Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Untersuchung von Probenflüssigkeit,
wie Blut, Blutplasma, Urin, Speichel o.dgl.The
The present invention relates to an apparatus and a method
for the examination of sample liquid,
such as blood, blood plasma, urine, saliva or the like.
Die
vorliegende Erfindung befaßt
sich mit mikrofluidischen Systemen bzw. Vorrichtungen. Die nachfolgenden
Ausführungen
beziehen sich auf Vorrichtungen, bei denen Kapillarkräfte wirken
und insbesondere für
die Funktion entscheidend sind.The
present invention
with microfluidic systems or devices. The following
versions
refer to devices where capillary forces act
and in particular for
the function are crucial.
Für die Untersuchung
einer Probenflüssigkeit,
insbesondere zur Bestimmung von Blutzucker, Blutfett, Enzymen oder
sonstigen Werten, werden häufig
sogenannte Testfilterstreifen verwendet, die aus Papier, Folien,
Filter, Membranen o.dgl. bestehen. Ein derartiger Testfilterstreifen
ist zur Probenaufgabe ausgebildet und übernimmt auch Transportfunktionen.
Beispielsweise wird die Probenflüssigkeit aufgrund
von Kapillarkräften
in einem vliesartigen Material im Testfilterstreifen transportiert.
Die Probenflüssigkeit
kann dabei mit zuvor eingebrachten Reagenzien reagieren und beispielsweise
einen Farbumschlag bei Detektion eines Analyten in der Probenflüssigkeit
bewirken. Derartige Testfilterstreifen gestatten jedoch nur eine
verhältnismäßig ungenaue, qualitative
Detektion eines Analyten.For the investigation
a sample liquid,
especially for the determination of blood sugar, blood fat, enzymes or
other values become common
so-called test filter strips, which are made of paper, films,
Filters, membranes or the like. consist. Such a test filter strip
is designed for sample application and also handles transport functions.
For example, the sample liquid is due to
of capillary forces
transported in a non-woven material in the test filter strip.
The sample liquid
can react with previously introduced reagents and example
a color change upon detection of an analyte in the sample fluid
cause. However, such test filter strips allow only one
relatively inaccurate, qualitative
Detection of an analyte.
Alternativ
sind Mikrokapillarsysteme für
die Untersuchung einer Probenflüssigkeit
bekannt. Die EP 1 201
304 A2 offenbart z.B. eine mikrostrukturierte Plattform
für die
Untersuchung einer Probenflüssigkeit.
Die Plattform weist einen Einfüllbereich,
einen Untersuchungsbereich und ein Kanalsystem auf. Die Probenflüssigkeit
kann allein durch Kapillarkräfte aufgenommen
und gefördert
werden. Um eine möglichst
wenig gekrümmte
Strömungsfront
und eine homogene Strömungsgeschwindigkeit
zu bewirken, weist die bekannte Plattform Verzögerungsstrukturen entlang der
Ränder
eines breiten, flachen Kanals auf, insbesondere im Untersuchungsbereich.
Weiter kann die Probenflüssigkeit
bei der bekannten Plattform bedarfsweise an einer vorgegebenen Stelle
für eine
vorgegebene Dauer angehalten werden, um beispielsweise eine chemische
Reaktion oder einen physikalischen Vorgang, wie Erwärmen oder Kühlen, zu
ermöglichen.
Die EP 1 201 304 A2 befaßt sich
jedoch nicht mit einer möglichst
genauen Untersuchung, insbesondere quantitativen Untersuchung, einer
Probenflüssigkeit.Alternatively, microcapillary systems are known for examining a sample fluid. The EP 1 201 304 A2 For example, discloses a microstructured platform for examining a sample fluid. The platform has a filling area, an examination area and a channel system. The sample liquid can be absorbed and promoted solely by capillary forces. In order to achieve the least possible curved flow front and a homogeneous flow velocity, the known platform has delay structures along the edges of a broad, flat channel, in particular in the examination region. Further, in the known platform, the sample liquid may be stopped at a predetermined position for a predetermined period, if necessary, to allow, for example, a chemical reaction or a physical process such as heating or cooling. The EP 1 201 304 A2 However, it does not deal with as accurate a study as possible, in particular quantitative analysis, of a sample liquid.
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Untersuchung von Probenflüssigkeit, wie Blut, Blutplasma,
Urin, Speichel o.dgl., anzugeben, die bei geringem Aufwand eine
vorzugsweise quantitative Untersuchung, insbesondere Bestimmung
von Blutzucker, Blutfett, Enzymen oder sonstigen Werten, ermöglichen.Of the
present invention is based on the object, a device
and a method for examining sample fluid, such as blood, blood plasma,
Urine, saliva or the like. To specify that at low cost
preferably quantitative examination, in particular determination
of blood sugar, blood fat, enzymes or other values.
Die
obige Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder ein Verfahren
gemäß Anspruch
26 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The
The above object is achieved by a device according to claim 1 or a method
according to claim
26 solved.
Advantageous developments are the subject of the dependent claims.
Mittels
der vorschlagsgemäßen Kombination von
Maßnahmen
wird eine wesentlich genauere Untersuchung einer Probenflüssigkeit,
insbesondere eine quantitative Bestimmung mindestens eines Analyten
in der Probenfüßigkeit,
ermöglicht.
Durch das definierte Anhalten der Probenflüssigkeit im Reaktionsbereich
wird ein Reaktionsvolumen festgelegt, in dem ein Reagenz im Reaktionsbereich
definiert lösbar
ist bzw. mit dem das Reagenz reagieren kann. Anschließend wird
das Reaktionsvolumen mit dem gelösten
Reagenz oder Reaktionsprodukten vom Reaktionsbereich in den Untersuchungsbereich
weiter gefördert,
wobei die laterale, zumindest im wesentlichen laminare Strömung und/oder
die zumindest im wesentlichen geradlinige Strömungsfront der Probenflüssigkeit
zu einer geringen Dispersion führt, also
ein zumindest im wesentlichen gleichmäßiges Konzentrationsprofil
des gelösten
Reagenzes oder der Reaktionsprodukte in dem in den Untersuchungsbereich
weiter geförderten
Reaktionsvolumen erreichbar ist. Dementsprechend kann innerhalb
einer definierten Zeit eine wesentlich genauere Untersuchung, insbesondere
Bestimmung von Werten im genannten Sinne, erfolgen.through
the proposed combination of
activities
becomes a much more accurate examination of a sample fluid,
in particular a quantitative determination of at least one analyte
in the sample foot,
allows.
By the defined stopping of the sample liquid in the reaction area
a reaction volume is set in which a reagent in the reaction area
defined solvable
or with which the reagent can react. Subsequently, will
the reaction volume with the dissolved
Reagent or reaction products from the reaction area into the study area
further promoted,
wherein the lateral, at least substantially laminar flow and / or
the at least substantially rectilinear flow front of the sample liquid
leads to a low dispersion, ie
an at least substantially uniform concentration profile
of the solved
Reagent or the reaction products in the in the study area
further subsidized
Reaction volume is achievable. Accordingly, within
In a defined time a much more accurate investigation, in particular
Determination of values in the sense mentioned.
Zur
Untersuchung bzw. Bestimmung können beispielsweise
von dem gelösten
Reagenz und einem zu bestimmenden Analyten gebildete Komplexe oder
Verbindungen im Untersuchungsbereich mittels einer immobilisierten
Nachweischemikalie gebunden und anschließend – beispielsweise optisch – nach gewiesen
bzw. gemessen werden. Daraus läßt sich dann
beispielsweise die Konzentration des Analyten in der Probenflüssigkeit
bestimmen.to
Examination or determination can, for example
from the solved
Reagent and a complex to be determined analyte or
Compounds in the examination area by means of an immobilized
Detected follow-up chemical and then - for example, optically proven
or measured. This can then be
for example, the concentration of the analyte in the sample liquid
determine.
