DE2520714C3

DE2520714C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Untersuchen einer Vielzahl von Flüssigkeitsproben

Info

Publication number: DE2520714C3
Application number: DE2520714A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Cliffside Park N.J. Ertingshausen; Stephen Irving Scarsdale N.Y. Shapiro
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1974-05-10
Filing date: 1975-05-09
Publication date: 1979-05-03
Also published as: CH607013A5; NZ177467A; PL96621B1; ES443619A1; NO751661L; AU8050975A; CS190477B2; HU172910B; JPS5116090A; DD118468A5; AR213072A1; DK205175A; BR7502852A; CA1050867A; NL7505497A; SE7505376L; ES454172A1; GB1507933A; IL55099A0; GB1507934A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Untersuchen einer Vielzahl von Flüssigkeitsproben, bei dem aus einer Flüssigkeitsprobe und mindestens einem flüssigen Reaktionsmittel ein Gemisch gebildet wird, das man in festgelegtem Maß zur Bildung eines flüssigen Reaktionrproduktes reagieren läßt, und bei dem das gebildete Reaktionsgemisch durch Zentrifugalkraft in ein Behältnis überführt wird. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit einer in Drehung versetzbaren Scheibe, der eine Vielzahl von sich im Abstand radial erstreckenden Hohlräumen für die Aufnahme von zu untersuchenden Flüssigkeitsproben und von wenigstens einem flüssigen Reaktionsmittel drehfest zugeordnet ist, und mit im wesentlichen radial fluchtend zu jedem Hohlraum ausgerichteten, an der Scheibe sitzenden Behältnissen.

Bei der Analyse von Flüssigkeiten, beispielsweise eines Serums, ist es vielfach von Bedeutung, daß in einer Flüssigkeitsprobe der Spiegel von Stoffen, wie z. B. Schilddrüsenhormonen, Geschlechtshormonen, Digitalisglykosiden, Vitaminen und Krebsantigenen, festgestellt werden soll. Dabei ist es weiterhin äußerst wichtig, diese Spiegel genau und schnell bestimmen zu können.

Aus der US-PS 35 86 484 ist eine Vorrichtung mit zwei übereinanderliegenden Rotationsplatten bekannt, wobei in der obenliegenden Rotationsplatte zunächst durch entsprechende Rotation eine infolge der Zentrifugalkraft erfolgende Mischung einzelner flüssiger Ausgangsphasen stattfindet, die dort in voneinander getrennten Kammern untergebracht sind; bei dieser Mischung können sich an den radial außen liegenden Kanten der Mischkammern Feststoffe absetzen. Danach wird die Rotation der obenliegenden Scheibe gestoppt,

das verbleibende, inzwischen reagierte Gemisch sinkt infolge Schwerkraft in spezielle Kammern in die darunterliegende, zweite Scheibe ab, von der aus es dann erst in bestimmte Behälter zentrifugiert wird, in denen es photometrisch untersucht werden kann. Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht es allerdings nicht, eine Trennung des Flüssigkeitsgemisches in verschiedene flüssige Einzelphasen vorzunehmen, die dann auch einzeln untersucht werden könnten.

Aus dem Buch »Qualitative Halbmikroanaiyse« von I. P. Alimarin und W. N. Archangelskaja (VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1956, S. 89 — 92) sind weiterhin Verfahren für die Aufspaltung eines Gemisches in einzelne Phasen vorbeschrieben. Dabei wird jedoch allein Ober die Möglichkeit der r> Abtrennung fester Phasen aus einem flüssigen Gemisch, nicht jedoch eine Trennung flüssiger Phasen voneinander beschrieben.

Aus der US-PS 37 59 666 ist ein Verfahren zur Untersuchung einer Vielzahl von Flüssigkeitsproben (und eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens) entnehmbar, bei dem aus einer Flüssigkeitsprobe und mindestens einem Flüssigen Reaktionsmittel ein Gemisch gebildet wird, das man in festgelegtem Maße zur Bildung eines flüssigen Reaktionsproduktes reagie- r> ren läßt, und bei dem das gebildete Reaktionsgemisch durch Zentrifugalkraft in ein Behältnis überführt wird. Dabei wird jedoch eine Trennung des Gemisches in einzelne flüssige Phasen weder benutzt, noch vorbeschrieben, und die aus dieser US-PS 37 59 666 bekannte to Vorrichtung wäre auch zu einer Trennung der Phasen flüssig-flüssig überhaupt nicht in der Lage.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß aus r> einem flüssigen Reaktionsgemisch eine flüssige Phase abgesondert werden kann, die dann auch völlig getrennt und unbeeinflußt von anderen Bestandteilen des ursprünglichen Reaktionsgemisches schnell und zuverlässig untersucht und ausgemessen werden kann. to

Erfindungsgemäß wird dies bei einem solchen Verfahren dadurch erreicht, daß das Reaktionsgemisch im Behältnis durch Zentrifugalkrafieinwirkung unter Verwendung einer zusätzlichen Flüssigphasen-Trenneinrichtung in zumindest zwei flüssige Phasen getrennt a; und wenigstens eine Eigenschaft einer abgetrennten flüssigen Phase gemessen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren gibt ditbei die Möglichkeit für ein schnelles und genaues Prüfen des Spiegels von Substanzen in Fluiden bzw. Flüssigkeiten. >n

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß aus dem Reaktionsgemisch eine radioaktive Phase für die weitere Analyse abgetrennt wird. Vorteilhaft ist es auch, wenn unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft dem Behältnis ein IZlutions- r-, mittel zugeführt wird. Es erweist sich weiterhin von Vorteil, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die abgetrennte Phase unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft abgeschieden wird.

