SE524168C2 - Driftkompenserad magnetisk permeabilitetsdetektor - Google Patents

Description

n anno n n non n n nn nn n n n n nn , n n n n n n n n n n n n n n. n n n n n n n n n n n . nnn nnn n n n n n n . , , , n n n .n n n n n . n , n n n n nn nnnn nn nn Z reagens, samt en vätska, tillsätts ett prov och placeras i ett instrument för avläsning av en analyts koncentration. (Kriz et al., Analytical Chemistry 68, pl966 (1996): Kriz et al., Biosensors & Bioelectronics 13, p8l7 (l998); Larsson K. et. al. Analusis 27, p78, 1999).

Ovan nämnda dokument, SE9502902-l, US6 110 660 samt Larsson K. et. al. Analusis 27, p78, 1999, beskriver tidigare kända anordningar och förfarande vilka utnyttjar detektion av magnetisk permeabilitet för kvantitativa kemiska analyser i prov vilka placerats i en mätspole.

Nämnda anordningar och förfaranden innehåller dock inte en integrerad dubbelspole d v s en mätsspole samt referensspole vilka samtidigt omsluter en provbehållare.

Detta innebär att en kontinuerlig temperaturdrifts kompensation saknas vilket innebär att provets temperatur måste hållas konstant. Det är praktiskt svårt och i vissa fall till och med omöjligt att kontrollera provets temperatur under mätförfarandet och i synnerhet när det är placerat i själva mätspolen under själva mätprocessen.

Andra tidigare kända tekniker omfattar även en genomflödesdetektor för vätskekromatografi vilken bygger på mätning av NMR, Nuclear Magnetic Resonance (Spraul M. et. al. NMR Biomed 7, 295-303, 1994). Nämnda detektor mäter dock inte magnetisk permeablitet vilket är en makroskopisk egenskap med sitt ursrung utanför atomkärnan i ett material, i motsats till NMR. Dessutom innehåller denna anordning inte någon dubbelspole enligt föreliggande uppfinning.

Sammanfattning av uppfinningen Således avser föreliggande uppfinning en anordning, kännetecknad av att den innehåller en provkammare som omslutes av minst tvâ spolar, där nämnda spolar är kopplade till en elektrisk krets vilken mäter skillnaden mellan spolarnas induktanser, där nämnda anordning kan kvalitativt och kvantitativt analysera innehållet av kemiska substanser i en provbehållare som placerats i nämnda provkammare alternativt bestämma magnetiska permeabiliteten hos substans som är placerad i provbehàllaren.

Uppfinningen avser också ett förfarande där en anordning enligt uppfinningen utnyttjas för detektion av 524 168 “3 olika kemiska substanser i en provbehàllare som inte begränsas av immunoassayer såsom t ex affinitetsinbindingar eller syntetiska peptid baserade inbindingar selekterade genom fagbibliotek. Uppfinningen avser dessutom ett förfarande där en anordning enligt uppfinningen speciellt utnyttjas som blodanalysinstrument för kliniskt bruk (t ex bestämning av blodgaser, elektrolyter, spårmetaller, Hb, Glukos, proteinmarkörer, komplementfaktorer, hormoner, bakterier, virus, jäst, celler, svampar, sporer, fager, cellorganeller, DNA och RNA) Kort beskrivning av ritningar Fig. l visar en principskiss av anordningen enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 2 visar ett exempel pà en elektronisk krets.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Enligt en aspekt av uppfinningen är anordningen kännetecknad av att nämnda spolar har en självinduktans inom intervallet 0,01 till 100 pH.

Enligt en annan aspekt är anordningen kännetecknad av att nämnda provkammare har en kammarvolym inom intervallet 0,1 till 5000 ul.

Enligt ytterligare en aspekt är anordningen kännetecknad av att den innehåller en elektroniskkrets enligt figur 2.

Enligt ännu en aspekt är anordningen kännetecknad av att den är utrustad med en elektronisk krets vars utsignal står i proportion till differansen i nämnda spolars induktans samt till det i provkammaren införda provets relativa magnetiska permeabilitet (u,) inom intervallet 0.000000l < pr < 5. o c 0 Ian Dial c o o: oc! t c O den o» u; , . . . . ~ O . ø . nu 524 168 L! ~ . - . ., Enligt en annan aspekt är anordningen kännetecknad av att den är utrustad med en elektronisk krets som är så utformad att nämnda mätspole utgör del av en växelströmsbrygga.

Enligt en annan aspekt är anordningen kännetecknad av att den är utrustad med två eller flera dubbelspolesystem för en samtidig detektion av flera prov.

Enligt en annan aspekt är anordningen kännetecknad av att den är utrustad med fler än två spolar som omsluter provkammaren i syfte att mäta på olika ställen i samma prov alternativt på olika sedimentskikt i provbehållaren.

Enligt ännu en aspekt är anordningen enligt uppfinningen kännetecknad av att den är utrustad med kompletterande redan kända fysikaliska mättekniker för bestämning av ljusabsorbans, ljusemission, löst gas, jonhalt samt elektriskledningsförmåga.

