DE2058973B2 - Verfahren zum Bestimmen der Koagulationszeit von Flüssigkeitsproben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich :iuf ein Verfahren zum Bestimmen der Koagulationszeit von Flüssigkeitsproben, bei dem die Flüssigkeitsprobe mit einem Koagulationsmittel und einem zahlreiche fein verteilte und praktisch chemisch inerte Partikel enthaltenden Reaktionsintensivierungsmittel gemischt und der Endpunkt der Reaktiv festgestellt wird.

Ein derartiges Verfahren ist seiner grundsätzlichen Art nach beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1 266 998 bekannt und dient im allgemeinen für diagnostische Zwecke, insbesondere zum Bestimmen der Prothrombinzeit von Blutplasmaproben. Bei dem Verfahren nach der genannten deutschen Auslegeschrift wird als Reaktionsintensivierungsmittel ein für Blutgerinnungsteste bestimmtes Blutblättchenfaktor-Reagenz in Form eines durch Wasserzjgabe wieder aufschwemmbaren lyophilisierten Präparats mit einem Blutblättchenfaktor-ErsatzstolT verwendet. Das Reagenz enthält feinverteilte, diskrete, neutrale Partikel, die als Aktivator dienen. Gleichermaßen ist es zum Feststellen der Koagulationszeit von Gesamtblutproben aus der Fachzeitschrift »Journal of the American Medical Association«, Volumn 196, Heft 5, 1966, Seite 436, bekannt, zur Kontaktaktivierung des Plasmas zahlreiche inerte Partikel zu verwenden. Die Aufgabe dieser Aktivierungs- und Intensivierungsmittel besteht darin, die Reaktionswirkung des Koaguiationsreaktionsmittels zu fördern, um eine geringere Koagulationszeit und höhere Reproduzierbarkeit zu erreichen. Trotz der Zugabe eines Intensivierungsmittels der beschriebenen Art ist es bei diesen bekannten Verfahren schwierig, den Endpunkt der Reaktion, beispielsweise beim ersten Sichtbarwerden von Fibrinfibrillen, mit dem Auge zu bestimmen.

Zu diesem Stand der Technik wird ergänzend auf ein ebenfalls mit dem Auge beobachtetes Verfahren nach Dr. A. J. Quick verwiesen, das in einer Informationsbroschüre mit dem Titel »Coagulation Procedures«, herausgegeben von Dade Reagents Inc., Miami, Florida, Januar 1966, beschrieben ist. Dieses Verfahren weist wie alle von Hand ausgeführten klassischen Prothrornbinzeitbestimmungsverfahren eine Reihe von Nachteilen auf, beispielsweise einen hohen Zeitaufwand, Ungenauigkeit durch eine ungenaue Anzeige des Koagulationsreaktionsendpunktes, Fehler und Irrtümer der Laboranten, Unaufmerksamkeit und Unachtsamkeit sowie einen hohen Verbrauch des teueren Thrornboplastinreaktionsmittels. Um einen Teil dieser Schwierigkeiten zu überwinden, sind aus der französischen Patentschrift 1 240 524 und aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 804 292 bereits Anordnungen bekannt, die mm Bestimmen der Koagulationszeit die durch die Reaktion hervorgerufene zunehmende Viskosität des Flüssigkeitsgemischs ausnutzen. So ist es zu diesem Zweck bekannt, die Bewegung eines drehbaren magnetischen Rührstabs auf eine konstante Winkelgeschwindigkeit in der untersuchten Flüssigkeitsprobe einzustellen und danach während der Reaktion die Änderung dieser Geschwindigkeit infolge des Anstiegs der Viskosität der Flüssigkeit festzustellen Diese teilweise automatisch oder halbautomatisch aiüeicenden Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß beim Endzeitpunkt der Koagulationsreaktion keine starke

ao und drastische Änderung in einem Kennwert oder in einer Eigenschaft des Flüssigkeitsgemischs auftritt, so daß die gemessenen Zeiten ungenau sind. Darüber hinaus benötigt man ebenfalls große Mengen des im allgemeinen kostbaren Koagulationsreaktionsmittels

s5 ^e- "ießlich ist es noch aus Pflügers Archiv. Band i4J, 1939. Seite 54 bis 64, und aus der USA.-Patentschrift 2 878 715 bekannt, den Koagulationszeitpunkt durch optische Feststellung der Trübung des Koagulationsgemisches zu bestimmen. Dabei wird die bei der Koagulation auftretende Trübungsänderung des Gemisches durch ein zugegebenes chemisch reagierendes Mittel erreicht. Die Trübungsänderung ist jedoch in zahlreichen Fällen unzureichend und erfolgt nicht schlagartig, sondern allmählich. Dies führt zu ungenauen Meßergebnissen. In der USA.-Patentschrift 2 878 715 wird daher angeregt, die Untersuchung mindestens zweimal durchzuführen und den Mittelwert der MeiJergebnisse zu verwenden.

