DE69023476T2 - Mehrschicht-Testvorrichtung zur Bestimmung von Substanzen in Flüssigkeiten. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft eine diagnostische Testvorrichtung zur Bestimmung des Vorliegens von Substanzen in flüssigen Medien. Insbesondere betrifft sie eine Mehrschicht-Testvorrichtung zur Bestimmung des Vorhandenseins immunologischer, biologischer oder enzymatischer Materialien oder anderer zu analysierender Stoffe in Flüssigkeiten, insbesondere biologischer, industrieller oder landwirtschaftlicher Flüssigkeiten.
• Im Gebiet des diagnostischen Testens hat sich der Stand der Technik aus der Verwendung komplexer Radioimmunoassays und Enzymimmunoassays bis hin zum Einsatz einzelner karten-artiger Einrichtungen entwickelt. Im allgemeinen hat der Stand der Technik versucht, die Lesbarkeit solcher Einrichtungen zu steigern, um den Bedarf an einem Instrument zu eliminieren und eine Vorrichtung zu schaffen, die in einer kurzen Zeitspanne lesbar ist, so daß der zu analysierende Stoff unter Feldbedingungen bestimmt werden kann.
• Ein üblicherweise auftretendes Problem im Bereich der Immunoassays tritt auf, wenn konkurrierende oder sandwichartige Bindungs- oder Kopplungsassays auf einer festen, porösen Matrix durchgeführt werden. Die immunologische Reaktion bei solchen Verfahrensweisen ist bei Fehlen einiger Waschstufen oder Zugaben von Reagenzien häuf ig weder ausreichend schnell noch geeignet sichtbar. Sogar mit zusätzlichen Stufen ist die Reaktion häufig innerhalb einer geeigneten Zeit unzureichend sichtbar, um nützlich zu sein. Beim typischen, kompetitiven Kopplungsassay konkurriert ein extern geliefertes markiertes Antigen mit dem Antigen einer Probe unter Reaktion zu einem extern gelieferten Antikörper. (Falls der zu analysierende Stoff ein Antikörper ist, werden geeignete Kopplungspartner ausgewählt.) Jedes Antigenmolekül besitzt, unabhängig davon, ob es markiert ist oder in der Probe vorliegt, die Gelegenheit, mit dem gelieferten Antikörper zu reagieren und das Ausmaß, in dem es reagiert, ist ein Ausmaß der Konzentration des Antigens in der Ursprungsprobe.
• Theoretisch ist es möglich, einen kompetitiven Assay durchzuführen, in dem das markierte Antigen aus einem markierten Antigen/Antikörperkomplex dadurch verdrängt wird, daß der Komplex mit dem Antigen aus der Probe in Berührung gelangt. Falls ein markierter Antigen/Antikörperkomplex so mit einer Quelle nicht markierten Antigens in Berührung gelangt, kann man erwarten, daß eine Verdrängung des markierten Antigens eintritt. Unglücklicherweise führt der bloße Kontakt nicht immer zu einer Verdrängung, die für eine kommerzielle Bestimmung des zu analysierenden Stoffes geeignet ist, wenn das feste Substrat ein poröses Material besitzt.
• Erfindungsgemäß wird eine Verbundeinrichtung geschaffen, geeignet zur Verwendung zum Bestimmen oder Feststellen der Gegenwart von Komponenten in Flüssigkeiten, die folgendes umfaßt:
• ein erstes und zweites Glied, deren gegenüberliegende Flächen in Kontakt stehen, wobei die Glieder jeweils aus porösem Material sind und unterschiedliche Porengrößen besitzen; eine probenaufnehmende Stelle; eine Reaktionsstelle, die mit der probenaufnehmenden Stelle über das zweite Glied in Kommunikation steht; und in den Gliedern angeordnete Flüssigkeitsbegrenzungsmittel, die den Strömungsweg der Flüssigkeit begrenzen, wodurch die an der probenaufnehmenden Stelle abgegebene Flüssigkeit durch beide Glieder zur Reaktionsstelle überführt wird.
