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EP1796838A1 - Verfahren zur durchführung einer elektrochemischen messung an einer flüssigen messprobe in einer über leitungen zugänglichen messkammer und zugehörige anordnung - Google Patents

Verfahren zur durchführung einer elektrochemischen messung an einer flüssigen messprobe in einer über leitungen zugänglichen messkammer und zugehörige anordnung

Info

Publication number
EP1796838A1
EP1796838A1 EP05803183A EP05803183A EP1796838A1 EP 1796838 A1 EP1796838 A1 EP 1796838A1 EP 05803183 A EP05803183 A EP 05803183A EP 05803183 A EP05803183 A EP 05803183A EP 1796838 A1 EP1796838 A1 EP 1796838A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measuring chamber
reagent
reagents
measuring
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP05803183A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1796838B1 (de
Inventor
Heike Barlag
Siegfried Birkle
Walter Gumbrecht
Daniela KÜHN
Peter Paulicka
Manfred Stanzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1796838A1 publication Critical patent/EP1796838A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1796838B1 publication Critical patent/EP1796838B1/de
Ceased legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
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    • B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
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    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
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    • B01L3/502723—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by venting arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/2575—Volumetric liquid transfer

Definitions

  • the invention relates to a method for carrying out an electrochemical measurement on a liquid measurement sample in a measuring chamber accessible via lines, wherein at least one reagent in liquid form is supplied for the electrochemical measurement.
  • the invention relates to an associated arrangement for carrying out the method and furthermore to the use of this arrangement.
  • a PCR polymerase chain reaction
  • amplification selective DNA amplification
  • thermocycler a PCR apparatus which is suitable for quantitative PCR
  • electrophoresis apparatus a hybridization station
  • optical reader so-called Eppendorf Tubes
  • pipetting devices several pipetting devices and a Cooling container for reagents - dependent and must be carried out by trained personnel in compliance with safety regulations with regard to risk of infection, waste disposal or the like.
  • volumetric, ie precise, dosages (pipetting) of reagent solutions must be carried out.
  • Devices for biochemical analysis are known from the prior art, which according to WO 02/073153 make use of, in particular, silicon-based measuring modules which can be integrated into a chip card.
  • the reagents used for the analysis are already integrated in the analysis module in a dry-stored form.
  • the aim of the invention is the realization of a low-cost, easy to handle, complete DNA or protein analysis process in a miniaturized cartridge. Based on this, it is an object of the present invention-particularly in such an assay, but not exclusively for this-to carry out an electrochemical measurement in a measuring chamber and, for this purpose, to carry out the measurement sample and the liquid reagents used thereby, which are brought into the measuring chamber by means of pumps. feed bubble-free. In addition, an arrangement for carrying out the method is to be created.
  • the invention relates to a method with an associated arrangement for transferring liquids, in particular a sample liquid on the one hand and at least one reagent liquid on the other hand, into a measuring chamber for the purpose of electrochemical measurement, which is suitable for all liquids involved. air-free. This is particularly important when first solid reagents dissolved and so a reagent liquid is prepared.
  • sample liquid and reagent liquids which are located in different lines leading to the measuring chamber and separated from each other and from the measuring chamber by air, are brought into the chamber free of air bubbles and thus the actual measurement in the measuring chamber is not disturbed.
  • the measurement sample and the reagents are supplied from different sides of the measuring chamber.
  • discharge channels for ventilation at the different sides of the measuring chamber are present in the relevant arrangement.
  • the invention is therefore applied in particular in the subregion of the cartridge in which the actual detection takes place.
  • This detection involves the enzyme-linked DNA hybridization assay.
  • the hybridization event mit- labeled by an appropriate enzyme (eg, streptavidin-coupled alkaline phosphatase) and detected by measuring a product (eg, p-aminophenol) produced by the enzymatic activity.
  • an appropriate enzyme eg, streptavidin-coupled alkaline phosphatase
  • a product eg, p-aminophenol
  • the invention can also be used for other measuring procedures on liquid samples which first have to be introduced into a measuring chamber by active pumping together with reagent solutions (eg ELISA ("enzyme-linked immunosorbent assay”) test).
