NO782452L - PROCEDURE AND FACILITY FOR CARRYING OUT CHEMICAL AND MICRO-BIOLOGICAL ANALYSIS - Google Patents
PROCEDURE AND FACILITY FOR CARRYING OUT CHEMICAL AND MICRO-BIOLOGICAL ANALYSISInfo
- Publication number
- NO782452L NO782452L NO782452A NO782452A NO782452L NO 782452 L NO782452 L NO 782452L NO 782452 A NO782452 A NO 782452A NO 782452 A NO782452 A NO 782452A NO 782452 L NO782452 L NO 782452L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- capillary
- reagents
- reagent
- analysis device
- capillaries
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/02—Burettes; Pipettes
- B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
- G01N33/528—Atypical element structures, e.g. gloves, rods, tampons, toilet paper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0832—Geometry, shape and general structure cylindrical, tube shaped
- B01L2300/0838—Capillaries
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hematology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår innretninger for å ut-føre kjemiske og mikrobiologiske analyser, f.eks. i urin eller The present invention relates to devices for carrying out chemical and microbiological analyses, e.g. in urine or
andre biologiske væsker, fremgangsmåter for fremstilling av slike innretninger og analytiske metoder der disse benyttes. other biological fluids, methods for producing such devices and analytical methods where these are used.
For hurtigprøver er det kjent å benytte reagensimpreg-nerte bånd av papir eller porøs plastik eller tabletter. Kun et begrenset antall kjemiske reaksjoner skjer på riktig måte i slike bånd eller tabletter. For rapid tests, it is known to use reagent-impregnated strips of paper or porous plastic or tablets. Only a limited number of chemical reactions occur correctly in such bands or tablets.
Nevnte bånd eller tabletter blir dyppet i fluidet som skal analyseres hvoretter de forandrer farge når en viss substans er tilstede i fluidet. Slike prøvemetoder gir generelt data av kvalitativ karakter; i visse tilfeller også semikvantitative data. Ved bruk av reagensbånd i kombinasjon med et reflektometer kan det f.eks. gjennomføres kvantitative bestemmelser med begrenset nøyaktighet. For mer nøyaktige bestemmelser er det generelt nødvendig å benytte mer kompliserte prose-dyrer som er tidkrevende og krever mer utstyr. I prinsippet kan mange prøver automatiseres, men i lys av den dyre appara-tur som er nødvendig er det kun mulig i større laboratorier hvori serier av samme forsøk blir gjennomført. Said strips or tablets are dipped in the fluid to be analyzed after which they change color when a certain substance is present in the fluid. Such sampling methods generally provide data of a qualitative nature; in certain cases also semi-quantitative data. When using reagent strips in combination with a reflectometer, it can e.g. quantitative determinations are carried out with limited accuracy. For more accurate determinations, it is generally necessary to use more complicated procedures which are time-consuming and require more equipment. In principle, many tests can be automated, but in light of the expensive equipment required, this is only possible in larger laboratories where series of the same tests are carried out.
Det er videre kjent å gjennomføre radioimmunoprøver i plastikrør (K Catt og G. W. Tregear i "Science", 158, 1570 It is further known to carry out radioimmunoassays in plastic tubes (K Catt and G. W. Tregear in "Science", 158, 1570
(1967) eller i kapillarer med indre vegger av høye polymerer (1967) or in capillaries with inner walls of high polymers
(inkludert glass) (tysk patent nr. 2530957). Disse prøver gjen-nomføres med rør eller kapillarer der innerveggene er belagt med et antilegeme. Ifølge det tyske patent er diameteren for disse kapillarer fortrinnsvis 1 mm eller mindre. (including glass) (German patent no. 2530957). These tests are carried out with tubes or capillaries where the inner walls are coated with an antibody. According to the German patent, the diameter of these capillaries is preferably 1 mm or less.
Det er nå funnet at et stort antall analytiske reaksjo ner hensiktsmessig gjennomføres i kapillarer med diametre på over 1 mm. Slike kapillarer gir billige beholdere som er lett å behandle for gjennomføring av kvalitative, semikvantitative og kvantitative bestemmelser. Oppfinnelsen tilbyr en innretning bestående av en'kapillar av et inert materiale med en indre diameter på mer enn 1 mm og med et•reagens eller flere slike adherende til den indre overflate. Mengden reagens kan variere fra et monomolekylært sjikt til den maksimale mengde som kan has opp i boringen i kapillarrøret uten å påvirke kapillarvirkningen. It has now been found that a large number of analytical reactions are conveniently carried out in capillaries with diameters of over 1 mm. Such capillaries provide inexpensive, easy-to-handle containers for carrying out qualitative, semi-quantitative and quantitative determinations. The invention offers a device consisting of a capillary of an inert material with an internal diameter of more than 1 mm and with a reagent or several such reagents adhering to the internal surface. The amount of reagent can vary from a monomolecular layer to the maximum amount that can be taken up in the bore in the capillary tube without affecting the capillary effect.
I foreliggende beskrivelse angir uttrykket "reagens" ikke bare kjemiske stoffer, men også mikroorganismer som kan påvirkes av prøvefluidet. In the present description, the term "reagent" denotes not only chemical substances, but also microorganisms that can be affected by the sample fluid.