Bei der eingangs genannten Vorrichtung zum mi Untersuchen einer Vielzahl von Flüssigkeitsproben, die eine in Drehung versetzbare Scheibe aufweist, der eine Vielzahl von sich im Abstand radial erstreckenden Hohlräumen für die Aufnahme von zu untersuchenden FlUssigkeitsproben und von wenigstens einem flüssigen e>5 Reaktionsmittel drehfest zugeordnet ist, wobei im wesentlichen radial fluchtend zu jedem Hohlraum ausgerichtet an der Scheibe Behältnisse angeordnet sind, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Behältnisse mit Flüssigphasen-Trenneinrichtungen versehen sind.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Flüssigphasen-Trenneinrichtungen säulenförmig ausgebildet, wobei diese wiederum vorzugsweise auswechselbar und konzentrisch in den Behältnissen angeordnet sind. Diese säulenförmigen Behältnisse lassen sich mit Vorteil als am Boden verschlossene Röhrchen ausbilden, die vorzugsweise mit den säulenförmigen Flüssigphasen-Trenneinrichtungen für die im wesentlichen radial fluchtende Ausrichtung zu den Hohlräumen unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft scheibenseitig mit einem Schwenkgelenk gelagert sind, so daß bei ruhender Scheibe die Röhrchen vertikal aufgehängt sind. Dabei erweist es sich von Vorteil, wenn die säulenförmigen Flüssigphasen-Trenneinrichtungen eine öffnung zum Austritt der abgetrennten flüssigen Phase für deren Abscheiden am Röhrchenboden aufweisen. Vorzugsweise sind jeder Flüssigphasen-Trenneinrichtung entweder nur ein Hohlraum oder zwei radial hintereinanderliegende, miteinander verbundene Hohlräume auf der Scheibe zugeordnet In letzterem Fall erweist es sich von Vorteil, wenn die Wandneigung oben und außen zwischen dem inneren und dem äußeren Hohlraum weniger steil ausgeführt ist als die Wandneigung zwischen dem äußeren Hohlraum und der Flüssigphasen-Trenneinrichtung. Dabei wird vorteilhafterweise der Strömungsquerschnitt eines wannenförmigen Übergangs zwischen dem inneren und dem äußeren Hohlraum größer als der Strömungsquerschnitt eines wannenförmigen Übergangs zwischen dem äußeren Hohlraum und der Flüssigphasen-Trenneinrichtung ausgebildet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß eine den radial innenliegenden Hohlraumenden zugeordnete Elutionsmittelzuführung vorgesehen ist. Vorteilhafterweise sind die Flüssigphasen-Trenneinrichtungen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Gelsäuien.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielshalber im Prinzip noch näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer praktischen Ausführungsform einer Vorrichtung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1,

F i g. 2a perspektivisch einen Abschnitt der Vorrichtung aus F i g. 2,

F i g. 3 schematisch eine Meßanordnung,

F i g. 4 ein Diagramm, das als Bezugsnorm verwendet werden kann,

F i g. 5a, 5b und 5c schematisch die Wirkungsweise der Flüssigkeitstrennmedien bei einer speziellen Ausführungsform der Vorrichtung,

F i g. 6 und 6a eine Teildraufsicht und eine Teilseitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung.

In F i g. 1 ist eine Vorrichtung gezeigt, wie sie sich für den praktischen Einsatz besonders eignet. Diese Vorrichtung umfaßt ein drehbares Halteteil 15, das an einer Welle 20 sitzt, die von einem Motor 30 innerhalb eines bestimmten Drehzahlbereiches angetrieben wird. Die Teile werden von einer Basisplatte 40 getragen und sind in einem Gehäuse 50 eingeschlossen, das mit einem entfernbaren Deckel 60 versehen ist. An dem sich drehenden Teil 15 ist abnehmbar ein Ring 70 befestigt, der eine Vielzahl von entfernbaren Röhrchen 65 trägt,

die mit ihm über Kugelsitzanordnungen 80 in Eingriff stehen, so daß sie von ihrer Ruhestellung 90 in eine Rotationsstellung 100 bei einer geeigneten Rotation des Teils 15 frei bewegbar sind. Am Teil 15 sitzt entfernbar eine Scheibe l?0 derart eingerastet, da3 — wie aus Fig.2 zu ersehen — jede Reihe 120 von radial ausgerichteten Hohlräumen 130 und 140 im wesentlichen mit einem Röhrchen 65 fluchtet. Die Röhrchen 65 sind etwa aus der genau radialen Fluchtung mit den gegenüberliegenden Hohlräumen 130 und 140 verscho ben, um eine Kompensation der Flüssigkeitsträgheit während des Überführens zu den Röhrchen 65 zu bewirken. Dies kann für eine vorgegebene Vorrichtung routinemäßig bestimmt und eingestellt werden. Wenn beispielsweise der Spiegel einer Substanz in Serumproben oder in serumartigen Proben erhalten werden soll, wird eine genaue Menge eines Reagenz 150 in den Hohlräumen 130 und eine genaue Menge der Serumprobe 160 in den Hohlräumen 140 angeordnet. Das Reagenz 150 ist so beschaffen, daß es mit der Substanz in der Probe 160, deren Spiegel untersucht wird, reagiert, und ein physikalisch trennbares Reaktionsprodukt erzeugt. Die Hohlräume 130 und 140 können so durch Pipettierung von Hand oder durch Verwendung von bekannten Vorrichtungen (US-PS 38 01 283) gefüllt werden. Der Motor 30 wird auf eine erste Drehzahl beschleunigt, so daß die auftretende Zentrifugalkraft dazu führt, daß das Reagenz 150 aus den Hohlräumen 130 in die Hohlräume 140 überführt wird und sich mit den Proben 160 in den Hohlräumen 140 vermischt und auf diese einwirkt Die Drehzahl des Motors 30 wird dabei so gesteuert, daß der Inhalt der Hohlräume 140 von der Zentrifugalkraft aus diesen nicht herausgedrückt werden kann. Das Reagenz 150 und die Proben 160 wirken gegenseitig aufeinander in den Hohlräumen 140 ein. Mit der Zeit wird eine zunehmende Menge eines Reaktionsproduktes in den Hohlräumen 140 gebildet, bis abschließend ein Gleichgewichtszustand eintritt. Nach dieser Zeit kann eine Analyse des Inhalts der Hohlräume 140 zur Bestimmung des Spiegels der fraglichen Substanz in den Proben 160 nach bekannten Verfahren benutzt werden. Dies würde jedoch langwierig sein und viel Zeit erfordern, für viele Anwendungszwecke bis zu einer Stunde oder gar mehr. In der Praxis ist es jedoch nicht erforderlich, daß die gegenseitige Einwirkung in den Hohlräumen 140 bis zum Gleichgewicht fortschreitet. Es genügt vielmehr, daß eine meßbare Reaktionsproduktmenge und eine Änderung der Reaktionsmittelmenge in den Hohlräumen 140 erzeugt wird. Daraufhin wird die Drehzahl des Motors 30 so weit erhöht, daß der Inhalt der Hohlräume 140 durch die Zentrifugalkraft in die Einrichtungen 190 für die Flüssigphasen-Trennmedien überführt wird, die als Gelsäulen 200 für die Chromatographie dargestellt sind und in auf der Oberseite offenen Glashüllen 210 enthalten sind, die in den Röhrchen 65 auswechselbar sitzen. Das die Gelsäulen 200 kontaktierende flüssige Material wird durch diese Säulen 200 beim Zuführen des Elutionsmittels chromatographisch getrennt Dies wird mit der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung dadurch erreicht, daß ein Strom einer geeigneten Flüssigkeit, beispielsweise einer Pufferlösung, aus einem Speicher 222 über eine Elutionsmittelpumpe 220 durch eine Leitung 230 und eine Abgabeeinrichtung 240 in die Hohlräume 130 unmittelbar nach Überführung des Inhalts der Hohlräume 160 in die Gelsäulen 200 abgegeben wird. Die Pumpe 220 wird, wie aus F i g. 1 ersichtlich, über eine herkömmliche Zeitgeberanord-