  • FIG. 2 shows the top view of a line with recesses for the storage of a dry reagent
  • FIGS. 3, 4 show the cross section through a line with recesses for the storage of a dry reagent according to FIG. 2,
  • FIG. 2 shows the top view of a line with recesses for the storage of a dry reagent
  • FIG. 5 shows a first arrangement in which the lines for the reagents and the test sample are arranged on one side of the measuring chamber
  • FIG. 6 shows a second arrangement in which the lines for the test sample and the reagents on different sides of the measuring chamber are arranged.
  • FIG. 1 shows a cartridge 100 with a line system which is formed by the microchannels or cavities in a cartridge base body and a cover film closing off the latter.
  • the cartridge 100 consists of NEN from a plastic body 101 with the microfluidic system of predetermined structures, which are described by way of example with reference to Figures 2 to 4 below.
  • a sample port 102 with adjoining metering section 105 can be seen. This is followed by a channel region 110 for the cell termination and then an area 120 for the PCR. The actual PCR chamber is closed by valves 122, 122 '. The detection of the sample, in particular according to the enzyme-coupled DNA hybridization method, then takes place in the region 130.
  • FIG. 1 also shows water ports 103 to 103 '' '. Furthermore, vent ports 104 to 104 '' 'are present.
  • FIGS. 2 to 4 show the structure and the structure of the reagent channel 131, 131 'from FIG. 1.
  • Each of recesses 132 to 132 6 ' is present, which is suitable for receiving dry reagents 133 to 133 6 'in accordance with FIG 3 are suitable.
  • reference numeral 150 denotes a measuring chamber for carrying out an electrochemical measurement, in particular the so-called enzyme-coupled DNA hybridization test.
  • an electrochemical measurement in particular the so-called enzyme-coupled DNA hybridization test.
  • a hybridized measuring sample on the one hand and certain reagents on the other hand must be introduced into the measuring chamber.
  • the actual measuring means and the means for electrical signal detection are not shown in Figures 5 and 6.
  • the measuring chamber is shown in FIGS. 5 and 6 as an oval cavity 150 and has accesses on opposite sides 151 and 152, which form the interfaces to the lines.
  • the measuring chamber 150 is connected via the access 151 with the Abfallka ⁇ channel Wl.
  • the other access 152 is connected in the same way to the waste line W2.
  • the waste lines are in contact with the environment via valves. By switching the valves, the flow direction in the fluidic system festge ⁇ sets.
  • the valves have a special function if they are only permeable to air and therefore prevent contact of the environment with the reagents and the test sample.
  • the sample is conveyed into the measuring chamber 150 via an external pump assigned to the cartridge 100, with any air cushion being advanced in front of the liquid, if necessary. Since the volume of the test sample is greater than that of the measuring chamber, the result is access 151 or 152 to convey the air cushion and the test sample into the waste line W1 or W2.
  • a first reagent R 1 is conveyed, so that the air cushion is conveyed into one of the waste channels W 1 or W 2 without entering the measuring chamber 150. Die ⁇ this process is still referred to as venting. By switching the above-mentioned valves is achieved that the reagent then flows through the measuring chamber 150.
  • sample liquid and reagent liquids which are located in different lines which lead to the measuring chamber and are separated from one another and from the measuring chamber by air, are introduced into the chamber free of air bubbles and thus the actual measurement in the measuring chamber is not disturbed.
  • FIG. 6 the arrangement according to FIG. 5 is modified insofar as the sample line 161 and the lines 162 and 162 'for the reagents are arranged on opposite sides of the measuring chamber 150. Otherwise, the arrangement corresponds to the arrangement according to FIG. 1.
  • the required deaeration process can be carried out.
  • the arrangement allows the pumping of liquids through the measuring chamber in two directions (back and forth pumping) without the generation of negative pressure (suction). This enhances binding processes that take place within the measuring chamber.

