Firma:              Behring

Modell:            Turbitimer

Kommentar:    Dokumente deut.

Verwendungszweck

Das Behring TurbiTimeSystem dient zur turbidimetrischen in vitro Messung der Konzentration von Proteinen in Körperflüs­sigkeiten mit Hilfe von Turbiquant® Reagenzien. Der Behring Turbitimer ist ein manuelles Turbidimeter, welches mit Einzelküvetten arbeitet. (Es können nur die Turbitimer-Küvetten benutzt werden). Er beinhaltet einen Analysenteil und ein separates Terminal zur Datenein- und -ausgabe. Das Gerät kann mit oder ohne Arbeitsliste arbeiten. Nach der Messung wird das Ergebnis in der vom Benutzer gewählten Konzentrationseinheit auf dem im Terminal eingebauten Drucker nume­risch und semigraphisch ausgegeben. Gleichzeitig wird das Ergebnis im Gerät gespeichert und steht somit zur weiteren Datenverarbeitung zur Verfügung.

Die Reihenfolge der Proteinbestimmungen wird vom Benutzer durch Einstellen der entsprechenden Reagenzflasche vorge­geben. Durch den auf dem Etikett aufge­druckten Barcode wird das Reagenz und die Chargennummer vom Gerät automa­tisch identifiziert.

Ein spezielles Programm erlaubt es dem Anwender, eigene Reagenzien auf dem Gerät zu adaptieren (siehe Kapitel 8.6). Hierbei entfällt allerdings die Reagenz­identifizierung und Temperaturbestimmung durch den Turbitimer, da die Voraus­setzungen hierfür (Barcode und Geometrie der Flaschen) nur bei den Turbiquant® Reagenzien gegeben sind.

Für Wartung und Service steht dem Benutzer ein Service-Programm zur Verfü­gung, das eine Kontrolle der verschie­denen Gerätekomponenten erlaubt. Um eine optimale Funktion des Gerätes zu erreichen, ist die Verwendung von Turbiquant® Reagenzien erforderlich. In der Packungsbeilage sind alle erforder­lichen Daten aufgeführt; außerdem enthält sie die Barcode-Referenzkurve.

Funktionsprinzip

Gerätebeschreibung

Die beim Turbitimer verwendete Methode zur quantitativen Bestimmung von Plas­maproteinen beruht auf der kinetischen Trübungsmessung der Präzipitationsreak­tion der nachzuweisenden Proteine mit spezifischen Antikörpern (s. 3.1.1.2 Immunchemische Grundlagen).

Die gebildeten Antigen-Antikörper Komplexe, die in vitro als Eintrübung sichtbar werden, schwächen die Intensität eines durchtretenden Lichtstrahles

(s. 3.1.1.1 Physikalische Grundlagen).

Die quantitative Erfassung der Konzentra­tion einer Probe erfolgt durch die gleich­zeitige Messung der max. Reaktionsge­schwindigkeit (Vmax) der Präzipitatbildung und der Zeit (tvmax), die bis zum Erreichen von Vmax benötigt wird. Dieses Verfahren ermöglicht es, auf beiden Seiten der Heidelberger-Kendall-Kurve zu messen (3.1.3 Turbidimetrisches Meßprinzip).

Die Messung geschieht in einer speziellen 8 x 10 mm Küvette mit eingelegtem Rührer (siehe Kapitel 4.1.2).

Durch Zugabe von Reagenz, welches eine Änderung des durch die Küvette hindurchtretenden Lichtstrahls verursacht, wird ein Rührmotor gestartet. Dieser verur­sacht mittels magnetischer Induktion die Drehung des Rührstäbchens in der Küvette. Dadurch wird der Reaktions­ansatz gemischt.

