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DE2641097A1 - Vorrichtung zur probenahme, zum mischen der probe mit einem reagens und zum durchfuehren von insbesondere optischen analysen - Google Patents

Vorrichtung zur probenahme, zum mischen der probe mit einem reagens und zum durchfuehren von insbesondere optischen analysen

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DE2641097A1
DE2641097A1 DE19762641097 DE2641097A DE2641097A1 DE 2641097 A1 DE2641097 A1 DE 2641097A1 DE 19762641097 DE19762641097 DE 19762641097 DE 2641097 A DE2641097 A DE 2641097A DE 2641097 A1 DE2641097 A1 DE 2641097A1
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DE
Germany
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reagent
cavity
cuvette
sample
cavities
Prior art date
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DE19762641097
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Jan Evert Lilja
Sven Erik Lennart Nilsson
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MIGRATA UK Ltd LONDON GB
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Description

Jan Evert LiIja, Frodes väg 17, 291 65 KRISTIANSTAD, und Sven-Erik Lennart Nilsson, Hasselvägen 17, 291 60 KRISTIANSTÄD,
\ Schweden.
DR WALTER M!ELSCH
Patentanwalt
2Hamburg 70 -Postfach 10914
Fernruf; 695 5810
Vorrichtung zur Probenahme, zum Mischen der Probe mit einem Reagens und zum Durchführen von insbesondere optischen Analysen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Probenahme, zum Mischen der Probe mit einem Reagens und zum direkten Durchführen von insbesondere optischen Analysen der mit dem Reagens vermischten Probe.
Normalerweise wird bei nasschemischen Analysen eine Probe mittels einer Pipette des Wegwerftyps aufgemessen, während das Reagens mit der Pipette oder einem Dispensator in ein Gefäss aufgemessen wird. Das Reagens hat meistens ein verhältnismässig grosses Volumen, so dass in der Volumenmessung verhältnismässig kleine Fehler entstehen, während dagegen das Volumen der Probe normalerweise klein ist, so dass die Probe nach dem Vermischen mit dem Reagens stark verdünnt ist. Um genaue Analyseergebnisse zu erzielen, muss das Probevolumen deshalb mit äusserster Sorgfalt gemessen werden. Das Gemisch von Probe und Reagens wird nach ev. Reaktionszeit in eine optische Messküvette zum Messen eingebracht .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei Analysen der obengenannten Art auftretenden Nachteile zu beseitigen, und diese Aufgabe wird erfindungsmässig durch eine Messküvette gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus einem Körper mit zumindest einem Hohlraum besteht, in den die Probe einziehbar ist, dass das Reagens im Hohlraum in einer im Verhältnis zu dessen Volumen vorbestimmten Menge aufgenommen ist, und dass zwei einander gegenüberstehende, den Hohlraum abgrenzende, ebene Flächen in einem vorbestimmten Abstand voneinander angebracht oder anbringbar sind.
Die Erfindung ermöglicht die Probenahme von Flüssigkeiten und deren Vermischen und chemische Reaktion mit einem Reagens, JB/bs beispielsweise zur Farbentwicklung, im selben Gefäss, welches für
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das folgende Messen benutzt wird. Die Erfindung vereinfacht somit das Probenahmeverfahren, reduziert die Anzahl der erforderlichen Geräte und bietet in den meisten Fällen, je nach der Art der auszuführenden Analyse, eine weit höhere Genauigkeit, indem sie das Analyseverfahren von der Arbeitstechnik der die Analyse ausführenden Person unabhängig macht. Im Vergleich mit den normalen, von Hand ausgeführten Verfahren wird auch der Zeitgewinn beträchtlich.