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Abstract

Insbesondere zur Durchführung des so genannten Enyzm gekoppelten DNA-Hybridisierungstests in einer geschlossenen Cartridge mit einem Mikrofluidiksystem, bei der gespeicherte Trockenreagenzien verwendet werden, müssen unmittelbar vor der Messung die Reagenzien im Mikrofluidiksystem gelöst und in der Messkammer befördert werden. Dabei muss unbedingt vermieden werden, dass sich bei der Lösung der Reagenzien in Wasser vor der Reagenzflüssigkeit Luftpolster bilden, welche nicht in die Messkammer gelangen können. Erfindungsgemäss werden daher die flüssige Messprobe einerseits und die flüssigen Reagenzien (R1, R2) andererseits zunächst so gefördert, dass das Luftpolster in die Abfallleitung (W1, W2) gebracht wird und dass anschliessend in die Messkammer (150) die Messprobe und die Reagenzien (R1, R2) luftblasenfrei eingebracht werden. Dadurch können Fehlmessungen vermieden werden.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Durchführung einer elektrochemischen Messung an einer flüssigen Messprobe in einer über Leitungen zugängli- chen Messkammer und zugehörige Anordnung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchführung einer elektrochemischen Messung an einer flüssigen Messprobe in einer über Leitungen zugänglichen Messkammer, wobei zur elektrochemischen Messung wenigstens ein Reagenz in flüssiger Form zugeführt wird. Daneben bezieht sich die Erfindung auf eine zugehörige Anordnung zur Durchführung des Verfahrens so¬ wie weiterhin auf die Verwendung dieser Anordnung.
Zur Nukleinsäureanalytik, beispielsweise zur Analytik von weisen Blutzellen aus Vollblut, zwecks Beantwortung von hu- mangenomischen Fragestellungen müssen zunächst in einer ers¬ ten Station als Probenvorbereitungsschritt die Zellen auf¬ gebrochen und anschließend die dabei freigesetzte DNA iso- liert werden. In einer zweiten Station erfolgt eine PCR (Po¬ lymerase Chain Reaction = Polymerase-Ketten-Reaktion) zur se¬ lektiven DNA-Vervielfältigung (Amplifikation) , um die Kon¬ zentration der nachzuweisenden DNA soweit zu erhöhen, dass diese in einer dritten Station nachgewiesen werden kann.
Im Labor werden letztere Teilprozesse separat nach bekanntem Stand der Technik durchgeführt. Die vorstehend erläuterten drei Stationen beinhalten jeweils mehrere Arbeitsschritte und werden voneinander unabhängig mit unterschiedlichen Geräten durchgeführt. Die einzelnen Arbeitsschritte erfolgen weitge¬ hend manuell.
Die Realisierung dieser Schritte ist vom Vorhandensein von Laborgeräten - wie einer ZellaufSchluss-Apparatur, einem PCR- Gerät (sog. Thermocycler) , evtl. einem PCR-Gerät, das für quantitative PCR geeignet ist, einer Elektrophorese-Appara¬ tur, einer Hybridisierungsstation, einem optischen Reader, sog. Eppendorf-Tubes, mehreren Pipettier-Geräten sowie einem Kühlbehälter für Reagenzien - abhängig und muss von geschul¬ tem Personal unter Einhaltung von Sicherheitsvorschriften be¬ züglich Infektionsgefahr, Abfallentsorgung od. dgl. durchge¬ führt werden. Insbesondere müssen mehrere volumetrische, d.h. genaue, Dosierungen (Pipettieren) von Reagenzlösungen durch¬ geführt werden. Solche Arbeitsschritte sind zeitaufwendig und kostenintensiv.
Vom Stand der Technik sind Einrichtungen zur biochemischen Analyse bekannt, die entsprechend der WO 02/073153 Verwendung von insbesondere siliciumbasierten Messmodulen machen, welche in eine Chipkarte integriert werden können. Dabei werden ent¬ sprechend der WO 02/072262 Al bereits die zur Analyse verwen¬ deten Reagenzien in trockengelagerter Form in das Analysemo- dul integriert.
Ziel der Erfindung ist die Realisierung eines preisgünstigen, einfach handhabbaren, kompletten DNA- oder Protein-Analyse- Vorganges in einer miniaturisierten Cartridge. Davon ausge- hend ist es Aufgabe vorliegender Erfindung - insbesondere bei einem derartigen Assay, aber nicht ausschließlich dafür - ei¬ ne elektrochemische Messung in einer Messkammer durchzuführen und dafür die Messprobe und die dabei verwendeten flüssigen Reagenzien, welche durch Pumpen in die Messkammer gebracht werden, blasenfrei zuzuführen. Daneben soll eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.
Die Aufgabe ist durch die Abfolge der Verfahrensschritte ge¬ mäß Patentanspruch 1 gelöst. Eine zugehörige Anordnung ist im Patentanspruch 11 angegeben. Weiterbildungen des Verfahrens und der zugehörigen Anordnung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren mit einer zugehö- rigen Anordnung zum Überführen von Flüssigkeiten, insbesonde¬ re einer Probenflüssigkeit einerseits und wenigstens einer Reagenzflüssigkeit andererseits, in eine Messkammer zwecks elektrochemischer Messung, das für alle beteiligten Flüssig- keiten luftblasenfrei erfolgt. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn zunächst feste Reagenzien gelöst und so eine Reagenzflüssigkeit hergestellt wird.
