DE69817793T2 - Detektion von hydrophoben analyten mit niedrigem gehalt in umweltproben - Google Patents

Detektion von hydrophoben analyten mit niedrigem gehalt in umweltproben Download PDF

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    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zur Ermittlung von niedrigen Gehalten von hydrophoben Analyten von 10 ppb und im Besonderen von 1 ppb oder weniger, welche möglicherweise in Umweltproben vorliegen, unter Verwendung einer Agglutinationsreaktionsvorrichtung mit Kapillartest.
  • Verbesserte Testvorrichtungen zur Ermittlung einer Substanz für Agglutinationsreaktionen wurde bereitgestellt. Als Beispiele für solche verbesserte Testvorrichtungen können die US-Patente 4,596,695; 4,597,944 und 4,775,515 von Hugh V. Cottingham genannt werden und die Agglutinationsstreifeneinrichtung, welche im US-Patent 5,019,351 von Peter Schulz offenbart ist.
  • Der Agglutinationstest gründet auf einem Latex-Agglutinations-Hemmungsprinzip, in welchem eine Konkurrenz zur Bindung an einen Antikörper besteht zwischen dem Analyt und Latexpartikeln, welche mit einem Analyt beschichtet sind, welcher analog oder konjugiert zu dem Analyt ist. Eine Probe wird in die Mischzelle einer Streifenvorrichtung des Typs, welcher in vorstehendem US-Patent 5,019,351 offenbart ist, eingebracht, gemeinsam mit den Latexpartikeln, welche bedeckt sind mit dem analogen oder konjugierten Analyt und dem Antikörper. Die Mischung bewegt sich entlang des kapillaren Weges der Streifenanordnung durch Kapillarwirkung zu einem Betrachtungsbereich. Wenn sich kein Analyt in der Probe befindet, bilden die Latexpartikel mit dem analogen oder konjugierten Analyt große Verklumpungen oder Partikel (Agglutinationen) durch Bindung an die Antikörper aus. Wenn jedoch der Analyt in der Probe anwesend ist, tritt der Analyt mit den gekennzeichneten Latexpartikeln in Bezug auf die Reaktion mit den Antikörpern in Konkurrenz und der Analyt bindet sich vorzugsweise an dem Antikörper und hemmt oder verhindert die Reaktion des Antikörpers mit den gekennzeichneten Latexpartikeln und hemmt oder verhindert durch die Agglutination der Latexpartikel. Somit ist das Vorhandensein der Agglutination der Latexpartikel ein Beweis für die Abwesenheit des Analyten in der Probe, wohingegen die Abwesenheit von signifikanter Agglutination der Latexpartikel ein Beleg für die Anwesenheit des Analyts in der Probe ist, wenn das Vorlie gen oder Fehlen der Agglutination der Latexpartikel visuell beobachtet wird in dem Betrachtungsbereich der Streifenvorrichtung.
  • Bei Verwendung der vorstehend erläuterten Technologie und der in den vorstehend genannten Patenten offenbarten Agglutinations-Streifenvorrichtung wurden Testsätze auf den Markt gebracht zur einfachen und schnellen Bestimmung verschiedener biologischer Substanzen, wie etwa Hormonen, Tumormarkierem und Ähnlichem, und ebenso für Missbrauchsdrogen, wie etwa Amphetamine, Barbiturate, Kokain, Marihuana, Morphine, Phencyclidine und Ähnliches aus biologischen Proben, wie etwa Urin, Blut oder andere Körperflüssigkeiten. Eine derartige Testvorrichtung und Untersuchungsprozedur haben es ermöglicht, einfache und schnelle Felduntersuchungen von biologischen Flüssigkeiten für solche biologische Substanzen und Missbrauchsdrogen durchzuführen. Solche Schnelluntersuchungen können leicht im Feld durchgeführt werden und verlangen keine weitere Ausrüstung zur Analyse der Ergebnisse. In dem Beobachtungsbereich des Streifens ist ein visuelles qualitatives Ergebnis beobachtbar, im Allgemeinen innerhalb etwa drei bis fünf Minuten oder weniger, angefangen vom Zeitpunkt der Mischung der Probe, der gekennzeichneten Latexpartikel und der Antikörper in der Mischzelle der Streifenvorrichtung.