Die. Erfindung kann die Form einer optischen Messküvette mit kurzem Lichtweg haben, die in erster Linie zum direkten Aufsaugen der Probe mit Hilfe der zwischen den Begrenzungswänden des Küvettenhohlraums auftretenden Kapillarkraft,.durch Vakuum oder Schwerkraft bestimmt ist. Der Küvettenhohlraum enthält eine genau festgelegte Menge Reagens, vorzugsweise in fester Form. Das Restvolumen des Küvettenhohlraums wird mit der Probeflüssigkeit gefüllt. Zwischen der Probeflüssigkeit und dem Reagens wird somit ein bestimmtes Volumenverhältnis erhalten. Das Reagens soll von der Probeflüssigkeit aufgelöst werden. Dies bedeutet, dass zwei bisher von Hand ausgeführte Messverfahren durch ein Verfahren ersetzt v/erden, wo die Messgenauigkeit von der Herstellungsgenauigkeit bestimmt wird.
Das Reagensrezept wird derart gewählt, dass sich das Reagens nicht allzu rasch auflöst. Die Auflösegeschwindigkeit kann durch Vibrationsmischen gesteigert werden. Die Auflösegeschwindigkeit kann auch durch Dragieren des Reagens mit einer geeigneten, schwerlöslichen Substanz beeinflusst werden, so dass chemische Reaktionen auch in mehreren Stufen ausgeführt und empfindliche Reagenzien voneinander getrennt werden können.
Das Mischen erfolgt zweckdienlicherweise durch Vibrieren, da die Flüssigkeitsschicht so dünn ist, dass die üblichen Mischverfahren wirkungslos sind. Das Mischen wird am einfachsten in einem Photometer vorgenommen, kann aber selbstverständlich auch in einem freistehenden Vibrator ausgeführt werden. Die optimale Vibrationsfrequenz und Amplitude sind gewissermassen von der physischen Gestaltung und Anbringung der Messküvette abhängig. Bei Benutzung eines freistehenden Vibrators kann bei optischer Analyse ein Standard-Photometer gebraucht werden.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind schematisch
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Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
Fig. 7
Fig. 8
Fig. 9
Fig. 1
und in vergrössertem Massstab in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Ei; zeigen
eine Messküvette gemäss der Erfindung, einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, eine abgeänderte Ausführungsform der Küvette, einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, eine weitere Ausführungsform der erfindungsmässigen Messküvette,
einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5, eine Ausführungsform der Erfindung mit parallel geschalteten Hohlräumen,
eine Ausführungsform mit reihenförmig geschalteten Hohlräumen,
eine andere Ausführungsform der Erfindung mit mehreren Hohlräumen in Form von Kanälen, eine Küvette gemäss der Erfindung mit etwas nach aussen buchtenden Wänden,
Fig. 11 die Küvette gemäss Fig. 10 vom einen Ende gesehen, Fig. 12 eine Küvette mit Eintrittskanal,
Fig. 13 die in Fig. 12 gezeigte Küvette im Schnitt nach der Linie XIII-XIII in Fig. 2,
Fig. 14 die erfindungsmässige Küvette mit einem Distanzkörper , und
Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie XV-XV in Fig. 14.
Die auf der Zeichnung gezeigte Küvette besteht aus einem Körper 10 aus Glas oder Kunststoff, welcher vorzugsweise durchsichtig ist, um optische Analysen zu ermöglichen. Der Körper 10 hat gemäss Fig. 1 und 2 einen zur Aufnahme einer flüssigen Probe bestimmten Hohlraum 11, dessen Abmessungen derart gewählt sind, dass der Hohlraum mit Hilfe von Kapillarkraft oder in gewissen Fällen durch Schwerkraft gefüllt werden kann. Die Abmessungen des Hohlraums sind genau festgelegt, insbesondere der Abstand zwischen den den Hohlraum abgrenzenden Wänden.