Mit der Erfindung kann erreicht werden, dass Probenflüssig¬ keit und Reagenzflüssigkeiten, die sich in verschiedenen Lei¬ tungen befinden, die zur Messkamitier führen und durch Luft voneinander und von der Messkammer getrennt sind, luftblasen¬ frei in die Kammer gebracht werden und dass somit die eigent- liehe Messung in der Messkammer nicht gestört wird.
Vorteilhafterweise werden bei der Erfindung die Messprobe und die Reagenzien von unterschiedlichen Seiten der Messkammer zugeführt. In jedem Fall sind bei der diesbezüglichen Anord- nung Abführkanäle zur Belüftung an den unterschiedlichen Sei¬ ten der Messkammer vorhanden.
Mit einer solchen Anordnung und dem erfindungsgemäßen Verfah¬ ren wird erreicht, dass vor der Messung eine Entlüftung der Leitungen, in denen die flüssigen Substanzen der Messkammer zugeführt werden, erfolgt. Dies ist insbesondere dann von praktischer Bedeutung, wenn bei einer Cartridge zur Nuklein- säurediagnostic Trockenreagenzien verwendet werden und diese Reagenzien unmittelbar vor dem eigentlichen Diagnostik- bzw. Messvorgang "in situ" zur Erzeugung einer Reagenzflüssigkeit in Wasser aufgelöst und die Reagenzflüssigkeit der Messkammer zugeführt werden. Da sich dabei nicht vermeiden lässt, dass sich vor der Reagenzflüssigkeit und der Messflüssigkeit, die beide nacheinander durch aktives Pumpen zur Messkammer ge- schoben werden, Luftpolster bilden. Derartige Luftpolster sind aber in der Messkammer unerwünscht, da die Gefahr be¬ steht, dass die Luft sich nicht mehr entfernen läßt und daher die elektrochemische Messung stört bzw. verhindert.
Die Erfindung wird also insbesondere in dem Teilbereich der Cartridge, in dem die eigentliche Detektion erfolgt, ange¬ wandt. Diese Detektion beinhaltet den Enzym gekoppelten DNA- Hybridisierungs-Test. Wobei das Hybridisierungsereignis mit- tels eines geeigneten Enzyms (z.B. Streptavidin gekoppelte alkalische Phosphatase) markiert und durch die Messung eines Produkts (z.B. p-Aminophenol) , das durch die enzymatischen Aktivität entsteht, detektiert wird. Aber auch bei anderen Messvorgängen an flüssigen Proben, die zunächst durch aktives Pumpen zusammen mit Reagenzlösungen in eine Messkammer ge¬ bracht werden müssen, ist die Erfindung anwendbar (z.B. ELISA(„Enzyme l_inked Lmmuno sorbed Assay") -Test) .
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Patentansprüchen. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung
Figur 1 eine Cartridge mit einem Leitungssystem mit den zugehörigen Funktionsbezeichnungen,
Figur 2 die Draufsicht auf eine Leitung mit Vertiefun¬ gen für die Bevorratung eines Trockenreagenz, Figuren 3, 4 den Querschnitt durch eine Leitung mit Vertie- fungen für die Bevorratung eines Trockenreagenz gemäß Figur 2,
Figur 5 eine erste Anordnung, bei der die Leitungen für die Reagenzien und die Messprobe auf einer Sei¬ te der Messkammer angeordnet sind, und Figur 6 eine zweite Anordnung, bei der die Leitungen für die Messprobe und die Reagenzien auf unter¬ schiedlichen Seiten der Messkammer angeordnet sind.
Gleiche Einheiten haben in den Figuren gleiche Bezugszeichen. Insbesondere die Figuren 1 bis 4 einerseits und die Figuren 5, 6 andererseits werden weitgehend gemeinsam beschrieben.
In Figur 1 ist eine Cartridge 100 mit einem Leitungssystem dargestellt, das durch die Mikrokanäle bzw. Kavitäten in ei¬ nem Cartridge-Grundkörper und einer diesen abschließende Ab¬ deckfolie gebildet wird. Die Cartridge 100 besteht im Einzel- nen aus einem Kunststoffkörper 101 mit dem Mikrofluidiksystem aus vorgegebenen Strukturen, welche beispielhaft anhand der Figuren 2 bis 4 weiter unten beschrieben werden.