  • Die Verwendung einer solchen Agglutinationsreaktions-Streifenvorrichtung war im höchsten Maße nützlich, da sie sofortige Feldanalyse erlaubt, d. h., in einer nicht labormäßigen Umgebung durch eine einfache Prozedur, welche keine weiteren Instrumente erfordert. Ein Beispiel für ein derartiges Probenuntersuchungssystem für Missbrauchsdrogen ist das ONTRAK-Testsystem, welches von Roche Diagnostic Systems, Inc., Somerville, NJ, verkauft wird. Auf diese Weise hat diese Technologie zumindest zum Teil Reihentestprozeduren, welche früher verwendet werden mussten, ersetzt, wie etwa Dünnschichtchromatografie oder Flüssigchromatografie, Enzymimmunoproben, Fluoreszenzpolarisation-Immunoproben oder Radioimmunoproben, welche einige Typen von Instrumentierung erfordern.
  • Es hat sich jedoch herausgestellt, dass solche Agglutinationsreaktions-Streifenprobentechnologie ein besonders begrenzenden Nachteil aufweisen, nämlich, dass die Konzentration des Analyten in der zu untersuchenden Probe in einer relativ hohen Konzentration von mindestens ungefähr 50 ppb oder mehr vorliegen muss, um eine Agglutinati onshemmung zu erzeugen, um das gewünschte visuelle Ergebnis bereitzustellen, da im Allgemeinen nur etwa ein 11 μl-Probenvolumen in einem gesamten Reaktionsvolumen von etwa 160 μl in die Mischzelle einer Streifenvorrichtung gegeben werden kann. Dieser Nachteil hat die Anwendbarkeit einer solchen Technologie der Agglutinationsreaktions-Streifenprobe verhindert, um Analyte festzustellen, wie etwa hydrophobe Pestizide in Umweltproben, wie etwa Wasser, Abflusswasser, Boden, Schlamm, Düngerabfällen oder Sedimenten oder Ähnlichem, wo hydrophobe Pestizidreste vorhanden sind oder vorhanden sein können in nur sehr niedrigen Konzentrationen, wie etwa ungefähr 1 ppb oder weniger.
  • Es wurde bisher auch vorgeschlagen, Analyte durch die Verwendung von Affinitäts-Chromatografietechniken, bei denen eine Affinitätsmembrane mit einer funktionellen Gruppe und einem direkt an die Membrane angebrachten Antikörper in engen Kontakt kommen kann mit der Probe, welche im Verdacht steht, den zu suchenden Analyt zu enthalten. Es gibt jedoch eine ungenügende Bindungskapazität aus einer Reihe von Gründen, welche einschließen einen kleinen Oberflächenbindungsbereich und einen Verlust der Funktionalität der Antikörper, und deshalb ist nur etwa 20% bis ungefähr 40% des Analyten in der Lage, für die Feststellung und Untersuchung verfügbar zu sein. Deshalb haben die Affinitäts-Chromatografietechniken ebenso eine zufriedenstellende Feldprobenprozedur nicht bereitstellen können zur Feststellung von 10 ppb- oder 1 ppb-Gehalten von Pestiziden und Umweltgiften in Umweltproben.-
  • Es ist deshalb höchst erstrebenswert, dass ein System für eine Agglutinationsreaktion-Streifenprobe verfügbar ist für schnelle einfache feldgebundene Untersuchungen von Umweltproben, welche niednge Gehalte von Analyten, wie etwa hydrophoben Pestiziden oder anderen hydrophoben organische Giften aufweisen.