Dem Küyettenhohlraum 11 wird Reagens zugeführt, d.h. ein Mittel, das mit der in den Hohlraum eingezogenen Probe durch Eindunsten, Gefriertrocknen, Sprühen, Siebdruck oder auf andere, zweckdienliche Weise reagieren soll, je nach dem Zweck, für den die Küvette hergestellt wird. Die Menge Reagens wird in Abhängigkeit
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von der Hohlraumgrösse sorgfältig eingeregelt. Durch Dragieren des Reagens kann die Auflösegeschwindigkeit in der Probe geregelt werden, beispielsweise zur Auflösung von Reagens in bestimmter Reihenfolge, was bei Analysen in mehreren Reaktionsstufen zweckdienlich ist, oder zur Isolierung empfindlicher Reagenzien. Nachdem das Reagens im Hohlraum abgesetzt worden ist, ist die Küvette gebrauchsbereit. Bei der in Fig. 1 gezeigten Küvette wird die nach aussen offene Seite des Hohlraums mit der zu untersuchenden, flüssigen Probe in Berührung gebracht, welche dabei in den Hohlraum 10 eindringt, wo sie mit dem Reagens vermischt wird, entweder spontan oder mit Hilfe eines Vibrators, welcher entweder eine separate Einheit oder einen Teil des Analysegeräts ausmachen kann, beispielsweise eines Photometers, in dem die Probe analysiert werden soll. Die Probe wird dann im Analyseapparat angebracht, und die Analyse wird ausgeführt.
Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist auf der Aussenseite der in Fig. 2 oberen, hohlraumbegrenzenden Wand ein ringförmiger Wulst 30 vorgesehen, der dazu dient, den umschlossenen Teil der Wand gegen Kratzer oder andere Beschädigung während der Handhabung der Küvette zu schützen.
Fig. 3 und 4 zeigen eine andere Ausf Uhrungsform der Küvette 10, die einen Hohlraum 12 und zwei Kanäle 13 aufweist, die sich von entgegengesetzten Seiten der Küvette erstrecken und in den Hohlraum 12 münden. In diesem Falle kann die Probe somit gerade durch die Küvette hindurchgezogen werden, was in gewissen Fällen vorteilhaft sein kann. In jeder der einander gegenüberstehenden Wände der Küvette ist über dem Hohlraum eine Vertiefung 31 mit flachem Boden vorgesehen, und diese Vertiefungen sind einander gegenüber angebracht. Diese Vertiefungen dienen demselben Zweck wie der ringförmige Wulst 30 im vorhergehenden Ausführungsbeispiel.
Die in Fig. 5 und 6 gezeigte Küvette besitzt einen Hohlraum 14 variierender Tiefe, die dadurch zustandegebracht ist, dass eine der Flächen des Hohlraums durch in verschiedenen Abständen von der gegenüberstehenden Fläche liegende Absätze 15 treppenförmig nach unten geführt ist. Die Anzahl dieser Absätze kann verschieden sein, und der Höhenunterschied zwischen den Absätzen wird für die Messgenauigkeit bestimmend sein. Der äusserste Hohlraum kann hier als ein Aufnahmeraum dienen, in dem
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kein Reagens enthalten ist und von dem die Probe mit zweckdienlicher Geschwindigkeit in die restlichen Hohlräume hineingezogen wird. Ueber einem oder mehreren der Absätze kann selbstverständlich ein Wulst 30 oder eine Vertiefung 31 gemäss den beiden vorhergehenden Ausführungsformen vorgesehen.. sein.
Die in Fig. 7 gezeigte Küvette hat vier parallel geschaltete Hohlräume 23, 23', die an einen gemeinsamen Kanal 25 durch Zweigkanäle 24 angeschlossen sind, die auf der entgegengesetzten Seite der Hohlräume fortsetzen und ins Freie münden, um Lufteinschliessungen in den Hohlräumen beim Einziehen der Probe zu verhindern. Die Hohlräume 23, 23' können Reagens derselben oder verschiedener Arten enthalten, um Kontrollanalysen bzw. verschiedene Arten von Analysen zu ermöglichen. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform können die Hohlräume 23· statt eines an den Wänden abgesetzten Reagens im oberen Hohlraum ein Gel, beispielsweise ein Gel eines gewissen Typs, und im unteren Hohlraum ein anderes Gel enthalten. Hierdurch erzielt man den Vorteil, dass eine Probe mit zwei verschiedenen Reagenzien in den Hohlräumen 23 reagieren kann, während Teilchen von einer durch die Wahl des Gels bestimmten Grosse in das Gel im betreffenden Hohlraum 23' hinein diffundieren, um mit im Gel vorhandenem, spezifischem Reagens zu reagieren.