nung 212 mit einer zweckmäßigen Zeit betätigt, beispielsweise 15 Sekunden, nachdem die erhöhte zweite Drehzahl erreicht ist. Die Pumpe 220 sorgt für einen festgelegten Mengenstrom an Elutionsmittel über einen festgelegten Zeitraum. Die gesamte Elutionsmittelmcnge wird automatisch auf die Hohlräume 130 verteilt. Das Elutionsmittel wird den Gelsäulen 200 durch die Zentrifugalkraft über die Hohlräume 130 und 140 zugeführt. Nach dem Transport des Elutionsmittels 2u den Gelsäulen 200 führt die Zentrifugalkraft zu einer chromatographischen bzw. Adsorptionstrennung der Bestandteile der von den Hohlräumen 140 zugeführten Flüssigkeit. Bei einer geeigneten Wahl der Gelsäule 200 und unter Bezugnahme auf das vorstehend beschriebene beispielsweise Verfahren kann ein Reaktionsbestandteil in dem Material in der Gelsäule 200 schnell durch Elution getrennt und durch die Zentrifugalkraft in die Röhrchen 65 überführt werden, was bei 152 gezeigt ist. Wenn ein eingesetzter Reaktionsteilnehmer radioaktiv ist, kann jedes Röhrchen 65 aus dem Ring 70 entfernt werden und die Radioaktivität des Inhaltes unter Verwendung der herkömmlichen, in F i g. 3 gezeigten Anordnung gemessen werden. Diese Anordnung umfaßt einen Gammastrahlendetektor 230, beispielsweise eine Kombination aus einem Natriumjodidkristall und einem Photovervielfacher bzw. Sekundärelektronenvervielfacher, einen Verstärker 240, einen Impulshöhenanalysator 245, einen Zähler 250 und eine Anzeigeeinrichtung 260, etwa einen Digitaldrucker. Die so erhaltene Zählung kann für jedes Röhrchen 65 in Beziehung zu dem Spiegel der fraglichen Substanz in der Probe durch Rechnung oder durch einen Vergleich mit einer Norm gesetzt werden.

Wie bei der speziellen Ausführungsform von F i g. 2a gezeigt ist, steht ein Hohlraum 130 der inneren Reihe mit dem Hohlraum 140 der äußeren Reihe in Verbindung, zu welcher er mittels einer wannenartigen Durchlaßeinrichtung 500 fluchtend ausgerichtet ist, die von den Seitenflächen und der hochsteigenden Bodenfläche eines inneren Hohlraums 130 gebildet ist Bei ausreichender Drehung und einer genügenden Zentrifugalkraft strömt die Flüssigkeit im Hohlraum 130 über, und zwar in einen dazu ausgerichteten äußeren Hohlraum 140. Der Hohlraum 140 der äußeren Reihe steht mit einer Flüssigphasen-Trenneiririchtung 190 in Verbindung, die fluchtend dazu über eine fortgesetzte wannenartige Einrichtung 600 ausgerichtet ist die von den Seitenflächen und der ansteigenden Bodenfläche eines äußeren Hohlraums 140 und von einem Kanal 700 gebildet wird. Bei ausreichender Drehung und genügender Zentrifugalkraft strömt in einem äußeren Hohlraum 140 vorhandene Flüssigkeit über und wird in eine fluchtend ausgerichtete Trenneinrichtung 190 transportiert Die Neigung 145 der äußeren Hohlräume 140 ist jedoch steiler als die der Neigungen 147 der inneren Hohlräume 130, so daß die Flüssigkeit in dem äußeren Hohlraum 140 eingedämmt wird, wobei der erhabene Abschnitt 800 eine dammartige Sperre bildet, bis eine gesteigerte Zentrifugalkraft auftritt die größer ist als die Zentrifugalkraft die für das Oberströmen von Flüssigkeit aus dem inneren Hohlraum 130 in den äußeren Hohlraum 14C erforderlich ist

In der Praxis ist es, wie vorstehend beschrieben, für eine gegebene Reaktion und für gegebene spezielle Konzentrationen von Reaktionsteilnehmern theoretisch möglich, die Konzentration eines Reaktionsproduktes oder Reaktionsteilnehmers für jeden gegebener Zeitpunkt nach Beginn der Reaktion zu berechnen und

ein Diagramm zu zeichnen, in dem die Konzentration über der Zeit aufgetragen ist. Mit diesem Diagramm können zu bestimmten Zeiten gemessene Konzentrationen verglichen werden. Für einen einfachen Fall läßt sich das folgendermaßen darstellen:

Für eine hypothetisch bimolekulare irreversible Reaktion A + B-* C, wobei gleiche Konzentrationen von A und i? zur Zeit f=0 gemischt werden und zur Zeit t = 0 die Konzentralion C= 0, kann gezeigt werden, daß die Konzentration zu jeder Zeit nach ( = 0 durch folgende Gleichung berechenbar ist:

Γ =

! +A_nK₁!

In dieser Gleichung sind Ao die Ausgangskonzentration der Reaktionsteilnehmer A und B, K]= A( — EeJRT) die Arrhenius-Gleichung, in welcher A der Frequenzfaktor, Ea die Aktivierungsenergie der Reaktion, T die Temperatur der Reaktion und R die allgemeine Gaskonstante sind.

Mit einer derartigen Berechnung und einem davon für eine gegebene Reaktion abgeleiteten Diagramm kann die nach einer relativ kurzen Reaktionszeit gemessene Konzentration laufend in die Gesamtkonzentration oder den Spiegel der interssierenden Substanz umgesetzt werden.