Materialet i kapillaren bør være fuktbart av fluidet som skal prøves. For undersøkelse av vandige væsker er glasskapillarer mest egnet. Den indre diameter av kapillaren bør være slik at prøvefluidet stiger i kapillaren når denne dyppes i fluidet. Når diameteren er mindre enn 1 mm, vil reagenset kun la det være tilbake utilstrekkelig rom for fluidet og når kapillaren er for vid, vil kapillarvirkningen mangle eller det vil være en utilstrekkelig slik, noe som resulterer i at kun et meget lite volum væske suges opp,, noe som således forhindrer The material in the capillary should be wettable by the fluid to be tested. For the examination of aqueous liquids, glass capillaries are most suitable. The inner diameter of the capillary should be such that the sample fluid rises in the capillary when it is dipped in the fluid. When the diameter is less than 1 mm, the reagent will only leave insufficient space for the fluid and when the capillary is too wide, the capillary action will be missing or there will be an insufficient one, resulting in only a very small volume of fluid being sucked up ,, which thus prevents
skikkelig bruk. En indre diameter mellom 1 og 1,5 mm er foretrukket. Lengden av kapillaren er fortrinnsvis mellom 30 og 150 mm. Kommersielt tilgjengelige mikropipetter på ca. 100 yl. kan fordelaktig benyttes for oppfinnelsens formål. proper use. An inner diameter between 1 and 1.5 mm is preferred. The length of the capillary is preferably between 30 and 150 mm. Commercially available micropipettes of approx. 100 yl. can advantageously be used for the purposes of the invention.
Når kohesjonen av reagensen eller dettes adhesjon til kapillarmaterialet er utilstrekkelig til å holde materialet i kapillaren, kan et adhesiv benyttes. Polymerer av biologisk eller syntetisk opprinnelse slik som proteiner, cellulosederi-vater eller polyvinylpyrrolidon er eksempler på egnede adhe-siver. Det er klart at det bør velges et adhesiv som ikke påvirker prøven som skal gjennomføres. When the cohesion of the reagent or its adhesion to the capillary material is insufficient to hold the material in the capillary, an adhesive can be used. Polymers of biological or synthetic origin such as proteins, cellulose derivatives or polyvinylpyrrolidone are examples of suitable adhesives. It is clear that an adhesive should be chosen that does not affect the test to be carried out.
Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremstil-les prøvekapillarer ved å dyppe en kapillar i en væske med en eller flere reagenser oppløst eller suspendert og, hvis nødven-dig et adhesiv, slik at oppløsningen stiger i kapillaren under påvirkning av kapillarkreftene, deretter å fjerne kapillaren fra oppløsningen og deretter å fjerne væsken i kapillaren, f.eks. According to a further feature of the invention, test capillaries are produced by immersing a capillary in a liquid with one or more reagents dissolved or suspended and, if necessary, an adhesive, so that the solution rises in the capillary under the influence of capillary forces, then removing the capillary from the solution and then removing the liquid in the capillary, e.g.
ved lyofilisering.by lyophilization.
Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen gjennomføres en kjemisk eller mikrobiologisk bestemmelse ved å suge opp en væske hvortil det kan være tilsatt en eller flere reagenser i en kapillar som-til sin innervegg har adherende en reagens eller flere slike for stoffene som skal bestemmes. According to another feature of the invention, a chemical or microbiological determination is carried out by sucking up a liquid to which one or more reagents may be added in a capillary which has one or more such reagents for the substances to be determined adhering to its inner wall.
I begcfe tilfeller blir virkningen av reagensen i kapillaren på prøvefluidet observert, f.eks. fargeforandring eller en inhibering av veksten av mikroorganismer. In both cases, the effect of the reagent in the capillary on the sample fluid is observed, e.g. color change or an inhibition of the growth of microorganisms.
Kapillarene ifølge oppfinnelsen kan benyttes for kvalitative, semikvantitative og kvantitative bestemmelser. En kvalitativ bestemmelse kan gjennomføres ved en enkelt kapillar. Når det observeres en reaksjon mellom et prøvefluid og reagensen i kapillaren', antyder dette at en spesifikk substans er tilstede over en viss minimal konsentrasjon. Når det benyttes en serie kapillarer med varierende og på forhånd valgte mengder av reagenser, kan det gjennomføres en semikvantitativ bestemmelse. The capillaries according to the invention can be used for qualitative, semi-quantitative and quantitative determinations. A qualitative determination can be carried out with a single capillary. When a reaction is observed between a sample fluid and the reagent in the capillary, this suggests that a specific substance is present above a certain minimum concentration. When a series of capillaries with varying and pre-selected amounts of reagents is used, a semi-quantitative determination can be carried out.
Kapillarer av inert materiale med på forhånd valgte mengder av en eller flere reagenser adherende til innerveggen er derfor et annet trekk ved oppfinnelsen. Mengden av reagens i kapillaren kan reguleres ved å suge opp en væske med en kjent konsentrasjon av reagensen til et valgt nivå i kapillaren. Bestemmelsen kan baseres på vanlig kjemiske reaksjoner, men reagensen kan også være en komponent av en antigen-antilegeme reaksjon slik at kapillarene kan benyttes i immunoprøveteknikker. Capillaries of inert material with preselected amounts of one or more reagents adhering to the inner wall are therefore another feature of the invention. The amount of reagent in the capillary can be regulated by sucking up a liquid with a known concentration of the reagent to a selected level in the capillary. The determination can be based on ordinary chemical reactions, but the reagent can also be a component of an antigen-antibody reaction so that the capillaries can be used in immunoassay techniques.
De prøvene som involverer vanlige kjemiske reaksjoner er det foretrukket å benytte reagenser som lett oppløses eller suspenderes i prøvefluidet. I slike tilfeller vil konsentrasjonen i reagensen i fluidet bestemmes ved dimensjonene for kapillaren og den mengde reagens som inneholdes i fluidet. For those samples that involve normal chemical reactions, it is preferred to use reagents that are easily dissolved or suspended in the sample fluid. In such cases, the concentration of the reagent in the fluid will be determined by the dimensions of the capillary and the amount of reagent contained in the fluid.
