DE3448006C2

DE3448006C2 - Carrier for immunological analyses

Info

Publication number: DE3448006C2
Application number: DE19843448006
Authority: DE
Inventors: Takashi Hachioji Tokio/Tokyo Jp Yamada; Hiroshi Sagamihara Kanagawa Jp Takekawa
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-04-07
Filing date: 1984-04-05
Publication date: 1987-12-03
Also published as: DE3412886A1; DE3412886C2

Abstract

Published without abstract.

Description

Die Erfindung betrifft einen Träger zur Durchführung einer immunologischen Analyse, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und bereits bekannt ist (DE-OS 28 01 026), also einen Träger zum Immobilisieren bzw. Fixie ren von Antigenen oder Antikörpern, darin einem Reaktionsröhrchen angeordnet wird, in dem eine Reaktion der am Träger fixierten Antigene oder Antikörper mit einem Reagens oder einer Probe ausgelöst wird, um einen Immuntest vorzunehmen.The invention relates to a carrier for performing an immunological analysis, as in The preamble of claim 1 is described and is already known (DE-OS 28 01 026), that is a carrier for immobilization or fixie ren of antigens or antibodies, arranged in a reaction tube in which a reaction of the antigens fixed on the carrier or raised antibodies with a reagent or sample to do an immunoassay.

Aufgrund des Fortschritts in der medizinischen Behandlung können heutzutage äußerst kleine Menge biologischer Substan zen analysiert werden, und das erleichtert die Frühdiagnose der verschiedensten Krankheiten. So können z. B. ernste Krank heiten, wie bösartige Tumoren, α-Fetoprotein und karzinoem bryonisches Antigen oder dergleichen, Störungen der Hormonaus scheidung, z. B. von Insulin und Thyroxin und immunologisches Fehlverhalten, beispielsweise von Immunglobulin in einem frü hen Stadium diagnostiziert werden. Abgesehen von der Diagnose der Krankheit kann auch nachträglich die medizinische Behand lung überwacht werden. Darüber hinaus ist es möglich, nieder molekulares Hapten (Halbantigen) zu messen, beispielsweise als eine Medizin, so daß die Erstellung von Behandlungsplänen für medizinische Verabreichungen erleichtert wird.Due to the progress in medical treatment, extremely small amounts of biological substances can now be analyzed, and this makes early diagnosis of a wide variety of diseases easier. So z. B. serious diseases such as malignant tumors, α- fetoprotein and carcino bryonic antigen or the like, hormonal disorders, for. B. of insulin and thyroxine and immunological misconduct, for example of immunoglobulin in an early stage. Apart from the diagnosis of the disease, medical treatment can also be monitored retrospectively. In addition, it is possible to measure low molecular hapten (semi-antigen), for example as a medicine, so that the preparation of treatment plans for medical administrations is facilitated.

Die meisten dieser biologischen Substanzen und Medikamente werden im allgemeinen in einem chemisch-immunologischen Verfah ren unter Anwendung einer Antigen-Antikörper-Reaktion (A.A.R.) getestet. Die chemo-immunologische Reaktion wird bereits in den verschiedensten Analysierverfahren angewandt. Die neuer dings führende Methode besteht darin, ein der Identifizierung oder Markierung dienendes Antigen bzw. einen solchen Antikör per zu benutzen, wobei eine Markierungssubstanz von großer Empfindlichkeit gegenüber dem jeweiligen Antikörper bzw. Anti gen mit dem Antigen bzw. Antikörper gekoppelt wird. Die eine Markierungssubstanz verwendenden Analysierverfahren werden unterschieden nach Radioimmunotests unter Verwendung von Radioisotopen als Markierungsmaterial, Fluoreszenzimmunotests unter Verwendung von fluoreszierendem Markierungsmaterial und Enzymimmunotests unter Verwendung von Enzymen als Markierungs material. Besonderes Interesse gilt hierbei dem Enzymimmuno test, weil hierfür keine besondere Einrichtung und kein beson deres Meßverfahren erforderlich ist, sondern der Test ganz einfach unter Verwendung der üblichen Kolorimeter durchgeführt werden kann. Bei dem Enzymimmunotest wird ferner unterschieden nach homogenem Enzymimmunotest und heterogenem Enzymimmunotest. Bei der homogenen Bestimmung wird der Prüfstoff durch di rektes Ableiten der Schwankung der Aktivität des Markierungs enzyms aufgrund des Vorhandenseins der chemisch-immunologi schen Reaktion quantitativ festgestellt. Bei der heterogenen Bestimmung wird der Prüfstoff durch die Vornahme einer B-F- Trennung (Trennung gebundener und freier Liganden) quantitativ festgestellt. Dazu werden unter Verwendung eines unlöslichen Trägers, beispielsweise aus Kunstharz oder Kunststoff oder in Form einer Glasperle in einem Spülvorgang Enzymmarkierungs- Antikörper oder -Antigene, die mit Antigenen oder Antikörpern umgesetzt wurden, von nichtumgesetzten getrennt. Der homogene Enzymimmunotest kann einfach durchgeführt werden, hat aber den Nachteil, daß lediglich niedermolekulares Hapten analysiert werden kann, während eine Untersuchung hochmolekularer biolo gischer Substanzen unmöglich ist. Im Gegensatz zu der homo genen Bestimmung ist für den heterogenen Enzymimmunotest ein Spül- oder Waschvorgang nötig, um die B-F-Trennung durchzufüh ren. Dies Untersuchungsverfahren kann immer wirksam angewandt werden, gleichgültig ob eine niedermolekulare oder eine hoch molekulare Substanz untersucht werden soll. Folglich wird die heterogene Methode allgemein angewandt, da der Prüfstoff nicht eng begrenzt ist.Most of these biological substances and medicines are generally in a chemical immunological process using an antigen-antibody reaction (A.A.R.) tested. The chemo-immunological reaction is already in various analysis methods applied. The newer The leading method is one of identification or labeling-serving antigen or such an antibody per to use, with a marking substance of large Sensitivity to the respective antibody or anti gene is coupled with the antigen or antibody. The one Analysis method using marker substance distinguished from radioimmunoassays using Radioisotopes as labeling material, fluorescence immunoassays using fluorescent marking material and Enzyme immunoassays using enzymes as a label material. Enzyme immuno is of particular interest test, because no special facility and no special whose measuring method is required, but the test entirely simply done using the usual colorimeter can be. A distinction is also made in the enzyme immunoassay after homogeneous enzyme immunoassay and heterogeneous enzyme immunoassay. In the homogeneous determination, the test substance is di right deduction of the fluctuation in the activity of the marker enzyme due to the presence of chemical immunology reaction determined quantitatively. With the heterogeneous The test substance is determined by carrying out a B-F Separation (separation of bound and free ligands) quantitative detected. To do this, use an insoluble Carrier, for example made of synthetic resin or plastic or in Shape of a glass bead in one rinse Antibodies or antigens with antigens or antibodies implemented, separated from unreacted. The homogeneous Enzyme immunoassay is easy to do, but it does Disadvantage that only low molecular weight hapten is analyzed during an investigation of high molecular weight biolo substances is impossible. In contrast to the homo gene determination is for the heterogeneous enzyme immunoassay Rinsing or washing process necessary to carry out the B-F separation ren. This examination procedure can always be used effectively regardless of whether it is a low molecular weight or a high one molecular substance to be examined. Hence the heterogeneous method generally used since the test substance is not is narrowly limited.