Aus der Draufsicht gemäß Figur 1 ist ein Probenport 102 mit daran anschließender Dosierstrecke 105 ersichtlich. Es schließt sich ein Kanalbereich 110 für den ZellaufSchluss und anschließend ein Bereich 120 für die PCR an. Die eigentliche PCR-Kammer ist durch Ventile 122, 122' verschließbar. Die De- tektion der Probe insbesondere gemäß dem Enzym gekoppelten DNA-Hybridisierungs-Verfahren erfolgt dann im Bereich 130.
Aus Figur 1 sind weiterhin Wasserports 103 bis 103' ' ' er¬ sichtlich. Weiterhin sind Entlüftungsports 104 bis 104''' vorhanden.
Im Kanalsystem sind weite Bereiche 106, 107, 108, 109 für die Aufnahme von Abfall (waste) vorgesehen. Daneben ist ein Be¬ reich für die Aufnahme der Reagenzien 131, 131' vorhanden.
Aus den Figuren 2 bis 4 ergibt sich der Aufbau und die Struk¬ tur des Reagenz-Kanals 131, 131' aus Figur 1. Es sind jeweils Vertiefungen 132 bis 1326' vorhanden, die zur Aufnahme von Trockenreagenzien 133 bis 1336' entsprechend Figur 3 geeignet sind. In Figur 4 sind die Vertiefungen 132 bis 1326' mit Tro¬ ckenreagenzien 133 bis 1336' gefüllt dargestellt.
In den Figuren 5 und 6 bedeutet Bezugszeichen 150 eine Mess¬ kammer zur Durchführung einer elektrochemischen Messung, ins- besondere des so genannten Enzym gekoppelten DNA-Hybridisie- rungs-Tests. Für die Messung muss eine hybridisierte Messpro¬ be einerseits und bestimmte Reagenzien andererseits in die Messkammer eingebracht werden. Die eigentlichen Messmittel und die Mittel zu einer elektrischen Signalerfassung sind in den Figuren 5 und 6 nicht dargestellt.
Die Messkammer ist in den Figuren 5 und 6 als ovale Kavität 150 dargestellt und hat an gegenüberliegenden Seiten Zugänge 151 und 152, die die Schnittstellen zu den Leitungen bilden. Die Messkammer 150 ist über den Zugang 151 mit dem Abfallka¬ nal Wl verbunden. Der andere Zugang 152 ist in gleicher Wei¬ se der Abfallleitung W2 verbunden. Die Abfallleitungen stehen über Ventile mit der Umgebung in Kontakt. Durch die Schaltung der Ventile wird die Flussrichtung im Fluidiksystem festge¬ legt. Eine besondere Funktion haben die Ventile, wenn sie nur luftdurchlässig sind und daher den Kontakt der Umgebung mit den Reagenzien und der Messprobe verhindern.
Es ergibt sich damit folgender Verfahrensablauf: Über eine externe, der Cartridge 100 zugeordneten Pumpe wird die Probe in die Messkammer 150 gefördert, wobei gegebenenfalls vorhan¬ dene Luftpolster vor der Flüssigkeit vorangeschoben werden. Da das Volumen der Messprobe größer ist als das der Messkam¬ mer, ergibt sich über den Zugang 151 oder 152 eine Förderung des Luftpolsters und der Messprobe in die Abfallleitung Wl bzw W2.
Anschließend wird ein erstes Reagenz Rl gefördert, so dass das Luftpolster in einen der Abfallkanäle Wl bzw. W2 geför¬ dert wird, ohne dabei in die Messkammer 150 zu gelangen. Die¬ ser Vorgang wird weiterhin auch als Entlüften bezeichnet. Durch die Schaltung der oben bereits erwähnten Ventile wird erreicht, dass das Reagenz anschließend durch die Messkammer 150 fließt.
Der gleiche Vorgang wird bei der Zuführung des zweiten Rea¬ genz R2 vorgenommen.
