CH629306A5 - Method for preparing a test means and means thus obtained - Google Patents

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CH629306A5
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Testmittels, welches einen Träger und mindestens zwei Substanzen auf diesem Träger enthält, welche beim Gebrauch des Testmittels aktiviert werden. Die Erfindung umfasst ferner ein nach diesem Verfahren hergestelltes Testmittel.
Testmittel der oben erwähnten Art wurden bisher auf verschiedene Weise hergestellt. Nach einer bekannten Methode wird eine der Substanzen in Mikrokapseln eingeschlossen, welche in einer Flüssigkeit suspendiert werden, welche die andere Substanz enthält, worauf die Mikrokapseln und die Flüssigkeit auf bekannte Weise auf einen Träger aufgebracht werden. Die Herstellung derartiger Testmittel ist ziemlich teuer.
Nach einer anderen bekannten Methode wird ein Testmittel der oben beschriebenen Art dadurch hergestellt, dass ein Träger mit einer porösen Struktur in zwei voneinander getrennten Zonen mit Flüssigkeiten imprägniert werden, welche die Substanzen enthalten. Die Herstellung derartiger Testmittel ist kompliziert infolge der Schwierigkeiten, zwei verschiedene Flüssigkeiten auf demselben Träger zu imprägnieren.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beschaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Testmittels der oben genannten Art, welches einfach und billig ist und zu einem Testmittel führt, welches eine quantitative Analyse von hoher Genauigkeit ermöglicht.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren zur Herstellung eines Testmittels der oben genannten Art dadurch 5 gekennzeichnet, dass man mindestens zwei Flüssigkeiten, von denen jede eine der genannten Substanzen enthält, direkt auf eine Oberfläche des Trägers in solcher Weise aufbringt, dass die genannten Substanzen auf der Oberfläche durch einen vorbestimmten Zwischenraum entlang dieser Oberfläche getrennt io bleiben, wobei Drucktechniken verwendet werden, um einen vorbestimmten Zwischenraum zu erzielen.
Vorzugsweise wird mindestens eine dieser Substanzen derart auf den Träger aufgebracht, dass sie selbst beim Gebrauch des Testmittels darauf fixiert bleibt.
15 Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die in Frage kommenden Substanzen an mehreren Stellen der Oberfläche des Trägers aufgebracht, welche Stellen durch kleine Zwischenräume voneinander getrennt sind, z.B. in Form von Punkten und/oder Streifen auf der Ober-20 fläche. Die Stellen können auf der Oberfläche gemischt sein.
Die vorliegende Erfindung eignet sich zur Herstellung verschiedener Testmittel oder Indikatorsysteme. Beispielsweise wird auf die US-Patent Nr. 3 092 463, No. 3 511 608, No. 3 549 328 und No. 3 926 732 verwiesen.
25 Wie oben erwähnt in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Substanzen, welche beim Gebrauch des Testmittels reagieren, auf eine Mehrzahl von Stellen auf der Oberfläche des Trägers mit sehr kleinen Zwischenräumen aufgetragen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass der Schutz-30 bereich der Erfindung auf Fälle eingeschränkt ist, in welchen Zwischenräume von mikroskopischer Grössenordnung notwendig sind. Die Distanz zwischen den Substanzen kann etwas grösser sein, z.B. etwa 1 mm. Eine derartige Wirkung zwischen verschiedenen Substanzen auf der Oberfläche eines Testmittelträ-35 gers ist auch möglich, wo der Zwischenraum zwischen den Substanzen von dieser Grösse ist wenn eine Flüssigkeit, welche mit dem Testmittelträger in Berührung gebracht werden soll, fähig ist, in die Substanzen einzudringen, um ein Diffusionsmittel zu ergeben, z.B. für einen Teil der einen Substanz auf ihrem Weg 40 zu der anderen Substanz. In einem solchen Fall ist es klar, dass die grösste Genauigkeit erforderlich ist in bezug auf den Zwischenraum zwischen diesen Substanzen, wobei diese Genauigkeit z.B. ein oder einige wenige hundertstel Millimeter betragen kann. .
45 Im Zusammenhang mit Untersuchungen der Drucktechniken wurde gefunden, dass ein gedruckter Text oder ein gedrucktes Bild aus einer Mehrzahl von winzigen Punkten besteht, welche in mikroskopischer Distanz voneinander liegen, welche Distanzen normalerweise nicht von nacktem Auge festgestellt wer-50 den können. Ferner wurde festgestellt, dass ein in Farben gedrucktes Bild, welches das Auge als einfarbig aufnimmt, tatsächlich aus einer Mehrzahl von Punkten verschiedener Farben bestehen kann. So kann ein Bild, welches das Auge als grün aufnimmt, aus einer Vielzahl von blauen und gelben Punkten 55 bestehen.
Aufgrund der gewonnenen Kenntnisse der Drucktechniken wurde das einzigartige Potential der Drucktechniken zum Aufbringen von zwei oder mehr Reagenzien auf die Oberfläche eines Reagenstestträgers, wobei der Zwischenraum zwischen so diesen Substanzen genauestens vorbestimmt ist, gefunden.