Bei allen bekannten Verfahren zum Bestimmen der Prothrombinzeit tritt beim Endzeitpunkt der Koagulationsreaktion keine starke und drastische Änderung in einem Kennwert oder in einer Eigenschaft des Blutplasmaproben-Thromboplastinreagenz-Gcmisches auf. Diese Unzulänglichkeit ist daraui zurückzuführen, daß bis; heute keine Mittel bekannt geworden sind, die die Reaktion derart intensivieren und steigern könnten, daß eine drastische Eigenschaftsänderung auftritt, die dann vollautomatisich nachgewiesen werden könnte. Diese Unzulänglichkeil macht sich zum Bestimmen der Prothrombinzeit bei verdünnten Blutplasmaproben noch stärker bemerkbar. Verdünnte Blutpiasrnaproben können daher bei der Diagnose zum Überwachen von wesentlichen Antigerinnungsdosierungfieinstellungen bisher nicht verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beachtung eines geringen Verbrauchs des Koagulationsreaktionsmittels ein Verfahren zum schnellen und äußerst genauen Bestimmen der Koagulationszeit anzugeben.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs beschriebene Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Trübung des Gemisches hervorrufende ferromagnetische Partikel verwende werden und das Gemisch mindestens bis zur Koagulation der Flüssigkeitsprobe einem sich bewegenden Magnetfeld ausgesetzt wird und daß der Endpunkt des Koagulationiivorgangs durch Nachwei:

liner scharfen Änderung in der Trübung des G.'-nisches optisch festgestellt wird.

Bei diesem Verfahren tritt somit bei Beendigung .ler Koagulationsreaktion eine drastische und leicht nachweisbare Änderung in der optischen Eigenschaft Jes Flüssigkeitsgemisches auf. Das bei dem erfin-Jungsgemäßen Verfahren verwendete Reaktionsintensivierungsmittel fördert nämlich nicht nur den Koagulationsreaktionsablauf, sondern sorgt auch am Ende des Koagulationsvorganges dafür, daß das vorher trübe und damit undurchsichtige Gemisch schlagartig hell und durchsichtig wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß gegen Ende der Koagulationsreaktion die sich bildenden Fibrnfasern von den /ahlreichen sich drehenden ferromagnetischen Parlikeln gesammelt und zu einem verhältnismäßig -loßen Kügelchen verflochten werden, in dem alle Partikel gefangen sind. Der damit verbundene Umv.hlag in der Lichtdurchlässigkeit des Flüssigkeits-Lii-mischcs kann sehr leicht fotoelektrseh gemessen und automatisch ausgewertet werden. Das erhndungs- ^•mäße Verfahren eignet sich auch zum Bestimmen _L';r Prothrombinzeit in verdünnten Blutplasmaproben: hierbei ist der Thromboplastinreakiionsmittel-'. .rhrauch nur gering.

Als ferromagnetische Partikel werden vorzugsweise magnetisches Eisenoxid, Nickeloxid oder Kobaltoxid verwendet.

Die Erfindung wird im folgenden durch dL Beschreibung der Prothrombinzeit-Bestimmung von rUutplasmaproben unter Verwendung einer automa- ;ischen Vorrichtung an Hand von Zeichnungen er läutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Flußdiagramm einer automatisch arbeitenden Vorrichtung zur Prothrombinzeit-Bestimmung.

F i g. 2 einen Teil eines Folienstreifentriigers der in der F i g. 1 dargestellten Vorrichtung und die Lage von Reaktionsiritensivierungsmitteiflecken auf dem Foüenstreifen,

Fig. 3 einen Teil des Folienstreifens und die Ar! und Weise, wie das Reaktionsintensivierungsmittel die Durchmischung der Blutplasmaprobe mit dem Thromboplastinreagenz fördert, und

Fi g. 4 und 5 die starke und intensive änderung in der Trübung dtjs aus der Blutplasmaprobe dem Thromboplastinreagenz und dem Reaktionsintensivierungsmittel besiehenden Reaktionsgemisches bei Beendigung der Koagulationsreaktion.

In der F i g. 1 ist eine Probenzufuhrvorrichtung H) mit auf einem Drehtisch 12 kreisförmig angeordneten Blutplasmaprobenbehältern 14, einer Probenentnahmevorrichtung 16, enthaltend einen Probennehmer oder eine Probensonde 18 und eine P.obennehmerbetätigungseinrichtung 20, dargestellt. Neben dem Drehtisch 12 ist ein Waschflüssigkeitsbehälter 22 vorgesehen. Eine Probenzufuhrvorrichtung-Antriebsvorrichtung 24 treibt den Drehtisch 12 und die Probennehmerbetätigungsvorrichtung 20 an. Dies ist in der Figur durch gestrichelte Linien angedeutet.

Der Probennehmer 18 liefert eine Strömung aus aufeinanderfolgenden volumenmäßig bestimmten Blutplasmaprobe ,1, die jeweils durch einen Luftschub, einen Waschflüssigkeitsschub der im Waschflüssigkeitsbehäl'sr 22 enthaltenen Waschflüssigkeit und einen weiteren Luftschub getrennt sind.

Eine Quetschschlauchpurnpe 26, enthaltend mehrere elastische, zusammenquetschbare Pumpenschlä'iche 28, 30, 32 und 34, dient diem Weitertransport der Probenströmung durch den Pumpemcblauch 30 in die Blutplasma-Zufuhrleitung 38, der Zufuhr von aus der Atmosphäre angesaugter Luft über den

Pumpenschlauch 28, das Dreiwegventil 40, 42, 44 und die Verbindungsleitung 36, ferner der Zufuhr eines Thromboplastinreagenz 48 aus dem Vorratsbehälter 46 über die Reagenzzufuhrleitung SO und den Pumpenschlauch 32. Die Reagenzströmung führt

ίο dann wetter über eine Verbindungsleitung 52 und eine Reagenzabgabeleitung 54 zu einer in einem Temperaturregelbad 60 sich befindenden Heizschlange 58. An die Verbindungsleitung 52 ist eine Reagenzparallel- und Reagenzrückführleitung 56 und

is an die Reagenzabgabeleitung 54 eine über den Pumpenschlauch 34 zur Reagenzrückleitung 64 führende Saugleitung 62 angeschlossen.