Bei einer speziellen Ausführungsform wird eine Normierung verwendet, durch welche der Nachteil der vorstehend beschriebenen Annäherung vermieden wird. Die mit dieser Ausführungsform (vgl. die F i g. 1 und 2) durchgeführte allgemeine Maßnahme besteht darin, in den ersten Hohlräumen 130 der Scheibe 110 als Reaktionsteilnehmer einen Antikörper bzw. eine Schutzstoffsubstanz anzuordnen und Serumproben, welche eine unbekannte Menge einer Substanz enthalten, beispielsweise an Thyroxin, im folgenden T-4 bezeichnet, zusammen mit einem radioaktiven T-4-Reagenz, und ein Verschiebungs- bzw. Verdrängungsreagenz in die äußeren Hohlräume 140 einzubringen. Die Scheibe wird schnell auf eine erste Drehzahl beschleunigt, wobei der Antikörper-Reaktionsteilnehmer aus den inneren Hohlräumen 130 durch die Zentrifugalkraft in die äußeren Hohlräume 140 bewegt wird, in denen sich der Antikörper und das T-4 vermischen und reagieren. Während der Reaktion wird das T-4 in den Serumproben aus seinem Träger verdrängt und kann so mit dem als radioaktiv erkenntlichen T-4 hinsichtlich einer begrenzten Zahl von Bindestellen an dem Antikörper-Reaktionsteilnehmer konkurrieren. Zu jeder Zeil nach dem Vermischen und während des Fortschreitens der Reaktion in den Hohlräumen 140 gibt so das Verhältnis des am Antikörper gebundenen, durch Radioaktivität kenntlichen T-4 und des freien, durch Radioaktivität kenntlichen T-4 in den Hohlräumen 140 ein Maß für den Anfangsspiegel von T-4 in den Serumproben. Wenn also die Reaktion mit der Anfangsgeschwindigkeit eine kurze Zeit fortgeschritten ist, die ausreicht, um sinnvolle Daten für die Radioaktivzählung (weit bevor das Reaktionsgleichgewicht erreicht ist) zu geben, wird die Drehung der Scheibe 110 auf einen größeren Wert gesteigert, bei welchem der Inhalt der äußeren Hohlräume 140 durch die Zentrifugalkraft in die verbindenden Trennmedien 200 geworfen wird, in denen der T-4-Antikörperkomplex, sowohl radioaktives als auch nichtradioaktives T-4 enthält, zusammen mit dem Antikörper, der nicht reagiert hat, durch die Trennmedien 200 geführt wird, wobei das nicht in den Komplex aufgenommene T-4, das sowohl radioaktiv als auch nichtradioaktiv ist, von den Trennmedien 200 adsorbiert wird.

Diese Wirkung stoppt die Komplexbildungsreaktion, ■"> indem wenigstens ein Reaktionsteilnehmer (der Antikörper) von der Reaktionsumgebung (den Gelsäulen 200) entfernt wird und demzufolge eine Zählung der Radioaktivität des separierten Antikörper-T-4-Komplexes verglichen mit einer Normierung ein Maß des

ι» anfänglichen T-4-Gehaltes der zu untersuchenden Probe gibt. Die Normierung kann durch Verwendung eines Serums oder serumartiger Stoffe bekannter, jedoch unterschiedlicher Τ-4-Spiegel erhalten werden, wobei unter Verwendung der gleichen Reaktionsbedin-τ gungen wie bei den obigen Testproben die radioaktiven Zählungen oder das Verhältnis der Zählungen, die man für jedes Material erhält, über seinem bekannten Τ-4-Spiegel aufgetragen werden. In der Praxis werden die »Normierungs«-Materialien in geeigneten Hohlräu-

-¹H men 140 in der gleichen Scheibe 110 angeordnet, die für die Testproben mit nicht bekannten Τ-4-Spiegeln verwendet werden, wobei die Normierungsdaten und die Versuchsdaten gleichzeitig erhalten werden.

F i g. 4, die in direkter Beziehung zu dem nachstehen-

2"i den speziellen Beispiel steht, zeigt ein Normdiagramm, das man auf die vorstehende Weise für die Benutzung erhält. Das Diagramm zeigt die radioaktiven Zählungen pro Minute, die man erhält, wenn man »normierte« Ausgangsmaterialien verwendet, die eine bekannte

in T-4-Menge enthalten. So zeigt beispielsweise F i g. 4 für die speziell verwendeten Bedingungen, daß der Anfangsspiegel des T-4, falls eine Testserumsprobe, die gleichzeitig mit »normierten« Materialien läuft, eine Zählung von 4000 ergibt, in einer Serumsprobe 6,2 μg

J"> T-4 pro 100 ml der Probe beträgt. Bei der Durchführung des Verfahrens in der Praxis werden natürlich geeignete und genau bemessene Reaktionsteilnehmermengen verwendet. Das Verfahren ist jedoch allgemein auf alle Flüssigkeits-Flüssigkeits-Reaktionen anwendbar und

•to insbesondere auf Reaktionen der bekannten klinischen Anolyseverfahren für Blutserum und serumartige Materialien, die bekannte Reagenzien verwenden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders für die Analyse eines weiten Bereichs von

4Ί physiologisch wichtigen Molekülen, was beispielsweise in der Zeitschrift »Clinical Chemistry«, Band 19, Nr. 2, 1973, in dem Artikel von D. S. Kelley, L P. Bro wn und P. K. B e s c h auf Seite 146 beschrieben ist.

Anhand des nachstehenden Beispiels wird die

^riii Erfindung näher erläutert.

Beispiel

Zur Bestimmung des Thyroxinspiegels (T-4) werden klinische Serumproben unter Verwendung der in den

^r>=> F i g. 1,2 und 3 gezeigten Vorrichtung und der in F i g. 4 dargestellten genormten Kurve untersucht Dabei werden gleichzeitig neun klinische Serumproben mit unbekanntem Τ-4-Spiegel im Doppel und fünf »normierte« Lösungen, von denen jede einen unterschiedli-

M> chen, jedoch bekannten Τ-4-Spiegel hat, im Doppel behandelt Dies wird dadurch erreicht, daß jeweils zwei äußere Hohlräume 140 der Scheibe 110 mit 35 μΐ einer speziellen klinischen Serumprobe gefüllt werden. Somit werden achzehn äußere Hohlräume gefüllt, die mit 1,1',

t.5 2, 2', 3, 3' ... bis 9, 9' gemäß Fig.2 bezeichnet sind. Weiterhin werden zwei äußere Hohlräume 140 der Scheibe 110 jeweils mit 35 μΐ einer der fünf »nomierten« Lösungen gefüllt, so daß zehn äußere Hohlräume 140

gefüllt werden, die am a,a',b,b'... e, e'in Fi g. 2 gefüllt sind. Die Τ-4-Spiegel in den »normierten« Lösungen, die wie nachstehend beschrieben, aufbereitet wurden, sind folgendermaßen definiert:

Normierung	T-4 in
	μg/100ml
a	0
b	2
C	6
d	12
e	30

Serumkomponenten mit niedrigerem Molekulargewicht bleiben in den Adsorptionssäulen 200. Nach der Elutionstrennung des Antikörpers ist bei diesem Beispiel die vorstehend beschriebene Reaktion im wesentlichen zum Zeitpunkt der Trennung in jeder chromatographischen Säule 200 unterbrochen. Zu jedem geeigneten Zeitpunkt nach der Elution werden die Röhrchen 65 in eine Anordnung überführt, wie sie in F i g. 3 gezeigt ist, wobei jedes Röhrchen 65 mit seinem Inhalt 152 eine Minute ausgezählt wird. Die erhaltenen Zählungen sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.