Die Meßwerte werden dann im Abstand von 0,1 sec (Blitzfrequenz der Xenon-Lampe 10 Hz) aufgenommen, bis eine max. Reak­tionsgeschwindigkeit gefunden wurde. Die Auswertung erfolgt über den Vergleich der beiden Reaktionsparameter mit den für eine Referenz-Präparation erhaltenen Werten (Referenzkurve), die in den Behring-werken ermittelt wurden. Diese Referenz-kurven, die auch die automatische Temperaturkompensation ermöglichen, (3.1.6 Prinzip der Temperaturerfassung) sind chargenabhängig. Die Referenzkurve ist dem jeweiligen Reagenz in Form eines Barcodes beigefügt (siehe Kapitel 3.1.5).

Der Turbitimer verfügt über einen Accu­mulator, um auch bei ausgeschaltetem Gerät Daten (z.B. Arbeitsliste, Ergebnisse, Kontrollen) im RAM Bereich speichern zu können. Weiterhin verfügt das Gerät über eine interne Uhr, die von einem weiteren Accumulator gespeist wird.

Über RS 232c Schnittstellen kann der Turbitimer mit einem zentralen Laborcom­puter verbunden werden.

Grundlagen

Physikalische Grundlagen

Hauptanwendungsgebiet der Turbidimetrie ist die quantitative immunchemische Bestimmung von Proteinen im Serum, im Plasma und in anderen Körperflüssig­keiten.

Die Turbidimetrie ist ein analytisches Bestimmungsverfahren, bei dem die durch Antigen-Antikörperkomplexe hervorgerufene Trübung photometrisch gemessen wird. Hierbei bestimmt man das Verhältnis der Lichtintensitäten des in die Küvette eintretenden Lichtstrahls und des durch Streulichtverluste geschwächten austretenden Lichtstrahls. Aus der Intensitätsminderung wird die Extinktion berechnet. Die so erhaltenen Meßdaten werden mit Hilfe der Referenz-kurven in Konzentrationen umgerechnet. Die optische Meßanordnung besteht aus einer Xenonblitzlampe, einem Filter der Wellenlänge 340 nm, einem zweiarmigen Lichtleiter mit entsprechender Linsenkom­bination, der das Licht der Blitzlampe zu einem Referenzdetektor und durch die Küvette zu einem Meßdetektor leitet (s. Abb. 10). Durch den Referenzkanal können auch kleinste Schwankungen der Blitzintensität kompensiert werden. Die kurze Wellenlänge von 340 nm ermög­licht es, die bereits wenige Sekunden nach dem Mischen von Reagenz und Probe gebildeten kleinen Antigen-Antikör­perkomplexe nachzuweisen. Rayleigh-Streuung der Präzipitatteilchen (Durchmesser kleiner als die Wellenlänge des Meßlichtes, Abb. 8) und Mie-Streuung (Durchmesser größer als die Wellenlänge

des Meßlichtes, Abb. 9) schwächen den durch die Küvette hindurchtretenden Lichtstrahl.

Die Lichtsignale des Referenz- und Küvettenkanales werden mit Halbleiter­detektoren in elektrische Signale umge­wandelt und digitalisiert. Der Processor berechnet das Maximum der Reaktions­geschwindigkeit (Vmax) und den Zeitpunkt, an dem Vmax erreicht wird. Anschließend wird mit Hilfe der über den Barcode eingegebenen Referenzkurven die Konzentration der unbekannten Probe bestimmt. Durch Messen der Antiserum­temperatur berücksichtigt das Gerät mögliche von der Raumtemperatur ab­weichende Temperaturen des Reaktions­gemisches in der Küvette und korrigiert die Konzentration entsprechend.

Immunchemische Grundlagen

Antigene sind Substanzen wie z. B. Proteine und Viren, die körperfremd sind und ein größeres Molekulargewicht als 1000 aufweisen. Sie lösen in einem Orga­nismus eine Immunreaktion aus. Es werden Antikörper gebildet, die sich spezifisch an die Antigene anlagern und zur Bildung von Immunkomplexen führen. Das Zusammenwirken vieler Faktoren, wie z. B. die Aktivierung der humoralen und zellulären Immunabwehr, führt zur Neutra­lisation oder Elimination der Antigene. Der Organismus „merkt" sich deren Struktur und ist bei einem erneuten Kontakt sofort zur Abwehr fähig. Eine durch Virusinfek­tion hervorgerufene Krankheit, z. B. Masern, kann somit nicht ein zweitesmal zum Ausbruch kommen. Der Körper ist gegen diese Antigene immun.