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann die Agglutinationsreaktions-Streifenvorrichtung des Typs, welche in den vorstehend genannten Patenten offenbart ist, nun angewandt werden, um hydrophobe Analyte in Umweltproben festzustellen bei Gehalten unter 10 ppb, sogar unter 1 ppb oder weniger. Dies wird erreicht durch eine neuartige Probenanreicherungsprozedur, welche eine Probenanreicherungseinrichtung verwendet im Zusammenhang mit Prüfungsprozeduren der Agglutinationshemmung in einer Agglutinations reaktions-Streifenvorrichtung des Typs, welcher in dem vorstehenden US-Patent 5,019,351 offenbart ist.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Konzentration eines hydrophoben Analyten gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
  • Die Erfindung wird nachstehend im Einzelnen in den folgenden erläuternden Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1 ist eine Draufsicht einer Agglutinationsreaktions-Streifenprüfungseinrichtung für Agglutinationstests von Proben gemäß dieser Erfindung;
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht einer durchlässigen Membrane in einem füssigkeitsdichten Gehäuse zur Verwendung in dieser Erfindung;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 der 2;
  • 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Membranelements der 3;
  • 5 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer Druckunterschied erzeugenden Einrichtung zur Verwendung in der Prüfungsprozedur dieser Erfindung; und
  • 6 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Vorrichtung zur Bereitung einer konzentrierten Analytlösung, zur Verwendung in der Prüfungsprozedur dieser Erfindung.
  • Diese Erfindung stellt eine fertige und zuverlässige Feld-Agglutinationsreaktionsprüfung bereit, zur Feststellung von hydrophoben Analyten, besonders organischen Analyten, wie etwa Pestizide und polyaromatische organische Verbindungen und andere organische Gifte, welche in Umweltproben in sehr niedrigen Konzentrationen von ungefähr 1 ppb oder weniger vorliegen. Diese Erfindung ermöglicht es, dass eine Feldprüfung in weniger als 10 Minuten durchgeführt wird, um festzustellen, ob eine Umweltprobe den zu prüfenden hydrophoben Analyten in dem sehr geringen Anteil enthält.
  • Die Prüfungsprozedur dieser Erfindung ist besonders geeignet zur Verwendung der Überprüfung jeder Art von feldbezogener Probe, wie etwa z. B. Wasser, Abflusswasser, Boden, Schlamm, Düngerabfälle oder Sedimente und Ähnliches, wo der hydrophobe Analyt in Mengen von ungefähr 1 ppb oder weniger vorhanden ist. Die Prüfungsprozedur kann angewandt werden zur Prüfung auf jeden passenden hydrophoben Analyten in einer Umweltprobe. Von besonderem Interesse sind Pestizide, polyaromatische karzinogene Materialien und andere organische Gifte. Beispielsweise kann die verbesserte Prüfungsprozedur der vorliegenden Erfindung angewandt werden, um auf Pestizide zu prüfen, wie etwa Atrazin, Aldrin, α-BHC, β-BHC, γ-BHC, δ-BHC, 4,4'-DDD, 4,4'-DDE, 4,4'-DDT, Dieldrin, Endosulfan ?, Endosulfan II, Endosulfansulfat, Endrin, Endrinaldehyd, Endrinketon, Heptachlor, Heptachlorepoxid, Methoxychlor und Ähnliche und polyaromatische karzinogene Materialien, wie etwa polychlorierte Biphenyle, polychlorierte Polyphenyle und PCP.