Für den heterogenen Enzymimmunotest ist die sogenannte kom petitive, direkte Methode und die indirekte Sandwich-Methode bekannt. Diese beiden Methoden sollen anhand von Fig. 1 und 2 näher erläutert werden.The so-called competitive, direct method and the indirect sandwich method are known for the heterogeneous enzyme immunoassay. These two methods will be explained in more detail with reference to FIGS. 1 and 2.

Bei der in Fig. 1 gezeigten kompetitiven Methode werden die Antikörper oder Antigene, die die A.A.R. an einem in einer Probe enthaltenen Prüfstoff 2 bewirken, zunächst an einem un löslichen Träger 1 fixiert, und dann wird der so behandelte Träger 1 veranlaßt, die A.A.R. mit dem Prüfstoff 2 in der Pro be und einem Markierungs- oder Nachweisreagens 3 der gleichen Substanz, mit der eine Enzymmarkierungssubstanz gekoppelt ist, hervorzurufen. Danach erfolgt in einem Waschvorgang die B-F- Trennung zwischen dem Prüfstoff 2 und dem Nachweisreagens 3, die nicht gebunden wurden bzw. frei sind. Nachdem ein chromo phores Reagens, welches mit dem Markierungsenzym im Nachweis reagens 3 umsetzbar ist, hinzugefügt und die Reaktion veran laßt wurde, wird dann der Prüfstoff 2 durch kolorimetrische Messung der Reaktionsflüssigkeit quantitativ bestimmt, um Aus kunft über die Enzymaktivität des Markierungsenzyms zu er halten.In the competitive method shown in FIG. 1, the antibodies or antigens which cause the AAR on a test substance 2 contained in a sample are first fixed to an insoluble carrier 1 , and then the carrier 1 treated in this way is caused to carry the AAR with the test substance 2 in the sample and a labeling or detection reagent 3 of the same substance with which an enzyme labeling substance is coupled. The BF is then separated in a washing process between the test substance 2 and the detection reagent 3 , which have not been bound or are free. After a chromophoric reagent, which can be reacted with the labeling enzyme in the detection reagent 3 , has been added and the reaction has been initiated, the test substance 2 is then quantitatively determined by colorimetric measurement of the reaction liquid in order to obtain information about the enzyme activity of the labeling enzyme.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Sandwich-Methode wird ein unlös licher Träger 5 verwendet, an dem zuvor, ähnlich wie bei der kompetitiven Methode Antikörper oder Antigene fixiert wurden, die mit dem in einer Probe enthaltenen Prüfstoff 6 eine A.A.R. eingehen. Zunächst wird in einer A.A.R. zwischen dem Träger 5 und dem Prüfstoff 6 der zuletzt genannte veranlaßt, sich mit dem Träger 5, an dem ein Antigen oder Antikörper fixiert ist, zu koppeln. Nach der B-F-Trennung im Zuge eines Waschvorganges wird eine A.A.R. ausgebildet, indem ein Nachweisreagens 7, wel ches mit einer Enzymsubstanz markiert ist und eine A.A.R. mit dem Prüfstoff 6 veranlaßt, zur Einwirkung auf den Träger 5 ge bracht wird. Nach erneuter B-F-Trennung in einem Spülvorgang wird ein farbgebendes bzw. chromophores Reagenz hinzugefügt, welches auf das Markierungsenzym in dem Nachweisreagens 7 ein wirkt. Nach dieser Reaktion wird der Prüfstoff 6 in einer ko lorimetrischen Messung der Reaktionsflüssigkeit quantitativ bestimmt, um Auskunft über die Enzymaktivität des Markierungs enzyms zu erhalten.In the sandwich method shown in FIG. 2, an insoluble carrier 5 is used, to which, similar to the competitive method, antibodies or antigens have previously been fixed, which enter into an AAR with the test substance 6 contained in a sample. First, in an AAR between the carrier 5 and the test substance 6, the latter is caused to couple with the carrier 5 , to which an antigen or antibody is fixed. After the BF separation in the course of a washing process, an AAR is formed by bringing a detection reagent 7 , which is labeled with an enzyme substance and causes an AAR with the test substance 6 , to act on the carrier 5 . After another BF separation in a rinsing process, a coloring or chromophoric reagent is added, which reacts on the labeling enzyme in the detection reagent 7 . After this reaction, the test substance 6 is determined quantitatively in a colorimetric measurement of the reaction liquid in order to obtain information about the enzyme activity of the labeling enzyme.