Weitere
Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus den Ansprüchen
und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
Es zeigt:Further
Advantages, features, characteristics and aspects of the present invention
arise from the claims
and the following description of preferred embodiments with reference to the drawing.
It shows:
1 einen
schematischen Längsschnitt
eines Teils einer vorschlagsgemäßen, teilweise
mit Probenflüssigkeit
gefüllten
Vorrichtung gemäß einer ersten
Ausführungsform; 1 a schematic longitudinal section of a portion of a proposed, partially filled with sample liquid device according to a first embodiment;
2 eine
schematische Draufsicht eines Trägers
der ungefüllten
Vorrichtung gemäß 1; 2 a schematic plan view of a Carrier of the unfilled device according to 1 ;
3 eine
zu 2 korrespondierende Draufsicht eines Trägers einer
ungefüllten
Vorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform; 3 one too 2 corresponding plan view of a carrier of an unfilled device according to a second embodiment;
4 einen
schematischen Querschnitt der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
entlang Linie IV-IV gemäß 1; 4 a schematic cross section of the device according to the first embodiment along line IV-IV according to 1 ;
5 einen 4 entsprechenden,
schematischen Querschnitt der Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
und 5 one 4 corresponding, schematic cross section of the device according to a third embodiment; and
6 einen 3 entsprechenden,
schematischen Querschnitt der Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform. 6 one 3 corresponding, schematic cross section of the device according to a fourth embodiment.
In
den Figuren werden für
gleiche oder ähnliche
Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende oder
vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn
eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist.In
the figures are for
same or similar
Parts the same reference numerals used, with corresponding or
Comparable properties and advantages are achieved, even if
a repeated description is omitted.
1 zeigt
in einem schematischen Schnitt einen Teil einer ersten Ausführungsform
einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung 1 zur
Untersuchung einer Probenflüssigkeit 2,
insbesondere Blutplasma o. dgl. 1 shows in a schematic section a part of a first embodiment of a proposed device 1 for the examination of a sample liquid 2 , in particular blood plasma or the like
Die
Vorrichtung 1 weist einen die Probenflüssigkeit 2 durch Kapillarkräfte aufnehmenden
und fördernden
Kanal 3 auf. Der Kanal 3 wird vorzugsweise von
nur zwei gegenüberliegenden,
insbesondere im wesentlichen ebenen Flächen bzw. Flachseiten 4 und 5 begrenzt
bzw. gebildet.The device 1 has a sample liquid 2 by capillary forces receiving and promoting channel 3 on. The channel 3 is preferably of only two opposite, in particular substantially flat surfaces or flat sides 4 and 5 limited or formed.
Die
Vorrichtung 1 weist einen vorzugsweise plattenförmigen Träger 6 und
eine zugeordnete Abdeckung 7 auf, zwischen denen der Kanal 3 gebildet ist.
Beim Darstellungsbeispiel ist lediglich der Träger 6 zur Bildung
der erforderlichen Mikrostrukturen ausgenommen und die Abdeckung 7 eben,
vorzugsweise zumindest im wesentlichen ausnehmungsfrei, ausgebildet.
Jedoch kann dies auch umgekehrt sein. Bedarfsweise können aber
auch sowohl der Träger 6 als
auch die Abdeckung 7 ausgenommen und/oder mit Vorsprüngen zur
Bildung der gewünschten
Strukturen und ggf. zur Aufnahme von nicht dargestellten Chemikalien,
Reagenzien, Untersuchungseinrichtungen o. dgl. ausgebildet sein.
Insbesondere handelt es sich bei der Vorrichtung also um einen sogenannten Mikrochip
(Plattform mit Mikrostruktur).The device 1 has a preferably plate-shaped carrier 6 and an associated cover 7 on, between which the channel 3 is formed. In the illustration example, only the carrier is 6 except for the formation of the required microstructures and the cover 7 just, preferably at least substantially ausnehmungsfrei trained. However, this can be the other way around. If necessary, but also both the carrier 6 as well as the cover 7 excluded and / or with projections for forming the desired structures and, if necessary, for receiving chemicals, reagents, examination devices o. The like. Not shown, be formed. In particular, the device is thus a so-called microchip (platform with microstructure).
2 zeigt
in einer schematischen Draufsicht den Träger 6 der Vorrichtung 1,
jedoch ohne Abdeckung 7 und ohne Probenflüssigkeit 2.
Der Kanal 3 weist vorzugsweise unmittelbar nacheinander
einen Einlaß,
beim Darstellungsbeispiel insbesondere mit einem Graben 8,
einen Reaktionsbereich 9, einen Untersuchungsbereich 10 und/oder
einen Sammelbereich 11 auf. 2 shows in a schematic plan view of the carrier 6 the device 1 , but without cover 7 and without sample liquid 2 , The channel 3 preferably has an inlet immediately after one another, in particular with a trench in the illustration example 8th , a reaction area 9 , an examination area 10 and / or a collection area 11 on.
Bedarfsweise
kann eine nicht dargestellte Dosierung der Probenflüssigkeit 2 in
den Kanal 3 oder im Kanal 3, insbesondere vor
dem Einlaß,
erfolgen, wie beispielsweise in der EP 1 440 732 A1 beschrieben.If necessary, an unillustrated dosage of the sample liquid 2 in the channel 3 or in the channel 3 , In particular, before the inlet, take place, such as in the EP 1 440 732 A1 described.
Die
Vorrichtung 1 weist vorzugsweise nur einen einzigen Kanal 3 auf.
Hierbei ist der Kanal 3 im Sinne einer Einzelkapillare
zu verstehen. Bedarfsweise kann der Kanal 3 jedoch in unterschiedliche Richtungen
oder zu unterschiedlichen Bereichen führen oder sich verzweigen.
Beim Darstellungsbeispiel strömt
die Probenflüssigkeit 2 vorzugsweise
ausschließlich
durch Kapillarkräfte
in den bzw. im Kanal 3 in Strömungsrichtung S, wie in 1 angedeutet. Jedoch
kann die Probenflüssigkeit 2 zusätzlich oder alternativ
auch beispielsweise durch Druck durch den Kanal 3 gefördert werden.The device 1 preferably has only a single channel 3 on. Here is the channel 3 in the sense of a single capillary. If necessary, the channel 3 but lead or branch in different directions or to different areas. In the illustrated example, the sample liquid flows 2 preferably exclusively by capillary forces in or in the channel 3 in the flow direction S, as in 1 indicated. However, the sample liquid can 2 additionally or alternatively, for example, by pressure through the channel 3 be encouraged.
Der
Kanal 3 weist vorzugsweise einen im wesentlichen rechteckigen
und/oder flachen Querschnitt quer zur Strömungsrichtung 5 der
Probenflüssigkeit 2 auf.The channel 3 preferably has a substantially rectangular and / or flat cross-section transverse to the flow direction 5 the sample liquid 2 on.
Die
in 1 bzw. 4 angedeutete Höhe H des
Kanals 3 – also
der Abstand der den Kanal 3 begrenzenden, vorzugsweise
parallelen Flächen 4 und 5 – beträgt maximal
2000 μm,
vorzugsweise höchstens
500 μm,
insbesondere etwa 50 bis 200 μm.
Die Breite des Kanals 3 beträgt vorzugsweise etwa 100 bis
5000 μm,
insbesondere etwa 200 bis 4000 μm. Die
Höhe H
des Kanals 3 ist wesentlich geringer, insbesondere mindestens
um den Faktor 10 oder 100, als die Breite des Kanals 3.