Eir.e Vorratsrolle aus einem Folienstreifen 66 ist auf einer drehbaren Haltenr.gsvorrichtung 68 angeordnet. Bei der Folie kann es sich um irgendein geeignetes Material handeln, das die erforderliche Festigkeit und Lichtdurchlässigkeit aufweist und chemisch inert ist. Wie man am besten in der Fi g. 2 sieht, sind in etwa gleichmäßigen Abständen auf der

as Oberfläche des Folienstreifens 66 abgemessene Mengen oder Flecken 70 einer getrockneten Suspension eines Reaktionsintensivierungsmittels aufgebracht. Bei denn vorliegenden Anwendungsbeispiel zum automatischen aufeinanderfolgenden Bestimmen der Prothrombinzeiten von zahlreichen aufeinanderfolgenden Blutplasmaproben enthält das Reaktionsintensivierungsmittel im wesentlichen undurchsichtige Teilchen aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise magnetische Eisenoxidteilchen von der Art, wie sie zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsbändern benutzt werden. Vor dem Trocknen sind die Teilchen in einer Trägerlösung fein verteilt oder homogen suspendiert. Die Magneteisenoxidteilchen der beschriebenen Art sind im allgemeinen nadel-

4Q förmig und haben Längsabmessunoen in der Größenordnung von 0,40 bis 0,60 Mikrometer. Bei den verwendeten Teilchen kann es sich aber auch um Kobalt- oder Nickeloxidteilchen handeln.
Zum Intensivieren oder Steigern der Blutplasma-

proben-Thromboplastin-Reaktion eignen sich Reaktionsinlensivierungsmittel, bei denen es sich um eine Suspension von etwa 50 Grammprozent magnetischen Eisenoxidteilchen in einer etwa 25prozentigen PoIyvinylpyrolidonlösung handelt, die etwa 5 "Ί> Glycerin

jo enthält. Zum Herstellen der Flecken 70 kann diese Suspension in irgendeiner Weise, beispielsweise durch bekannte Siebdruck- oder Seidenrasterdruckverfahren, auf den Folienstreifen 66 aufgebracht werden. Falls notwendig wird der pH-Wert des Reaktionsintensivirrungsmittels eingestellt, um sicherzustellen, daß das Mittel beim Mischen mit dem Thromboplastinreagenz nicht reagiert.

Die besonderen Polyvinylpyrolidon- und Glycerinbestandteile der Magneteisenoxidteilchensuspension und die angegebenen relativen Prozentwerte der Eiscnoxidieilchen und der Polyvinylpyrolidon- und Glyccirinbestandteile in dem Reaktionsintensivierungsmittel eignen sich besonders gut, um beim Mischen mit den Blutplasmaproben die gewünschte, nahezu momentane Wiedersuspension der Eisenoxidteilchen in einer wäßrigen Lösung sicherzustellen. Es können aber auch andere und verschiedene Suspensionen von magnetischen Eisenoxidteilcheri mit anderen und

verschiedenen relativen Prozentwerten bezüglich der genannten Polyvinylpyrolidon- und Glycerinbestandteile und/oder mit anderen und verschiedenen Suspendiermitteln verwendet werden.

Wie man der Fi g. 2 entnimmt, sind in den Folienstreifen 66 Begrenzungseinrichtungen 72 eingepreßt oder eingeprägt, die das Reaktionsintensivierungsmittel und die entsprechenden Blutplasmaproben aufnehmen und umgeben, wenn das Intensivierungsmittel in der Plasmaprobe erneut suspendiert wird.

Der Folienstreifen 66 wird über eine Wärmesenke 74 mit einer etwa flachen und ebenen oberen Oberfläche geführt. Bei der unteren Oberfläche der Wärmesenke ist eine Heizspule 76 angeordnet, die die Wärmesenke auf einer vorgegebenen Temperatur hält. In der Wärmesenke 74 ist ein Spiegel 78 in der gezeigten Weise derart angeordnet, daß die obere Spiegeloberfläche mit der oberen Oberfläche der Wärmesenke bündig abschließt.

Eine Folienstreifenführungs- und -antriebsvorrichtung enthält eine Leerlaufrolle 80, eine Folienstreifenantriebsrolle 82 und eine Folienstreifenandruckrolle 84. Die von einem Antriebsmotor 86 im Gegenuhrzeigersinn schrittweise weitergedrehte Antriebsrolle 82 schiebt den Folienstreifen 66 schrittweise vor. Dabei wickelt sich der Folienstreifen von der Vorratsrolle ab, läuft unter der Leerlaufrolle 80 hindurch, läuft eng berührend über die obere Oberfläche der Wärmesenke 74 und läuft schließlich zwischen der Folienstreifenantriebsrolle 82 und der Folienstreifenandrucksrolle 84 hindurch.

