter dem Ein­ fluß des zu untersuchenden Serums werden das Enzym Urease und die Reagenzien aus dem "Nylon 4" ausgelaugt, so daß der in dem Serum enthaltene Harnstoff mit dem Enzym reagieren kann. Der bei dieser Reaktion entweichende Stickstoff re­ agiert mit dem Hypochlorit und bildet nachfolgend eine Kop­ pelung mit dem Phenol, wodurch ein Chromogen, nämlich Indophenol Blau gebildet wird. Die Intensität der Farbe ist der Konzentration des Harnstoffes proportional und kann daher zur Bestimmung dieser Konzentration durch eine Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge zwischen 580 nm und 640 nm bestimmt werden. Diese Untersuchung einer Pro­ be kann sowohl einstufig als auch zweistufig durchgeführt werden.

Die Erfindung kann auch für die Bestimmung des Cholesterin­ gehaltes im menschlichen Serum benutzt werden. Für diese Untersuchung wird ein Testreagens, bestehend aus den Enzy­ men Lipase und Oxydase, Aktivatoren und Phenol vorbereitet. Diese Lösung wird dann zur Imprägnierung des Polyamids be­ nutzt, das alternativ auch nur mit den Enzymen Lipase und Oxydase imprägniert werden kann, während die Aktivatoren und Phenole mit dem Polyamid erst gemeinsam mit der zu untersuchenden Probe in Berührung gebracht werden. Die Enzyme und/oder Testreagenzien werden auch in diesem Fall aus dem Polyamid ausgelaugt, sobald damit das Serum in Berührung gebracht ist und die Reaktion einsetzt. Die Cholesterinester werden dabei durch das Enzym Lipase hydrolysiert, so daß freies Cholesterin und Fettsäure gebildet werden. Das Cholesterin wird in einer durch das Cholesterin-Oxydase (CO) katalysierten Reaktion zu Cholest-4-en-3-eins und Wasserstoffperoxyd oxydiert. Das Peroxydase (POD) katalysiert dann die Reaktion zwischen dem Wasserstoffperoxyd, 4-Aminoantipyrin und Phenol zur Erzeugung eines Quinineimins, das ein maximales Absorp­ tionsvermögen bei einer Wellenlänge von 510 nm aufweist. Die Intensität der erzeugten Farbe ist direkt proportional zu der in der Probe vorhandenen Gesamtmenge des Cholesterins. Die Intensität wird dann zur Bestimmung des Cholesteringe­ haltes gemessen.

Die Erfindung ist weiterhin auch auf die Bestimmung des Glukosegehalts in einem Serumplasma oder im Urin anwend­ bar. Das Polyamid wird für diesen Zweck mit Glukose-Oxydase, Peroxydase, 4-Aminoantipyrin und Phenol imprägniert. Alter­ nativ kann das Polyamid auch mit einem Gemisch aus Glukose- Oxydase und Peroxydase imprägniert werden, während 4-Amino­ antipyrin und Phenol erst später mit dem Polyamid zusammen mit der Probe in Berührung gebracht werden. Durch die Glukose- Oxydase wird alles in der Probe enthaltene Glykose zu Glu­ konsäure und Wasserstoffperoxyd oxydiert. Das Waserstoff­ peroxyd reagiert in Anwesenheit der Peroxydase mit 4-Amino­ antipyrin und Phenol und bildet eine rote Farbe, deren In­ tensität zu der Glukose-Konzentration proportional ist und photometrisch mit einer Wellenlänge von 510 nm gemessen werden kann.

Um einen spezifischen Test durchzuführen, kann ein aus dem betr. Polyamid bestehender Teststreifen mit einer Lösung aus Peroxydase, Glukoseoxydase und den zur Bildung einer roten Farbe bei An­ wesenheit von Glukose notwendigen Reagenzien imprägniert und anschließend getrocknet, verpackt und bis zu seiner Benut­ zung aufbewahrt werden. Wenn dieser Teststreifen dann in das zu untersuchende Serum oder in den Urin eingeführt wird, dann absorbiert dabei das "Nylon 4" die Testlösung, wodurch die vorstehend beschriebene Reaktion stattfindet und sich schließlich eine Farbe ausbildet, die visuell oder mittels einer Apparatur in Abhängigkeit von der Intensität ausge­ wertet werden kann. Der Teststreifen behält dabei abweichend von den bekannten Teststreifen seine einmal erhaltene Farb­ gebung dauerhaft bei, weil das Polyamid dafür ein entspre­ chendes molekulares Gefüge und entsprechende Absorptions­ eigenschaften aufweist. Es ist daher nicht erforderlich, diese Auswertung sofort anzuschließen, vielmehr kann diese Auswertung auch erst viel später durchgeführt werden.