Tabelle

Bei dem Füllen der äußeren Hohlräume 140 in der vorstehend beschriebenen Weise wird jeweils die Menge von 35 μΐ mit 65 μΐ destilliertem Wasser gemischt. Zusätzlich wird jedem der äußeren Hohlräume 140, die wie vorstehend beschrieben gefüllt werden, 50 μΐ einer radioaktiven T-4-¹²⁵J-Lösung, die wie nachstehend beschrieben aufbereitet wurde, zugesetzt. Jeder der inneren Hohlräume 10,10' bis 90,90' und A, A' bis E, E' wird mit einem Antikörper-Reagenz, das nachstehend beschrieben wird, gefüllt. Die so gefüllte Scheibe 110 wird in der Vorrichtung von F i g. 1 auf eine erste Drehzahl schnell beschleunigt, so daß der Inhalt der inneren Hohlräume 1, Γ bis 9,9' und a, a'bis e e'in itwa 3 s infolge der Zentrifugalkraft in die entsprechenden, damit in Verbindung stehenden äußeren Hohlräume 10, 10' bis 90, 90' und A. A' bis E, E' übergeführt werden, wobei die nachstehende Reaktion einsetzt und 30 min lang fortschreitet.

7; + ΑΒΦΑΒ- T₄
T₄* + AB^AB- r₄«

Nach dem Ablauf von 30 min wird die Drehzahl der Scheibe 110 auf eine zweite Drehzahl schnell beschleunigt. Die dadurch bedingte Zentrifugalkraft führt zu der Überführung des Inhaltes der Hohlräume 10,10' bis 90, 90' und A, A' bis E, E' in die damit in Verbindung stehenden chromatographischen bzw. Adsorptionssäulen 200. 15 s nach der Beschleunigung der Scheibe 110 auf diese zweite Drehzahl wird die Elutionsmittelpumpe 220 (Fig. 1) mittels einer herkömmlichen Zeitgeberanordnung 212 aktiviert, so daß sie 2 ml einer Pufferlösung, die nachstehend beschrieben wird, von dem Behälter 222 in jeden der inneren Hohlräume 130 über die Abgabeeinrichtung 240 abgibt Das ergibt einen Gesamtstrom von 60 ml infolge der Abgabe von 30 ml pro Minute 2 min lang. Der Gesamtstrom wird durch die dreißig Hohlräume in 2 ml pro Hohlraum »zerhackt«. Die über die Abgabeeinrichtung 140 zugesetzte Lösung wird infolge der Ze ntrifugalkraft von den Hohlräumen 10,10' bis 90,90' und A. A 'bis E, e'in die Räume 1,1' bis 9, 9' und a. a' bis e, e' und die jeweiligen chromatographischen Säulen 200 überführt in welchen die Reaktionsteilnehmer und die Reaktionsprodukte der Elutionslösung infolge der durch die Drehung entwikkelten Zentrifugalkraft ausgesetzt werden, die auf die Elutionslösung wirkt Dies führt dazu, daß der T-4-Antikörperkomplex, der sowohl radioaktives als auch nicht radioaktives T-4 enthält, zusammen mit Antikörper, welcher nicht reagiert hat, schnell innerhalb einer Minute aus den einzelnen chromatographischen Säulen 200 cluiert und infolge der Zentrifugalkraft in die Röhrchen 65 geschleudert wird, was durch das Bezugszeichen 152 in den F i g. 1 und 2 angezeigt ist Die T-4-¹²⁵J-Lösung, welche nicht reagiert hat, und die Lagebezeichnung
des Röhrchens

Zählungen
pro Minute

μg % Ά

	*CiO*	0'	ι	'3'	4'
	α'	1	2'	e4	5
	b	Γ	i/3	e'	5'
	/>'	</	1	6
	c'.	Γ	6'
>~i	c'	2	7
	2'	7'
	3	8
	3'	8'
	4	ο
il)	4'	9-
	5	10
	5'	10'
	6	11
	6'	11'
Γ)	7	12
	7	12'
	8	13
	8'	13'
	9
41)	9-

7623	0	»normierte«
7468	0	Spiegel,
5398	2	aufgetragen
5496	2	in Fig. 4
3194	6
3307	ύ
2235	12
2325	12
12*)	30
13?6	30
4544	4,7
4408	5,1
3009	8,9
2956	9,0	unbekannte
3919	6,4	klinische
4051	6,1	Probenspiege
4092	6,0	bestimmt aus
3899	6,4	dem Dia
3415	7,7	gramm
3627	7,1	von F i g. 4
4500	4,8
4389	5,2
4092	6,0
3899	6,4
3225	8,4
3192	8,2
3501	7,4
4051	6,0

in Die bekannten Τ-4-Spiegel in μg T-4 pro 100 ml Probe der »normierten« Proben a, a' bis e, e' werden über den erhaltenen Zählungen pro Minute bzw. Impulsen pro Minute aufgetragen, wodurch man das in Fig.4 gezeigte Diagramm unter Verwendung der gemessenen Zählungen erhält, die in der Tabelle den Proben entsprechend aufgeführt sind. Die aus der Tabelle ermittelten Spiegel für die klinischen Proben sind diesem Diagramm von Fig.4 entnommen. Im folgenden werden im einzelnen die Materialien und Verfahrensmaßnahmen des vorstehenden Beispiels näher erläutert

I. Zu analysierende Substanz
Klinische Serumproben.

II. Verwendete Materialien

1. Thyroxin (T-4), freie Säure.

2. Thyroxine-¹²⁵! (T-4-'²⁵).

3. Anti-Thyroxin-Serum vom Kaninchen.

4. Salzsäure.

5. Natriumhydroxyd,0,l n.

6. Natriumsalz der 5,5-Diäthylbarbitursäure.

7. NatriuiTiazid. ">

8. Normales Kaninchenserum.

9. Natriumsaiz der 8-Anilino-1-naphthalensulfonsäure(ANS).

10. Normal angesammeltes menschliches Plasma.

11. Aktivkohle. i<>

12. Feines Gel für chrornatographiscHe Zwecke.

Ij. Säulen für das Gel für chromatogruphisene

Zwecke.
14. Röhrchen: 12x75-mm und 17 χ 100-mm-Vtr-

suchsröhrchen. : ;

III. Verwendete Reagenzien

A. 6 n-Salzsäure, 1 1.

B. 5,5 Diäihylbai bitursäurepuffer, 0,075 M, pH 8,6,1 1: ²" Es werden 15,54 g des Natriumsalzer. der 5,5-Diäthylbaritursäure und 100 mg Natriuma?id in 800 ml destilliertem Wasser aufgelöst. Unter Verwendung eines genormten pH-Meßgerätes wird der pH-Wert der Lösung auf 8,6 durch tropfenweise ^2l Zugabe von 6 n-HCI gebracht, wobei die Diäthylbarbitursäure innig vermischt wird. Es sind etwa 2 ml 6 n-HCl erforderlich. Das Ganze wird mit destilliertem Wasser bis zu einem Liter aufgefüllt. Dieser Puffer hält sich bei Kühlung einen Monat ^!"