Fig. 8 zeigt zwei nacheinander angeordnete Küvettenhohlräume 26, in die durch einen Kanal 27 eine Probe eingezogen wird. Die Hohlräume können Reagens derselben Art zur Kontrollanalyse oder Reagenzien verschiedener Art für verschiedene Analysen enthalten. Wie bei der vorigen Ausführungsform kann der eine Hohlraum ein Reagens und der andere (innere) Hohlraum ein Gel enthalten.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 9 unterscheidet sich von den vorhergehenden dadurch, dass die Küvette von einer Trägerplatte 30 gebildet ist, auf der ein steifes, poröses Material 28 mit sich senkrecht zur Ebene der Trägerplatte erstreckenden Kanälen oder Hohlräumen 29 befestigt ist, beispielsweise durch Verleimen. Wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen enthalten auch hier die Kanäle oder die Hohlräume 29 Reagens. In diesem Falle ist der Abstand zwischen den Stirnflächen der Kanäle oder Hohlräume von Bedeutung, da die Analyse hier in Längsrichtung der Kanäle oder Hohlräume erfolgt. Selbstverständlich ist wie auch in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen das Kanalvolumen von Bedeutung.
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Die in Fig. 10 und 11 gezeigte Küvette besteht aus einem Kunststoffmaterial grösserer Elastizität als bei den vorhergehenden Küvetten und hat einen Hohlraum 16, welcher - wie aus der Stirnansicht in Fig. 11 hervorgeht - von nach aussen buchtenden Wänden begrenzt ist, die bei der Analyse mittels einer mechanischen Vorrichtung zu einem vorbestimmten, gegenseitigen Abstand zusammengedrückt werden. Auch die Küvette gemäss Fig. 12 und 13 besteht aus elastischem Kunststoff und hat einen Hohlraum 18 mit einem Eintrittskanal 19. Auch in diesem Falle werden die den Hohlraum begrenzenden Wände bei der Analyse zusammengedrückt. In beiden Ausführungsformen ist die Dickentoleranz des Küvettenmaterials für die Messgenauigkeit wie auch für die Stabilität der die Wände zusammendrückenden Vorrichtung entscheidend.
Die in Fig. 14 und 15 gezeigte Küvette besteht ebenfalls aus elastischem Material und hat einen Hohlraum 20 und einen Eintrittskanal 21 in derselben Weise wie in Fig. 12. Indessen hat diese Küvette einen inneren Distanzkörper 22, welcher beim Zusammendrücken der den Hohlraum 20 begrenzenden Flächen den Abstand zwischen den Wänden bestimmt und ausserdem das Reagens trägt. Ferner kann der Distanzkörper 22 eine. Mischfunktion haben, falls er aus ferromagnetischem Material gefertigt ist, und das Mischen erfolgt dann in einem veränderlichen Magnetfeld.
Die in Fig. 10-15 gezeigten Küvetten können ausser durch Kapillarkraft oder Schwerkraft mit Hilfe von Vakuum gefüllt werden.
Falls die von der Küvette aufgenommene Probe nicht sofort analysiert werden soll, oder falls die Analyse lange dauert, können Mittel vorgesehen sein, um das nach aussen gekehrte, offene Ende des Hohlraums bzw. des Eintrittskanals zu verschliessen. Ein solches Mittel kann ein Kunststoffhütchen sein, das über die öffnung gesteckt wird, oder ein Material zweckdienlicher Konsistenz, in das die Küvette eingetaucht wird und das die öffnung sofort versiegelt.
Falls erwünscht, kann die Küvette leicht mit VorSprüngen oder Vertiefungen versehen werden, die bei der Analyse eine Messausrüstung steuern.