• Eine Einrichtung der vorliegenden Erfindung ist tragbar, kann eine visuelle Farbveränderung fast unmittelbar nach Eingabe einer Testprobe entwickeln und ist durch das bloße Auge an einer entfernten Stelle zu erfassen, ohne daß es dazu irgendeines Instrumentes bedarf. Ihre Verwendung ist besonders bequem, da sie vielfache Waschstufen und lange Inkubationszeiten eliminiert, so daß die Zeit zum Lesen oder Auswirken des Tests relativ kurz ist. Die Einrichtung kann an Ort und Stelle, und auf dem Feld, sowie am unmittelbaren Ort eingesetzt werden, wo Substanzen bestimmt werden müssen. Ihr Einsatz oder ihre Verwendung erfordert wenig oder kein weiteres Eingreifen vor der Entwicklung der Reaktion zur Visualisierung des Endergebnisses.
• Beim neuen Verbundaufbau der porösen Materialien bestimmt die Auswahl der unterschiedlichen Porengrößen in geeigneten Bereichen des Aufbaus und die Nebeneinanderstellung der Flüssigkeitsbegrenzungsmittel einen Strömungsweg der Flüssigkeit, der zu einer unerwarteten Strömungskraft der Flüssigkeit führt, die ausreichend ist, um eine wahrnehmbare Veränderung in einem immunologischen Komplex oder in anderen Reaktionen zu bewirken, wenn geeignete Materialien ausgewählt werden. Insbesondere erleichtert dieser Einsatz der neuen Einrichtung in einem einzigen einstufigen Betrieb die Verdrängung des markierten Antigens aus einem markierten Antigen/Antikörperkomplex durch Probenantigen (falls der Komplex ursprünglich strukturiert und in dieser Weise geliefert wurde) oder die wirksame Konkurrenz zwischen dem zu bestimmenden Stoff (analyte) in der Probe und dem extern zugeführten markierten, zu bestimmenden Stoff für den immobilisierten Abfangskopplungspartner, mit schneller Offenbarung einer visuellen Anzeige solcher Reaktion.
• Andere Formen von Immunoassayanordnungen, wie z.B. Sandwichreaktionen und kompetitive Kopplungen, die eher ein Erfassungssystem für die Antikörper als Analyten als, wie oben beschrieben, als Antigene einsetzen, können ebenfalls eingesetzt werden, wie aus der detaillierten Beschreibung der Erfindung ersichtlich ist.
• Kurz, und ohne an dieser Stelle Bezug auf die Zeichnungen zu nehmen, wird ein Aufbau mit einer Kombination verschiedener Porengrößen und Flüssigkeitsströmungsbarrieren vorgesehen, um einen schnellen Durchlaß einer Probe in einer vorbestimmten Flüssigkeitsströmungsrichtung zu einer Reaktionsstelle zu erzeugen, an der die gewünschte Reaktion stattfindet.
• In ihrer allgemeinsten Form sieht die vorliegende Erfindung einen Aufbau vor, der mindestens zwei planare, ebene, poröse Glieder in engem Kontakt zueinander an ihren planaren Flächen besitzt. Die vielschichtige Einrichtung oder Vorrichtung ist in einer solchen Weise aufgebaut, daß, wenn eine geringe Menge, wie z.B. ein oder zwei Tropfen einer flüssigen Testprobe auf oder in eine die Proben aufnehmende Stelle gegeben wird, die auf dem obersten Glied vorgesehen wird, die Flüssigkeit gezwungen wird, sich transversal zum untersten Glied aufgrund des Vorhandenseins der Flüssigkeitsströmungsgrenzen zu bewegen, die angrenzend an der probenaufnehmenden Stelle plaziert oder erzeugt worden sind. Die probenaufnehmende Stelle kann ein Loch im obersten Glied sein oder das oberste Glied kann selbst in geeigneter Weise geformt oder im Hinblick auf die Art des durchzuführenden Testes ausgelegt sein.
• Die Einrichtung ist in einer solchen Weise gestaltet, daß sie die Strömung der Probenflüssigkeit von der probenaufnehmenden Öffnung oder Stelle entlang eines vorbestimmten Weges zum untersten Glied und schließlich zur Reaktionsstelle am untersten oder obersten Glied, in Abhängigkeit vom vorbestimmten, ausgewählten Weg, zwangsmäßig führt. Die Probenflüssigkeit erreicht so letztendlich die Reaktionsstelle nicht durch eine (unerwünschte) Breitung von der probenaufnehmenden Stelle, sondern vielmehr mittels Durchfließen der probenaufnehmenden Stelle in oder am obersten Glied in einer transversalen Strömung in das zweite Glied hinein und hinauf in das oberste Glied. Normalerweise ist die Reaktionsstelle am obersten Glied angebracht. Sie kann jedoch unter geeigneten Umständen am untersten Glied angebracht sein.