Das Aufnahmevolumen des Kanals 3 beträgt vorzugsweise weniger als
1 ml, insbesondere weniger als 100 μl, besonders bevorzugt maximal
10 μl.In the 1 respectively. 4 indicated height H of the channel 3 - So the distance of the channel 3 delimiting, preferably parallel surfaces 4 and 5 - Is a maximum of 2000 microns, preferably at most 500 .mu.m, in particular about 50 to 200 microns. The width of the channel 3 is preferably about 100 to 5000 .mu.m, in particular about 200 to 4000 microns. The height H of the canal 3 is significantly lower, in particular at least by a factor of 10 or 100, than the width of the channel 3 , The recording volume of the channel 3 is preferably less than 1 ml, in particular less than 100 ul, more preferably not more than 10 ul.
Die
Vorrichtung 1 bildet also ein mikrofluidisches System.
Insbesondere dient die Vorrichtung 1 der mikrofluidischen
Diagnostik für
medizinische oder nicht-medizinische Zwecke bzw. sonstigen Untersuchungen.The device 1 thus forms a microfluidic system. In particular, the device serves 1 the microfluidic diagnostic for medical or non-medical purposes or other investigations.
Der
Kanal 3 und dessen Haupterstreckungsebene verlaufen in
Gebrauchslage vorzugsweise zumindest im wesentlichen horizontal.
Je nach Verwendungszweck oder konstruktiver Lösung ist jedoch auch eine andere
Ausrichtung möglich,
zumal die Aufnahme bzw. das Füllen
des Kanals 3 mit Probenflüssigkeit 2 vorzugsweise
zumindest primär
nur durch Kapillarkräfte
bestimmt bzw. bewirkt wird.The channel 3 and its main extension plane preferably extend at least substantially horizontally in the position of use. Depending on the intended use or constructive solution, however, a different orientation is possible, especially as the inclusion or filling of the channel 3 with sample liquid 2 Preferably, at least primarily determined or effected only by capillary forces.
Der
Reaktionsbereich 9 mit einem von der Probenflüssigkeit 2 lösbaren und/oder
damit reagierenden Reagenz und der sich vorzugsweise unmittelbar
anschließende
Untersuchungsbereich 10 sind im Kanal 3, vorzugsweise
nacheinander auf derselben Flachseite 4 des Kanals 3,
gebildet.The reaction area 9 with one of the sample fluid 2 releasable and / or reactive reagent and the preferably immediately subsequent examination area 10 are in channel 3 , preferably successively on the same flat side 4 of the canal 3 , educated.
Der
Reaktionsbereich 9 weist ein von der Probenflüssigkeit 2 vorzugsweise
lösbares
Reagenz für
einen zu einem zu bestimmenden Analyten in der Probenflüssigkeit 2 auf.
Insbesondere handelt es sich bei dem Reagenz um gegen den zu messenden Analyten
gerichtete Antikörper,
die an Indikatoren (Farbstoffe, Farbstoffpartikel, z.B. kolloidales
Gold) gebunden sind. Im Reaktionsbereich 9 wird beim Füllen mit
der Probenflüssigkeit 2 das
Reagenz gelöst. Der
Analyt, wenn er in der Probenflüssigkeit 2 enthalten
ist, reagiert dann mit dem am Farbstoff gebundenen Antikörper und
bildet insbesondere eine Verbindung oder einen Komplex.The reaction area 9 indicates one of the sample fluid 2 preferably a soluble reagent for an analyte to be determined in the sample liquid 2 on. In particular, the reagent is antibodies directed against the analyte to be measured, which are bound to indicators (dyes, dye particles, eg colloidal gold). In the reaction area 9 when filling with the sample liquid 2 the reagent is dissolved. The analyte, when in the sample liquid 2 contained, then reacts with the dye-bound antibody and forms in particular a compound or a complex.
Alternativ
oder zusätzlich
reagiert das Reagenz mit dem Analyten und bildet insbesondere ein Reaktionsprodukt,
auch wenn das Reagenz ggf. nicht gelöst wird. Die nachfolgenden
Ausführungen hinsichtlich
des (gelösten)
Reagenzes gelten daher für
das Reaktionsprodukt entsprechend.alternative
or additionally
the reagent reacts with the analyte and in particular forms a reaction product,
even if the reagent may not be dissolved. The following
Versions regarding
of the (solved)
Reagents are therefore valid for
the reaction product accordingly.
Der
Untersuchungsbereich 10 ist beim Darstellungsbeispiel mit
einer vorzugsweise immobilisierten Nachweischemikalie versehen,
die insbesondere Verbindungen oder Komplexe aus Analyt und Reagenz
bzw. das Reaktionsprodukt bindet. Ungebundenes Reagenz und sonstige
Bestandteile strömen
mit der Probenflüssigkeit 2 anschließend weiter in
den Sammelbereich 11, wo sie aufgenommen werden und dadurch
ein Rückfluß verhindert
wird. Im Untersuchungsbereich 10 sind dann beispielsweise
optisch das gebundene Reagenz und daraus das Vorhandensein und insbesondere
die Konzentration des Analyten in der Probenflüssigkeit 2 bestimmbar.
Es wird also eine insbesondere quantitative Untersuchung der Probenflüssigkeit 2 ermöglicht.The examination area 10 is provided in the illustrated embodiment with a preferably immobilized detection chemical, which binds in particular compounds or complexes of analyte and reagent or the reaction product. Unbound reagent and other ingredients flow with the sample fluid 2 then continue to the collection area 11 where they are taken up, thereby preventing backflow. In the study area 10 are then, for example, the optically bound reagent and from the presence and in particular the concentration of the analyte in the sample liquid 2 determinable. It is therefore a particular quantitative examination of the sample liquid 2 allows.
Die
Vorrichtung 1 weist vorschlagsgemäß eine Einrichtung 12 zum
temporären
Anhalten der Probenfüßigkeit 2 im
Reaktionsbereich 9 zum Lösen und/oder Reagieren des
Reagenzes und/oder im Untersuchungsbereich 10 auf.The device 1 has a body as proposed 12 for temporarily stopping the sample footing 2 in the reaction area 9 for dissolving and / or reacting the reagent and / or in the examination area 10 on.
Die
Einrichtung 12 ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß das temporäre Anhalten
durch die Probenflüssigkeit 2 selbst,
wie beispielsweise in der EP
1 441 131 A1 beschrieben, oder durch eine nicht dargestellte
Steuerflüssigkeit
oder durch eine selektive Entlüftung,
wie beispielsweise in der EP
1 419 818 A1 beschrieben, festlegbar bzw. aufhebbar ist.
Vorzugsweise hält
die Einrichtung 12 die Probenflüssigkeit 2 für eine vorbestimmte
Zeitdauer, ggf. erst nach dem vollständigen Füllen des Reaktionsbereichs 9, und/oder
bis zum vollständigen
Füllen
des Reaktionsbereichs 9 an.The device 12 is preferably designed such that the temporary stop by the sample liquid 2 itself, such as in the EP 1 441 131 A1 described or by a control fluid, not shown, or by a selective vent, such as in the EP 1 419 818 A1 described, can be fixed or canceled. Preferably, the device will hold 12 the sample liquid 2 for a predetermined period of time, possibly only after the complete filling of the reaction region 9 , and / or until the reaction area is completely filled 9 at.