Ved immunoprøveteknikker blir en reagens (f.eks. antilegeme) benyttet som forblir fiksert til veggen slik at reaksjonen skjer på grenseflaten mellom fluid og reagensdekket ka-pillarvegg. I slike tilfeller har kapillarene den fordel at reagenssjiktet ikke lett blir skadet. Kapillarene kan lett dre-neres, f.eks. ved å bringe dem i kontakt med et stykke trekkpapir og de kan fylles igjen med en væske til et bestemt nivå, noe som tilsvarer et ønsket volum. Således kan kapillarene ifølge oppfinnelsen gi et middel for lett å gjennomføre fler- trinnsanalyser uten bruk av ytterligere utstyr slik som pipetter osv. In immunoassay techniques, a reagent (e.g. antibody) is used which remains fixed to the wall so that the reaction takes place at the interface between the fluid and the reagent-covered capillary wall. In such cases, the capillaries have the advantage that the reagent layer is not easily damaged. The capillaries can be easily drained, e.g. by bringing them into contact with a piece of tracing paper and they can be refilled with a liquid to a certain level, which corresponds to a desired volume. Thus, the capillaries according to the invention can provide a means of easily carrying out multi-step analyzes without the use of additional equipment such as pipettes etc.
Opptredenen av en reaksjon kan lett observeres visuelt (fargeforandring, bunnfålldannelse osv.) eller ved instrumenter (f., eks. absorbs jons forandring i den ultrafiolette eller infra-røde del av spekteret). The occurrence of a reaction can be easily observed visually (color change, sediment formation, etc.) or by instruments (e.g., change in absorbance ion in the ultraviolet or infrared part of the spectrum).
Det er åpenbart at materialet i kapillaren bør være transparent for den eller de bølgelengder som benyttes når man anvender optiske metoder. It is obvious that the material in the capillary should be transparent to the wavelength(s) used when using optical methods.
Vanlige analytiske teknikker kan benyttes for kvantita-tiv bestemmelse av konsentrasjonen av reaksjonsproduktet i kapillaren. Usual analytical techniques can be used for quantitative determination of the concentration of the reaction product in the capillary.
Optiske instrumenter kan. benyttes for å måle forandringer i farge eller absorbsjon i det synlige, i den ultrafiolette eller den infrarøde del av spekteret. Optical instruments can. used to measure changes in color or absorption in the visible, ultraviolet or infrared part of the spectrum.
Radioaktive målinger kan benyttes i radioimmunoprøver der enten antigenet eller antilegemet er belagt eller kovalent bundet på veggen av kapillaren eller til et mellomliggende sjikt som adherer til veggen. Radioactive measurements can be used in radioimmunoassays where either the antigen or the antibody is coated or covalently bound to the wall of the capillary or to an intermediate layer that adheres to the wall.
Der reaksjonen medfører forandringer av elektriske egenskaper (f.eks. ledningsevne) kan slike forandringer måles ved egnede instrumenter. Where the reaction leads to changes in electrical properties (e.g. conductivity), such changes can be measured with suitable instruments.
I enkelte tilfeller er en enkelt måling etter at reaksjonen er ferdig tilstrekkelig. I andre tilfeller kan det være nødvendig å følge forandringen av parametere under prøven i løpet av et visst tidsrom, f.eks. i enzymimmunoprøver der indi-kator enzymreaksjonen følges med et absorbsiometer.. In some cases, a single measurement after the reaction is complete is sufficient. In other cases, it may be necessary to follow the change of parameters during the test during a certain period of time, e.g. in enzyme immunoassays where the indicator enzyme reaction is monitored with an absorbiometer..
Klumpdannelsesreaksjoner kan følges ved hjelp av vis-kositetsmålinger, f.eks. ved å notere strømmen av fluid når kapillaren er snudd opp ned eller den tid som er nødvendig for å tømme kapillaren på et stykke trekkpapir. Veksten av mikroorganismer i kapillaren kan måles ved turbidimetri. På denne måte kan sensitiviteten overfor antibiotika måles eller vice versa konsentrasjonen av antibiotika ved hjelp av en standard-suspensjon av følsomme mikroorganismer. Clumping reactions can be followed by means of viscosity measurements, e.g. by noting the flow of fluid when the capillary is turned upside down or the time required to empty the capillary on a piece of tracing paper. The growth of microorganisms in the capillary can be measured by turbidimetry. In this way, the sensitivity to antibiotics can be measured or vice versa the concentration of antibiotics using a standard suspension of sensitive microorganisms.
Denne oppramsing av teknikker hvori kapillarene kan benyttes er kun ment som eksempel og begrenser ikke oppfinnelsens ramme. Generelt sagt kan kapillarene benyttes ved analyse av alle biologiske fluider og sekreter og ved bestemmelse av This list of techniques in which the capillaries can be used is only intended as an example and does not limit the scope of the invention. Generally speaking, the capillaries can be used for the analysis of all biological fluids and secretions and for the determination of
alle stoffer av diagnostisk interesse.all substances of diagnostic interest.