• Die Eigenschaften der Glieder können in einer solchen Weise verändert werden, daß sie entweder eine schnelle Zugwirkung vom obersten Glied und/oder eine Pumpwirkung aufgrund der unterschiedlichen Durchschleusungseigenschaften zwischen dem untersten und dem obersten Glied erzeugen. Die Probenströmung in das zweite Glied, die die Probe von der probenaufnehmenden Stelle aufnimmt, ist ebenfalls durch Begrenzungsmittel eingeschränkt, die die Strömung der Flüssigkeit in das zweite Glied auf einen begrenzten Raum und in einer Richtung dieser Hinaufströmung in das erste Glied hinein, zwangsmäßig führen.
• Durch diese Wirkung wird eine breite, unterschiedliche Anzahl potentieller Reaktionen und Reaktionsstellen erleichtert. Z.B. kann der Analyt der Probe, die auf ein oberstes Teil in einer Weise aufgetropft wird, in der verhindert wird, daß die Probe lateral/seitlich in irgendeinem wesentlichen Ausmaß über das oberste Glied hinwegströmt, sondern zwangsmäßig transversalverlaufend strömt, schließlich zu einer Reaktionsstelle überführt werden, die auf dem obersten Glied angeordnet ist. Diese Reaktionsstelle (unabhängig davon, ob sie am obersten Glied oder am untersten Glied angeordnet ist), kann entweder darauf abgelagerte Reagenzien besitzen oder selbst eine für zusätzliche Reagenzien aufnehmende Stelle sein, die entweder direkt aufgetragen werden oder direkt auf dem gleichen Weg wie die ursprüngliche Probenablagerung. Die vorliegende Erfindung erfordert die Anordnung einer definierten probenaufnehmenden Stelle, angrenzend zu bestimmten Flüssigkeitsströmungsbarrieren und einer Reaktionsstelle in einer vorbestimmten Weise, um die Strömung der Probenflüssigkeit in einer vorher ausgewählten Weise auszurichten.
• Die Anpassungsfähigkeit oder vielseitige Verwendungsfähigkeit der vorliegenden Erfindung ist sehr groß. Z.B. können die Glieder selbst entweder hydrophil oder hydrophob sein, in Abhängigkeit von den Versuchseigenschaften und den zu testenden Analyten. Z.B. können durch geeignete Wahl des Aufbaus und der Zusammensetzung der Glieder Analysen wässriger oder nicht-wässriger Proben durchgeführt werden. Nicht-wässrige Proben, die Material auf organischer Lösungsmittelbasis enthalten, können mit hydrophoben Gliedern unter geeigneten Umständen eingesetzt werden. Die Erfindung gestattet ebenfalls die Verwendung hydrophoben Materials mit wässrigen Proben, während dieses von besonderen Vorzügen diktiert wird. Die Beispiele hydrophober Materialien umfassen Glasfaser, bestimmte Nylons, Teflon und Polyvinylchloridpolymere. Beispiele hydrophiler Materialien sind Papier, bestimmte Celluloseacetate, Polyvinylidendifluorid, Cellulosenitrat, Polypropylen, bestimmte Mikrofaserglaszusammensetzungen und dergleichen.
• Eine Kombination der Glieder mit unterschiedlichen Porositäten und Bindungseigenschaften mit der zusätzlichen Möglichkeit, entweder hydrophil oder hydrophob zu sein, ermöglicht in der Einrichtung a) die Fähigkeit, sowohl wässrige als auch nicht-wässrige Proben verarbeiten zu können, b) die Bindung der Reaktanten an ein oder beide Glieder und an unterschiedlichen Stellen im Strömungsweg der Probe oder der Reagenzien und c) durch die impermeablen Grenzen oder Barrieren oder Schlitze, die Fähigkeit, die Strömungsgeschwindigkeiten unterschiedlich zu steuern.