Eine lichtempfindliche oder fotoleitfähige Fühloder Detektoreinrichtung 88 weist ein zylindrisches undurchsichtiges Gehäuse 90 mit einer darin angeordneten Fokussierlinse 92 auf. Eine Lichtquelle 94 und ein Lichtdetektor, beispielsweise eine lichtelektrisch leitende Zelle 96, sind in der dargestellten Weise derart innerhalb des Gehäuses 90 angeordnet, daß der von der Lichtquelle 94 kommende Lichtstrahl von der Fokussierlinse 92 auf den Spiegel 78 geworfen wird und der von dem Spiegel reflektierte Strahl von der Fokussierlinse 92 auf die aktive Oberfläche der lichtelektrischen Zeile 96 fokussiert wird.

Eine Taktgeber- und Druckereinrichtung 98 arbeitet mit der lichtelektrischen Zelle 96 zusammen, um für die Reakticnstaktgabe zu sorgen und das Ausdrucken auf einem Band 99 vorzunehmen.

Ein Stabmagnet 100 geeigneter Feldstärke ist drehbar gelagen und wird von einem Antriebsmotor 102 mit einer passenden Geschwindigkeit angetrieben, so daß ein magnetisches Drehfeld erzeugt wird. Die Kraftlinien des Magnetfelds erstrecken sich durch die Wärmesenke bis über deren obere Oberfläche hinaus. Der Stabmagnet 100 ist bezüglich des Spiegels 78 vorzugsweise in einer solchen Weise angeordnet, daß die Mittelpunkte dieser Bauteile etwa auf einer vertikalen Linie liegen, wie es aus der F i g. 1 hervorgeht. Dadurch fällt die Mitte oder das Zentrum des durch Drehbewegung des Stabmagneten 100 erzeugten magnetischen Drehfelds mit der Mitte oder dem Zentrum des Spiegels 78 zusammen.

Ein Mehrelement-Kippsperrorgan 104 mit Schläuchen 106, 18, 110, einem Betätigungsglied 111 und stabfönnigen Körpern ¹12, 114, 116 ist zum Steuern der Mediumströmung in der Reagenzparallel- und -rückführleitung 56, der Reagenzabgabeleitung 54 und der Reagenzsaugleitung 62 vorgesehen.

Ein Blutplasmaprobenabgeber 120 ist mit seinem Einlaßende an das Auslaßende der Blutplasmaprobenzufuhrleitung 38 angeschlossen. Der Probenabgeber 120 wird nahe bei seinem Auslaßende von einem Arm 122 einer Blutplasmaprobenabgebur-Antriebsvorrichtung 124 gehaltert. Die Blutplasmaprobenabgeber-Antriebsvorrichtiing 124 wird von einem Antriebsmotor 126 derart angetrieben, daß der Probenabgeber 120 auf einem Bogen zwischen zwei

ίο Stellungen hin- und hergeschwenkt wird, die in der F i g. 1 durch ausgezogene Linien und gestrichelte Linien eingezeichnet sind. In der ersten Stellung ist das Auslaßende des Abgaberohres 120 etwa senkrecht mit einer abgemessenen Länge oder einem vorgegebenen Fleck 70 des Reaktionsintensivierungsmittels auf der oberen Oberfläche des Folienstreifens 66 ausgerichtet. Dabei befindet sich der Folienstreifen ebenfalls in einer besonderen Stellung. In der zweiten Stellung ist das Auslaßende des Probenabgebers 120

ao mit einem Blutplasmaproben- und Waschflüssigkeitssammelbehälter 126 ausgerichtet, der zum Abfluß führt.

Eine Programm- oder Steuereinrichtung 128, bei der es sich beispielsweise um eine nockengesteuerte

»5 oder kurvenscheibegesteuerte elektrische Programmeinrichtung handeln kann, ist arbeitsmäßig mit dem Probenzufuhrvorrichtungs-Antriebsmotor 24, dem Dreiwegsperrorgan 40, dem Kippsperrorgan 104, dem Antriebsmotor 126 des Blutplasmaprobenabgebers, dem Antriebsmotor 86 der Folienstreifenantriebsrolle, der lichtelektrischen Zelle 96 und derTaktgabe- und Druckervorrichtung 98 verbunden, wie es in der Figur durch die gestrichelten Linien angedeutet ist.
Zur automatischen aufeinanderfolgenden Bestimmung der Prothrombinzeit von mehreren Blutplasmaproben unter Verwendung der in der F i g. 1 dargestellten Vorrichtung wird Wie folgt verfahren.

Jeder der Blutplasmaprobenbehälter 14 enthält eine unverdünnte Blutplasmaprobe von jeweils einem anderen Patienten. Unmittelbar nach der Entnahme vom Patienten sind die Proben in herkömmlichei Weise mit einem Fixiermittel behandelt worden, bei dem es sich beispielsweise um oxalsaures odei zitronensaures Natrium handeln kann. In den Blutplasmaprobenbehältern 14 werden die Proben vorzugsweise bei einer Temperatur von 4 bis 5° C gehalten, um eine Verschlechterung des Gerinnungsfaktors zu verhindern. Dazu wird eine nichtgezeigtc Kühlvorrichtung benutzt, die betriebsmäßig dei Probenzufuhrvorrichtung 10 zugeordnet ist.