Som et resultat av den relativt store diameter i kapillarene (sammenlignet med de som benyttes ifølge det ovenfor angitte tyske patent) har mindre variasjoner i dimensjonen ingen stor innflytelse på pålitelighetsverdiene for kvantitative bestemmelser. For visse formål, spesielt i kvantitative bestemmelser som benytter optiske teknikker, bør variasjonene være. innen visse grenser. Fortrinnsvis avviker den indre diameter og veggtykkelsen ikke mer enn 2% fra den midlere verdi innen den samme kapillar. Når en bestemmelse involverer bruken av to eller flere kapillarer i en sammenlignende måling (f.eks. av lysabsorbsjon), bør forskjellen mellom disses dimensjoner også fortrinnsvis ligge innenfor disse grenser. As a result of the relatively large diameter of the capillaries (compared to those used according to the above-mentioned German patent), minor variations in the dimension have no great influence on the reliability values for quantitative determinations. For certain purposes, especially in quantitative determinations using optical techniques, the variations should be. within certain limits. Preferably, the inner diameter and wall thickness do not deviate by more than 2% from the average value within the same capillary. When a determination involves the use of two or more capillaries in a comparative measurement (e.g. of light absorption), the difference between their dimensions should also preferably lie within these limits.
Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er derfor en "pakning eller et sett omfattende to eller flere kapillarer A further feature of the invention is therefore a "pack or set comprising two or more capillaries
av hvilke veggtykkelsen og den indre diameter ikke avviker mer enn 2% fra de midlere verdier for kapillarene i denne pakning eller dette sett. of which the wall thickness and the inner diameter do not deviate by more than 2% from the average values for the capillaries in this package or this set.
Eksempler på prøver som kan utføres er:Examples of tests that can be carried out are:
I urin: laktat, glukose; In urine: lactate, glucose;
i serum eller plasma: glukose, kolesterol, blodureanitrogen (B.U.N.), urinsyre, triglycerider, totalproteiner, alkalisk fosfatase, serumglutaminsyre oksaloeddiksyre transaminase (SGOT), serum glutaminsyre pyruinsyre transaminase (SGPT), kreatinfosfokinase (CPK), 3-hydroksybutyrat, laktat dehydro-genase (LDH); in serum or plasma: glucose, cholesterol, blood urea nitrogen (B.U.N.), uric acid, triglycerides, total proteins, alkaline phosphatase, serum glutamic acid oxaloacetic transaminase (SGOT), serum glutamic acid pyruvic transaminase (SGPT), creatine phosphokinase (CPK), 3-hydroxybutyrate, lactate dehydro- genase (LDH);
i amniotiske væsker: enzymer eller metabolitter hvis fravær eller nærvær antyder innebyggede metabolismefeil, f.eks. galak-tokinase, galakto-l-fosfateridyl, 1.4-glucosidase, arylsufatase A, a 1-iduronidase, pyruvinsyre, melkesyre og 2-oksoglutarsyre; in amniotic fluids: enzymes or metabolites whose absence or presence suggests inherent metabolic defects, e.g. galactokinase, galacto-1-phosphateridyl, 1,4-glucosidase, aryl sulphatase A, α 1-iduronidase, pyruvic acid, lactic acid and 2-oxoglutaric acid;
i cerebro- spinal fluider: glukose, protein.in cerebro-spinal fluids: glucose, protein.
Generelt kjente reaksjoner kan benyttes ved disse bestemmelser. F.eks. kan laktat bestemmes med LDH og et fargestoff, f.eks. diklorfenolindofenol (DCIP), LDH kan bestemmes med laktat og et fargestoff (f.eks. DCIP); glukose kan bestemmes med glu-koseoksydase, peroksydase og et fargestoff (f.eks. ortotoluidin) ; kolesterol kan bestemmes med kolesteroloksydase, peroksydase og et fargestoff; protein kan bestemmes ved en biuretlignende reagens av pH-antydende fargestoff, ved bruk av den såkalte protein- effekt; 3-hydroksybutyrat kan bestemmes med 3-hydroksybutyrat-dehydrogenase og et fargestoff. Generally known reactions can be used for these provisions. E.g. lactate can be determined with LDH and a dye, e.g. dichlorophenolindophenol (DCIP), LDH can be determined with lactate and a dye (eg DCIP); glucose can be determined with glucose oxidase, peroxidase and a dye (eg orthotoluidine); cholesterol can be determined with cholesterol oxidase, peroxidase and a dye; protein can be determined by a biuret-like reagent of pH-indicative dye, using the so-called protein effect; 3-hydroxybutyrate can be determined with 3-hydroxybutyrate dehydrogenase and a dye.
Fremstillingen av en prøvekapiIlar ifølge oppfinnelsen ér beskrevet i det følgende eksempel. The production of a sample capillary according to the invention is described in the following example.
Eksempel 1Example 1
I en liter destillert vann ble det oppløst 2,4 millimol diklorfenolindofenol (DCIP) og til denne oppløsning ble det satt 10 yl IN NaOH. Rent oksygen ble deretter boblet gjennom oppløsningen for å oppnå totaloksydasjon. Denne oppløsning ble fortynnet med 5 liter av en oppløsning som pr. liter inneholdt 0,18 mol av en kaliumfosfatbuffer og 1,2 millimol EDTA. Deretter ble gjærlaktatdehydrogenase (Y-LDH) oppløst i en mengde inneholdende 90.000 enheter og med en spesifikk virkning på 17,2 enheter pr. mg protein. Den endelige konsentrasjon av DCIP ble "bestemt til å være 0,4 m mol pr. liter. Glasskapillarer med en indre diameter på 1,5 mm og en lengde på ca. 60 mm (kapasitet ca. 100 yl) ble dyppet i denne oppløsning og oppløsningen ble tillatt å stige til en høyde på ca. 22 mm slik at ca. 40 yl av oppløsningen ble tatt opp i hvert av kapillarene. Umiddelbart deretter ble disse frosset og lyofilisert i ca. 17 timer. På 2.4 millimoles of dichlorophenolindophenol (DCIP) were dissolved in one liter of distilled water and 10 µl of 1N NaOH was added to this solution. Pure oxygen was then bubbled through the solution to achieve total oxidation. This solution was diluted with 5 liters of a solution which per liter contained 0.18 moles of a potassium phosphate buffer and 1.2 millimoles of EDTA. Then yeast lactate dehydrogenase (Y-LDH) was dissolved in an amount containing 90,000 units and with a specific effect of 17.2 units per mg of protein. The final concentration of DCIP was "determined to be 0.4 m mol per liter. Glass capillaries with an inner diameter of 1.5 mm and a length of about 60 mm (capacity about 100 µl) were dipped into this solution and the solution was allowed to rise to a height of about 22 mm so that about 40 µl of the solution was taken up in each of the capillaries. Immediately thereafter these were frozen and lyophilized for about 17 hours. On
de tørre kapillarer var grensen hvortil de var fylt klart syn-lig. the dry capillaries were the limit to which they were filled clearly visible.