Wie schon erwähnt, ist für den heterogenen Enzymimmunotest der Waschvorgang an dem Träger, an dem ein Antigen oder Anti körper fixiert ist, nötig, um die B-F-Trennung zu erreichen. Dieser Waschvorgang wird wie folgt durchgeführt: Es wird ein U-förmiges Reaktionsröhrchen verwendet, welches einen Abschnitt mit großem und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, d. h. einen weiten Schenkel und einen engen Schenkel sowie einen Verbindungskanal zwischen beiden aufweist. Im Verbindungskanal wird ein Träger aufgenommen, der einen größeren Außendurch messer hat als der Innendurchmesser des engen Schenkels. Durch den weiten Schenkel wird eine Waschflüssigkeit einge führt und aus dem engen Schenkel wieder abgeführt. Hierbei wird ein kugelförmiger Träger mit glatter Oberfläche (ohne Vorsprünge) verwendet (JP-OS 1 47 067/1981 und JP-OS 74 662/1982).As already mentioned, is for the heterogeneous enzyme immunoassay the washing process on the carrier on which an antigen or anti body is necessary to achieve the B-F separation. This washing process is carried out as follows: It becomes a U-shaped reaction tube is used, which has a section with a large and a section with a small diameter, d. H. a wide leg and a narrow leg and one Has connecting channel between the two. In the connecting channel a carrier is added that has a larger outside diameter knife than the inside diameter of the narrow leg. A washing liquid is inserted through the wide leg leads and removed from the narrow leg. This becomes a spherical one Carrier with a smooth surface (without projections) used (JP-OS 1 47 067/1981 and JP-OS 74 662/1982).

Bei dem mit Träger vorgenommenen Wasch- bzw. Spülvorgang kann jedoch die Waschflüssigkeit und auch Fremdstoffe zurück blei ben, die an Berührungsflächen zwischen dem Träger und dem Reaktionsröhrchen haften. Das hat den Nachteil, daß die Geräte verschmutzt werden und Reagenzien und dergleichen gemischt oder übertragen werden. Da der bisher verwendete Träger, an dem ein Antigen oder Antikörper fixiert ist, kugelförmige Ge stalt hat und in einem U-förmigen Reaktionsröhrchen verwendet wird, wird die Waschwirkung dadurch beeinträchtigt, daß der Verbindungskanal zwischen dem weiten und dem engen Schenkel vom Träger blockiert wird. Wenn ein Reaktionsröhrchen von ein schenkliger, gerader Gestalt benutzt wird, ist es schwierig, die Waschflüssigkeit abzusaugen, die in dem Berührungsbereich zwischen dem Träger und dem Reaktionsröhrchen eingefangen ist, so daß die Spülung nicht vollständig durchgeführt werden kann. Wenn die Spülung nicht komplett ist, kann auch die B-F-Tren nung nicht exakt durchgeführt werden, so daß die Analyseer gebnisse fehlerhaft sein können. Selbst wenn solche Fehler ge ring sind, kann auf dem Gebiet der biochemischen Analyse die Diskrepanz der Meßergebnisse groß sein.In the washing or rinsing process carried out with the carrier however, the washing liquid and foreign matter remain ben, the contact surfaces between the carrier and the Reaction tubes stick. This has the disadvantage that the devices become dirty and reagents and the like are mixed or be transferred. Since the carrier used so far, at to which an antigen or antibody is fixed, spherical Ge stalt and used in a U-shaped reaction tube the washing effect is impaired by the fact that the Connection channel between the wide and the narrow leg is blocked by the carrier. If a reaction tube of one leg shape, straight shape, it is difficult suck off the washing liquid in the touch area trapped between the support and the reaction tube, so that the rinsing cannot be carried out completely. If the flush is not complete, the B-F door can also be used tion can not be carried out exactly, so that the analyzer results may be incorrect. Even if such errors ge ring can be used in the field of biochemical analysis There should be a large discrepancy in the measurement results.