Bei der Auswahl der Enzyme und/oder Reagenzien, die mit dem Polyamid "Nylon 4" zusammengebracht werden, muß berücksichtigt werden, daß die Absorption dieser Materialien auf moleku­ larer Ebene stattfindet, so daß ihr Molekulargewicht und die Größe zwingend beachtet werden müssen, da Materialien mit einer zu großen Molekulargröße nicht durch das "Nylon 4" absorbiert werden. So können beispielsweise verschiedene Lipide wegen ihrer großen Molekulargröße nicht benutzt wer­ den, da sie nicht in das Gefüge des "Nylon 4" eindringen, während andererseits Analyte, wie Glukose oder Cholesterin, ohne weiteres eindringen können.

Die folgenden Enzyme werden von dem betr. Polyamid "Nylon 4" in befriedigender Weise absorbiert: Glukoseoxydase, Laktatoxydase, Pyrivat­ oxydase, Glyzerinoxydase, Alkoholoxydase, Urease, Lipase und Peroxydase. Gleichartig werden die folgenden Chromogene befriedigend absorbiert: 4-Aminoantipyrin, 4-Aminophenazon und die Tetrazoliumsalze.

Es wurde gefunden, daß diese selektive Absorption durch das Polyamid die Genauigkeit der Testergebnisse vielfach ver­ größert, da damit das Ausmaß der lipämischen Interferenz, die bei solchen Tests gewöhnlich stattfindet, begrenzt wird. Die lipämische Interferenz ist die Interferenz von großen molekularen Verbindungen mit der Grenzfläche der Testrea­ genzien und der zu untersuchenden Serumkomponenten. Wegen der überragenden Eigenschaften von "Nylon 4" können diese großen Moleküle an einem Eindringen in das Material des Teststreifens gehindert werden, womit auch diese Interfe­ renz mit der Grenzfläche der Serumkomponenten und der Test­ reagenzien, mit denen der Teststreifen imprägniert ist, vermieden wird.

Obwohl die Abmessungen des Teststreifens veränderlich sein können, sollte für die nachfolgende Auswertung berücksich­ tigt werden, daß dafür der Teststreifen einem Lichtstrahl ausgesetzt werden muß, so daß die Streifen nicht zu dick sein dürfen, um den Lichtpfad nicht wesentlich zu behin­ dern. Eine Dicke der Teststreifen von etwa 0,25 bis 2 mm ist daher zweckmäßig, weil mit dieser Dicke der Teststreifen ausreichende Mengen der Reagenzien absorbiert werden können und das Licht dann noch durch diese Streifen hindurchgehen kann.

Claims (10)

1. Behälter zur Aufnahme von photometrisch zu untersuchenden Substanzen mit einer Aufnahmekammer zur Aufnahme der Sub­ stanzen und einem die Aufnahmekammer umgebenden und aus Kunststoff bestehenden Behälterteil, der mindestens ein für Strahlung durchlässiges Fenster aufweist, durch das Strahlung aus der Aufnahmekammer zu einem Detektor heraus­ leitbar und gegebenenfalls in die Aufnahmekammer hinein­ leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Aufnahmekammer (16) umgebende Behälterteil aus einem aus Pyrrolidon hergestellten wasserabsorbierenden Polyamid (NYLON 4) besteht und die Strahlung eines vom Detektor (20) feststellbaren Frequenzbands absorbiert.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterteil aus dem aus Pyrrolidon hergestellten Polyamid mit einem Imprägniermittel imprägniert ist, welches von der Substanz bzw. einer diese lösenden Lösung auslaugbar ist.

3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterteil mindestens zwei Fenster (18, 24′) auf­ weist, die im rechten Winkel zueinander versetzt sind.

4. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Fenster (18) mit einem Filter (22, 28) abgedeckt ist, das die Strahlung eines bestimmten Frequenz­ bands blockiert.

5. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterteil zur Abstützung einer in die Aufnahme­ kammer (16) einsetzbaren transparenten Küvette (10) ausge­ bildet ist.

6. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster bzw. die Fenster (18, 24, 26, 32) als enge Kanäle im Behälterteil ausgebildet sind.

7. Behälter nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel ein Enzym und gegebenenfalls ein Chromogen aufweist.

8. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Enzym aus der Gruppe Glukoseoxydase, Laktatoxydase, Pyruvatoxydase, Glyzerinoxydase, Alkoholoxydase, Urease, Lipase, Cholesterin-Oxydase (CO) und Peroxydase ausgewählt ist.

9. Behälter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Chromogen aus der Gruppe 4-Aminoantipyrin, 4-Amino­ phenazon und Tetrazoliumsalze ausgewählt ist.

10. Verfahren zum Imprägnieren des Behälterteils nach einem der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterteil im Vakuum getrocknet und anschließend zwischen einer und 90 Minuten lang in das Imprägnierungs­ mittel eingetaucht wird.