Beim
Darstellungsbeispiel weist die Einrichtung 12 insbesondere
einen Steuerkanal 13 auf, der Probenflüssigkeit 2 nach bzw.
in einer definierte Zeit einem zwischen dem Reaktionsbereich 9 und
dem Untersuchungsbereich 10 angeordneten Flüssigkeitstopp 14 zuführt, so
daß dann
die Probenflüssigkeit 2 bzw.
daß im
Reaktionsbereich 9 befindliche Reaktionsvolumen an Probenflüssigkeit 2 den
Flüssigkeitsstopp 14 überwinden
und in den Untersuchungsbereich 10 weiterströmen kann.In the illustration example, the device indicates 12 in particular a control channel 13 on, the sample liquid 2 after or in a defined time one between the reaction area 9 and the examination area 10 arranged liquid stop 14 feeds, so that then the sample liquid 2 or that in the reaction area 9 located reaction volume of sample liquid 2 the liquid stop 14 overcome and into the study area 10 can continue to flow.
Bedarfsweise
weist die Vorrichtung 1 eine weitere Einrichtung 12 zum
temporären
Anhalten der Probenflüssigkeit 2 – insbesondere
des aus dem Reaktionsbereich 9 in den Untersuchungsbereich 10 zuvor
geströmten
Reaktionsvolumens an Probenflüssigkeit 2,
das gelöstes
Reagenz oder das Reaktionsprodukt enthält – im Untersuchungsbereich 10 auf, um
eine möglichst
genaue bzw. quantitative Bestimmung zu ermöglichen, insbesondere um eine
zumindest im wesentlichen vollständige
Reaktion bzw. Bindung der Verbindungen oder Komplexe aus Reagenz und
Analyt oder des Reaktionsprodukts an der Nachweischemikalie im Untersuchungsbereich 10 zu
ermöglichen.If necessary, the device 1 another facility 12 for temporarily stopping the sample liquid 2 - Especially from the reaction area 9 into the study area 10 previously flowed reaction volume of sample liquid 2 containing dissolved reagent or reaction product - in the study area 10 in order to allow the most accurate or quantitative determination possible, in particular an at least substantially complete reaction or binding of the compounds or complexes of reagent and analyte or the reaction product to the detection chemical in the study area 10 to enable.
Die
weitere Einrichtung 12 ist insbesondere entsprechend der
vorgenannten Einrichtung 12 ausgebildet. Entsprechend ist
wiederum ein Steuerkanal 13 vorgesehen, der Probenflüssigkeit 2 nach
bzw. in einer definierten Zeit einem zwischen dem Untersuchungsbereich 10 und
dem nachgeordneten Sammelbereich 11 angeordneten Flüssigkeitsstopp 14 zuführt, so
daß dann
die Probenflüssigkeit 2 bzw.
das im Untersuchungsbereich 10 befindliche Reaktionsvolumen
an Probenflüssigkeit 2 den
Flüssigkeitsstopp 14 überwinden
und in den Sammelbereich 11 weiterströmen und die nachströmende Probenflüssigkeit 2 dann
ein Auswaschen von nicht gebundenem Reagenz bzw. Reaktionsprodukt
in den Untersuchungsbereich 10 bewirken kann.The further device 12 is in particular according to the aforementioned device 12 educated. Corresponding again is a control channel 13 provided, the sample liquid 2 after or in a defined time one between the examination area 10 and the downstream collection area 11 arranged liquid stop 14 feeds, so that then the sample liquid 2 or in the examination area 10 located reaction volume of sample liquid 2 the liquid stop 14 overcome and into the collection area 11 continue to flow and the inflowing sample liquid 2 then a washout of unbound reagent or reaction product in the study area 10 can cause.
Beim
Darstellungsbeispiel ist der Flüssigkeitsstopp 14 insbesondre
durch eine nut- oder grabenartige Vertiefung quer zur Strömungsrichtung
S gebildet. Jedoch sind auch andere konstruktive Lösungen möglich. Insbesondere
sind aus der US 5,458,852 weitere
konstruktive Lösungen
zur Realisierung der Einrichtung(en) 16 bekannt, die alternativ oder
zusätzlich
eingesetzt werden können.In the illustration example, the liquid stop 14 insbesondre formed by a groove or trench-like depression transverse to the flow direction S. However, other constructive solutions are possible. In particular, are from the US 5,458,852 further constructive solutions for the realization of the device (s) 16 known, which can be used alternatively or additionally.
3 zeigt
in einer zu 2 korrespondierenden Draufsicht
auf den ungefüllten
Träger 6 einer Vorrichtung 1 gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
Die Einrichtungen 12 weisen hier jeweils anstatt eines
vorzugsweise nut- oder grabenartigen Flüssigkeitsstopps 14 mindestens
eine vorzugsweise stegartige Barriere 15, insbesondere
zwei oder mehr hintereinander angeordnete Barrieren 15,
auf. So kann bedarfsweise ein entsprechendes temporäres Anhalten
der Probenflüssigkeit 2 erreicht
werden. 3 shows in one too 2 corresponding plan view of the unfilled carrier 6 a device 1 according to a second embodiment. The facilities 12 here in each case instead of a preferably nut or trench-like liquid stop 14 at least one preferably web-like barrier 15 , in particular two or more barriers arranged one behind the other 15 , on. Thus, if necessary, a corresponding temporary stopping of the sample liquid 2 be achieved.
Bei
der zweiten Ausführungsform
weist der Kanal 3 im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform
keinen im wesentlichen konstanten Querschnitt auf. Vielmehr ist
der Querschnitt des Kanals 3 am Übergang vom Reaktionsbereich 9 zum
Untersuchungsbereich 10 und/oder beim Übergang vom Untersuchungsbereich 10 in
den Sammelbereich 11 verringert. Diese Querschnittsverringerung
wird vorzugsweise durch gleichmäßige Verjüngung des
Flüssigkeitsstroms
und anschließende
Aufspreizung des Flüssigkeitsstroms
erreicht. Die Einrichtung 12 bzw. Barriere 15 ist
dann vorzugsweise im Bereich des verringerten Querschnitts angeordnet.In the second embodiment, the channel 3 in contrast to the first embodiment, no substantially constant cross section. Rather, the cross section of the channel 3 at the transition from the reaction area 9 to the examination area 10 and / or during the transition from the examination area 10 in the collection area 11 reduced. This reduction in cross-section is preferably achieved by uniform tapering of the liquid stream and subsequent spreading of the liquid stream. The device 12 or barrier 15 is then preferably arranged in the region of the reduced cross-section.
Die
genannte Querschnittsverringerung führt bereits zu einer Verringerung
des Volumenstroms durch den Kanal 3, so daß ggf. kein
vollständiges temporäres Anhalten
erforderlich ist. Insbesondere kann eine durch die Barrieren 15 verursachte
Verzögerung
der Strömung
bzw. Reduktion des Volumenstroms bedarfsweise genügen.Said cross-sectional reduction already leads to a reduction of the volume flow through the channel 3 , so that, if necessary, no complete temporary stop is required. In particular, one can through the barriers 15 caused delay of the flow or reduction of the volume flow, if necessary, sufficient.
Die
Vorrichtung 1 gemäß der ersten
oder zweiten Ausführungsform
weist weiter ein Mittel 16 zum Verhindern des seitlichen
Vorschießens
von Probenflüssigkeit 2 in
Strömungsrichtung
S und/oder zur Erzeugung einer in 1 angedeuteten,
bezüglich
der Draufsicht gemäß 2 wenig
gekrümmten oder
geradlinigen Strömungsfront
F der Probenflüssigkeit 2 bzw.
zur Erzeugung einer homogenen bzw. laminaren Strömung auf.The device 1 according to the first or second embodiment further comprises means 16 for preventing the lateral advancement of sample liquid 2 in the flow direction S and / or for generating an in 1 indicated, according to the plan view 2 little curved or rectilinear flow front F of the sample liquid 2 or for generating a homogeneous or laminar flow.