Selbst für medizinische Analysen und Meßgeräte werden neuer dings die verschiedensten Test und Meßmethoden automatisch durchgeführt. Auch für den Enzymimmunotest, der bisher wegen seiner Kompliziertheit nicht für automatisierbar gehalten wurde, ist eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, mit der alle Meßschritte automatisch durchgeführt werden (JP-OS 1 47 067/1981 und 74 662/1982). Mit den dort im ein zelnen offenbarten Vorrichtungen wird eine automatische Mes sung vorgenommen, die nachfolgend kurz beschrieben werden soll.Even for medical analyzes and measuring devices are new However, various test and measurement methods automatically carried out. Also for the enzyme immunoassay, which has been used up to now its complexity was not thought to be automatable a device has been proposed with which all Measuring steps are carried out automatically (JP-OS 1 47 067/1981 and 74 662/1982). With those in there The disclosed devices will automatically measure solution that will be briefly described below.

Wie Fig. 3A zeigt, wird ein Reaktionsröhrchen 11 vorgesehen, welches U-förmige Gestalt hat und einen engen Schenkel 11 b aufweist, der mit dem Boden eines weiten Schenkels 11 a in Ver bindung steht. Ein Träger 12, an dem ein Antigen oder Antikör per fixiert ist, hat freien Zugang zu dem weiten Schenkel 11 a, aber nicht zu dem engen Schenkel 11 b. Der Träger 12 besteht aus einem Trägerkörper in Form eines Polystyrolkügelchens, eines Glasperlchens oder dergleichen, an dem Antikörper (oder Antigene) fixiert sind. Dieser Träger 12 und ein Reagens bzw. eine Pufferlösung 13 ist in den weiten Schenkel 11 a eingebbar. Anschließend wird dann, wie Fig. 3B zeigt, eine gegebene Menge einer Probe eines zu untersuchenden Objekts mittels einer Pro ben-Pipettiervorrichtung 14 in den weiten Schenkel 11 a einge füllt, und dann wird, wie Fig. 3C zeigt, durch den engen Schen kel 11 b Luft zugeführt, um die Probek aufzurühren und die am Träger 12 fixierten Antikörper (oder Antigene) und die in der Probe enthaltenen Antigene (oder Antikörper) zur Reaktion zu bringen, so daß ein Träger 15 entsteht, an dem ein Antikörper (Antigen)-Antigen (Antikörper)-Komplex fixiert ist. Wie Fig. 3D zeigt, wird dann mittels einer Waschflüssigkeit-Zufuhrvorrich tung 16 in den weiten Schenkel 11 a Waschflüssigkeit eingeführt und durch enge Verbindung einer Waschflüssigkeit-Saugvorrich tung 17 mit der Öffnung am oberen Ende des engen Schenkels (11 b) die Waschflüssigkeit abgesaugt. So wird der Träger 15 und das Reaktionsröhrchen 11 gespült.As shown in Fig. 3A, a reaction tube 11 is provided, which has a U-shaped shape and a narrow leg 11 b , which is connected to the bottom of a wide leg 11 a in connection. A carrier 12 on which an antigen or antibody is fixed by has free access to the wide leg 11 a , but not to the narrow leg 11 b . The carrier 12 consists of a carrier body in the form of a polystyrene bead, a glass bead or the like, to which antibodies (or antigens) are fixed. This carrier 12 and a reagent or a buffer solution 13 can be introduced into the wide leg 11 a . 3B is subsequently then, as shown in Fig., A given amount of a sample to be examined object by means of a per ben-pipetting device 14 in the long leg 11 a filled one, and then 3C, as shown in Fig., Through the narrow's kel 11 b air is supplied in order to stir the sample and to react the antibodies (or antigens) fixed on the support 12 and the antigens (or antibodies) contained in the sample, so that a support 15 is formed on which an antibody (antigen) -Antigen (antibody) complex is fixed. As shown in Fig. 3D, device 16 is then introduced into the wide leg 11 a of washing liquid by means of a washing liquid feed device 16 and device 17 is suctioned off by closely connecting a washing liquid suction device 17 with the opening at the upper end of the narrow leg ( 11 b) . In this way, the carrier 15 and the reaction tube 11 are rinsed.

Gemäß Fig. 3E werden dann Antikörper (oder Antigene) mit En zymmarkierungssubstanz 18 in den weiten Schenkel 11 a des Re aktionsröhrchens 11 mittels einer Pipettiervorrichtung 19 ein gegeben. Gemäß Fig. 3F wird durch den engen Schenkel 11 b Luft zugeführt, um die Lösung auszuführen, wobei ein Träger 20 ent steht, an dem der Antikörper (Antigen)-Antigen (Antikörper)- Antikörper (Antigen)-Komplex und das Markierungsenzym fixiert ist. Dieser Träger 20 und das Reaktionsröhrchen 11 wird an schließend gespült (Fig. 3G), ähnlich wie im Zusammenhang mit Fig. 3D beschrieben.According to FIG. 3E, antibodies (or antigens) with enzyme marking substance 18 are then introduced into the wide leg 11 a of the reaction tube 11 by means of a pipetting device 19 . Referring to FIG. 3F 11 b air through the narrow leg supplied to carry out the solution, a carrier 20 is ent to which the antibody (antigen) antigen (antibody) - antibody (antigen) complex and the labeling enzyme is fixed . This carrier 20 and the reaction tube 11 is then rinsed ( Fig. 3G), similar to that described in connection with Fig. 3D.