Kemiska substanser med stor magnetisk permeabilitet kan identifieras direkt eller uttnyttjas som specifika reagens vid diagnostiska tillämpningar.

Figur l visar en principskiss över föreliggande uppfinning. En öppning (a) till provkammaren möjliggör införsel av en provbehållare innehållande olika kemiska substanser (a). Provkammaren är omsluten av en referensspole (b) samt en mätspole (c), varvid spolarnas induktans påverkas av det införda provet. Provet som antas ha homogen temperatur påverkar båda spolarna lika.

En lösning, ett fast prov eller ett sediment med anrikad magnetisk markör på provbehållarens botten påverkar induktansen i dubbelspolens mätspole (c) utan att påverka referensspolen. Således erhålls en signal vars styrka har kompenserats för temperaturvariationer så att induktans differansen hos spolarna noggrannare kan mätas.

Anordningen kan med fördel innehålla en elektronisk krets enligt figur 2 så att en elektrisk utsignal erhålls. 524 168 s Figur 2 visar ett exempel på en elektronisk krets.

Mätspolen (c) med induktansen 9 pH (0,3 mm koppartràd, 30 varv, D = 8 mm) är inkopplad i serie med ett 10 Ohms motstånd (d). Referensspolen (b) med induktansen 9 pH (0,3 mm koppartràd, 30 varv, D = 8 mm) är inkopplad i serie med ett 10 Ohms motstånd (e). Över motstånden (d) och (e) är en 50 Ohms 10 varvig trimpotentiometer (f) inkopplad. Över spolarna (c) och (b) är en 10 nF kondensator (g) och en 500 Ohms trimpotentiometer (h) inkopplad. Elektroniska kretsen matas med en växelspänning (2 V pp, 200 kHz, sinus) över punkterna (i) och (j). Genom justering av trimpotentiometrarna (f) och (h) fås kretsen med avseende på amplitud och fas i balans. Den uppkomna elektriska signal mellan punkterna (k) och (l) står vid införandet av kemiska substanser med stor magnetisk permeabilitet i genomflödeskammaren, i proportion till ändringen i mätspolens induktans, som i sin tur står i proportion till koncentrationen av nämnda kemiska substanser.

Anordningen enligt uppfinningen kan med fördel användas till detektion av dels kemiska substanser med hög magnetisk permeabilitet och dels kemiska substanser med pr = 1 t.ex. Hemoglobin, komplementfaktorer, proteiner, hormoner, bakterier, celler, virus, svampar, jäst, sporer, fager, cellorganeller, DNA, RNA, vilka kräver en interaktion med magnetiska markörer och vilket gör nämnda anordning unik. Oavsett ändamål kan förfarandet äga rum under omständigheter med varierande provtemperatur vilket minskar den temperaturorsakade driften. '

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 u o o - ac 524 168 PATENTKRAV

1. Anordning för temperaturdriftskompenserad mätning (u), permeabilitet (pg alternativt relativ magnetisk av magnetisk permeabilitet relativ magnetisk susceptibilitet (pr-1) hos ett prov, k ä n n e t e c k n- a d av att den innehåller en provkammare samt minst tvà spolar, där bàda nämnda spolar omsluter nämnda provkammare och där nämnda provkammare har minst en öppning för införsel av ett prov eller en provbehàllare innehållande ett prov och att anordningen är utrustad med en elektrisk krets vilken mäter skillnaden mellan spolarnas induktans.

2.Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att den elektroniska kretsens utsignal stàr i proportion till nämnda spolars induktansdifferens samt till relativ magnetisk permeabilitet inom intervallet 0.0000001< pr < 10, hos provmaterialet placerat i en av spolarna som vardera har, då de är luftfyllda en induktans inom intervallet 0,01 till 100 pH.

3. Anordning enligt nàgot av kraven 1-2 kännetecknad av att nämnda elektroniska krets är så utformad att nämnda spolar utgör del av en växelströmbrygga.

4. Anordning enligt nàgot av kraven 1-3 kännetecknad av att nämnda provkammare har minst en öppning och en kammarvolym inom intervallet 0,1 till 5000 pl.

5.Anordning enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att en av spolarna är placerad pà sä sätt att den är i termisk kontakt genom att fysiskt ansluta till materialet som konstituerar provkammaren dock utan att omsluta provkammarhàlrummet.

6. Anordning enligt nàgot av kraven 1-5 kännetecknad av att materialet som provkammaren är uppbyggd av en polymer sàsom t. ex. Delrin, POM, polyvinylklorid, teflon, polyamid, polyacetal, polyeten, polykarbonat, polystyren, trä, O,999< polypropen, 1,001. glas eller av metall med pr > 524 168 -._.- ;f;:-_§§;=¿; 51

7. Förfarande där anordningen enligt något av kraven 1-6 genom interaktion med magnetiska markörer, utnyttjas för detektion av kemiska substanser vars pr = l exemplifierat av proteiner, hormoner, komplementfaktorer, bakterier, celler, virus, svampar, jäst, sporer, fager, cellorganeller, DNA, RNA.