Den Y-LDH som ble benyttet ved den ovenfor angitte fremgangsmåte ble fremstilt som følger: 800 g frisk, presset bakegjær ble lyofilisert og pul-verisert. Den ble deretter ekstrahert og fraksjonert med aceton slik det er beskrevet i detalj av A. Spyridakis'og L.F. Naslin i "Biochemie", 53, 195-205 (1971) bortsett fra at autolysen ble gjennomført i 20 timer ved 4°C. Det rosa bunnfall ble ekstrahert i 1 time ved -2°C til 0°C med en vandig oppløsning som pr. liter inneholdt 0,15 mol natriumlaktat, 0,1 mmol etylendiamin-tetraeddiksyre (EDTA), 1 mmol MgSO^og 150 g aceton. pH-verdien for oppløsningen var 6,8. Dette forhindret dialyse av det rosa klebrige presipitat, noe som ville resultere i alvorlige akti-vi tetstap. Ekstrakten ble deretter behandlet som beskrevet av R.K. Morton og K. Shepley i "Biochem", J. 89, side 257-262 The Y-LDH used in the above-mentioned method was prepared as follows: 800 g of fresh, pressed baker's yeast was lyophilized and pulverized. It was then extracted and fractionated with acetone as described in detail by A. Spyridakis and L.F. Naslin in "Biochemie", 53, 195-205 (1971) except that the autolysis was carried out for 20 hours at 4°C. The pink precipitate was extracted for 1 hour at -2°C to 0°C with an aqueous solution which per liter contained 0.15 mol sodium lactate, 0.1 mmol ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), 1 mmol MgSO^ and 150 g acetone. The pH value of the solution was 6.8. This prevented dialysis of the pink sticky precipitate, which would result in severe loss of activity. The extract was then processed as described by R.K. Morton and K. Shepley in "Biochem", J. 89, pp. 257-262
(1963) inntil pyrofosfatekstraktet ble oppnådd og dette ble mettet med ammoniumsulfat til 70% og denne oppløsning ble lagret over natten ved -20°C. Etter sentrifugering i 50 minutter ved 11.000 g og 0°C ble den urene Y-LDH oppløst i 10 ml av en 0,1 mol buffer.(trihydroksymetylaminometan-HCl) ved pH 8,0 og kro-matografert ved 4°C på en kolonne av dietylaminoetylcellulose ("Sephadex A 25") med en lengde på 30 cm og en diameter på 2,5 cm. Den oppnådde Y-LDH ble eluert med en 0,1 mol oppløsning av en buffer med pH 8,0 (trihydroksymetylaminometan-HCl). Enzym-oppløsningen, mettet med ammoniumsulfat til 70%, kan lagres ved -20°C og den kan konsentreres ved sentrifugering. Den spe-sifikke virkning for dette produkt ble funnet å være opp til 17 enheter enzym pr. mg totalt protein. (1963) until the pyrophosphate extract was obtained and this was saturated with ammonium sulphate to 70% and this solution was stored overnight at -20°C. After centrifugation for 50 minutes at 11,000 g and 0°C, the impure Y-LDH was dissolved in 10 ml of a 0.1 mol buffer (trihydroxymethylaminomethane-HCl) at pH 8.0 and chromatographed at 4°C on a column of diethylaminoethylcellulose ("Sephadex A 25") with a length of 30 cm and a diameter of 2.5 cm. The obtained Y-LDH was eluted with a 0.1 mol solution of a buffer with pH 8.0 (trihydroxymethylaminomethane-HCl). The enzyme solution, saturated with ammonium sulfate to 70%, can be stored at -20°C and it can be concentrated by centrifugation. The specific effect for this product was found to be up to 17 units of enzyme per mg total protein.
En enhet av Y-LDH er definert i foreliggende beskrivelse som den mengde som reduserer et mikromol jern(III)cyanid pr. minutt ved 25°C i en oppløsning som inneholder pr. liter 0,1 mol• av en fosfatbuffer med pH 7,2, 5,0 millimol jern(III)cyanidion, 20,0 millimol L (+) litiumlaktat slik dette ble målt ved å følge ekstingsjonsreduksjonen ved 420 nm (jern(III)cyanids absorbsjonsmaksimum). A unit of Y-LDH is defined in the present description as the amount that reduces one micromole of iron(III) cyanide per minute at 25°C in a solution containing per liter 0.1 mol• of a phosphate buffer with pH 7.2, 5.0 millimoles iron(III) cyanide ion, 20.0 millimoles L (+) lithium lactate as measured by following the extinction reduction at 420 nm (iron(III) cyanide absorption maximum).