Die beschriebene Messküvette kann für Analysen verschiedenster Art benutzt werden. Sie hat sich jedoch als besonders
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vorteilhaft für die Hämoglobinbestimmung erwiesen, wo die Fehlerhäufigkeit auf ein absolutes Mindestmass reduziert werden konnte. Falls die Küvette einen Hohlraum hat, in den die Probe mit Hilfe von Vakuum, Schwerkraft oder Kapillarkraft aufgenommen wird, und von dem die Probe mit Hilfe der Kapillarkraft mehreren Hohlräumen mit verschiedenen Reagenzien und/oder Gelen zugeführt wird, kann eine ganze Reihe von Analysen in rascher Folge ausgeführt werden, vor allem falls die Küvette in eine automatische Messapparatur eingesetzt wird, die mittels in besonderer Weise gebildeter Teile der Küvette gesteuert wird.
Aus Obigem geht hervor, dass man mit der erfindungsmässigen Küvette in äusserst einfacher Weise Analysen ausführen kann, welche bisher ausnahmslos schwierig und zeitraubend gewesen sind und grosse Geschicklichkeit des Bedieners verlangt haben, damit keine Fehler entstehen.
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Claims (13)

Patentansprüche
1. Küvette zur Probenahme, zum Mischen der Probe mit einem Reagens und zum direkten Durchführen von insbesondere optischen Analysen der mit dem Reagens vermischten Probe, dadurch gekennzeichnet, dass die Küvette aus einem Körper mit zumindest einem Hohlraum besteht, in den die Probe einziehbar ist, dass das Reagens im Hohlraum in einer im Verhältnis zu dessen Volumen vorbestimmten Menge aufgenommen ist, und dass zwei einander gegenüberstehende, den Hohlraum abgrenzende, ebene Flächen in einem vorbestimmten Abstand voneinander angebracht oder anbringbar sind.
2. Küvette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagens die Form eines festen Materials hat, das durch Eindunsten, Gefriertrocknen, Sprühen oder Siebdruck an den Wänden des Hohlraums abgesetzt ist.
3. Küvette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagens die Form eines halbfesten Materials, insbesondere eines Gels, hat.
4. Küvette nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Küvette einen Aufnahmeraum hat, von dem ein oder mehrere Hohlräume Proben aufnehmen, vorzugsweise mit Hilfe der Kapillarkraft.
5. Küvette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hohlräume parallel oder in Reihe angeordnet sind, welche dasselbe oder verschiedene Reagenzien enthalten.
6. Küvette nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe mit dem Reagens durch Betätigung des Körpers von aussen her vermischt wird, beispielsweise durch Vibrieren.
7. Küvette nach einem-der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der den Hohlraum des Körpers abgrenzenden Wände stufenförmig mit genau festgelegten Höhenunterschieden zwischen den einzelnen Stufen ausgebildet ist.
8. Küvette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagens oder die Reagenzien zur Einregelung der Lösungsgeschwindigkeit und/oder -Ordnung dragiert sind.
9. Küvette nach Anspruch 1„ bei der die den Messhohlraum abgrenzenden Flächen in vorbestimmtem Abstand voneinander anbringbar
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sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Hohlraum ein Distanzkörper vorgesehen ist, der den Abstand zwischen den Wänden des Hohlraums bei deren Betätigung von aussen her bestimmt.
10. Küvette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzkörper auch als Reagensträger dient.
11. Küvette nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzkörper aus ferromagnetischem Material besteht, um Probe und Reagens durch Anbringung in einem veränder- ' liehen Magnetfeld zu vermischen.
12. Küvette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrichtung des Hohlraums oder der Hohlräume mit den ebenen Flächen einen rechten Winkel einschliesst.
13. Küvette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus durchsichtigem Kunststoff oder Glas gefertigt ist.
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DE2641097A 1975-09-29 1976-09-13 Küvette zum Durchführen von optischen Analysen und ihre Verwendung für die Hämoglobinbestimmung Expired DE2641097C2 (de)

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