Das Dreiwegsperrorgan 40 wird unter der Steuerung der Programmeinrichtung 128 derart betrieben daß es sich in seiner zweiten Stellung nur dann befindet und der durch die Verbindungsleitung 36 strö· menden Blutplasmaproben-Waschflüssigkeits-Luft Strömung nur dann Luft zuführt, wenn die Wasch flüssigkeitsschübe durch die Verbindungsleitunj strömen, so daß jeder Waschflüssigkeitsschub durcf weitere Luftschübe unterteilt wird, um die Reini· gungswirkung des Waschflüssigkeitsschubs zu er höhen. Den angesaugten Blutplasmaproben werder keine Luftschübe zugeführt, so daß die Proben al: kontinuierliche Blutplasmaprobenschübe zu den Probenabgeber 120 gelangen. Der Reagenzvorrats behälter 46 enthält einen Thromboplastinreagenzvor rat 48, der zur Bestimmung der Prothrombinzeit voi allen Blutplasmaproben ausreicht, die von de Probenzufuhrvorrichtung 10 zugeführt werden.

Der Folienstrcifenantiiebsmotor 86 treibt die Folienstreifenantriebsrolle 82 unter der Steuerung der Programmeinrichtung 128 derart an, daß der Folienstreifen 66 bezüglich des Brennpunkts der Linse 92, des Auslaßendes der Reagenzabgabeleitung und i;s Auslaßendes des Blutplasmaprobenabgcbers 120 abwechselnd und schrittweise in zwei Stellungen gebracht wird. Dadurch ist es möglich, daß der Folienstreifen für unterschiedliche vorbestimmte Zeitperioden in jeder der Stellungen gehalten wird, ic Es wird unterstellt, daß der Folienstreif en zunächst von der Antriebsrolle in die in der F i g. 1 gezeigte " --'-·■ -■'—^A '" riip«p.r Stellune befindet daß das Blutplasmaproben-Abgaberohr 120 nur wähda» y ^ ^ ^ ^ ^ ^.

rena ^^ ^ ^ ^ _Fo, _{t en}

«ei u £g ^ ^^ _{wobei h}

Sgmessene Menge oder ein Fleck 70 des Reaktionsfjgem B^ ^ ^ _{StMmgA b findet}. Zu

_allen anderen Zeiten befindet sich das Blutplasmaj£_ben__Abgaberohr 120 in der in der F ig. !gepm _icnneten Stellung, in der der Rest jeder Blutpilsmaprobe, der nicht für den Test bejea μ H _zugeordneten Zwischenproben_{kdtsschübe dem} Abflußbehälter 126 zu-

durchmischt und erneut suspendiert sowie mit

genau vorgegebenen Menge ^des Thrombop^asjn reagen/ durchsetzt. Die nächste .^ode' ™^°^ abgemessene Menge 70 des Reaktion, ntens.v erung^ miltels befindet sich an der Stelle A direkl unte ^em Auslaßende des sich in der Abgabesteüung befinden den Blutplasmaprobenabgebers 120. Der_ß Abstand^ (F i g. 2) zwischen den gemessenen Mengen ode Flcckcn70 des Reaktionsintensiyierungsmittels aut der oberen Oberfläche des Fotenstreifens 66 cn spricht daher einer vorgegebenen Strecke ακ: dem Abstand zwischen dem Brennpunkt der Fokus sicrlinse auf dem Spiegel 78 und demjenigen Punk auf der Wärmesenke 74 übereinst.mmt, dei^nkreem unter dem AuslaBende des Biutplasmaprobenabgebers

120 liegt. Bei der zweiten Stellung in du: der Fo en st,eifen66 durch Betätigung der ^«^ns^«ⁿ _ct antriebsrolle 82 schrittweise geschalte wird befind* sich die gemessene Menge oder-der^ Fleck 70 des Reaktionsintensivierungsmittels, der vornei Steile /i war, senkrecht unter dem Auslaßende^ ^ R-.-agcnzabgabeleitung 54 an der in der F ig. IJ bezeichneten Stelle. In dieser Stellung des FoUen sireifens ist keine der abgemessenen Mengen 70 des I·. aktionsintensivierungsmittels an der ateiie

oder C. _{104 wird U}nter

Das Mehrelement-KippspcrrorganlM w^ unter

der Steuerung der Programmemnchu |1Z8 ^r angetrieben, daß es sich in seiner^zweiten^SteHujg, um eine Reagenzströmung von der ^^ε"^ΖΖ"^2 32 über den zusammenquetschbaren ScWauchar» schnitt 108 zu der Reagenzabgabeleitung 54^ zu^e möglichen, nur während einer vorgegebener Z«rt Periode befindet, die etwa mit^derjen gen Zeitperu^a zusammenfällt, während der der ™™*™™™2 seiner zweiten Stellung e^J^^^Sk ein Fleck 70 des Reaktionsinte"sm« B senkrecht unter dem Auslaßende der Reagenzabgabe leitung 54 befindet. Zu allen anderen Ze ten ,st aa Mehrelement-Kippsperrorgan 104 in seiner ersten Stellung, in der ein Medium ledigli ch dwchd ie zu sammenquetschbaren Schlauchabschn.tte 106 und 110 strömen kann. Das in der Reage^abgabelertung 54 angeordnete Temperaturregelbad 60 halt d^e 1 ern peratur der Temperaturregelschlange 58 etwa a 37^CC, so daß das Thromboplast.nreagenz etwa dieser Temperatur abgegeben wird Die Blutplasmaprotenabgeb^-Antnebsvorn«

124 wird unter der Steuerung der ^J^J™«™* tung 128 von dem Antriebsmotor 126 derart betaig , _{ha b£}. _{der sjch abgemessene} Meng ^^ _{?() des R€aktio}„_si„_te„_slv,erungsmittels an den Stellen A und C befinden Das Blut_aproben-Abgaberohr 120 ha,: gerade die in aus-

PJ _{Unien eingezeich}nete Stellung erreicht, g g ^ _{beginn( d} , _kontl.