C. 2%ige normale Kaninchenserum-Diäthylbarbitursäurepuffer, 100 ml:

Es werden 2 ml normales Kaninchenserum zu 98 ml Diäthylbarbitursäurepuffer gegeben und innig r> vermischt. Das Gemisch ist bei Kühlung zwei Wochen haltbar.

U. Thyroxinfreies menschliches Plasma, 20 ml:

Es werden 3 g Aktivkohle in 20 ml angesammeltem menschlichen Plasma in einem konischen Zentrifugenrohr mit einem Volumen von 50 ml für den Einmalgebrauch eingemischt, wobei dafür gesorgt wird, daß die ganze Kohle benetzt wird. Das Gemisch wird zugedeckt und über Nacht im Kühlschrank aufbewahrt. Am nächsten Tag wird das Gemisch bei etwa 8000 UpM 10 min zentrifugiert. Dann wird unter Verwendung einer Spritze mit einem Volumen von 20 m!, die mit einem 25-mm-Fiiterhalter mit einem Adapter gehalten ist, des oben aufschwimmende nacheinander mit 1) einem Filterpapier, 2) einem O,45^-Filter und 3) einem O,22^-Filter gefiltert. Das Ganze wird wöchentlich hergestellt und gekühlt. Wenn es gefroren ist, hält es wenigestens drei Monate.

E. Thyroxin (T-4), Herstellung der Normproben:

1. Vorrätiges T-4,0,6 mg/ml:

Es werden 6,00 mg des gelagerten T-4 in einem minimalen Volumen von 0,1 n-Natriumhydroxyd gelöst Das Ganze wird bis zu 10 ml mit destilliertem Wasser aufgefüllt Die Flüssigkeit kann in 0,2-ml-Ampullen aufgeteilt und gefroren drei Monate aufbewahrt werden.

2. Arbeitsnormen:

Es werden 12 χ 75-mm- Versuchsröhrchen präpariert und mit 1 bis 5 etikettiert. Dem nachstehenden Schema entsprechend werden T-4-Arbeitsnormproben hergestellt:

Röhrchen	Zugegebener	Entfernter	Zugegebenes	Endkon
Nr.	Diäthylbarbitur-	Puffer	vorrätiges T-4	tration
	säurepufTer
I	1,0 ml	0μ1	0μ1	0μg/ml
2	1,0 ml	10 μΐ	10 μΐ	2 μg/ml
			verdünnt in 3
3	1,0 ml	10 μΐ	10 μΐ	6 μg/ml
4	1,0 ml	20 μΐ	20 μΐ	12 μg/ml
5	1,0 ml	50 μΙ	50 μΐ	30 μg/ml

3. Tatsächlich verwendete Normproben:

Es werden fünf 17 χ 100-mm-Teströhrchen mit 1 bis 5 etikettiert Jedem Röhrchen werden 5,0 ml Τ-4-freies Plasma zugegeben. 50 μΐ der entsprechenden Arbeitsnormprobe, wie sie oben erwähnt sind, werden entfernt Es erfolgt eine gute Durchmischung. Man erhält folgende Endresultate:

Röhrchen	a	T-4 in	T-4 in	T-4 in
Nr.	b	μg/ml	μg/35 μ\|	μg/100 ml
1	C	0	0	0
2	d	20	OJ	2
3	e	60	2,1	6
4	120	4,2	12
5	300	10,5	30

Die Proben werden in Aufteilungen von 0,5 ml eingefroren.

F. Thyroxin-]¹²⁵-Lösung:

" 1. ANS-Lösung:

Es werden 60 mg der 8-Anilino-l-naphthalensulfonsäure in 10 ml des Reagenz C aufgelöst

2. Isotopenlösung:

to Eine minimale Größenordnung für das Thyro-

xin-i25J ist 550 Mikrocurie. Die Lösung hält sich sechs Wochen. Das Verfallsdatum ergibt sich aus der Abbott-Tabelle. Die Aktivität, d. h. die Mikrocurie pro Millimeter ändert sich von Menge zu Menge. Dies ist auch für jede Menge auf dem Etikett angegeben. Jedem Prüfröhrchen sind in 50 μΐ 14 000 Zählungen pro Minute zuzuordnen. 14 000 Zählungen pro Mnute

entsprechen etwa 0,014 Mikrocurie. Es wird die Gesamtzahl der Versuchsröhrchen, der normierten und der nicht bekannten Proben zusammengezählt, als Sicherheitsfaktor um 10% erhöht und diese Zahl mit 0,014 multipli- -, ziert Dies ist die Gesamtzahl der erforderlichen Mikrocurie. Danach wird die Gesamtzahl der Röhrchen einschließlich der extra 10% mit 50 multipliziert Dies ist die Gesamtzahl von Millilitern von benötigtem ANS. Dann wird die m Anzahl der Mikroliter von Thyroxin-125 entsprechend der Zahl von Mikrocurie abgezogen und zu dem genauen Volumen von ANS addiert Die Herstellung erfolgt am Tag des Gebrauchs.

G. Antikörperreagenz: ''

Der Antikörper liegt lyophilisiert in Ampullen vor. Die Ampullen sind etikettiert mit »100 Test«. Jede Ampulle wird mit 14,0 ml des Reagenz C rekonstituiert Der Antikörper hält bei Kühlung zwei Wochen. ²"

IV. Protokoll

A. Reaktionsbedingungen:

50 μΐ T-4^l25j-Lösung, 35 ml normierte oder Serum- 2". probe und 65 μΙ destilliertes Wasser zum Auffüllen werden miteinander vermischt. Danach werden 200 μΐ Antikörperreagenz zugegeben.