Beim
Darstellungsbeispiel ist das Mittel 15 dadurch gebildet,
daß der
Kanal 3 zumindest längsseitig
offen ausgebildet ist. Seitlich an den Kanal 3 schließt sich
eine Ausnehmung 17 an, die insbesondere nut- bzw. grabenartig
ausgebildet ist. So wird ein seitlicher Flüssigkeitsstopp für die Probenflüssigkeit 2 – also ein
durch Kapillarkräfte
nicht überwindbares Strömungshindernis – gebildet
und die Probenflüssigkeit 2 seitenwandfrei
entlang der offenen Längsseiten
im Kanal 3 geführt.In the illustration example, this is the mean 15 formed by the fact that the channel 3 is formed open at least longitudinally. Laterally to the canal 3 closes a recess 17 on, which is in particular nut- or trench-like. Thus, a lateral liquid stop for the sample liquid 2 - So a non-capillary by flow forces obstruction - formed and the sample liquid 2 Free from side walls along the open longitudinal sides in the canal 3 guided.
Die
Ausnehmung 17 schließt
sich vorzugsweise scharfkantig an den Kanal 3 an, wie in 1, 3 und 4 angedeutet.
Beim Darstellungsbeispiel ist die Ausnehmung 17 nur im
Träger 6 gebildet, erstreckt
sich bei der Darstellung gemäß 1, 3 und 4 also
im wesentlichen nur nach unten bezüglich einer seitlichen Projektion
des Kanals 3. Die Ausnehmung 17 kann sich jedoch
wahlweise auch nach oben oder auf beide Seiten der seitlichen Projektion
des Kanals 3, also insbesondere nach oben und nach unten
erstrecken.The recess 17 closes preferably sharp-edged to the channel 3 on, as in 1 . 3 and 4 indicated. In the illustration example, the recess 17 only in the carrier 6 formed, extends in the representation according to 1 . 3 and 4 So essentially only down with respect to a lateral projection of the channel 3 , The recess 17 Optionally, however, can also be upwards or on both sides of the lateral projection of the channel 3 , ie in particular extend upwards and downwards.
Die
im Querschnitt vorzugsweise rechteckige Ausnehmung 17 führt zu einer
derartigen, insbesondere stufigen bzw. plötzlichen Querschnittsvergrößerung,
daß sich
die Kapillarkräfte
derartig verringern, daß der
genannte Flüssigkeitsstopp
für die
Probenflüssigkeit 2 im Übergang
von Kanal 3 zur Ausnehmung 17 hin gebildet wird.
Insbesondere ist die Höhe
der Ausnehmung 17 mindestens doppelt so groß wie die
Höhe H
des Kanals 3.The cross-section preferably rectangular recess 17 leads to such, in particular stepped or sudden cross-sectional enlargement, that reduce the capillary forces such that the said liquid stop for the sample liquid 2 in the transition from channel 3 to the recess 17 is formed. In particular, the height of the recess 17 at least twice the height H of the channel 3 ,
Die
Ausnehmung 17 erstreckt sich beim Darstellungsbeispiel
entlang der offenen Seite des Kanals 3, insbesondere ist
sie umlaufend um den allseitig offenen Kanal 3 ausgebildet.The recess 17 extends in the illustrated example along the open side of the channel 3 in particular, it is circumferential around the channel which is open on all sides 3 educated.
Eine
entsprechende seitenwandlose Führung
der Probenflüssigkeit 2 im
Kanal 3 ist auch bei der in 5 dargestellten,
dritten Ausführungsform der
Vorrichtung 1 durch die seitliche Ausnehmung 17 möglich. Die
Probenflüssigkeit 2 wird
hier jedoch nur auf einer Boden- bzw. Flachseite 4 geführt. Die
Probenflüssigkeit 2 steht
also nicht in Kontakt mit einer gegenüberliegenden Flachseite 5 wie
bei der ersten Ausführungsform.
Statt dessen ist beim Darstellungsbeispiel die Abdeckung 7 entsprechend
ausgenommen oder die Fläche 4 entsprechend
tief im Träger 6 angeordnet,
um einen genügenden
Abstand zur dann ggf. ebenen Abdeckung 7 einhalten zu können. Die
Dicke des von der Probenflüssigkeit 2 auf
der Fläche 4 gebildete
Flüssigkeitsfilms
hängt insbesondere
vom Benetzungsverhalten und von der zugeführten, dann insbesondere zudosierten
Menge an Probenflüssigkeit 2 ab.
Vorzugsweise gelten für
den Flüssigkeitsfilm
dann die entsprechenden Dimensionen, wie bei der ersten Ausführungsform
für den
Kanal 3 erläutert.A corresponding side wallless guidance of the sample liquid 2 in the canal 3 is also at the in 5 illustrated, third embodiment of the device 1 through the lateral recess 17 possible. The sample liquid 2 but here is only on a bottom or flat side 4 guided. The sample liquid 2 So it is not in contact with an opposite flat side 5 as in the first embodiment. Instead, in the illustrated example, the cover 7 accordingly excluded or the area 4 correspondingly deep in the vehicle 6 arranged to a sufficient distance to the then possibly even cover 7 to be able to comply. The thickness of the sample liquid 2 on the surface 4 formed liquid film depends in particular on the wetting behavior and the supplied, then in particular metered amount of sample liquid 2 from. Preferably, then the corresponding dimensions apply to the liquid film, as in the first embodiment for the channel 3 explained.
6 zeigt
in einem schematischen Schnitt eine vierte Ausführungsform der vorschlagsgemäßen Vorrichtung 1,
wobei ein Seitenbereich des Kanals 3 zur Verdeutlichung
vergrößert dargestellt
ist. 6 shows in a schematic section a fourth embodiment of the proposed device 1 , wherein a side portion of the channel 3 is shown enlarged for clarity.
Das
Mittel 16 zum Verhindern des seitlichen Vorschießens von
Probenflüssigkeit 2,
zur Erzeugung einer wenig gekrümmten
oder geradlinigen Strömungsfront
F und/oder zur Erzeugung einer homogenen bzw. laminaren Strömung kann
alternativ oder zusätzlich
auch eine den Kanal 3 längsseitig oder
allseitig begrenzende Seitenwandung 18 aufweisen, wobei
durch Ausbildung von entsprechenden Leitelementen oder Verzögerungsstrukturen, insbesondere
Vorsprüngen
oder Erhebungen 19 o.dgl., die Strömungs- bzw. Füllgeschwindigkeit
entlang der Seitenwandung 18 in Strömungsrichtung S die Füllgeschwindigkeit
verringert, insbesondere so daß die
Füllgeschwindigkeit
der Probenflüssigkeit 2 am
Rand diejenige im mittleren Bereich des Kanals 3 nicht überschreitet,
sondern dieser zumindest im wesentlichen entspricht. Alternativ
oder zusätzlich
zu den Leitelementen bzw. Verzögerungsstrukturen kann
die Benetzung der Seitenwand 18 auch derart modifiziert,
insbesondere verringert, sein, daß das unerwünschte Vorschießen von
Probenflüssigkeit 2 entlang
der Seitenwand 18 vermieden wird.The middle 16 for preventing the lateral advancement of sample liquid 2 , for generating a slightly curved or rectilinear flow front F and / or for generating a homogeneous or laminar flow may alternatively or additionally also the channel 3 along the side or on all sides bounding side wall 18 have, wherein by formation of corresponding guide elements or delay structures, in particular projections or elevations 19 o.dgl., The flow or filling speed along the side wall 18 in the flow direction S reduces the filling speed, in particular so that the filling speed of the sample liquid 2 on the edge of the one in the middle of the channel 3 does not exceed, but this at least substantially corresponds. Alternatively, or in addition to the guide elements or delay structures, the wetting of the side wall 18 also modified in such a way, in particular reduced, be that the unwanted Vorschießen of sample liquid 2 along the side wall 18 is avoided.