Den Y-LDH som ble oppnådd ved denne prosedyre hadde en tilstrekkelig høy spesifikk virkning for laktatbestemmelse slik som er beskrevet i eksempel 2. Det ble funnet at en spesifikk aktivitet mellom 10 og 20 enheter pr. mg totalprotein er hensiktsmessig for bestemmelsen. En lavere spesifikk aktivitet vil kreve heller store mengder av totalprotein for å ha tilstrekkelig enzym og dette har en tendens til. å stappe til kapillarene. The Y-LDH obtained by this procedure had a sufficiently high specific activity for lactate determination as described in Example 2. It was found that a specific activity between 10 and 20 units per mg total protein is appropriate for the determination. A lower specific activity will require rather large amounts of total protein to have sufficient enzyme and this tends to happen. to stuff the capillaries.
En høyere spesifikk aktivitet vil medføre ufullstendig protein til å sementere den faste reagens til veggene i kapillarene og i det tilfelle vil et eksternt sementeringsmateriale være nødvendig. A higher specific activity will result in insufficient protein to cement the solid reagent to the walls of the capillaries and in that case an external cementing material will be required.
Bestemmelsen av laktat med en kapillar fremstilt ifølge eksempel 1 er beskrevet i det følgende eksempel 2. The determination of lactate with a capillary prepared according to example 1 is described in the following example 2.
Eksempel 2 Example 2
Noen av de tørre kapillarer ble prøvet ved å fylle dem med 40 yl av en oppløsning inneholdende kjente mengder av natriumlaktat pr. liter, rystet for å oppnå grundig blanding og ob-servasjon av fargeforandring. Oppløsningene som inneholdt opp til 0,4 millimol pr. liter avfarget ikke kapillarene i løpet av 2 minutter, men oppløsninger som inneholdt mer enn 0,4 millimol natriumlaktat forårsaket avfarging i løpet av 2 minutter. Tiden som var nødvendig for avfarging ble notert og de angitte data ble benyttet for å konstruere en standardiseringskurve. Denne kurve er vist i fig. 1. Fra denne kurve kan overskuddet av laktationer anslås. En laktatkonsentrasjon.over 0,4 millimol pr.' liter er betraktet som overskudd, da konsentrasjoner opp til denne verdi er vanlig i menneskeurin og høyere konsentrasjoner er en indikasjon på en patologisk betingelse slik som diabetes, glykogenlagringssykdommer, kongenital laktisk, asidose, neoplastisk proliferative mangler eller forringede renalfunksj oner. Some of the dry capillaries were tested by filling them with 40 µl of a solution containing known amounts of sodium lactate per litres, shaken to achieve thorough mixing and observation of color change. The solutions that contained up to 0.4 millimol per liter did not decolorize the capillaries within 2 minutes, but solutions containing more than 0.4 millimole of sodium lactate caused decolorization within 2 minutes. The time required for decolorization was noted and the data entered were used to construct a standardization curve. This curve is shown in fig. 1. From this curve, the excess of lactation ions can be estimated. A lactate concentration above 0.4 millimol per liters is considered excess, as concentrations up to this value are common in human urine and higher concentrations are an indication of a pathological condition such as diabetes, glycogen storage diseases, congenital lactic acidosis, neoplastic proliferative defects or impaired renal functions.
Urinprøver inneholdende varierende kjente mengder av Urine samples containing varying known amounts of
natriumlaktat og ascorbinsyre ble prøvet på følgende måte: Først ble det til hver prøve tilsatt en liten mengde pulverformig aktiv karbon og blandingen ble rystet for å oppnå en homogen dispersjon. Umiddelbart deretter ble karbon filtrert av og filtratet ble prøvet ved å benytte en kapillar som beskrevet i eksempel 1. Det ble funnet at adsorbsjonen av ascorbinsyre på det aktive karbon praktisk talt var fullstendig og adsorbsjonen av laktat på karbonet var neglisjerbar. Fjerning av ascorbinsyre er nødvendig, da denne forbindelse også kan oksyderes i denne prøve. sodium lactate and ascorbic acid were tested as follows: First, a small amount of powdered activated carbon was added to each sample and the mixture was shaken to obtain a homogeneous dispersion. Immediately thereafter carbon was filtered off and the filtrate was sampled using a capillary as described in Example 1. It was found that the adsorption of ascorbic acid on the activated carbon was practically complete and the adsorption of lactate on the carbon was negligible. Removal of ascorbic acid is necessary, as this compound can also be oxidized in this sample.
1-hydroksybutyrationer er også funnet i urin, men denne 1-Hydroxybutyrates have also been found in urine, but this
forbindelse påvirker ikke laktatprøven.compound does not affect the lactate test.
Et antall av kapillarene som ble fremstilt ifølge eksem- ■ pel 1 ble lagret i tidsrom på opp til 6 måneder ved -20°C i mørke. Ved prøving av de lagrede kapillarer ved bruk av prose-dyren i eksempel 2 fant man ingen vesentlige forskjeller når resultatene ble sammenlignet med nye kapillarer fra samme lodd. A number of the capillaries produced according to Example 1 were stored for periods of up to 6 months at -20°C in the dark. When testing the stored capillaries using the procedure in example 2, no significant differences were found when the results were compared with new capillaries from the same lot.
I de prøver som er beskrevet i eksempel 2 kan LDH som er oppnådd fra muskler av pattedyr benyttes i stedet for Y-LDH. den førstnevnte LDH har en optimal aktivitet ved en pH-verdi lik 10 og den virker tilfredsstillende ved pH-verdier mellom 9,6 og 10,3. In the samples described in example 2, LDH obtained from mammalian muscle can be used instead of Y-LDH. the first-mentioned LDH has an optimal activity at a pH value equal to 10 and it works satisfactorily at pH values between 9.6 and 10.3.