Man läßt die Reaktion 30 min bei Zimmertemperatur bei der ersten Drehzahl der Inkubator-Sepa- jn rator-Einrichtung verlaufen. Wenn die Drehzahl auf die zweite Stufe erhöht wird, wird das gesamte Reaktionsvolumen in eine Säule mit feinem Gel für chromatographische Zwecke übergeführt. Der Komplex wird mit 2,0 ml 5,5-Diäthylbarbitursäure- r. puffer eluiert Der Komplex wird eine Minute lang in einem Gammazähler ausgezählt. Jede Probe und jede normierte Probe liegt doppelt vor. Die normierten Proben 1 bis 5 nehmen zehn Prozent ein. 4(i

B. Aufbereitung der Daten:

Die normierten Werte werden folgendermaßen aufgetragen. Die Zählungen pro Minute auf der y-Achse über dem Logarithmus von μg/100 ml auf der x-Achse. Die wie oben beschrieben aufbereite- ⁴' ten Normproben sind: 0, 2, 6, 30 μg Thyroxin pro 100 ml. Unbekannte Werte werden auf der normierten Kurve dadurch bestimmt, daß der Wert für μg Thyroxin pro 100 ml entsprechend den Zählungen der unbekannten Proben gefunden wird. ^>!l

V. Zu prüfende Substanz:

Klinische Serumproben: γ,

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform, die in dem vorstehenden speziellen Beispiel veranschaulicht ist, erhält man besondere Vorteile dadurch, daß die beschriebene, den Komplex bildende Reaktion nach der schnellen Trennung der w; Reaktionsmediumsbestandteile unter gesteuerten Bedingungen in den Chromatographiesäulen 200 unterbricht. Betrachtet man einen allgemeinen Fall, bei welchem die Reaktionsteilnehmer mit A und B bezeichnet sind und in den inneren bzw. äußeren u; Hohlräumen 130 bzw. 140 plaziert sind und zum Vermischen sowie zum Fortschreiten hinsichtlich der Reaktion in den äußeren Hohlräumen gebracht wird, um erhöhte Mengen des Reaktionsproduktes Czu erzeugen, wird durch Trennen des Gemisches aus A, B und C in die Phasen in den Chromatographicsäulen 200, von denen eine in den Röhrchen 65 gesammelt wird und wenigstens einen Reaktionsteilnehmer enthält beispielsweise entweder A oder B, wird die Cerzeugende Reaktion im wesentlichen in den gesammelten Chromatographiesäulen unterbrochen. Auch wenn die Rotation fortgesetzt wird, wird keine weitere Menge des Materials C erzeugt und somit eluiert Der Parameter der zu vermessenden eluierten Phase, beispielsweise die Radioaktivität die Farbe, die Fluoreszenz, der Enzymkode, ist auf im wesentlichen die gleiche Zeit für alle zu analysierenden Proben fixiert Diese Ausführungsform ist von besonderem Vorteil für Anwendungen, wie kinetische Untersuchungen, einschließlich der Bestimmung von Schilddrüsenhormonen, Sexualhormonen, Digitalisglykosiden, Vitaminen und Krebsantigenen in einer Probe, wobei normierte radioaktivimmune Reagenzien verwendet werden.

Die vorstehende ■ Ausführungen sind anhand von F i g. 5a leichter zu verstehen, welche schematisch einen Zeitpunkt darstellt, bei welchem der Teil der Reaktionsteilnehmer A und B, die nicht reagiert haben, und das Reaktionsprodukt C zu dem Gel 200' für die Chromatographiezwecke übergeführt worden sind, jedoch bevor dem Chromatographiegel 200' des Elutionsmittel zugeführt wird. Unter diesen Bedingungen können A und B weiter reagieren und zusätzliche Mengen von C erzeugen. Nach der Überführung des Elutionsmittels zum Chromatographiegel 200', welches in diesem Fall ausgewählt wird, um die Reaktionsteilnehmer B zusammen mit dem Reaktionsprodukt C abzutrennen, werden B und C sclinell yon A in eine Phase abgetrennt, die längs des Chromatographiegels 200' bewegt wird, was in Fig.5b gezeigt ist. Dadurch wird die Bildung von zusätzlichem Reaktionsprodukt C unterbrochen.

Die Phase, welche die festen Anteile von B und C aufweist, wird durch die Zentrifugalkraft zu dem Rohr 100' überführt, was in Fig.5c gezeigt ist. Der festgelegte Wert des fraglichen Parameters von entweder B oder Ckann rechtzeitig gemessen werden.

Bei anderen Anwendungszwecken, weiche das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt, bei welchen es jedoch nicht von kritischer Bedeutung ist, die Reaktion in dem Chromatographiegel 200 zu unterbrechen. Dabei werden alle Proben und normierten Proben im wesentlichen den gleichen Reaktions- und Trennbedingungen ausgesetzt. Das Chrometographiegel 200 kann so ausgewählt werden, daß es das Reaktionsprodukt aus den Reaktionsteilnehmern eluiert und trennt, insbesondere in dem Fall, wenn jede weitere Bildung von Reaktionsprodukt in dem Gel und dessen Elution kompensiert wird, wenn eine gleichzeitig behandelte normierte Probe eingesetzt wird.

In der Praxis kann der fragliche Parameter die Radioaktivität sein, wie dies vorstehend beschrieber wurde, oder die Farbe, die Fluoreszenz oder eine andere geeignete physikalische oder chemische Eigenschaft Anstelle einer auf die Radioaktivität ansprechender Zähleranordnung können auch andere bekannte Fühleinrichtungen verwendet werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform, wie sie in F i g. f gezeigt ist, wird eine Scheibe SiG verwendet, die eins Vielzahl von einzelnen Hohlräumen 520 anstelle eine;

Paare: von radial ausgerichteten Hohlräumen 130 und 140 hat, wie dies in der Vorrichtung von F i g. 1 der Fall ist In der Praxis werden bei Verwendung der Vorrichtung von F i g. 6 genaue Mengen von zwei oder mehr Reaktionsteilnehmern, beispielsweise Serum und Reaktionsmittel, was bei 525 angezeigt ist, in den Hohlräumen 520 angeordnet, in welchen eine Reaktion eintritt, so daß man ein physikalisch trennbares Reaktionsprodukt erhält Das Füllen der Hohlräume 520 kann, wie beschrieben, durch Pipettieren erreicht ι ο werden. Ein Hohlraum 520 oder mehrere Hohlräume 520 können mit normierten Reagenzien vorbeschrieben gefüllt werden. Die so gefüllte Scheibe 510 kann auf einem Trägerteil 15 in der gleichen Weise wie die Scheibe 110 von Fig. 1 angeordnet und mit einer Drehzahl gedreht werden, die ausreicht, damit der Inhalt der Räume 520 durch die Zentrifugalkraft in die verbindenen trennenden Medien 190 übergeführt wird. Von diesem Punkt an schreitet der Prozeß genauso fort, wie es vorstehend anhand der Vorrichtungsanordnung >o von F i g. 1 und der Normierung bzw. Eichung, wie sie in F i g. 4 beispielsweise dargestellt ist, beschrieben ist In der Praxis kann die vorstehend beschriebene Ausführung in Form der Scheibe 510 mit Hohlräumen 520 mit Reagenzien gefüllt werden, die Reaktion soll sich dabei r> bis zum Gleichgewicht fortsetzen. Das bedeutet daß die Scheiben 510 für ausgedehnte Zeiträume gefüllt und gespeichert werden können, beispielsweise für Stunden oder mehr. Danach können die Scheiben 510 anstelle der Scheiben UO in der Vorrichtung von Fig. 1 to angeordnet und eine Untersuchung ausgeführt werden, wie sie vorstehend beschrieben wurde. Diese Ausführungsform kann vorteilhaft bei langsamen Reaktionen verwendet werden, beispielsweise für die Bestimmung von menschlichen Wachstumshormonen im Blutserum, r> die, wenn die vorstehend beschriebene Ausführung mit dem Zweifachhohlraum benutzt würde, eine unpraktische lange Rotation bei höheren Drehzahlen mit sich bringen würde, beispielsweise 1 h lang oder mehr. Wenn alternativ die Scheiben 510 in einem Zeitraum gefüllt 4» werden, so daß er für die spezielle langsame Reaktion genügt, kann als Besonderheit der Praxis berücksichtigt werden, daß die Reaktionen in den verschiedenen einzelnen Hohlräumen alle zur gleichen Zeit begonnen werden können, die gefüllten Scheiben 510 gedreht und der Inhalt der Hohlräume 520 zu den damit in Verbindung stehenden Trennmedien 190 zu jeder Zeit übergeführt werden können, zu welcher eine meßbare Menge des trennbaren Bestandteils in den Hohlräumen 520 erzeugt worden ist Dieses Verfahren ist beispielsweise dann besonders rationell, wenn jeder Verlust der Analysegenauigkeit der sich aus den unterschiedlichen Reaktionszeiten in den verschiedenen Hohlräumen ergeben kann, verglichen mit der eingesparten Zeit nicht von Bedeutung ist