  • Die Agglutinationsreaktionsprüfung kann durchgeführt werden mit einer passenden Anordnung zur Agglutinationsreaktions-Streifenprüfung nach dem Stand der Technik, wie etwa diejenige, die im vorstehend erwähnten US-Patent 5,019,351 offenbart ist und in 1 verdeutlicht ist. Das Testprüfelement ist durch das allgemeine Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Testelement umfasst eine Empfangs- und Mischzelle 17, in der eine auf den Analyt hin zu analysierende Probe und passende Reagenzien, eingeschlossen Antikörper in Bezug auf den Analyten und Partikel, welche mit einem analogen oder konjugierten Analyten beschichtet sind, gemischt werden. Danach kann die Mischung in den serpentinenförmigen Kapillarreaktionsweg 14 durch den stromaufwärtsweisenden Kapillareingang 15 gelangen. Die Mischung schreitet entlang des Weges 14 durch den stromaufwärtsliegenden Kapillarbereich 19, den mittleren Kapillarbereich 21 und den stromabwärts liegenden Kapillarbereich 20, wobei dieselbe den Kapillarweg durch den stromabwärts befindlichen Kapillarausgang 16 verläßt und einen Sicht- oder Beobachtungsabschnitt in der Form der Sichtzelle 18 betritt. Der Sichtbereich 18 kann mit Bohrungen 22 ausgestattet sein, um den Sichtbereich zu belüften. Eine Wand 23 erstreckt sich rund um den Empfangsbereich 17, den Sichtbereich 18 und den Kapillarwegbereich 14, um eine flüssigkeitsdichte Verbindung um diese Bereiche bereitzustellen.
  • Bevor eine Umweltprobe, welche den verdächtigen hydrophoben Analyten mit weniger als 10 ppb, insbesondere weniger als 1 ppb, enthält, in der Realrtionsstreifenanordnung der 1 geprüft werden kann, muss die Probe angereichert oder konzentriert werden. In 2, 3 und 4 wird ein Element für solch eine Probenanreicherungsanordnung gezeigt, welche durch das allgemeine Bezugszeichen 26 gekennzeichnet wird. Das Element 26 umfasst eine geeignete poröse oder durchlässige Membrane 28, welche von dem Anreicherungselement umgeben ist und zwischen einer Einlasskappe 30 und einer Auslasskappe 32 durch ein Rückhaltegehäuse 34 gehalten wird. Die Einlasskappe 30 ist mit einer im Allgemeinen zentrisch angeordneten Einlassöffnung 36 und die Auslasskappe 32 mit einem im Allgemeinen zentrisch angeordneten Auslass 38 versehen. Das Rückhaltegehäuse 34 stellt ein flüssigkeitsdichtes Gehäuse um die Einlasskappe 30, die durchlässige Membrane 28 und die Auslasskappe 32 bereit. Die permeable Membrane 28 ist genauer in 4 gezeigt.
  • Die Membrane 28 ist eine Scheibe 40 hergestellt aus einem durchlässigen Festphasenmaterial, welches selbst inert in Bezug auf den zu untersuchenden hydrophoben Analyten ist. Die Membranscheibe 40 hat eine Oberseitenfläche 42 und eine Unterseitenfläche 44 mit Löchern und Zwischenräumen durch dieselbe. Partikel 46, insbesondere Silikatpartikel, welche mit einer aliphatischen hydrophoben Kohlenwasserstoffphase, wie etwa einem aliphatischen C18 Kohlenwasserstoff beschichtet sind und auf der Oberseitenfläche 42 der Membranscheibe 40 angeordnet sind.
  • Die Poren oder Zwischenräume der Membranscheibe 40 werden kleiner in Größe oder Durchmesser sein als der Durchmesser der beschichteten Partikel 46. Die Silikatpartikel können beispielsweise im Allgemeinen einen Durchmesser von ungefähr 10 μm bis 50μm aufweisen, vorzugsweise von ungefähr 40 μm bis 50 μm, und die Poren oder Zwischenräume werden im Allgemeinen im Bereich von ungefähr 0,4 μm bis ungefähr 45 μm sein. Die Scheibe kann zusammengesetzt sein aus jeder passenden Substanz, welche inert in Bezug auf die Reaktanten ist, wie etwa beispielsweise Papier, Glasgewebe, Baumwolle, Zellulose, Zelluloseacetat, und synthetische polymere Materialien, wie etwa Polytetrafluoroethylen, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylidenfluorid und Ähnliches. Eine bevorzugte Membranscheibe wird etwa 25 mm Durchmesser aufweisen und eine Kapazität von mindestens 10 μg Analyt, besonders vorzugsweise eine Glasfaser-Membranscheibe von dieser Größe sein.