Et hvilket som helst annet sammenlignbart enzym kan også benyttes. Uansett hvilket enzym som benyttes, vil det alltid være nødvendig å justere pH-verdien til en egnet verdi nær den optimale pH-verdi for enzymet ved å tilsette en bufferblanding til reagensen fordi pH-verdien i urin kan variere innen vide grenser. Any other comparable enzyme can also be used. Regardless of which enzyme is used, it will always be necessary to adjust the pH to a suitable value close to the optimum pH for the enzyme by adding a buffer mixture to the reagent because the pH in urine can vary widely.
I tillegg til DCIP foreligger det forskjellige fargede oksydanter som har et egnet oksydasjonspotensial som ikke oksyderer de fleste av de forbindelser som opptrer regulært eller enkelte ganger i urin i fravær av et katalyserende enzym og som i nærvær av et LDH selektivt oksyderer laktationene. In addition to DCIP, there are various colored oxidants that have a suitable oxidation potential that do not oxidize most of the compounds that occur regularly or occasionally in urine in the absence of a catalyzing enzyme and that in the presence of an LDH selectively oxidize the lactate ions.
Eksempler på andre oksydanter som er egnet til bruk med Y-LDH er jern(III)cyanidion, metylenblått og o-fenantrolin■ jern(III)ion. Når man imidlertid benytter muskel-LDH, kan en blanding av nikotinamid-adenindinukleotid, fenazinmetosulfat og nitroblått tetrazoliumklorid benyttes. I oksydert form er hver av disse forbindelser farget og i redusert form er de enten fargeløse eller har en annen farge. Fortrinnsvis bør oksydanten som benyttes undergå en hurtig og sterk fargeforandring på det øyeblikket all oksydant er redusert og den reduserte form av oksydanten bør ikke for lett kunne underkastes reoksydasjon ved luft da dette kan forkludre resultatene. Oksydanten bør ikke være hydroskopisk og den bør fortrinnsvis være hurtig opp-løselig i vann. Examples of other oxidants which are suitable for use with Y-LDH are iron (III) cyanide ion, methylene blue and o-phenanthroline ■ iron (III) ion. However, when using muscle LDH, a mixture of nicotinamide adenine dinucleotide, phenazine methosulfate and nitro blue tetrazolium chloride can be used. In oxidized form each of these compounds is colored and in reduced form they are either colorless or have a different color. Preferably, the oxidant used should undergo a rapid and strong color change at the moment when all the oxidant has been reduced and the reduced form of the oxidant should not too easily be subject to reoxidation by air as this can confuse the results. The oxidant should not be hydroscopic and it should preferably be rapidly soluble in water.
En meget god kombinasjon av slike egenskaper finnes i DCIP som har en sterk blå farge i form av de oksyderte alkali-salter (pH over ca. 6) og som er fargeløs både i den oksyderte syreform og i redusert form. A very good combination of such properties is found in DCIP, which has a strong blue color in the form of the oxidized alkali salts (pH above approx. 6) and which is colorless both in the oxidized acid form and in the reduced form.
Den blå form av DCIP har et absorbsjonsmaksimum ved 600 nanometer med en ekstingsjonskoeffisient på o 20,1 x 10<3>cm 2/millimol. Ved denne bølgelengde har LDH som er isolert fra muskler en meget bemerkelsesverdig lysabsorbsjon, i det minste i den foretrukket benyttede form der den fremdeles inneholder noe av de opprinnelig ledsagende proteinstoffer og av denne grunn er det foretrukket å benytte denne oksydant i kombinasjon med LDH oppnådd fra gjær, hvilken ikke viser slik absorbsjon. Y-LDH har den ytterligere fordel at den optimale pH-verdi er nærmere pH-verdien som vanligvis foreligger i urin og som kan være så lave som 4,4. Bruken av et enzym med lavere optimal pH resulterer i at det er nødvendig med mindre mengder buffermateriale for å opprette optimal pH uavhengig av pH-verdien i urinprøven. The blue form of DCIP has an absorption maximum at 600 nanometers with an extinction coefficient of o 20.1 x 10<3>cm 2 /millimol. At this wavelength, LDH isolated from muscle has a very remarkable light absorption, at least in the form preferably used where it still contains some of the originally accompanying protein substances and for this reason it is preferred to use this oxidant in combination with LDH obtained from yeast, which does not show such absorption. Y-LDH has the additional advantage that the optimal pH value is closer to the pH value normally present in urine, which can be as low as 4.4. The use of an enzyme with a lower optimum pH results in the need for smaller amounts of buffer material to create the optimum pH regardless of the pH of the urine sample.
En annen forskjell mellom de to typer LDH ligger i at LDH som er oppnådd fra muskler underkastes en hurtigere reoksydasjon av oksydanten og dette er selvfølgelig uønsket. Another difference between the two types of LDH lies in the fact that LDH obtained from muscles is subjected to a faster reoxidation by the oxidant and this is of course undesirable.