• In einer Form eines Immunoassays wird die Probe zur Probenöf fnung gegeben, um einen Reaktanten im Boden oder unteren Glied zu hydratisieren. Der Reaktant kann ein kompetitiver Analyt sein, der an einen Indikator, wie z.B. Enzym oder kolloidales Gold, gebunden ist. Ein Bindungs(Abfang)antikörper ist in diesem Fall an der Reaktionsstelle angeordnet. Das Glied kann Protein-bindend sein, falls es gewünscht wird, um den Abfangantikörper festzuhalten. Das untere Glied könnte nicht Protein-bindend im Bereich der Anordnung des Indikatorkonjugats sein, könnte jedoch auch Protein-bindend am Ende über die Reaktionsstelle hinaus sein, um die Reaktanten festzuhalten und zu verhindern, daß sie zur Reaktionsstelle zurückdiffundieren.
• Bei einem weiteren Assay könnte das Bodenglied anfänglich Protein-bindend sein und während der Herstellung ein oder mehrere Enzyme für einen Assay festgehalten haben, um das Vorhandensein eines Substrats in einer Proben lösung festzustellen. Die Probe würde sich durch das untere Glied bewegen und spezifische Enzyme in einem festgelegten Ablauf berühren, um die Herstellung eines Produktes zu bewirken, das dann an der Reaktionsstelle beobachtet werden könnte.
• Es dürfte dem Fachmann einleuchten, daß zahlreiche Modifikationen der Immunoassay-Verfahrensweisen mit der Einrichtung durchgeführt werden können. Diese umfassen und sind nicht beschränkt, auf kompetitive Assays für kleine Analyten, Sandwichassays und die direkte Erfassung von Reaktanten in Proben. Es dürfte ebenfalls einleuchten, daß andere Assays auf nicht-immunologischer Basis, wie z.B. Substrat- und Produktermittlung, die Verwendung von Nukleinsäureuntersuchungen, Lecithine oder irgendwelche anderen Ligand-Rezeptorpaare mit verschiedenartigen Indikatorsystemen mit der Einrichtung genausogut durchgeführt werden können.
• Um weiter aufzuzeigen, wenn eine Flüssigkeitsprobe auf die Probenstelle in oder am oberen Glied aufgetragen wird, wird die Flüssigkeit durch Kapillarwirkung in das untere Glied entweder in einer schnellen oder langsamen Weise durchgeschleust, in Abhängigkeit von den Eigenschaften des ausgewählten Gliedes. Unter gewissen Umständen ist es bevorzugt, daß das untere Glied eine Porengröße besitzt, die wesentlich größer ist als die Porengröße des oberen Gliedes, um eine Pumpwirkung am Rückstrom vom Bodenglied zum obersten Glied zu erleichtern. Es wird verhindert, daß sich die Probe in seitlicher Richtung von der probenaufnehmenden Stelle bewegt, da die Kante der Probenstelle durch die installierten Grenz- oder Barrieremittel impermeabel oder undurchlässig gemacht worden ist. Diese Grenzmittel können Kompressionsstellen, Schlitze, Diskontinuitäten im Material, schall- oder wärmeerzeugte Grenzen und dergleichen sein, und liegen sämtlich hinsichtlich Konstruktion und Anordnung innerhalb des fachmännischen Könnens.
• Nachdem die Flüssigkeit einmal in das unterste Glied eingedrungen ist, bewegt sie sich seitlich und querverlaufend, bis sie eine undurchlässige Grenze berührt, die im unteren Glied eingebaut ist und in solcher Weise nebeneinanderliegt, daß sie die Strömung der Flüssigkeit zurück ins oberste Glied ermöglicht, um mit den Reagenzien oder dergleichen an einer Reaktionsstelle in Kontakt zu gelangen. Die Reaktionsstelle kann die Elemente eines Indikator- oder Anzeigesystems enthalten, die nützlich bei der Erfassung des interessierenden Analyten (oder Substrates) ist. Zusätzlich kann die Reaktionsstelle, falls es gewünscht wird, im unteren Glied angeordnet sein, wobei das oberste Glied als entfernte Stelle zur Ansammlung von Reaktanten und der Probe über die Reaktionsstelle hinaus dient.