Um die Enzymaktivität des Trägers 20, an dem der A.-A.-Komplex und das Markierungsenzym fixiert ist, messen zu können, wird dann ein Reagens 21 dem weiten Schenkel 11 a mittels einer Reagens-Pipettiervorrichtung 22 zugeführt. Wiederum wird in den engen Schenkel 11 b Luft eingeführt, um das Reagens 21 auszufüh ren, damit es auf das Enzym einwirkt (Fig. 3I). Dann wird an das obere Ende des engen Schenkels 11 b ein Saugrohr 23 dicht angekoppelt, und das umgesetzte Reagens 21 in eine Strömungs zelle 24 übergeleitet, in der die Extinktion oder das Absorp tionsvermögen des umgesetzten Reagens 21 gemessen wird, um Auskunft über die Enzymaktivität des Trägers 20 zu erhalten. Auf diese Weise kann der Antigengehalt bzw. Antikörpergehalt der Probe bestimmt werden.In order to be able to measure the enzyme activity of the carrier 20 on which the A.-A. complex and the labeling enzyme are fixed, a reagent 21 is then fed to the wide leg 11 a by means of a reagent pipetting device 22 . Turn is introduced 11b air in the narrow leg, reindeer to the reagent 21 auszufüh so that it acts on the enzyme (Fig. 3I). Then, a suction tube 23 is tightly coupled to the upper end of the narrow leg 11 b , and the reacted reagent 21 is transferred into a flow cell 24 , in which the absorbance or absorbance of the reacted reagent 21 is measured to provide information about the enzyme activity of the Obtain carrier 20 . In this way, the antigen content or antibody content of the sample can be determined.

Nach dem Messen des Absorptionsvermögens wird der im Reaktions röhrchen 11 verbliebene Träger 20 mittels einer Saugvorrich tung 25 abgesaugt. Dann wird Waschflüssigkeit dem engen Schen kel 11 b mittels einer Waschflüssigkeit-Zufuhrvorrichtung 26 zugeführt und mittels der Saugvorrichtung 25 wieder abgegeben, um das Innere des Reaktionsröhrchens 11 zu säubern (Fig. 3K).After measuring the absorbency, the remaining in the reaction tube 11 carrier 20 is suctioned off by means of a Saugvorrich device 25 . Then washing liquid is the narrow's kel 11 b by means of a washing liquid supply device 26 is supplied and released again by means of the suction device 25 to the interior of the reaction tube 11 to clean (Fig. 3K).

Durch eine Wiederholung der vorstehend beschriebenen Verfah rensschritte kann der Antigen- oder Antikörpergehalt in einer Reihe von Proben der Reihe nach vollautomatisch bestimmt wer den.By repeating the procedure described above The antigen or antibody content can be A series of samples is determined fully automatically in sequence the.

Da bei den vorstehend beschriebenen Verfahrensschritten eine Vielzahl von Reaktionen in einem einzigen Reaktionsgefäß vor genommen wird, muß verhindert werden, daß ein in einem be stimmten Schritt verwendetes Reagens einen nachfolgenden Ver fahrensschritt beeinträchtigen kann. Hierzu wird das Innere des Reaktionsröhrchens immer dann gewaschen, wenn ein Reak tionsschritt beendet ist. Allerdings besteht die Möglichkeit, daß bei herkömmlichen Geräten der Waschvorgang nicht gründlich und zuverlässig genug durchgeführt wird. Wie der vergrößerte Schnitt gemäß Fig. 4 zeigt, steht der Träger 15 (20) mit der Innenwand des Reaktionsröhrchens 11 in der Nähe eines Verbin dungskanals 11 c zwischen den beiden Schenkeln so in Berührung, daß der enge Schenkel 11 b überdeckt ist. Folglich bleibt beim Absaugen der Waschflüssigkeit 27 in dem engen Spalt zwischen dem Träger 15 (20) und der Innenwand des Reaktionsröhrchens 11 in der Nähe des Bereichs, in dem die Waschflüssigkeit mit dem Reaktionsröhrchen 11 in Verbindung steht, Flüssigkeit zu rück.Since a large number of reactions are carried out in a single reaction vessel in the process steps described above, it must be prevented that a reagent used in a certain step can adversely affect a subsequent process step. For this purpose, the inside of the reaction tube is always washed when a reaction step has ended. However, there is a possibility that the washing process is not carried out thoroughly and reliably enough in conventional appliances. As the enlarged section in FIG. 4, the carrier 15 (20) with the inner wall of the reaction tube 11 in the vicinity of a Verbin dung channel 11 c between the two legs so in contact, that the narrow limb 11 overlaps b. Consequently, when the washing liquid 27 is sucked off, liquid remains in the narrow gap between the carrier 15 ( 20 ) and the inner wall of the reaction tube 11 in the vicinity of the area in which the washing liquid is connected to the reaction tube 11 .

Sollten bei irgendeinem der Verfahrensschritte Fremdstoffe ins Innere des Reaktionsröhrchens 11 gelangen, so bleiben diese Fremdstoffe 28 trotz des Waschvorganges zurück, denn der Trä ger 15 (20) behindert den Ausgang, so daß die Fremdstoffe nicht in den engen Schenkel 11 b gelangen können, sondern im Röhrchen bleiben. If in any of the method steps of foreign substances into the interior of the reaction tube 11, so these foreign substances 28 remain despite the washing procedure returns, since it Trä ger 15 (20) obstructs the output, so that the foreign substances can not enter the narrow legs 11 b, but stay in the tube.