Strömung aus dem Abgaberohr 120 au_{ömen und auf einem der} abgemessenen Reakerungsmittelflecken 7(9 an der Stelle/1 _aufzufa„_{en Dic Buffa},_le„de Probe mischt sich mit Reaktionsintensivierungsmittel, wöbe, eine _momentane erneute Suspension der ferro_{ischen Eis}enoxidteiichen in der Probe statts ^ ^^^ _{momentan auftre}tende Wiede _{n und der gleichzeitige} Beginn der vol- ^g_6n Mischung der Eisente.lchen m der Blut_plasmlprobe werden durch die Wirkung des durch P _Dr^_{hbewegung des} Stabmagneten 100 erzeugten ^^.^ _Drehfei_des auf die Eisenoxidteiichen

beachtlichem Maße gesteigert.

_{Nach Abjauf dner vorgegeb}enen Zeitspanne die

beispielsweise eine Dauer von etwa 15 bis 2 Sekun- ^_{n kann> wahren}d der eine gewünschte ^ _{Blutplasmaprobe} abgegeben wird wird ^ s BIutplasmaprobenabgeber-Antnebseinnchtung

betätigt, um das Proben-Abgaberohr in seine zweite J _{u brf nd zwar direkt u}ber den Wasch-

fl_üssigkeitssammelbehälter 126, so daß der Rest der B_asmaprobe in diesen Behalter strömt Der nachfolgende Luftschub, der Iu »unterteiltei Wasch_k^_itsschub und der sich daran anschließende _Lufts ^B _{chub stellen eine} vollkommene und vollständige _Reinigung der Blutplasmaproben-Abgabevomchtung _sicher ⁶ _{und verhind}ern auf diese Weise, daß die nachfolgende Blutplasmaprobe von den Ruckstanden der gerade abgegebenen Blutplasmaprobe verschmutzt

oder verunreinigt wird. , _J. _c .. -_f

^ ^^ _{Betriebszustand} wird dieFol.enstreifen-

_{Antriebsrolle 82} vorzugsweise fur 55 Sekunden n-.cht ^ ^ ^.^ _{m e}

B _w„_{hrend dner Zeitpeno}de zu halten, die g ^ _{die abgegebene} Blutplasmaprobe und _{ab messene} Reaktionsintens.vierungsm.ttelmenge ^^ _{bevQrzugte Testter}nperatur von etwa 37° C _und ^ _{der notwendlgen} i_nkubat.on der

_Blutp_lar_maprobe zu beginnen.

_{Nach dieser Anha}lteperiode wird die Folien_{dfenantnebsroUe 82} betätigt, um den Foliens «i-

_{fen 66 in seine} zweite Stellung vorzurücken. Die jetzt

vollkommen durchmischte Blutplasmaprobe und der genau an der Stelle C zum Stillstand kommt, kann abgemessene Reaktionsintcnsivicrungsmittelflcck 70 man zusätzlich ein weiteres von der lichtelektrischen befinden sich jetzt in der Stellung B direkt unter dem Zelle 96 zu der Programmeinrichtung 128 übertrage-Auslaßende der Reagenzabgabeleitung 54. Gleich- nes Eingangssignal benutzen, urn zu gewährleisten, zeitig wird das Mehrelcmenle-Kippsperr'Mg₁Hi 104 5 daß dies geschieht. Da die zur Stelle C kommende äußerst schnell in seine zweite Stellung gekippt, um Reaktions-Mischung noch weitgehend undurchsichüber die Reagcnzabgaoeleitung 54 bei 37" C mit der tig oder trübe ist, und zwar infolge der weiten VerAbgabe einer genau vorgegebenen Reagenzmengc zu teilung der undurchsichtigen Eisenoxidteilchen, beginnen. Wenn das auf diese Weise abgegebene unterbricht die Bewegung der Mischung in die Stel-Rcagenz auf der Blutplasmaprobe und den wieder io lung C die Bahn des von der Lichtquelle 34 kommensuspendierten Eisenoxidteilchen auftrifft, beginnt die den und zu der fotoelektrischen Zelle reflektierten gewünschte Reaktion zwischen der Blutplasmaprobe Lichtstrahls, so daß man unter Ausnutzung dieser und dem Thromboplastinreagenz. Dabei wird die Tatsache ein Steuersignal erzeugen kann, das der gute Durchmischung durch die von dem magneti- Programmeinrichtung 128 zugeführt wird, um den sehen Drehfcld auf die Eisenoxidteilchen ausgeübte 15 die Folienstreifenantriebsrolle antreibenden Antriebs-Wirkung gesteigert. Bei einer Anhaltezeit des Folien- motor 86 sofort abzuschalten.