• Z.B. kann in einer bevorzugten Ausführungsform, in der ein kompetitiver Immunoassays durchgeführt wird, die Reaktionsstelle in passender Weise Antikörper (Abfangantikörper) für den interessierenden Analyten (die zu analysierende Substanz) umfassen, wobei die Antikörper kovalent gebunden oder sonstwie am oberen Glied angebracht sind. In dieser Hinsicht kann, falls es gewünscht wird, eine Protein-bindende Art des Gliedes als das oberste Glied ausgewählt werden, um die Anbindung des Antikörpers zu erleichtern. Ein Konjugat eines Indikatormoleküls, das an dem interessierenden Analyten befestigt wird, wird ausgewählt. Ein bevorzugtes Konugat ist der Analyt, der direkt an kollidales Gold angebunden ist, falls dieses möglich ist, oder an einem Trägermolekül, falls z.B. der Analyt nicht oder schlecht in der Lage ist, Gold selbst zu binden. Kolloidales Gold ist ein gut bekanntes Reagenz, das in diagnostischen Verfahrensweisen aufgrund seiner charakteristischen rötlichen Farbei eingesetzt wird. Als Trägermoleküle können z.B. natürliche oder synthetische Proteine oder andere Makromoleküle, wie z.B. BSA, PolyLysin, Polysaccharaide, Histone, Kasein, Meerrettichperoxidase und dergleichen, eingesetzt werden. Das Konjugat kann zur Probe zugemischt werden, bevor die Probe auf die aufnehmende Stelle aufgetragen wird, oder kann in der Einrichtung irgendwo in dem vorbestimmten Flüssigkeitsströmungsweg vor der Reaktionsstelle installiert werden. Falls der Analyt in der Probe homolog zum am kolloidalen Gold haftenden Analyten ist, wird er mit dem Analyt-Goldkonjugat an der Reaktionsstelle um den Abfangantikörper konkurrieren. Unter der Annahme der geeigneten Auswahl einer Antigen/Analyt-Goldkonjugatkonzentration oder Berücksichtigung der Bedingungen des Assays, verliert das Analytgoldkonjugat bei der Konkurrenz gegenüber dem Analyten in der Probe, so daß kein Konjugat am Abfangantikörper gebunden bleibt. Die Reaktion kann dann durch das Fehlen der Akkumulation von Gold an der Reaktionsstelle ausfindig gemacht werden. Auf diese Weise wird eine positive Reaktion durch ein Fehlen der Farbveränderung an der Reaktionsstelle angedeutet (d.h. Fehlen des Konjugats).
• Diese Reaktion, normalerweise als kompetitiver Bindungsassay bezeichnet, ist typisch für solche, die man mit der Einrichtung der vorliegenden Erfindung durchführen kann. Andere Formate oder Anordnungen können verwendet werden, wie nachfolgend beschrieben wird.
• Im folgenden werden die Zeichnungen zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung kurz beschrieben.
• Es zeigt:
• Fig. 1 eine Querschnittsansicht entlang der Ebene A-A der Fig. 2 einer erfindungsgemäßen Einrichtung;
• Fig. 2 ist eine Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung, die in einer kreisförmigen Form gezeigt ist;
• Fig. 3 ist eine Vorrichtung der Erfindung, nachdem sie mit einer Testflüssigkeit beschickt worden ist, die auf die Einrichtung der Fig. 1 aufgetragen worden ist;
• Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Fig. 1 zeigt eine zweischichtige Einrichtung 10 und zwei der vier Reaktionsstellen 15, die in Fig. 2 gezeigt werden. Ein oberes Glied oder Teil 20 wird vorgesehen mit einer Probenöffnung 16, die durch Grenzen oder Barrieren 13 begrenzt ist. Ein unteres Glied oder Teil 11 besitzt Belüftungsöffnungen 19. Die Glieder 11, 20 kommunizieren an der Schnittfläche 14. Die Glieder 11, 20 bestehen jeweils aus einer Schicht. Sie können aus dem gleichen oder auch aus unterschiedlichem Material bestehen und besitzen unterschiedliche Porositäten. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt das untere Glied eine Porengröße, die etwa fünf bis zehnmal größer ist als die Porengröße des oberen Gliedes, wobei die Porengröße des oberen Gliedes im Bereich von 0,2 bis 0,75 Mikron liegt.