Wenn der Waschvorgang aber nicht komplett ist, stört die ver bleibende Waschflüssigkeit 27 ebenso wie zurückbleibende Fremd stoffe 28 die anschließenden Reaktionen, und das führt zu unge nauer Messung bei der Analyse.If the washing process is not complete, however, the remaining washing liquid 27 as well as residual foreign substances 28 disturb the subsequent reactions, and this leads to inaccurate measurement during the analysis.

Der eingangs genannte gattungsgemäße Träger weist spitze Vor sprünge auf. Er ist auch nicht kompakt, sondern ringförmig aus gebildet und umschließt eine Öffnung mit einer Achse. Die spit zen Vorsprünge sind nur auf der einen Stirnseite des Trägers angeordnet, von der sie axial vorspringen. Von der Außenum fangsfläche des Trägers können weitere Vorsprünge radial vor springen. Sowohl von der Trägerform wie von den nur an bestimm ten Flächen vorgesehenen Vorsprüngen ist eine besondere Aus richtung des Trägers in der Betriebs- oder Arbeitsstellung er forderlich, nämlich eine koaxiale Anordnung in einem geraden zylindrischen Röhrchen. Dabei ist der Durchmesser des Trägers dem Innendurchmesser des Röhrchens im wesentlichen angepaßt, so daß die koaxiale Ausrichtung im Röhrchen auch beim vorgesehenen Schütteln erhalten bleibt. Die Ringform des Trägers und seine koaxiale Anordnung im Röhrchen ermöglichen die photometrische Durchleuchtung bei im Reaktionsröhrchen vorhandenem Träger durch dessen Mittelöffnung hindurch. Während die radialen Vor sprünge die konzentrische Anordnung des Trägers gewährleisten sollen, haben die stirnseitigen bzw. axialen Vorsprünge offen bar den Sinn, bei Verwendung eines Reaktionsröhrchens mit ebe nem Boden den Träger im Abstand von diesem Boden zu halten und dadurch den freien Flüssigkeitszugang zu einer möglichst gro ßen, die Reaktionszeit verringernden Kontaktfläche des Trägers aufrecht zu erhalten.The generic carrier mentioned in the introduction has pointed tips jump on. It is also not compact, but ring-shaped formed and encloses an opening with an axis. The spit Zen protrusions are only on one end of the wearer arranged from which they project axially. From the outside starting surface of the carrier can further projections radially leap. Both from the shape of the carrier as from the only determined Projections provided on the surfaces is a special feature direction of the wearer in the operating or working position required, namely a coaxial arrangement in a straight line cylindrical tubes. Here is the diameter of the carrier essentially adapted to the inside diameter of the tube, so that the coaxial alignment in the tube is also provided Shake remains. The ring shape of the wearer and his Coaxial arrangement in the tube enables the photometric Illumination of the support in the reaction tube through its central opening. During the radial front ensures the concentric arrangement of the carrier the front or axial projections should be open bar the sense when using a reaction tube with ebe to keep the carrier at a distance from this floor and thereby free liquid access to the largest possible ß, the reaction time reducing contact area of the carrier to maintain.

Da der bekannte Träger mit Vorsprüngen nur in einem Reaktions röhrchen mit geschlossenem Boden verwendet wird, das also nicht wie ein U-Röhrchen vom einen zum anderen Ende hin durchspült werden kann, erfordert eine Mehrfachverwendung jeweils eine gründliche Reinigung von Röhrchen und Träger nach dem Entfernen des Trägers aus dem Röhrchen.
Since the known carrier with protrusions is only used in a reaction tube with a closed bottom, which therefore cannot be flushed from one end to the other like a U-tube, multiple use requires thorough cleaning of the tube and carrier after removal of the Carrier from the tube.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Träger zu schaffen, der eine rationelle Arbeitsweise mit einer Folge von Untersuchungen unter Verbleib im Reaktionsröhrchen ermöglicht und trotzdem genaue Ergebnisse erzielt, weil Ver schmutzungen, Übertragungseffekte u. dgl., zwischen aufeinander folgenden Untersuchungen vermieden werden.Accordingly, the invention is based on the object To create carriers who work rationally with a Sequence of investigations while remaining in the reaction tube enables and still achieves accurate results because Ver dirt, transmission effects and. Like., between each other following investigations can be avoided.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 ge löst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is ge according to the characterizing part of claim 1 solves. Appropriate refinements and developments result itself from the subclaims.