  • Die aliphatische hydrophobe Kohlenwasserstoffphase kann jeder passende aliphatische Kohlenwasserstoff sein, insbesondere jene der C10 bis C20 und insbesondere der C18 Phase. Silikatpartikel beschichtet mit C18 auf Membranen sind im Handel erhältlich und Blätter dieser Membrane können in Membranscheiben passender Größe geschnitten werden und in passende, flüssigkeitsdichte Anreicherungseinrichtungen dieser Erfindung eingesetzt werden, wie vorstehend beschrieben.
  • Die Spritze 50 umfasst ein röhrenförmiges Gehäuse 52 mit einem an dem einen Ende zentral angeordneten Rohr 54 zum Ansaugen von Material und Ausstoßen von Material aus dem Gehäuse. An dem gegenüberliegenden Ende endet das röhrenförmige Gehäuse in einem Bund 56. Innerhalb des Gehäuses 52 ist ein beweglicher röhrenförmiger Kolben 58 angeordnet, welcher in flüssigkeitsdichter Beziehung zu der Innenseite des röhrenförmigen Gehäuses 52 steht durch eine Dichtung 60, etwa einen O. Außerhalb des Gehäuses 52 ist der Kolben 58 mit einem geeigneten Griff 62 zum handbedienenden Ansaugen und Ausstoßen von Material vorgesehen.
  • Die Membranscheibe 40 mit den beschichteten Silikatpartikeln, welche auf der Oberseitenfläche der Scheibe angeordnet sind, ist in der Lage, im Wesentlichen den gesamten hydrophoben Analyten in der Probe, welche in der Anreicherungsanordnung verarbeitetet wird, zu binden, was zu einer Ausbeute von mindestens ungefähr 88% oder mehr, im Allgemeinen ungefähr 95% bis 100% des hydrophoben Analyten führt, verglichen mit ungefähr 20 bis 40% Ausbeute des hydrophoben Analyten, welche üblicherweise erzielt wird mit Antikörper oder einem Affinitätsreagenz, welches unmittelbar an die Membranen gebunden ist.
  • Daraufhin wird eine Umweltprobe, welche weniger als ungefähr 10 ppb, vorzugsweise weniger als ungefähr 1 ppb, des hydrophoben Analyten enthält, in eine Spritze 50 eingesaugt, die Spritze in ähnlicher Weise an die Einlassöffnung 36 angebracht und die Umweltprobe wird in die Anreicherungseinrichtung 26 ausgestoßen. Der Analyt in der Probe bindet sich an die mit aliphatischer hydrophober Kohlenwasserstoffphase beschichteten Partikel, welche auf der Oberseitenfläche der Scheibe 40 sind, während die Flüssigkeit in der Probe die Scheibe durchdringt und durch den Auslass 38 in einen geeigneten Sammelkessel oder Behälter 70 fließt.
  • Der Analyt, welcher an die beschichteten Partikel auf und in der Membranscheibe 40 gebunden ist, wird daraufhin eluiert mit einer kleinen Menge einer Eluierungs-Lösungsmittel, welches von einer ähnlichen Spritze 50 oder einem zusammendrückbaren Behälter in die Einlassöffnung 36 der Anreicherungseinrichtung 28 eingeleitet wird, um den hydrophoben Analyten von den beschichteten Partikeln loszulösen und den befreiten Analyten aus dem Auslass 38 in einen passenden Sammelkessel oder Behälter 70 zu eluieren. Das Eluierungs-Lösungsmittel muss eines sein, welches mit der in der Streifenvorrichtung stattfindenden Agglutinationsreaktion kompatibel ist und dieselbe nicht beeinflusst, eine ausreichende Viskosität besitzt, ähnlich zu Wasser, um die Bewegung der Reaktionsmischung in der Streifenvorrichtung zu erlauben und keine nachteiligen Wirkungen für die Antikörperbindung an den Analyten in dem Agglutinationsreaktions-Streifen aufweist. Als Beispiel für solche passenden eluierende Lösungsmittel können beispielsweise erwähnt werden, Methanol oder eine Lösung von Methanol, Ethylenglykol, Polyvinylpynolidon und Natriumchlorid, besonders ein Lösungsmittel mit ungefähr 60% Methanol (v/v), ungefähr 40% Ethylenglykol (v/v), und ungefähr 4% Polyvinylpynolidon (w/v) und ungefähr 2% NaCl (w/v).