Claims (16)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB2987877 | 1977-07-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO782452L true NO782452L (en) | 1979-01-16 |
Family
ID=10298669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO782452A NO782452L (en) | 1977-07-15 | 1978-07-14 | PROCEDURE AND FACILITY FOR CARRYING OUT CHEMICAL AND MICRO-BIOLOGICAL ANALYSIS |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5448592A (en) |
| AU (1) | AU3804178A (en) |
| BE (1) | BE869022A (en) |
| DE (1) | DE2831083A1 (en) |
| DK (1) | DK317078A (en) |
| FI (1) | FI782252A7 (en) |
| FR (1) | FR2397636A1 (en) |
| IE (1) | IE47123B1 (en) |
| IT (1) | IT1108116B (en) |
| LU (1) | LU79976A1 (en) |
| NL (1) | NL7807581A (en) |
| NO (1) | NO782452L (en) |
| NZ (1) | NZ187860A (en) |
| SE (1) | SE7807844L (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2913889A1 (en) * | 1979-04-06 | 1980-10-16 | Compur Electronic Gmbh | METHOD FOR CRYSTALLINE DEPOSITION OF CHROMOGENES |
| NZ201901A (en) * | 1981-09-25 | 1986-11-12 | Commw Serum Lab Commission | An apparatus suitable for performing automated heterogeneous immunoassays in a plurality of samples |
| CA1289856C (en) * | 1986-09-11 | 1991-10-01 | Ei Mochida | Chemical reaction apparatus |
| DE3643516A1 (en) * | 1986-12-19 | 1988-06-30 | Boehringer Mannheim Gmbh | TEST CARRIER FOR THE ANALYTICAL DETERMINATION OF INGREDIENTS OF BODY LIQUIDS |
| JPH07140076A (en) * | 1993-11-12 | 1995-06-02 | Bio Sensor Kenkyusho:Kk | Composition of powdery oxidizing agent |
-
1978
- 1978-07-13 FR FR7821098A patent/FR2397636A1/en active Granted
- 1978-07-14 JP JP8597278A patent/JPS5448592A/en active Pending
- 1978-07-14 FI FI782252A patent/FI782252A7/en not_active Application Discontinuation
- 1978-07-14 LU LU79976A patent/LU79976A1/xx unknown
- 1978-07-14 NO NO782452A patent/NO782452L/en unknown
- 1978-07-14 BE BE189308A patent/BE869022A/en not_active IP Right Cessation
- 1978-07-14 DK DK783170A patent/DK317078A/en unknown
- 1978-07-14 NL NL7807581A patent/NL7807581A/en not_active Application Discontinuation
- 1978-07-14 AU AU38041/78A patent/AU3804178A/en active Pending
- 1978-07-14 DE DE19782831083 patent/DE2831083A1/en not_active Withdrawn
- 1978-07-14 SE SE787807844A patent/SE7807844L/en unknown
- 1978-07-14 NZ NZ187860A patent/NZ187860A/en unknown
- 1978-07-14 IT IT68681/78A patent/IT1108116B/en active
- 1978-07-14 IE IE1422/78A patent/IE47123B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI782252A7 (en) | 1979-01-16 |
| IE47123B1 (en) | 1983-12-28 |
| IT1108116B (en) | 1985-12-02 |
| LU79976A1 (en) | 1978-12-12 |
| NL7807581A (en) | 1979-01-17 |
| AU3804178A (en) | 1980-01-17 |
| FR2397636B3 (en) | 1981-04-17 |
| DK317078A (en) | 1979-01-16 |
| NZ187860A (en) | 1979-12-11 |
| FR2397636A1 (en) | 1979-02-09 |
| SE7807844L (en) | 1979-01-16 |
| JPS5448592A (en) | 1979-04-17 |
| IE781422L (en) | 1979-01-15 |
| BE869022A (en) | 1979-01-15 |
| DE2831083A1 (en) | 1979-02-08 |
| IT7868681A0 (en) | 1978-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Janata | Do optical sensors really measure pH? | |
| Cammann et al. | Chemical sensors and biosensors—principles and applications | |
| Mascini et al. | Urease coupled ammonia electrode for urea determination in blood serum | |
| US4350762A (en) | Aminopyrine improved Trinder's reagent and dosing process for hydrogen peroxide from enzymatic oxidation of metabolic substrata with the same | |
| US3915647A (en) | Device for determining the concentration of a substance in a fluid | |
| Smith | Determination of sulfite using a sulfite oxidase enzyme electrode | |
| US4076502A (en) | Method, composition, and device for determining the specific gravity of a liquid | |
| US5516700A (en) | Automated urinalysis method | |
| US4317879A (en) | Glucose analyzer membrane containing immobilized glucose oxidase | |
| FI81120C (en) | FOERFARANDE FOER BESTAEMNING AV GLUKOS UR BIOLOGISKA VAETSKA SAMT REAGENSBLANDNING FOER TILLAEMPNING AV FOERFARANDET. | |
| US5204267A (en) | Method of glucose stabilization and analysis in dried blood spot samples | |
| Mor et al. | Assay of glucose using an electrochemical enzymatic sensor | |
| Yasuda et al. | Determination of urea in whole blood using a urea electrode with an immobilised urease membrane | |
| AU754237B2 (en) | Uric acid assay device with stabilized uricase reagent composition | |
| Gochman et al. | Interlaboratory comparison of enzymatic methods for serum glucose determination | |
| NO782452L (en) | PROCEDURE AND FACILITY FOR CARRYING OUT CHEMICAL AND MICRO-BIOLOGICAL ANALYSIS | |
| US6753159B1 (en) | Uric acid assay device with stabilized uricase reagent composition | |
| SU416969A3 (en) | ||
| Rodriguez et al. | Immobilized bacterial luciferase for microscale analysis of creatine kinase activity | |
| Sung-Ping et al. | Fluorometric enzymatic determination of serum creatinine on the surface of silicone-rubber pads | |
| Li et al. | A novel analysis method for lactate dehydrogenase activity in serum samples based on fluorescence capillary analysis | |
| Kamoun et al. | Ultramicromethod for determination of plasma uric acid. | |
| Krug et al. | Enzyme-based fiber-optic device for the determination of total and free cholesterol | |
| US4287028A (en) | Electrochemical detection procedure for the determination of glucose in biological fluids | |
| SU857874A1 (en) | Method of glucose quantitative determination |