Der erfindungsgemäße Träger ist zwar in seiner Größe auf die Durchmesser der beiden ungleich weiten Schenkel des U-förmigen Reaktionsröhrchens abgestimmt, erfordert jedoch im übrigen keine spezielle Anpassung und Formgebung oder bewußte Ausrich tung in der Betriebsstellung. Beim Ableiten einer Waschflüssig keit aus dem weiteren Röhrchenschenkel wird die zuströmende Flüssigkeit durch den sphärischen Träger in radialer Richtung verteilt, was zu einer gleichförmigen guten Spülung der Träger oberfläche führt. Wenn bei mit Reagenzlösung gefülltem Röhrchen Luft vom engeren Röhrchenschenkel her eingeführt wird, werden auch die Luftblasen an der Unterseite des sphärischen Trägers radial verteilt, wodurch eine gleichförmige Agitation hervorge rufen wird und die Reaktionszeit herabgesetzt werden kann. Zu sätzlich wird der sphärische Träger durch die Luftblasen auf- und abbewegt, was die Reaktion beschleunigt. Außer diesen im Vergleich zu einem ringförmigen Träger gegebenen Vorteilen ist im Falle des Absaugens von Flüssigkeit durch den engeren Röhr chenschenkel eine im wesentlichen vollständige Leerung gewähr leistet, weil kein sich schließender Ablaufspalt wie bei einem glatten kugelförmigen Träger zwischen diesem und dem sich vom weiteren zum engeren Röhrchenschenkel verjüngenden Übergangsab schnitt des Röhrchens vorhanden ist. Entsprechend ungünstige Verhältnisse könnten auch austreten, wenn ein Träger zwar mit Vorsprüngen versehen ist, diese jedoch einseitig angeordnet und nicht gleichmäßig verteilt sind. Im übrigen ist die gleichmäßi ge Verteilung der Vorsprünge auch dafür verantwortlich, daß beim Einsetzen des Trägers nicht auf eine bestimmte Orientie rung zu achten ist, sondern daß man den Träger einfach in den weiteren Röhrchenschenkel hineinfallen lassen kann. Da durch die Vorsprünge die Berührungsfläche zwischen dem Träger und dem Reaktionsröhrchen sehr gering wird, ist das Problem von Verun reinigungen und Übertragungseffekten bereits durch normale Waschvorgänge gelöst. Außerdem wird durch die vorgesehenen Vor sprünge die Oberfläche des Trägers stark vergrößert, so daß mehr Antikörper oder Antigene am Träger fixiert werden können, wodurch die Empfindlichkeit der Reaktion verbessert und die Reaktionszeit verkürzt werden kann.The size of the carrier according to the invention is based on Diameter of the two unequal legs of the U-shaped Reaction tube tuned, but otherwise requires no special adaptation and shaping or deliberate alignment tion in the operating position. When draining a washing liquid ity from the further tube leg becomes the inflowing Liquid through the spherical carrier in the radial direction distributed, resulting in a uniform good flushing of the wearer surface leads. If with a tube filled with reagent solution Air is introduced from the narrower tube leg also the air bubbles on the underside of the spherical carrier distributed radially, which creates a uniform agitation will call and the response time can be reduced. To In addition, the spherical carrier is broken up by the air bubbles. and moves away, which speeds up the reaction. Besides these in Advantages compared to an annular carrier in the case of suction of liquid through the narrower tube Chenschen an essentially complete emptying achieves because there is no closing gap like one smooth spherical support between this and that of the further transition tapering to the narrower tube leg cut of the tube is present. Correspondingly unfavorable Relationships could also emerge if a carrier was with Protrusions is provided, but arranged on one side and are not evenly distributed. Otherwise, the is even Distribution of the projections also responsible for the fact that when inserting the carrier not to a certain orientation is to be observed, but that you simply put the carrier in the can drop another tube leg. Thereby the protrusions the interface between the support and the Verun's problem becomes very small cleaning and transfer effects through normal Washing processes solved. In addition, provided by the pre cracks greatly enlarged the surface of the carrier, so that more antibodies or antigens can be fixed on the carrier, which improves the sensitivity of the reaction and the Response time can be shortened.

Im folgenden ist die Erfindung anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigenThe following is the invention based on schematically illustrated embodiments explained in more detail. Show in the drawings

Fig. 1 und 2 Verfahrensdiagramme zur Erläuterung der bekannten Prin zipien einer immunologischen Analyse; Fig. 1 and 2 process diagrams for explaining the known principles of an immunological analysis;

Fig. 3A bis 3K Diagramme der aufeinanderfolgenden bekannten Verfahrens schritte bei der immunologischen Analyse unter Ver wendung eines U-förmigen Reaktionsröhrchens; Figs. 3A to 3K are diagrams of the successive known process steps in the immunological analysis Ver use of a U-shaped reaction tube;

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt durch ein bekanntes Beispiel eines herkömmlichen Reaktionsröhrchens mit einem her kömmlichen Träger; Figure 4 is an enlarged partial section through a known example of a conventional reaction tube with a conventional carrier forth.

Fig. 5 eine Ansicht eines Trägers gemäß der Erfindung, an dem Antigene oder Antikörper fixiert sind; Figure 5 is a view of a support according to the invention to which antigens or antibodies are fixed;

Fig. 6 eine Ansicht eines U-förmigen Reaktionsröhrchens, in dem ein Träger gemäß Fig. 5 aufgenommen ist und Fig. 6 is a view of a U-shaped reaction tube, in which a carrier is added as shown in FIG. 5 and

Fig. 7 bis 9 perspektivische Ansichten weiterer erfindungsgemäßer Träger. FIGS. 7 to 9 are perspective views of further carrier according to the invention.