Ergänzend wird
hinsichtlich möglicher
Ausgestaltungen, um ein Vorschießen der Probenflüssigkeit 2 längsseitig
zu vermeiden, auf die diesbezüglich in
der EP 1 201 304 A2 beschriebenen
Möglichkeiten verwiesen.In addition, with regard to possible embodiments, a pre-shooting of the sample liquid 2 longitudinally to avoid on the matter in the EP 1 201 304 A2 referenced options.
Bei
den Darstellungsbeispielen weist der Kanal 3 mindestens
ein Leitelement zur Beeinflussung, insbesondere Vergleichmäßigung,
des Füllens
mit der Probenflüssigkeit 2 auf.
Insbesondere weist der Kanal 3 vorzugsweise regelmäßig verteilte
Erhebungen 19 als Leitelemente auf der Flachseite 4 oder ggf.
beiden Flachseiten 4, 5 auf, wie in 1, 2 und 4 bis 6 dargestellt.
Diese sind insbesondere in Reihen quer, vorzugsweise senkrecht,
oder längs
zur Strömungsrichtung
S, insbesondere abwechselnd quer versetzt, angeordnet. So kann erreicht
werden, daß die
Probenflüssigkeit 2 den
Kanal 3 reihenweise – also
Reihe für
Reihe – füllt und
dadurch mit einer im wesentlichen gradlinigen Flüssigkeitsfront F in Strömungsrichtung
S fortschreitet. Das Mittel 16 umfaßt bedarfsweise auch die genannten Leitelemente.In the illustration examples, the channel indicates 3 at least one guide element for influencing, in particular equalizing, the filling with the sample liquid 2 on. In particular, the channel has 3 preferably regularly distributed surveys 19 as guiding elements on the flat side 4 or possibly both flat sides 4 . 5 on, like in 1 . 2 and 4 to 6 shown. These are in particular arranged in rows transversely, preferably vertically, or longitudinally to the flow direction S, in particular alternately transversely offset. So it can be achieved that the sample liquid 2 the channel 3 row by row - ie row by row - fills and thereby progresses with a substantially rectilinear liquid front F in the flow direction S. The middle 16 also includes, if necessary, the said guide elements.
Bedarfsweise
kann die Flächendichte,
der Abstand und/oder die Größe der Erhebungen 19 variieren,
insbesondere in Abhängigkeit
von der jeweiligen Entfernung zum Einlaß, um einen gewünschten Verlauf
der Kapillarkräfte
bzw. ggf. eine Kompensation von Strömungswiderständen zu
erreichen.If necessary, the area density, the distance and / or the size of the surveys 19 vary, in particular as a function of the respective distance to the inlet in order to achieve a desired course of the capillary forces or possibly a compensation of flow resistances.
Die
Erhebungen 19 sind vorzugsweise steg-, höcker- oder
säulenartig,
insbesondere mit runder oder polygonaler Grundfläche, ausgebildet. Alternativ
oder zusätzlich
können
aber auch Vertiefungen, wie der Graben 8, oder die Barrieren 15 oder
sonstige Leitelemente vorgesehen sein, die quer oder längs zur
Strömungsrichtung
S des Kanals 3 verlaufen.The surveys 19 are preferably web, hump or columnar, in particular with a round or polygonal base formed. Alternatively or additionally, however, also depressions, such as the trench 8th , or the barriers 15 or other guide elements may be provided which are transverse or longitudinal to the flow direction S of the channel 3 run.
Der
vorzugsweise vorgesehene nutartige, im Querschnitt insbesondere
rechteckige oder halbrunde Graben 8 weist eine wesentlich
geringere Tiefe als der Flüssigkeitsstopp 14 und
die Ausnehmung 17 auf und bildet daher einen nur temporären Flüssigkeitsstopp
zur Vergleichmäßigung der
Flüssigkeitsfront
F. So kann erreicht werden, daß die
Probenflüssigkeit 2 erst
nach Füllen
des Kanals 3 über
den gesamten Querschnitt den Graben 8 und anschließend den nachfolgenden
Kanalbereich füllt.The preferably provided groove-like, in cross-section in particular rectangular or semicircular trench 8th has a much lower depth than the liquid stop 14 and the recess 17 and therefore forms only a temporary liquid stop for equalization of the liquid front F. Thus, it can be achieved that the sample liquid 2 only after filling the channel 3 across the entire cross section of the trench 8th and then fills the subsequent channel area.
Hervorzuheben
ist, daß durch
die Kombination der seitenwandlosen Führung der Probenflüssigkeit 2 und
der Leitelemente ein hochgradig gleichmäßiges Füllen des Kanals 3 insbesondere
durch Kapillarkräfte
mit zumindest im wesentlichen gradliniger bzw. senkrecht zur Strömungsrichtung
S verlaufender Flüssigkeitsfront
F erreichbar ist.It should be emphasized that the combination of the lateral wall guidance of the sample liquid 2 and the guide elements a highly uniform filling of the channel 3 in particular by capillary forces with at least substantially rectilinear or perpendicular to the flow direction S extending liquid front F can be reached.
Alternativ
kann der Kanal 3 bereichsweise oder insgesamt auch zumindest
im wesentlichen glatt bzw. eben, also insbesondere ohne Leitelemente,
ausgebildet sein, wie in 3 angedeutet.Alternatively, the channel 3 partially or even at least substantially smooth or flat, so in particular without guide elements, be formed, as in 3 indicated.
Die
Strukturierung bzw. Texturierung des Reaktionsbereichs 9 und/oder
des Untersuchungsbereichs 10, insbesondere durch Leitelemente,
wie die Erhöhungen 19 o.dgl.,
erleichtert das vorzugsweise gleichmäßige Aufbringen einer Chemikalie
o.dgl., die anschließend
eintrocknet und dadurch beispielsweise eine Trockenchemikalie oder
immobilisierte Chemikalie bildet.The structuring or texturing of the reaction area 9 and / or the examination area 10 , in particular by guide elements, such as the elevations 19 or the like, facilitates the preferably uniform application of a chemical or the like, which subsequently dries and thereby forms, for example, a dry chemical or immobilized chemical.
Ergänzend ist
anzumerken, daß die
Vorrichtung 1 vorzugsweise eine mit der Ausnehmung 17 in Verbindung
stehende Entlüftung 20 aufweist,
wie in 4 angedeutet. Dies gestattet auf sehr einfache Weise
eine wirksame Entlüftung.
Dies ist einem gleichmäßigen, blasenfreien
Füllen
des Kanals 3 mit der Probenflüssigkeit 2 zuträglich.In addition, it should be noted that the device 1 preferably one with the recess 17 related venting 20 has, as in 4 indicated. This allows in a very simple way effective ventilation. This is a smooth, bubble-free filling of the channel 3 with the sample liquid 2 conducive.
Nachfolgend
wird das Zusammenwirken der vorschlagsgemäßen Maßnahmen näher erläutert, wobei insbesondere auf
die erste Ausführungsform bzw.
die Darstellung gemäß 1 und 2 Bezug genommen
wird.The interaction of the proposed measures will be explained in more detail below, with particular reference to the first embodiment and the illustration according to 1 and 2 Reference is made.
Nach
dem Einfüllen
wird die Probenflüssigkeit 2 durch
Kapillarkräfte
im Kanal 3 in den Reaktionsbereich 9 geleitet.