  • Die kleine Menge des angewandten Eluierungs-Lösungsmittel ist ein kleiner anteiliger Volumenanteil, verglichen mit dem Volumen der Unweltprobe, welches in die Anreicherungsreinrichtung eingegeben wird. Beispielsweise ermöglicht die Verwendung einer 50 ml-Probe, welche den hydrophoben Analyten in einer Konzentration von 1 ppb enthält, und die Verwendung von 1 ml des Eluierungs-Lösungsmittel einen Konzentrationsfaktor ungefähr des 50-fachen zu erhalten, so dass die eluierte 1 ml-Probe den hydrophoben Analyten in einer Konzentration von ungefähr 50 ppb enthält.
  • Nachdem die Probe in der vorstehenden Art passend angereichert oder konzentriert wurde, wird etwa 11 μl der konzentrierten Analytlösung gemeinsam mit den beschichteten Partikeln, welche mit einem dem Analyten analogen oder konjugierten Analyten beschichtet sind, und Antikörper in Bezug auf den zu untersuchenden, hydrophoben Analyten und jedwelche notwendigen Reaktionspuffer in die Empfangs/Mischungszelle 17 der Streifenvorrichtung 10 eingegeben. Diese Mischung wird in den kapillaren Wegabschnitt 14 durch die flussaufwärtsliegende Einlassöffnung 15 eingeführt und es wird ihr ermöglicht, den serpentinenförmigen kapillaren Weg 19, 21, 20 zu dem stromabwärtsliegenden Ausgang 16 in den Sichtbereich 18 zu durchlaufen. Wenn in der Umweltprobe und des halb in dessen angereicherten Lösung kein zu untersuchender Analyt vorhanden war, werden die Antikörper mit dem Analytanalogen oder Konjugierten in dem Kapillarweg reagieren und eine Agglutination der Partikel bewirken. Wenn jedoch in der Umweltprobe und deshalb in der angereicherten Lösung derselben der zu untersuchende, hydrophobe Analyt vorhanden war, wird sich der zu untersuchende, hydrophobe Analyt an seine Antikörper binden und verhindern oder hemmen, dass der Antikörper mit dem Analogen oder Konjugierten der beschichteten Latexpartikel reagiert und auf diese Weise die Partikelagglutination verhindern oder hemmen.
  • Die Beobachtung des Sichtbereichs nach dem Durchlauf der Probe und Reagenzien durch den kapillaren Weg ermöglicht, dass ein Ergebnis visuell festgestellt wird: positiv für den Analyten = keine Agglutination; negativ für den Analyten = Agglutination.
  • Die Prüfungsprozedur, wie eben beschrieben, ist eine relativ einfache Prozedur, welche keine spezielle Instrumentierung erfordert und deshalb leicht für schnelle Felduntersuchungen anwendbar ist, d. h., Untersuchungen in einer Nichtlaborumgebung, wie etwa in der Natur, oder Büros oder Wohnungen oder Ähnlichem. Im Allgemeinen fließt die gesamte Untersuchungsprozedur sowohl die Anreicherungsschritte als auch den Agglutinationsreaktionstest ein und kann in etwa 10 Minuten oder weniger durchgeführt werden, im Allgemeinen ungefähr 5 Minuten oder weniger für die Probenanreicherungsphase und 5 Minuten oder weniger für die Agglutinationsreaktions-Testphase.
  • Außerdem können alle für die Untersuchungsprozedur notwendigen Materialien und Einrichtungen einfach hergestellt werden, sind preiswert und können sofort in einer umweltfreundlichen Art entsorgt werden.