• In Hinblick auf die sich verändernden Porengrößen sollte festgestellt werden, daß die größere Porengröße nicht so groß sein sollte, daß sie einen Abfluß für die Flüssigkeit darstellt, da hierdurch die gewünschte Pumpwirkung leidet. Äußerst wünschenswert ist jedoch eine Porengröße, die zu einem "Schub"/push der Probe durch die Probenöffnung in das untere Glied hinein führt, gefolgt durch einen "Zug"/pull (wie nachfolgend beschrieben wird) der Flüssigkeit vom unteren Glied zurück ins erste Glied.
• Die Glieder oder Teile 11 und 20 sind ferner mit Grenzen 13a und 13b ausgerüstet, die generell während des Herstellungsverf ahrens durch Schweißung eingebaut werden oder durch das Vorsehen von Schlitzen, Diskontinuitäten oder dergleichen. Barrieren oder Grenzen 13b werden eingebaut, um zusätzliche Reservoirabteile vorzusehen und sind wahlweise, abhängig von der Größe des gewünschten Reservoirs oder Behälters. Die Grenzen 13c sind ebenfalls wahlweise; im Gebrauch ist die Grenze bei 13 normalerweise ausreichend. Es mag jedoch u.U. wünschenswert sein, wo die Kinetiken des Tests und der Einrichtungsgröße so sind, die nach oben gerichtete Strömung der Flüssigkeit in das oberste Glied hinein zu einem Punkt auszurichten, der etwas von der probenaufnehmenden Stelle entfernt ist. In einem solchen Fall können die Grenzen 13c vorgesehen werden und die Schnittfläche 14a impermeabel oder nicht, wie es gewünscht wird, gemacht werden.
• Am Glied 20 sind die Reaktionsstellen 15 vorgesehen, die verschiedene Reaktanten enthalten, die in Übereinstimmung mit und in Betrachtung des letzten Tests plaziert werden, der durchzuführen ist. Wie in Fig. zwei gezeigt, können die Reaktionsstellen anzahlmäßig größer als 1 sein und können die gleichen oder unterschiedliche Analyten oder zu analysierende Substanzen sein, die aus der gleichen Probe stammen oder eine Kontrolle darstellen. Die Einrichtung 10 kann ferner entweder Antikörper oder Antigene besitzen, besitzt jedoch vorteilhafterweise in der hier angeführten Darstellung Antikörper 17, die am Glied 10 angebracht sind, entweder durch kovalente Bindung oder irgendeine andere physikalische oder chemische Befestigung. Ferner ist im Glied 11, bei 18, ein Konjugat vorgesehen, das als AuT von kolloidalem Gold oder irgendeinem anderen Indikatorsystem gezeigt wird, das mit einem Antigen konjugiert ist, das spezifisch für den Antikörper bei 17 ist oder mit ihm reagiert. Auf diese Weise liegt in seiner vollständigen Verbundform, die für den Gebrauch fertig ist, ein Konjugat 18 von Gold (oder einem anderen Indikatorsystem) mit dem Antigen vor, das in den Strömungsweg der Vorrichtung vor der Reaktionsstelle 15 eingebaut ist. Alternativ kann das Konjugat zur Probe zugemischt werden, anstelle in die Einrichtung eingebaut zu sein und die Proben/Konjugatmischung kann dem Strömungsweg zur Reaktionsstelle 15 folgen.
• Anstelle von Gold können irgendwelche anderen Erfassungssysteme eingesetzt werden, die bei Immunoassays eingesetzt werden, z.B. Enzyme, fluoreszierende Reagentien, Kautschukwülste, Luziferasen, chemolumineszierende Reagentien und dergleichen, in Abhängigkeit vom besten Reaktionsverfahren für den vorgegebenen Analyten, wie er durch individuelle Bevorzugungen festgelegt wird.