Injiziert man beispielsweise einem Kaninchen menschliches Protein, so bildet dieser Organismus spezifische Antikörper gegen diese für ihn fremde Substanz. Die Antikörper werden isoliert und als spezifisches Antiserum bei der Proteinbestimmung eingesetzt.

Die Antigen-Antikörper-Komplexbildung ist eine grundlegende Voraussetzung für die quantitative turbidimetrische Protein­bestimmung.

Der quantitative Nachweis von Plasmapro­teinen beruht auf der Präzipitationsreak­tion des nachzuweisenden Proteins mit hochspezifischen Antiseren. Präzipitationen sind Bildungen von Anti­gen-Antikörper-Komplexen, die in Lösungen als Eintrübung sichtbar werden, durchtretendes Licht schwächen und somit Signale erzeugen. Die Beziehung zwischen Antigenmenge und Meßsignal

bei konstanter Antikörperkonzentration wird durch die Kurve nach HEIDEL­BERGER und KENDALL dargestellt (Abb.11). Im Bereich des Antikörperüber­schusses ist die Beziehung zwischen beiden Parametern annähernd propor­tional. Die Präzipitatmenge nimmt zu bis die Antigen-Antikörper Reaktion den Äquivalenzpunkt erreicht. Im Bereich der Äquivalenz-Zone entspricht die Anzahl der Antigen-Bindungsstellen ungefähr denen der Antikörper-Bindungsstellen; wobei relativ große Immunkomplexe gebildet werden, die zu einem maximalen Signal führen. Im Bereich des Antigen­überschusses nimmt das Meßsignal aufgrund der Bildung kleinerer und somit löslicher Immunkomplexe wieder ab. Hieraus ergibt sich die Zweideutigkeit der Signal-Konzentrations-Beziehung. Entsprechend der Heidelberger-Kendall­Kurve kann ein Meßsignal sowohl einer niedrigen Konzenration (linke Seite der Kurve) als auch einer hohen Konzentra­tion (rechte Seite der Kurve) eines Proteins zugeordnet werden. Dieses soge­nannte „Antigenüberschuß Phänomen" stellt eines der Hauptprobleme immun­chemischer Protein-Bestimmungen dar.

Küvetten

Bei den Küvetten handelt es sich um spezielle 8 x 10 mm Küvetten (Material: PMMA) mit eingelegtem Rührstift. Die Küvetten werden in einem stabilen Karton zu 500 Stück geliefert, die in 5 Lagen (ä 100 Stück) angeordnet sind. Jede Lage ist gesondert verpackt und läßt sich einzeln aus dem Karton herausnehmen. Die Verpackung der einzelnen Lagen ist wiederverschließbar, um nach Entnahme einzelner Küvetten die verbleibenden vor Staub zu schützen. Die in der Küvette befindlichen Rührer wurden einer Spezial­behandlung unterzogen, die der Reini­gung dient und die Rührer außerdem vor Oxidation schützt. Um die Eigenschaften eines so behandelten Rührers beizube­halten, sollten die Rührer vor einer Messung nicht berührt werden. Die Küvetten sollten bei längerfristiger Lage­rung (z.B. Vorratshaltung) in einem trok­kenen Raum aufbewahrt werden.

Barcode-Leser

Der Barcodeleser ermöglicht das Einlesen von Daten und Parametern, die als Balkencode vorliegen. Die Parameter für die Referenzkurve werden im Code 128 verschlüsselt mit dem Barcodestift einge­lesen. Die Etiketten sind mit dem Code 2/5 interleaved gekennzeichnet.

Terminal

Über das separate Terminal wird der Dialog mit dem Gerät geführt. Außerdem können alle Gerätefunktionen vom Bediener gesteuert werden. Die Tastatur dient außerdem der Auswahl der ver­schiedenen Programme.

Weiterhin ist im Terminal das Display und der Drucker integriert.