Zu den besonderen Vorteilen des mechanisch und chemisch kontinuierlichen Tandemverfahrens gemäß der Erfindung gehört daß Eingriffe von Hand oder mechanisch während der Durchführung einer Untersuchung im wesentlichen ausgeschlossen sind, wodurch die Bedeutung von Variablen, außer den interssierenden Variablen, auf ein Minimum reduziert ist Zu den Vorteilen gehört auch die Fähigkeit daß kurze Reaktionszeiten verwendet und gleichzeitige kinetische Untersuchungen unter gesteuerten Zeitbedingungen ausgeführt werden können.

Für die erfindungsgemäßen Zwecke umfassen die Reaktionsbestandteile Substanzen, die chemisch so reagieren, daß man ein chemisch anderes Reaktiosprodukt oder Produkte erhält sowie auch Substanzen, für die gilt, daß sie physikalisch reagieren, beispielsweise bestimmte physikalische Adsorptionserscheinungen zeigen, um ein oder mehrere physikalisch verschiedene Materialien zu erzeugen.

Das Trennmedium für die Flüssigkeitsphase bei der Ausführung der Erfindung können herkömmliche Chromatographieanordnungen sein, beispielsweise eine Anordnung, welche eine Trennung auf der Basis der Molekulargröße, physikalische Adsorptionserscheinungen, der Chemiesorption, der Ionenaustauscheigenschaften, spezieller molekularer Affinitäten (Affinitätschromatographie) und anderer bekannter Verfahren herbeiführt wobei beispielsweise Gele, Feststoffe oder Harze verwendet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Untersuchen einer Vielzahl von Flüssigkeitsproben, bei dem aus einer Flüssigkeitprobe und mindestens einem flüssigen Reaktionsmittel ein Gemisch gebildet wird, das man in festgelegtem Maß zur Bildung eines flüssigen Reaktionsproduktes reagieren läßt, und bei dem das gebildete Reaktionsgemisch durch Zentrifugalkraft in ein Behältnis überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgemisch im Behältnis durch Zentrifugalkrafteinwirkung unter Verwendung einer zusätzlichen Flüssigphasen-Trenneinrichtung in zumindest zwei flüssige Phasen getrennt und wenigstens eine Eigenschaft einer abgetrennten flüssigen Phase gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Reaktionsgemisch eine radioaktive Phase für die weitere Analyse abgetrennt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft dem Behältnis ein Elutionsmittel zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennte Phase unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft abgeschieden wird.

5. Vorrichtung zum Untersuchen einer Vielzahl von Flüssigkeitsproben mit einer in Drehung versetzbaren Scheibe, der eine Vielzahl von sich im Abstand radial erstreckenden Hohlräumen für die Aufnahme von zu untersuchenden Flüssigkeitsproben und von wenigstens einem flüssigen Reaktionsmittel drehfest zugeordnet ist, und mit im wesentlichen radial fluchtend zu jedem Hohlraum ausgerichteten, an der Scheibe sitzenden Behältnissen, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behältnisse (65) mit Flüssigphasen-Trenneinrichtungen (190,200) versehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigphasen-Trenneinrichtungen (190,200) säulenförmig ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die säulenförmigen Flüssigphasen-Trenneinrichtungen (190, 200) auswechselbar und konzentrisch in den Behältnissen (6S) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Behältnisse als am Boden verschlossene Röhrchen (6S) ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrchen (65) mit den säulenförmigen Flüssigphasen-Trenneinrichtungen (190,200) für die im wesentlichen radial fluchtende Ausrichtung zu den Hohlräumen (130, 140, 520) unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft scheibenseitig in einem Schwenkgelenk (80) gelagert sind, so daß bei ruhender Scheibe (15, 70, 110) die Röhrchen (65) vertikal aufgehängt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die säulenförmigen Flüssigphasen-Trenneinrichtungen (190,200) eine öffnung zum Austritt der abgetrennten flüssigen Phase für deren Abscheiden am Röhrchenboden aufweisen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flüssigphasen-Trenneinrichtung (190, 200) nur ein Hohlraum (520) auf der Scheibe (510) zugeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis ID₁ dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flüssigphasen-Trenneinrichtung (190, 200) radial hintereinander liegende, miteinander verbundene Hohlräume (130,140) auf der Scheibe (HC) zugeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandneigung (147) nach oben und außen zwischen dem inneren (130) und dem äußeren Hohlraum (140) weniger steil ausgeführt ist als die Wandneigung (145) zwischen dem äußeren Hohlraum (140) und der Flüssigphasen-Trenneinrichtung (190,200).

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt (800) eines wannenförmigen Übergangs (500) zwischen dem inneren (130) und dem äußeren Hohlraum (140) größer ist als der Strömungsquerschnitt (700) eines wannenförmigen Übergangs (600) zwischen dem äußeren Hohlraum (140) und der Flüssigphasen-Trenneinrichtung (190,200).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis

14, gekennzeichnet durch eine den radial innenliegenden Hohlraumenden zugeordnete Elutionsmittelzuführung(240).

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis

15, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigphasen-Trenneinrichtungen (190) Gelsäulen (200) sind.