• Im Gebrauch wird eine Flüssigkeitsprobe in die Probenöffnung 16 hineingetropft und man ermöglicht der Probe, in das Glied 11 hineinzudiffundieren und sich mit dem Konjugat 18 zu vermischen. Eine laterale Strömung wird durch die Grenzen 13 verhindert, die die Strömung der Probe direkt in das zweite Glied hineinrichten. Nach Erreichen des zweiten Gliedes wird die Flüssigkeit in seitlicher Richtung geführt, bis sie eine Grenze (z.B. 13a) erreicht, oder bis sie nicht weitergehen kann und unter Zumischung zum Konjugat 18 in das Glied 20 "hineingezogent" wird. Das Gemisch wandert dann zur Reaktionsstelle 15. An der Reaktionsstelle 15 konkurriert es mit dem Konjugat in Reaktion mit dem Antikörper 17, falls die Probe eine zu analysierende Substanz umf aßt, die dem Antigen entspricht, das mit dem Indikator- oder Anzeigesystem konjugiert ist. Falls die Probe kein solch Antigen enthält, wird dann der einzige Reaktant an der Stelle 15 außer des Antikörpers 17 konjugiert, der dann reagiert und eine Farbveränderung zeigt. Falls die Probe relevantes Antigen enthält, läuft die Reaktion bei 15 fast ausschließlich aufgrund der Gegenwart eines solchen Antigens ab, da die Konzentration des Konjugats und des Antikörpers 17, die beim Aufbau der Einrichtung ausgewählt wurden, bewußt eingestellt worden ist, um die Reaktion gegenüber der normalerweise anzutreffenden Konzentration des Analyten in der Probezu begünstigen. Auf diese Weise zeigt ein positives Ergebnis keine Farbveränderung. Z.B. wird in Fig. 3 so ein Ergebnis gezeigt, durch ein "S" für Probe, die am Antikörper 17 angebracht wird. Der Gold/Antigenkomplex wird an der Reaktionsstelle 15 nicht angekoppelt und wird von diesem Bereich durch den Strom der Flüssigkeit weiter entfernt, weiter über die Reaktionsstelle hinaus bis hin zu den weiteren Bereichen der Glieder 20 und 11. Falls es gewünscht wird, können größere Mengen reservoirartigen Materials einfach geliefert werden, indem das Glied 20 seitlich verlängert wird oder zusätzlicher Reservoirraum im Glied 11 vorgesehen wird, in Abhängigkeit davon, wieviel Reservoirraum erforderlich ist, als Funktion des Tests, der durchgeführt werden soll. Ferner kann ein Reservoir mit adsorbierendem Material angrenzend zum Glied 20 plaziert werden.
• Nach Zugabe der Probe ist es wünschenswert, obwohl in vielen Fällen nicht erforderlich, eine Waschlösung hinzuzufügen, um die Probe von der Reaktionsstelle weiter wegzuführen, so daß jeglicher Indikatorantigenkomplex, angrenzend an die Reaktionsstelle, weiter wegbewegt wird, wie es durch Fig. 3 dargestellt wird.
• Falls die in Fig. 4 gezeigte Reaktionseinrichtung, z.B. mit Sichtöffnungen ausgerichtet wird, so daß die Wanderung des Gold- oder Indikatorsystems weg von der Reaktionsstelle verdunkelt wird, dann ist eine Farbveränderung an der Reaktionsstelle 15 alles, was man beobachten muß. Ausreichendes Waschmaterial oder die Probe kann aufgetragen werden, um die Visualisierung des deutlichen Punktes für den Fall zu ermöglichen, daß die Probe den erwarteten Analyten enthält.
• Obwohl Fig. 2 den Gegenstand von der Form her kreisförmig zeigt, kann er jegliche geeignete Form aufweisen, z.B. rechteckig, kreuzförmig oder dergleichen. Zusätzlich muß er nicht auf eine Reaktionsstelle oder probenaufnehmende Öffnung beschränkt sein, sondern kann eine unterschiedliche Vielzahl einer oder beider dieser aufweisen und kann Reaktanten zur Erfassung verschiedenartiger, zu analysierender Substanzen umfassen.
• Im Hinblick auf das Material, das für die Glieder verwendet werden kann, ist ein besonderer Erfolg beobachtet worden bei Polyvinylidendifluorid mit Porengrößen von etwa 0,2 bis etwa 0,75 Mikron für das oberste und von 3 bis 5 Mikron für das untere Glied. Verschiedene andere Materialien können verwendet werden, wie z.B. Celluloseacetate, Cellulosenitrate, Polypropylene, bestimmte Mikroglasfaserzusammensetzungen und dergleichen.