Somit kann erreicht werden, dass Probenflüssigkeit und Rea¬ genzflüssigkeiten, die sich in verschiedenen Leitungen befin¬ den, die zur Messkammer führen und durch Luft voneinander und von der Messkammer getrennt sind, luftblasenfrei in die Kam- mer gebracht werden und dass somit die eigentliche Messung in der Messkammer nicht gestört wird. In der Figur 6 ist die Anordnung nach Figur 5 insofern verän¬ dert, als dass die Probenleitung 161 und die Leitungen 162 bzw. 162' für die Reagenzien auf gegenüberliegenden Seiten der Messkammer 150 angeordnet sind. Ansonsten entspricht die Anordnung der Anordnung gemäß Figur 1.
Mit dem beschriebenen Verfahren und der in Figur 1 bzw. Figur 5 und 6 dargestellten Anordnung lässt sich der geforderte Entlüftungsvorgang durchführen. Darüberhinaus ermöglicht die Anordnung das Fördern von Flüssigkeiten durch die Messkammer in zwei Richtungen (hin- und zurückpumpen) ohne die Erzeugung von Unterdruck (Saugen) . Dadurch werden BindungsVorgänge, die innerhalb der Messkammer stattfinden, verbessert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Durchführung einer elektrochemischen Messung an einer flüssigen Messprobe in einer über Leitungen zugäng- liehen Messkammer, wobei zur elektrochemischen Messung we¬ nigstens ein Reagenz in flüssiger Form zugeführt wird, mit folgenden Maßnahmen:
- Zunächst wird die Messprobe durch einen Zugang in die Mess- kammer gepumpt und ein Überschuss der Messprobe an der ge- genüberliegenden Seite der Messkammer in eine Abfallleitung gebracht,
- anschließend wird das wenigstens eine Reagenz aus einer Leitung - zunächst ohne durch die Messkammer zu fließen - in eine Abfallleitung gefördert, die sich auf derselben Seite der Messkammer befindet,
- sowie dann luftblasenfrei durch die Messkammer zwecks Wech¬ selwirkung mit der Messprobe zur anderen Abfallleitung ge¬ bracht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messprobe und das wenigstens eine Reagenz durch verschie¬ dene Zugänge der Messkammer zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Messprobe und das Luftpolster vor wenigs¬ tens einem Reagenz in unterschiedliche Abfallkanäle gefördert werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich nach dem Fördern der Messprobe und der Reagenzien über die Messkammer keine Luft in der Messkam¬ mer befindet.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Reagenzien verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Reagenzflüssigkeiten „in situ" durch Lö- sen von festen vordosierten und vorportionierten Trockenrea¬ genzien durch Zugabe eines Lösungsmittels erzeugt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Wasser verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn¬ zeichnet in der Anwendung bei der Enzym gekoppelten DNA- Hybridisierungsdetektion mit vorangehender PCR, wozu eine Cartridge mit PCR-Kammer und Label-Enzym- bzw. Enzymsubstrat- Reagenzleitungen verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der PCR die Reagenzleitungen mit Wasser gefüllt wer- den.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass •nach der Hybridisierung die Label-Enzym- und Enzymsubstrat- Leitungen entlüftet werden, so dass anschließend die Detekti- onskammer zunächst mit dem ersten Reagenz ohne Luftpolster gespült und anschließend mit dem zweiten Reagenz ohne Luft¬ polster gespült wird, und dass anschließend die elektrochemi¬ sche Messung durchgeführt wird.
11. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 10, mit einer Messkammer (150), die wenigstens zwei Zugänge (151, 152) enthält, von denen der erste Zugang (151) mit einer ersten Leitung (Wl) für Abfall (Waste 1) verbunden ist und von denen der zweite Zugang (152) mit einer weiteren Leitung (W2) für Abfall (Waste 2) verbunden ist.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Zugang (151) gleichermaßen die Schnittstelle für die Zuführleitung (161) der Messprobe und die Abfallleitung (Wl oder W2) bildet.
13. Anordnung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der andere Zugang (152) gleichermaßen die Schnittstelle für wenigstens ein Reagenz (Rl, R2) und ei¬ ne Abfallleitung (Wl oder W2) bildet.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass Leitungen (162, 162') für zwei Reagenzien (Rl, R2) vorhanden sind.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Leitungen (162, 162') für Reagenzien (Rl, R2) und der Messprobenzugang (161) an gegenüberliegenden Seiten der Messkammer (150) angeordnet sind.
EP05803183.2A 2004-10-15 2005-10-17 Verfahren zur durchführung einer elektrochemischen messung an einer flüssigen messprobe in einer über leitungen zugänglichen messkammer Ceased EP1796838B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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