  • Alles was für die Durchführung einer Felduntersuchung für einen hydrophoben Analyten erforderlich ist, welcher in einer Umweltprobe in einem Gehalt von 10 ppb oder weniger anwesend ist, besonders 1 ppb oder weniger anwesend ist, ist eine Anreicherungseinrichtung mit einer Membrane, welche geeignet beschichtete Partikel auf der Vorderseitenfläche der Membrane aufweist, ein oder mehrere Spritzen und Sammelbehälter, die Agglutinationsreaktions-Streifeneinrichtung und die passenden Reagenzien, wie etwa Eluierungs-Lösungsmittel, Latexpartikel mit einem daran gebundenen Analyten oder Konjugat, Antikörper für den Analyten und jedwelche Reaktionspuffer, welche erforderlich sind oder als notwendig erachtet werden.
  • Die Erfindung wird weiterhin verdeutlicht durch das folgende erläuterte Beispiel einer Untersuchung für das hydrophobe Pestizid Atrazin.
  • Beispiel
  • Es wird eine Anreicherungseinrichtung dieser Erfindung mit C18 Silikat Partikeln auf der Oberseitenfläche einer Glasfasermembranscheibe bereitgestellt. Unter Verwendung einer Spritze wurden 20ml Teichwasser für die der Verdacht bestand, 10ppb Atrazin zu enthalten (d. h. 200ng Atrazin insgesamt), durch die C18 Membranscheibe geleitet, um das Atrazin einzufangen. Nachfolgend wurde das auf der C18 Membranscheibe festgehaltene Atrazin mit 1 ml Eluierungs-Lösungsmittel mit ungefähr 60% Methanol (v/v), ungefähr 40% Ethylenglykol (v/v), und ungefähr 4% Polyvinylpyrrolidon (w/v) und ungefähr 2% NaCl (w/v) und der 1 ml des Eluats wurde in einem Sammelbehälter gesammelt als eine angereicherte Analytprobe. Die Analyse der angereicherten ergab, dass 175ng (88%) des Atrazine der Probe zurückgewonnen wurde.
  • Die Untersuchung einer derartig angereicherten Analytlösung wird gemäß dieser Erfindung durchgeführt durch: Eingeben von ungefähr 11 μl der konzentrierten Atrazinanalyt-lösung, ungefähr 50 μl Atrazin-BSA-konjugierte Latexpartikel, ungefähr 50 μl Antikörper zu Atrazin und ungefähr 50 μl Puffer in die Empfangs- und Mischzelle einer Agglutinationsreaktions-Streifenvorrichtung des Typs, welcher in 1 erläutert ist, Vermischen der Reagenzien in dieser Zelle, Einführen der Mischung in den Kapillarweg und der reagierenden Mischung ermöglichen, in den Sichtbereich des Streifens zu fließen. Das Fehlen von agglutinierten Latexpartikeln in dem Sichtbereich bestätigt die Anwesenheit von Atrazin in der Umweltwasserlösung. Im Gegensatz dazu, wenn die Umweltwasserprobe mit 1 ppb Atrazin derselben Agglutinationsreaktionsuntersuchung unterworfen worden wäre, ohne die Anreicherungsprozedur, hätte die Untersuchung eine Agglutination der Latexpartikel in dem Streifen hervorgerufen, womit fälschlicherweise das Fehlen von Atrazin in der Umweltwasserlösung angezeigt worden wäre.