• Obwohl die obige Beschreibung unter Bezugnahme auf einen kompetitiven Bindungsassay gegeben worden ist, bei dem die zu analysierende Substanz ein Antigen und das Immunoreagenz an der Reaktionsstelle 15 ein Antikörper ist und das Indikatorsystem bei 18 goldkomplexiert mit einem Antigen ist, das den Antikörper bindet, ist die vorliegende Erfindung ferner für einen kompetitiven Assay geeignet, bei dem der Analyt ein festzustellender Antikörper anstelle eines Antigens ist. Darüberhinaus ist die vorliegende Erfindung ebenfalls geeignet, zur Ermittlung eines Antigens oder Antikörpers als Analyt, wobei eine Sandwichtechnik für die Reaktion eingesetzt wird. Z.B. wird in einem Immunoassay für menschliches, chorionisches Gonadotropin (hCG), Gold konjugiert mit Anti-beta-hCG bei 18 im Bodenglied angeordnet (Fig. 1) und Anti-alpha-hCG (Abfang/capture Ab) wird in kovalenter Weise mit dem oberen Glied an der Reaktionsstelle 15 verbunden oder sonstwie befestigt. Falls die Probe hCG enthält, verbindet es sich mit dem Gold/Antigekörperkonjugat und wandert zur Stelle 15, wo der Proben-hCG-Teil des Komplexes sich mit dem Abfangantikörper (17) verbindet und eine rote Farbe an der Stelle 15 ergibt, die ein positives Ergebnis anzeigt. Falls hCG in der Probe fehlt, besitzt der Gold-Anti-beta-hCG-Komplex kein an ihn gebundenes hCG. Der Komplex würde sich nicht mit dem Abfangantikörper 17 verbinden, sondern würde stattdessen über die Reaktionsstelle hinaus wandern, bis hin zu den entfernten Bereichen des Gliedes 20 und/oder Glied 11 (z.B. zu 12 am Glied 20).

Claims (10)

1. Verbundeinrichtung, geeignet zur Verwendung zum Bestimmen oder Feststellen der Gegenwart von Komponenten in Flüssigkeiten, die folgendes umfaßt:

ein erstes und zweites Glied (11,20), deren gegenüberliegende Flächen in Kontakt stehen, wobei die Glieder jeweils aus porösem Material sind und unterschiedliche Porengrößen besitzen; eine probenaufnehmende Stelle (16); eine Reaktionsstelle (15), die mit der probenaufnehmenden Stelle über das zweite Glied in Kommunikation steht; und in den Gliedern angeordnete Flüssigkeitsbegrenzungsmittel (13), die den Strömungsweg der Flüssigkeit begrenzen, wodurch die an der probenaufnehmenden Stelle abgegebene Flüssigkeit durch beide Glieder zur Reaktionsstelle überführt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei sowohl das erste als auch das zweite Glied jeweils eben und planar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das poröse Material aus Polyamid, Polytetrafluorethylen, Glasfasern, Polyvinylchlorid, Celluloseacetat, Polyvinylidendifluorid, Cellulosenitrat und Polypropylen ausgewählt wird.

4. Einrichtung nach irgendeinem vorstehenden Anspruch, wobei die probenaufnehmende Stelle am ersten Glied ist, und die Reaktionsstelle am ersten oder zweiten Glied vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach irgendeinem vorstehenden Anspruch, zur Bestimmung einer oder mehrerer immunologischer Komponenten einer Flüssigkeit, wobei ein oder mehrere Bindungspartner (17) der zu bestimmenden immunologischen Komponente(n) an der Reaktionsstelle oder einer Vielzahl davon, vorhanden ist oder sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, wobei der Bindungspartner ein Antikörper und die zu bestimmende Komponente ein Antigen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, wobei der Antikörper oder ein Antigen, das der zustimmenden Komponente entspricht, im zweiten Glied, im Strömungsweg der Flüssigkeit vor der Reaktionsstelle, vorhanden ist, und wobei der Antikörper oder das Antigen mit einem Anzeigesystem konjugiert ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, bei der das Anzeigesystem kolloidales Gold ist.

9. Einrichtung nach irgendeinem vorstehenden Anspruch, bei der das Begrenzungsmittel (13) Schlitze, Diskontinuitäten, Schweißungen oder Zusammendrückungen umfaßt.

10. Einrichtung nach irgendeinem vorstehenden Anspruch, die Reaktanten umfaßt, welche im Strömungsweg der Flüssigkeit vor der Reaktionsstelle derart vorliegen, daß wenn ausreichend Flüssigkeit den Weg entlangströmt, die Reaktanten zur Reaktionsstelle geliefert werden.