Hierbei strömt
die Probenflüssigkeit 2 im
Kanal 3 – zumindest
im Reaktionsbereich 9 und Untersuchungsbereich 10 – lateral über die Flachseite 4 und
vorzugsweise zumindest im wesentlichen laminar bzw. mit homogener
Strömungsgeschwindigkeit
bzw. wenig gekrümmter
oder gradliniger Strömungsfront
F. Dies wird insbesondere durch das genannte Mittel 16 – insbesondere
in Kombination mit den vorzugsweise zumindest im Reaktionsbereich 9 und/oder
Untersuchungsbereich 10 vorgesehenen Leitelementen – erreicht.After filling, the sample liquid 2 by capillary forces in the canal 3 in the reaction area 9 directed. In this case, the sample liquid flows 2 in the canal 3 - at least in the reaction area 9 and examination area 10 - laterally over the flat side 4 and preferably at least substantially laminar or with homogeneous flow velocity or slightly curved or rectilinear flow front F. This is in particular by said means 16 - Especially in combination with the preferably at least in the reaction area 9 and / or examination area 10 provided guide elements - achieved.
Im
Reaktionsbereich 9 wird die Probenflüssigkeit 2 für eine vorzugsweise
vorbestimmte Zeit mittels der Einrichtung 12 temporär angehalten.
Im Reaktionsbereich 9 kann die Probenflüssigkeit 2 das vorzugsweise
als Trockenchemikalie vorliegende Reagenz zur Bestimmung eines Analyten
in der Probenflüssigkeit 2 lösen bzw.
damit reagieren. Bei dem Reagenz handelt es sich beispielsweise
um ein Konjugat, das aus einem an dem Analyten bindenden Antikörper und
aus einem Farbstoffpartikel o.dgl. gebildet ist. Das gelöste Reagenz
bzw. Konjugat bindet dann an den Analyten.In the reaction area 9 becomes the sample fluid 2 for a preferably predetermined time by means of the device 12 temporarily stopped. In the reaction area 9 can the sample liquid 2 the preferably present as a dry chemical reagent for the determination of an analyte in the sample liquid 2 solve or react with it. The reagent is, for example, a conjugate consisting of an antibody binding to the analyte and a dye particle or the like. is formed. The dissolved reagent or conjugate then binds to the analyte.
Durch
das temporäre
Anhalten der Probenflüssigkeit 2 ist
der Reaktionsbereich 9 mit einem definierten Reaktionsvolumen
an Probenfüßigkeit 2 gefüllt, so
daß sich
das Reagenz zumindest im wesentlichen nur in diesem Reaktionsvolumen
löst bzw.
nur mit diesem reagiert. Durch das temporäre Anhalten kann damit bereits
eine unerwünschte
Dispersion bzw. weitläufige
Verteilung des Reagenzes oder eines Reaktionsprodukts des Reagenzes
in der Probenflüssigkeit 2 vermieden
werden.By temporarily stopping the sample liquid 2 is the reaction area 9 with a defined reaction volume of sample feet 2 filled, so that the reagent dissolves at least substantially only in this reaction volume or reacts only with this. By the temporary stop can thus already an undesirable dispersion or extensive distribution of the reagent or a reaction product of the reagent in the sample liquid 2 be avoided.
Des
weiteren ist die Zeit für
das temporäre Anhalten
vorzugsweise derart gewählt,
daß das
Reagenz zu mindestens 90 %, insbesondere zu mindestens 95 % oder
wesentlich mehr insbesondere in dem Reaktionsvolumen von Probenflüssigkeit 2 gelöst wird
bzw. mit diesem reagiert. Bedarfsweise kann das Lösen oder
Reagieren durch Wärme
oder sonstige Maßnahmen,
wie Anlegen einer Spannung o.dgl., unterstützt werden.Furthermore, the time for the temporary stop is preferably selected such that the reagent is at least 90%, in particular at least 95% or substantially more particularly in the reaction volume of sample liquid 2 is solved or reacted with this. If necessary, the dissolution or reaction by heat or other measures, such as applying a voltage or the like, Can be supported.
Das
Reagenz ist vorzugsweise gleichmäßig oder
in einer vorbestimmten Konzentrationsverteilung auf der Flachseite 4 im
Reaktionsbereich 9 aufgebracht. So kann erreicht werden,
daß – ggf. unter Berücksichtigung
des Füllvorgangs
durch die Probenflüssigkeit 2 – eine möglichst
schnelle und gleichmäßige Verteilung
des gelösten
Reagenzes bzw. des Reaktionsprodukts in dem genannten Reaktionsvolumen
erreicht wird.The reagent is preferably uniform or in a predetermined concentration distribution on the flat side 4 in the reaction area 9 applied. Thus it can be achieved that - if necessary taking into account the filling process by the sample liquid 2 - As fast and uniform distribution of the dissolved reagent or the reaction product is achieved in said reaction volume.
Der
möglichst
gleichmäßigen Verteilung
in dem Reaktionsvolumen ist auch zuträglich, daß das Reagenz auf der Flachseite 4 des
Kanals 3 angeordnet ist und daß aufgrund der verhältnismäßig geringen
Kanalhöhe
H dementsprechend eine schnelle Diffusion und dadurch gleichmäßige Verteilung
des gelösten
Reagenzes bzw. des Reaktionsprodukts im Reaktionsvolumen erreichbar
sind.The most even distribution in the reaction volume is also beneficial that the reagent on the flat side 4 of the canal 3 is arranged and that due to the relatively low channel height H accordingly a fast diffusion and thus uniform distribution of the dissolved reagent or the reaction product in the reaction volume can be achieved.
Nach
dem definierten Lösen
bzw. Reagieren gibt die Einrichtung 12 die Probenflüssigkeit 2 frei,
so daß die
Probenflüssigkeit 2 – insbesondere
das definierte Reaktionsvolumen – von dem Reaktionsbereich 9 in
den Untersuchungsbereich 10 weiterströmen kann. Aufgrund der genannten
Maßnahmen
und insbesondere des Mittels 16 kann dabei wiederum eine
besonders geringe Dispersion des gelösten Reagenzes sowie der aus
dem Reagenz und dem Analyten gebildeten Verbindungen bzw. Komplexe
aus dem Reaktionsvolumen heraus verhindert werden. Insbesondere
wird so erreicht, daß das
Reagenz bzw. das Reaktionsprodukt zu mindestens 90 %, vorzugsweise
95 % oder mehr zusammen mit dem Reaktionsvolumen in den Untersuchungsbereich 10 strömt bzw.
gefördert
wird.After defined release resp. Reacting, the device gives 12 the sample liquid 2 free, so that the sample liquid 2 - In particular, the defined reaction volume - of the reaction area 9 into the study area 10 can continue to flow. Due to the above measures and in particular the means 16 In this case, in turn, a particularly small dispersion of the dissolved reagent and the compounds or complexes formed from the reagent and the analyte from the reaction volume can be prevented. In particular, it is achieved that the reagent or the reaction product to at least 90%, preferably 95% or more together with the reaction volume in the study area 10 flows or is encouraged.
Im
Untersuchungsbereich 10 wird dann die Probenflüssigkeit 2 bzw.
das Reaktionsvolumen bedarfsweise nochmals temporär angehalten,
um die jeweils gewünschte
Untersuchung, insbesondere das beim Darstellungsbeispiel vorgesehene
Binden von aus dem Reagenz und dem Analyten gebildeten Komplexen
bzw. Verbindungen an einer im Untersuchungsbereich 10 vorzugsweise
auf der Flachseite 4 immobilisierten Nachweischemikalie
zu unterstützen. Jedoch
ist ein solches temporäres
Anhalten im Untersuchungsbereich 10 nicht unbedingt erforderlich,
so daß die
weitere, dem Untersuchungsbereich 10 zugeordnete Einrichtung 12 ggf.
entfallen kann.In the study area 10 then becomes the sample fluid 2 or the reaction volume if necessary again temporarily stopped to the particular desired investigation, in particular the intended in the illustration example binding of complexes formed from the reagent and the analyte or compounds at one in the study area 10 preferably on the flat side 4 to support immobilized detection chemical. However, such a temporary stop is in the examination area 10 not absolutely necessary, so that the further, the investigation area 10 associated device 12 possibly can be omitted.