Streifens 66 in der zweiten Stellung von etwa 2 Se- In der Stellung C wird die vollkommene Durchkunden, kann man eine Rcagenzabgabezeit von 1,5 mischung der Reaktions-Mischung durch die unter bis 2 Sekunden nutzen. Zum Bestimmen der Pro- dem Einfluß des durch den sich drehenden Stabthrombinzeit der in Frage stehenden Blutplasmaprobe 20 magneten 100 erzeugten magnetischen Drehfelds kann man den Umschalt- oder Kippzeitpunkt des hervorgerufene Bewegung der Eisenoxidteilchen be-Mehrelement-Kippsperrorgans 104 in seine zweite achtlich gesteigert. Zur besseren Erläuterung der Stellung als den Zeitpunkt 0 annehmen und ihn über Durchmischung sind in der Fig. 3 einige der nadeldie Programmeinrichtung 128 zu der Zeitgeber- oder förmigen Magnetteilchen dargestellt. Das Magnet-Taktgeber- und Druckvorrichtung 98 übermitteln. 35 feld hat die Wirkung, daß sich die magnetischen Teil-Dieser Zeitpunkt 0 fällt nämlich mit demjenigen Zeit- chen zum einen um ihr« eigene Achse und zum punkt zusammen, bei dem das Thromboplastin- anderen um den Mittelpunkt oder das Zentrum reagenz zum erstenmal die Blutplasmaprobc berührt der Mischung drehen, wie es in der F i g. 3 durch die und die Koagulationsreaktion beginnt. eingezeichneten Drehpfeile dargestellt ist. Dadurch

Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode, die 30 wird die Reaktion zwischen der Blutplasmaprobe zur Abgabe der gewünschten Thromboplastinreagenz- und dem Thromboplastin gefördert.
menge über die Reagenzabgabe leitung 54 ausreicht, Bei fortschreitender Koagullationsreaktion findet wird das Mehrelement-Kippsperrorgan 104 schlag- die Polymerisation des in der Blutplasmaprobe vorartig in seine erste Stellung geschaltet, in der eine handenen Fibrinogen in Fibrinfasern statt, und die weitere Reagenzströmung von der Reagenzabgabe- 35 Fibrinfasern werden von den zahlreichen sich fortleitung 32 durch das abrupte Verschließen des zu- während drehenden Eisenoxidteilchen gesammelt, sammenquetschbaren Schlauchstücks 108 unter- > Beim weiteren Sammeln verflechten sich die Fibrinbrochen wird, so daß die über den Pumpenschlauch fasern und es entstehen ein oder mehrere verhältnis-32 weiterhin gepumpte Reagenzströmung über die mäßig große Kügelchen oder Agglomerate von jetzt offene Reagenzparallel- und Reagenzrückführ- 40 Fibrinfasern. Diese Agglomeratbildung deutet an, leitung 56 zu dem Reagenzvorratsbehälter 46 zurück- daß das Ende der Reaktionszeilt oder der Blutplasmakehrt. Weiterhin wird beim Umkippen des Mehr- probengerinnung erreicht worden ist.
element-Kippsperrorgans in seine zweite Stellung der Im folgenden wird insbesondere auf die Fig. 4 zusammenquetschbare Schlauchabschnitt 110 geöff- und 5 Bezug genommen. Die F i g. 4 zeigt eine gerade net, so daß jetzt infolge der Pumpwirkung am 45 in die Stellung C gebrachte Reaktions-Mischung. Wie Schlauchabschnitt 34 die Saugleitung 62 eine beacht- man deutlich sieht, ist zu diesem Zeitpunkt die Miliche Saugleistung aufweist, um sicherzustellen, daß schung trübe oder undurchsichtig. Dies ist auf die nach Beendigung der Reagenzabgabe im Auslaßende zahlreichen gleichmäßig verteilten Eisenoxidteilchen der Reagenzabgabeleitung 54 möglicherweise ver- zurückzuführen. Wenn jedoch mit fortschreitender bliebene Thromboplastinreagenzreste über die Saug- so Koagulationsreaktion das Ende der Reaktionszeit leitung 62 abgesaugt und über die Reagenzrücklei- oder der Gerinnungszeit erreicht wird, geschieht intung 64 dem Reagenzvorratsbehälter 46 zugeführt folge des Zusammenwirkens der Fibrinfasern mit den werden. magnetischen Eisenoxidteilchen und infolge des da-

Nach Ablauf der Anhalteperiode von etwa 2 Se- mit verbundenen Sammelvorgangs der Fasern und künden wird die Folienstreifenantriebsrolle 82 be- 55 Teilchen in einem einzigen oder mehreren verhältnistätigt, um den Folienstreifen 66 wiederum in eine mäßig großen Kügelchen, wie es an der Stelle 73 in erste Stellung zu bringen, bei der sich dann die in der Fig. 5 gezeigt ist, eine äußerst schnelle und Frage stehende Mischung aus Blutplasmaprobe, drastische Änderung der optischen Eigenschaften der Reagenz- und Reaktionsintensivierungsmittel in der in Frage stehenden Mischung. Dabei ballen sich die StellungC befindet, also im Brennpunkt der Fokus- ⁶° Fibrin-Eisenoxidteilchen-Kügelchen in der Mitte dei sierlinse 92 auf dem Spiegel 78. Obwohl durch d^ Mischung zusammen, so daß die zuvor trübe oder bezüglich des Abstandes zwischen dem Brennpunkt undurchsichtige Mischung nahezu schlagartig lichtder Brennlinse und dem Auslaßende des sich in seiner durchlässig wird.