Claims (11)

  1. Ein Verfahren zum Konzentrieren eines hydrophoben Analyten, welcher in einer Umweltprobe in einer Menge von 10 ppb oder weniger vorhanden ist, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines bestimmbaren Volumens der Umweltprobe; Bereitstellen einer durchlässigen Membran in einem flüssigkeitsdichten Gehäuse, wobei das Gehäuse eine Einlassöffnung zu einer ersten Oberfläche der Membrane und eine Auslassöffnung von einer zweiten, gegenüberliegenden Oberfläche der Membrane aufweist, wobei die durchlässige Membran Poren oder Zwischenräume in derselben aufweist und Silikatpartikel aufweist, welche mit einer aliphatischen hydrophoben Kohlenwasserstoffphase beschichtet sind und welche auf der ersten Oberfläche der durchlässigen Membrane angeordnet sind; Einbringen des bestimmbaren Volumens der Probe aufgrund eines Druckunterschieds in die Einlassöffnung zum Durchbewegen durch die durchlässige Membran und aus dem Auslassöffnung, wobei sich der Analyt in der Probe an die aliphatische hydrophobe Kohlenwasserstoffphase bindet, welche auf die Silikatpartikel aufgeschichtet ist; und nachfolgend Anwenden eines Volumens eines eluierenden Lösungsmittels, welches einen Bruchteil des bestimmbaren Volumens der Probe ausmacht, wobei der Analyt von den beschichteten Silikatpartikeln aus der Auslassöffnung in einen Behälter als eine konzentrierte Analytlösung mit einer Konzentration des Analyten von mindestens ungefähr 50 ppb eluiert wird.
  2. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Poren und Zwischenräume der durchlässigen Membran im Bereich von 0,4 μm bis 45 μm liegen und die beschichteten Partikel, welche auf der ersten Oberfläche der durchlässigen Membrane angeordnet sind, im Bereich von 10 μm bis 50 μm liegen.
  3. Ein Verfahren gemäß Anspruch 2, worin die durchlässige Membrane eine Glasfaserrnembrane ist.
  4. Ein Verfahren gemäß Anspruch 2, worin die beschichteten Partikel C18 beschichtete Partikel sind.
  5. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Analyt ein organisches Pestizid ist.
  6. Ein Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Analyt Atrazin ist.
  7. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Analyt Atrazin ist, die beschichteten Partikel C18 beschichtete Partikel in einem Bereich von 40 μm bis 50 μm sind, die durchlässige Membran eine Glasfasermembrane mit Poren und Zwischenräumen im Bereich von 0,4 μm bis 45 μm ist und das bruchteilige Volumen des eluierenden Lösungsmittels nicht größer als ungefähr 1/50 des bestimmbaren Volumens der Umweltprobe ist.
  8. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das eluierende Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Methanol oder einer Lösung von ungefähr 60 % Methanol (v/v), ungefähr 40% Ethylenglykol (v/v), ungefähr 4% Polyvinylpyrrolidon (w/v) und ungefähr 2% NaCl (w/v) besteht.
  9. Ein Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das eluierende Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Methanol oder einer Lösung von ungefähr 60 % Methanol (v/v), ungefähr 40% Ethylenglykol (v/v), ungefähr 4% Polyvinylpyrrolidon (w/v) und ungefähr 2% NaCl (w/v) besteht.
  10. Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, weiterhin umfassend die Schritte: Einführen in eine Empfangszelle einer Agglutinationsreaktions-Streifenprüfungs-Einrichtung und mischen in derselben (a) die konzentrierte Analytlösung, (b) Partikel, welche mit einem analogen oder konjugierten Analyten desselben beschichtet sind, und (c) Antikörper zu dem Analyten, Einführen dieser Mischung von der Empfangszelle in einen kapillaren Wegabschnitt der Streifenprüfungseinrichtung und Ermöglichen, dass die Mischung den kapillaren Wegabschnitt zu einem Sichtbereich der Streifenprüfungseinrichtung durchläuft, und visuelles Feststellen der Abwesenheit oder Anwesenheit des hydrophoben Analyten in dem bestimmbaren Volumen der Umweltprobe durch jeweils entsprechendes Beobachten der Anwesenheit oder Abwesenheit von signifikant agglutinierten Latexpartikeln in dem Sichtbereich der Streifenprüfungseinrichtung.
  11. Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die beschichteten Silikatpartikel auf der ersten Oberfläche angeordnet und in den Poren oder Zwischenräumen der durchlässigen Membrane eingeschlossen sind.
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