Der in Fig. 5 gezeigte Träger 31, an dem Antigene oder Anti körper zur immunologischen Analyse fixiert werden, ist ähn lich gestaltet wie der bekannte Träger 1, 5, (siehe Fig. 1, 2) und besteht aus Kunstharz, beispielsweise Polystyrol oder einem unlöslichen anorganischen Werkstoff, wie Glas. Seine Gestalt ist allerdings nicht kugelförmig, sondern er hat eine Anzahl von spitzen Vorsprüngen 31 a an der Außenseite einer Kugel. Wie Fig. 6 zeigt, wird dieser Träger 31 in den Ver bindungskanal 11 c eines U-förmigen Reaktionsröhrchens 11 ein geführt, welches einen weiteren Schenkel 11 a und einen engen Schenkel 11 b aufweist. Durch den weiten Schenkel 11 a wird Waschflüssigkeit zugeführt. Da der Träger 31 mit der Innen wand des Reaktionsröhrchens 11 nur an den spitz zulaufenden Enden der Vorsprünge 31 a in Berührung tritt, ist der Berührungs bereich außerordentlich klein. Es besteht außerdem keine Mög lichkeit, daß der Träger 31 den Verbindungskanal 11 c blockiert. Folglich kann die Waschflüssigkeit im wesentlichen vollständig aus dem engen Schenkel 11 b abgegeben werden, ohne daß ein Rest zwischen dem Reaktionsröhrchen 11 und dem Träger 31 verbleibt.The carrier 31 shown in FIG. 5, to which antigens or antibodies are fixed for immunological analysis, is designed similarly to the known carrier 1, 5 (see FIGS. 1, 2) and consists of synthetic resin, for example polystyrene or a insoluble inorganic material, such as glass. However, its shape is not spherical, but it has a number of pointed projections 31 a on the outside of a ball. As shown in FIG. 6, this carrier 31 is guided into the connecting channel 11 c of a U-shaped reaction tube 11 , which has a further leg 11 a and a narrow leg 11 b . Washing liquid is supplied through the wide leg 11 a . Since the carrier 31 with the inner wall of the reaction tube 11 only comes into contact at the pointed ends of the projections 31 a , the contact area is extremely small. There is also no possibility that the carrier 31 blocks the connecting channel 11 c . As a result, the washing liquid can be dispensed essentially completely from the narrow leg 11 b without a residue remaining between the reaction tube 11 and the carrier 31 .

Fig. 7 zeigt einen Träger 32, der vierfüßige Gestalt hat, indem sich in vier Richtungen vier spitze Vorsprünge 32 a von ihm weg erstrecken. Fig. 7 shows a carrier 32 , which has four-legged shape by four pointed projections 32 a extending away from it in four directions.

Der in Fig. 8 gezeigte Träger 33 ist als Polyeder gestaltet und hat im wesentlichen einen kugelförmigen Körper, dessen Außenseite von einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Polygon umschrieben ist. Bei diesem Träger 33 werden die unter der Vielzahl von Ebenen zwischen einander schneidenden Linien und Punkten ge bildeten Kanten und Scheitelpunkte als Vorsprünge 33 a be trachtet.The carrier 33 shown in FIG. 8 is designed as a polyhedron and essentially has a spherical body, the outside of which is circumscribed by a regular or irregular polygon. With this support 33 , the ge and edges formed under the multitude of planes between intersecting lines and points are considered as projections 33 a .

Fig. 9 zeigt einen Trä ger 34, bei dem in der Außenfläche einer Kugel regelmäßig oder unregelmäßig Nuten 34 a vorgesehen sind. Der jeweils ver bleibende Oberflächenbereich der Kugel zwischen den Nuten 34 a kann als Vorsprung 34 b bei dem Träger 34 betrachtet werden. Fig. 9 shows a Trä ger 34 , in which regularly or irregularly grooves 34 a are provided in the outer surface of a ball. The respectively remaining surface area of the ball between the grooves 34 a can be viewed as a projection 34 b in the carrier 34 .

Bei den in Fig. 7 bis 9 gezeigten Trägern 32, 33 und 34 sind die Berührungsflächen zwischen dem Reaktionsröhrchen und den Trägern stark verkleinert, wie bei dem in Fig. 5 sowie in Fig. 6 gezeigten Träger 31. Folglich kann im wesent lichen die gesamte Waschflüssigkeit oder dergleichen abgegeben werden.In the examples shown in FIGS. 7 to 9 beams 32, 33 and 34, the contact surfaces between the reaction tubes and the beams are greatly reduced, as shown in Fig. 5 and in Fig carrier 31 shown. 6,. As a result, the entire washing liquid or the like can be discharged substantially.

Claims

1. Carrier for carrying out an immunological analysis on which an antigen or an antibody is fixed, which causes an antigen-antibody reaction with a test substance or the like contained in a sample, with projections provided on the carrier before contacting the plant Wall of a reaction tube, characterized in that the carrier ( 31; 32; 33; 34 ) has a substantially spherical shape, that the projections ( 31 a , 32 a ; 33 a ; 34 b) are distributed substantially uniformly over its surface and that the carrier ( 31; 32; 33; 34 ) is provided for use in a U-shaped reaction tube ( 11 ) which has a straight leg ( 11 a) with a leg ( 11 b) increasing the diameter of the carrier has a diameter below the carrier dimensions and a transition section ( 11 c) between the two legs ( 11 a and 11 b) .

2. Carrier according to claim 1, characterized in that the projections ( 31 a) are designed in the form of tips.

3. Carrier according to claim 1 or 2, characterized in that four projections ( 32 a) are provided which protrude in four directions and give the carrier ( 32 ) a four-legged shape.

4. A carrier according to claim 1, characterized in that its surface consists of a spherical circumscribing regular or irregular polygon surfaces, the common cutting edges and corners of which form the projections ( 33 a) .

5. A carrier according to claim 1, characterized in that grooves ( 34 a) are provided in its spherical surface, between which the projections ( 34 b) remain.