Reagenzabgabestellung befindlichen Blutplasma- Dieser Umschlag in der Lichtdurchlässigkeit dei

proben-Abgaberohrs 120 passend gewählten Ab- 65 Mischung wird von deir lichtelektrischen Zelle 9i

stand zwischen den einzelnen vorgegebenen Reak- sofort wahrgenommen. Dies ist deshalb möglich

iionsir«ensivierungsmittelflecken70 sichergestellt weil die sich zuvor in der Lichtbahn befindlich

_W!rd daß die jeweils in Frage stehende Mischung Unterbrechung plötzlich beseidgt wird. Die licht

elektrische Zelle 96 gibt daraufhin ein Signal an die Zeitgeber- und Druckervorrichtung 98 ab, um den Zeit- oder Taktgeber anzuhalten. Kn diesem Zusammenhang wird erwähnt, daß der Zeitgeber zum Zeitpunkt 0 in Betrieb gesetzt wurde, als das Mehrelement-Kippsperrorgan 104 in seine zweite Stellung kippte und die Zugabe des Thromboplastinreagenzes zu der Blutplasmaprobe begann. Die Druckervorrichtung druckt die auf diese Weise bestimmte Pro-Ihrombinzeit der in Frage stehenden Blutplasmaprobe auf dem Band 99 in Sekunden aus. Danach wird die Zeitgeber- und Druckervorrichtung 98 zurückgesetzt, so daß sie zur Bestimmung der Prothrombinzeit der nächsten Blutplasmaprobe bereit ist.

Gleichzeitig mit dem Vorrücken der Reaktionsmischung in die Stellung C gelangt der nächste Reaktionsintensivierungsmittelfleck 70 auf dem Folienstreifen 66 in die Stellung A. In dieser Stellung wird dem nachfolgenden vorgegebenen Fleck 70 die Blutplasmaprobe über das Blutplasmaproben-Abgaberohr 120 zugegeben. Gleichzeitig beginnen zu diesem Zeitpunkt die etwa 55 Sekunden lange Inkubationsperiode der nachfolgenden Blutplasmaprobe.

Die beschriebene Arbeitsweise wird automatisch fortgeführt, bis die Prothrombinzeit von allen von der Probenzufuhrvorrichtung 10 zugelführten Blutplasmaproben bestimmt ist. Auf dem Drehtisch 12 können beispielsweise 60 Blutplasmaproben angeordnet sein, die alle aufeinanderfolgend bearbeitet werden. Die Bestimmung der Prothrombinzeit von allen diesen Blutplasmaproben beträgt nur etwa 1 Stunde.

Bei der Verwendung des beschriebenen Geräts zur Bestimmung der Prothrombinzeit von zahlreichen aufeinanderfolgenden Blutplasmaproben ergibt sich der besondere Vorteil, daß die verbrauchte oder benötigte Menge des teuren Thromboplastinreagenzes minimal ist. Durch die Verwendung der Dosierpumpe 26, des schnellschaltenden Mehrelement-Kippsperrorgans 104, der Reagenzabgabeleitung 54, der Reagenzparallel- und -rückführleitung 56 und der Absaugleitung 62 wird erreichii, daß lediglich eine genau dosierte ThromboplastinreagenznKi'.ge abgegeben wird, die für den Test notwendig ist, und daß kein Tropfen des Reagenzes vergeudet wird. Die beschriebene Vorrichtung macht eine genaue und automatische Bestimmung der Prothrombinzeit von unverdünnten Blutplasmaproben bei Verwendung von nur 0,02 ml Thromboplastinreagenz auf 0,01 ml jeder Blutplasmaprobe möglich. Bei den herkömmliehen Verfahren benötigt man etwa 0,2 ml Thromboplastinreagenz auf 0,1 ml jeder Blutplasmaprobe. Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht also bei der Bestimmung der Prothrombinzeit einer Blutplasmaprobe eine Einsparung von 90 Va des teuren Throm-

ao boplastinreagenzes.

Weiterhin können infolge der vollautomatischen Arbeitsweise die bei den herkömmlichen Verfahren von den Laboranten verursachten Fehler und Irrtümer nicht auftreten.

»5 Das vorstehend an Hand der Prothrombinzeit-Bestimmung unter Verwendung einer automatischen Vorrichtung erläuterte erfindungsgemäße Verfahren kann man z. B. auch zur Bestimmung der Teilthrornboplastinzeit von Blutproben anwenden oder

zum Bestimmen des Endzeitpunkts einer polymerisationsartigen Reaktion, der mit einer abrupten Änderung in der Viskosität verbunden ist, in zahlreichen Flüssigkeiten. Auch zum Bestimmen des Encfoeitpunkts von Ausflockungs- oder Agglutina-

tionsreaktionen ist das Verfahren anwendbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bestimmen der Koagulationszeit von Flüssigkeitsproben, bei dem die Flüsstgkeitsprobe mit einem Koagulationsreaktionsmittel und einem zahlreiche fein verteilbare und praktisch chemisch inerte Partikel enthaltenden Reaktionsintensivierungsmittel gemischt und der Endpunkt der Reaktion festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trübung des Gemisches hervorrufende ferromagnetische Partikel verwendet werden und das Gemisch mindestens bis zur Koagulation der Flüssigkeitsprobe einem sich bewegenden Magnetfeld ausgesetzt wird und daß der Endpunkt des Koagulationsvorgangs durch Nachweis einer scharfen Änderung in der Trübung des Gemisches optisch festgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus magnetischem Eisenoxid Nickeloxid oder Kobaltoxid bestehende Partikel verwendet werden.