Bei
der vorgesehenen Nachweischemikalie handelt es sich insbesondere
um eine immobilisierte Trockenchemikalie, beispielsweise einen Fängerantikörper, der
die Verbindungen bzw. Komplexe aus Reagenz und Analyt fängt und
dadurch bindet.at
the envisaged detection chemical is in particular
an immobilized dry chemical, such as a capture antibody, the
the compounds or complexes of reagent and analyte catches and
binds by.
Zusätzlich können weitere
Untersuchungsschritte mittels anderer weiterer Chemikalien im Untersuchungsbereich 10 oder
in mehreren nacheinander angeordneten Untersuchungsbereichen 10 durchgeführt werden.
Beispielsweise kann auch eine Untersuchung dahingehend erfolgen,
ob überhaupt der
zu bestimmende Analyt in der Probenflüssigkeit 2 enthalten
ist.In addition, further examination steps can be carried out by means of other further chemicals in the examination area 10 or in several consecutively arranged examination areas 10 be performed. For example, an investigation can also be made as to whether the analyte to be determined in the sample liquid is at all 2 is included.
Der
Untersuchungsbereich 10 schließt sich vorzugsweise unmittelbar
an den Reaktionsbereich 9 an, so daß eine unerwünschte Dispersion
des Reagenzes bzw. von dem Reagenz mit dem Analyten gebildeter Verbindungen
oder Komplexe oder von sonstigen Reaktionsprodukten aus dem Reaktionsvolumen
heraus in andere Bereiche der Probenflüssigkeit 2 zumindest
im wesentlichen verhindert oder minimiert wird. Dadurch, daß sich der
Untersuchungsbereich 10 vorzugsweise unmittelbar an den
Reaktionsbereich 9 anschließt, werden nämlich das
Totvolumen und damit die Dispersion minimiert.The examination area 10 preferably closes immediately to the reaction area 9 so that an undesired dispersion of the reagent or of the reagent with the analyte formed compounds or complexes or other reaction products from the reaction volume out in other areas of the sample liquid 2 at least substantially prevented or minimized. Due to the fact that the examination area 10 preferably directly to the reaction area 9 namely, the dead volume and thus the dispersion are minimized.
Durch
den flachen Querschnitt des Kanals 3 kann der Reaktionsbereich 9 und/oder
der Untersuchungsbereich 10 verhältnismäßig kurz in Strömungsrichtung
S ausgebildet werden, so daß insgesamt
sehr kurze Strömungswege
und dadurch eine geringe Dispersion erreichbar sind. Insbesondere
ist der Reaktionsbereich 9 und/oder der Untersuchungsbereich 10 nur
genauso lang wie oder kürzer
als die Breite des Kanals 3 ausgebildet.Due to the flat cross-section of the channel 3 can the reaction area 9 and / or the examination area 10 be formed relatively short in the flow direction S, so that a total of very short flow paths and thus a low dispersion can be achieved. In particular, the reaction area 9 and / or the examination area 10 just as long as or shorter than the width of the channel 3 educated.
Insbesondere
ist die vorschlagsgemäß erreichbare
Dispersion im Untersuchungsbereich 10 derart gering, daß die Konzentration
des Reagenzes bzw. Reaktionsprodukts im Reaktionsvolumen im Untersuchungsbereich 10 um
maximal 10 %, vorzugsweise weniger als 5 %, ganz bevorzugt höchstens
3 %, variiert.In particular, the dispersion which can be achieved according to the proposal is in the examination area 10 so low that the concentration of the reagent or reaction product in the reaction volume in the study area 10 by a maximum of 10%, preferably less than 5%, most preferably at most 3%.
Die
verhältnismäßig geringe
Höhe H
des Kanals 3 und die vorzugsweise vorgesehene Anordnung
der Nachweischemikalie auf einer Flachseite, insbesondere der Flachseite 4,
führen
dazu, daß die im
Reaktionsvolumen enthaltenen Komplexe bzw. Verbindungen aus Reagenz
und Analyt oder sonstige Reaktionsprodukte sehr schnell bzw. mit
einer sehr hohen Effizienz von der Nachweischemikalie o.dgl. gebunden
werden können.The relatively low height H of the canal 3 and the preferably provided arrangement of Nachweischikalie on a flat side, in particular the flat side 4 , cause the complexes contained in the reaction volume or compounds of reagent and analyte or other reaction products or the like very quickly or with a very high efficiency of the detection. can be tied.
In
einem anschließenden
Waschschritt strömt
die Probenflüssigkeit 2 weiter
in den Sammelbereich 11, der ggf. mit einem saugfähigen Material und/oder
Leitelementen, wie den Erhebungen 19, versehen sein kann,
um die Probenflüssigkeit 2 quasi aufzusaugen
und einen Rückfluß zu verhindern.
Das Volumen des Sammelbereichs 11 ist vorzugsweise mindestens
um den Faktor 2 oder 5 größer als das Reaktionsvolumen,
um ein effizientes Auswaschen von nicht gebundenem Reagenz, nicht
gebundenen Reaktionsprodukten und/oder sonstigen eventuell störenden Partikeln
oder Stoffen aus dem Untersuchungsbereich 10 zu erreichen.In a subsequent washing step, the sample liquid flows 2 continue into the collection area 11 possibly with an absorbent material and / or conducting elements, such as the elevations 19 , may be provided to the sample liquid 2 to absorb and to prevent reflux. The volume of the collection area 11 is preferably at least by the factor 2 or 5 greater than the reaction volume to efficiently wash out unbound reagent, unbound reaction products, and / or any other interfering particles or substances from the study area 10 to reach.
Anschließend erfolgt
die Bestimmung des im Untersuchungsbereich 10 gebundenen
Reagenzes oder Reaktionsprodukts vorzugsweise optisch, beispielsweise
spektroskopisch. Dies ist insbesondere dadurch möglich, daß das Reagenz oder Reaktionsprodukt
beispielsweise als Konjugat aus einem Antikörper und einem Farbkomplex,
Farbpartikel o.dgl. aufgebaut ist. Aus der Anzahl oder Konzentration
an gebundenen Komplexen bzw. Verbindungen kann dann insbesondere
die Konzentration des Analyten in der Probenflüssigkeit 2 bestimmt
werden. Folglich gestatten die vorschlagsgemäße Vorrichtung 1 und das
voranstehend beschriebene Verfahren eine gegenüber herkömmlichen Testfilterstreifen
o.dgl. wesentlich genauere Untersuchung der Probenflüssigkeit 2,
insbesondere quantitative Bestimmung eines Analyten oder ggf. auch
mehrere Analyte in der Probenflüssigkeit 2.This is followed by the determination of the area under investigation 10 bound reagent or reaction product preferably optically, for example spectroscopically. This is particularly possible because the reagent or reaction product, for example, as a conjugate of an antibody and a color complex, color particles or the like. is constructed. From the number or concentration of bound complexes or compounds can then in particular the concentration of the analyte in the sample liquid 2 be determined. Consequently, the proposed device allows 1 and the above-described method or the like over conventional test filter strips. much more accurate examination of the sample fluid 2 , in particular quantitative determination of an analyte or optionally also several analytes in the sample liquid 2 ,