So kann das erfindungsgemässe Testmittel nach an sich bekannten Drucktechniken hergestellt werden, wie z.B. Lichtdruck, d.h. dass die Substanzen, in entsprechenden Lösungsmitteln ausgelöst, auf die Oberfläche des Trägers mit Hilfe von 65 Druckwalzen aufgetragen werden, welche mit sehr kleinen Vertiefungen oder Poren von verschiedener Tiefe versehen sind.
Der Seidendruck ist ebenfalls eine der bekannten Drucktechniken. Das heisst, dass die in Frage kommende Substanz in
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einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und durch ein feinma- ten Flüssigkeit eingetaucht zu werden und daraus wieder ent-schiges Sieb gepresst wird. Das Sieb wird um eine drehbare fernt zu werden, wobei eine dünne Flüssigkeitsschicht als Trä-Walze gelegt. gerschicht auf dem Träger verbleibt. Eine der Substanzen auf Es gibt verschiedene Arten von bekannten Drucktechniken, dem Träger, z.B. die Substanz A, kann sodann dazu veranlasst welche nicht allgemein als konventionell bezeichnet werden 5 werden, durch die dünne Flüssigkeitsschicht gegen die andere können. So gibt es z.B. verschiedene Arten von plattenlosen Substanz, d.h. Substanz B zu diffundieren. Das Enzym, welches Drucktechniken, wie das direkte elektrostatische Drucken, das in der Flüssigkeit angezeigt werden soll, kann mit der Substanz indirekte elektrostatische Drucken und das Tintenspritzdruk- A reagieren oder eine chemische Reaktion katalysieren, welche ken, welche in letzter Zeit zunehmende Bedeutung erlangten. durch die Substanz A hervorgerufen wird. So wird Substanz A Das direkte elektrostatische Drucken bedeutet, dass elek- io auf ihrem Weg zur Substanz B vollständig oder teilweise aufge-trostatische Ladungen direkt auf einem speziell beschichteten braucht, je nach der Konzentration des Enzyms in der Flüssig-Papier, welches eine gleitende Schicht bedeckt mit einer Isolier- keit. Wenn Substanz A durch das Enzym in der Flüssigkeit voll-schicht, aufweist, gebildet und gehalten werden. Die elektrosta- ständig aufgebraucht wird, kann keine Reaktion zwischen Sub-tische Ladung wird mit einem Toner zu einem sichtbaren Bild stanz A und Substanz B erfolgen. Wenn ein Teil der Substanz A entwickelt, wobei der Toner aus einer Flüssigkeit bestehen 15 die Substanz B erreicht, reagieren sie zusammen, wobei die Sub-kann, welche die gewünschte reagierende Substanz enthält. stanz A und B derart sind, dass eine Farbänderung eintritt. Eine Das indirekte elektrostatische Drucken ist ein Offsetverfah- derartige Reaktion veranlasst das menschliche Auge, eine Farbren, bei welchem die elektrostatische Ladung auf einer Hilfs- änderung über die ganze Oberfläche festzustellen, auf welche Oberfläche (z.B. einer Trommel) gehalten wird und nur der To- die Substanzen A und B aufgetragen wurden. Die Intensität ner, welcher die gewünschte Reagenssubstanz enthält, auf das 20 dieser Farbänderung hängt von der Konzentration des quantita-Papier übertragen und dort fixiert wird. Diese Methode wird im tiv in der Flüssigkeit zu bestimmenden Enzyms ab. Die Substan-Xerox®-Kopiersystem verwendet. zen A und B können selbstverständlich in j eder beliebigen an-Das Tintenspritzdrucken hat sich in letzter Zeit sehr rasch deren Weise miteinander reagieren. So können sie z.B. mitein-entwickelt. Es bestehen viele verschiedene Systeme, doch hän- ander in einer ersten Stufe unter Bildung eines Zwischenpro-gen sie alle mit dem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen 25 duktes ohne jede Farbänderung reagieren. In einer zweiten Stu-Zufluss von sehr dünnen Flüssigkeitsstrahlen ab, welche mit fe kann sodann dieses Zwischenprodukt mit dem gegebenenfalls grosser Genauigkeit in der gewünschten Richtung gegen den vorhandenen Enzym unter Herbeiführung einer Farbänderung Träger gerichtet werden. reagieren. Oder es kann eine erste Farbänderung auftreten,
Jede Art von Vervielfältigungstechniken kann zur Durch- wenn das Zwischenprodukt gebildet wird, und eine zweite Farbführung der vorliegenden Erfindung angewandt werden. 30 änderung, wenn das Zwischenprodukt mit dem Enzym reagiert.
Bezüglich der Ausführungsform der Erfindung, in welcher Ein derartiges System ermöglicht eine sichere Entscheidung, ob die Substanzen auf eine Vielzahl von Stellen mit sehr kleinen ein Reagenstestmittel bereits verwendet wurde, selbst wenn die
Zwischenräumen aufgebracht werden, sollte beachtet werden, Enzymreaktion infolge der Abwesenheit des Enzyms nicht auf-
dass es vorteilhaft ist, dass eine Farbveränderung infolge der tritt.
Aktivierung der Substanzen, wenn das Testmittel verwendet 35 In Fig. 4 ist ein Reagenstestmittel für die Anzeige des Vorwird, als gleichzeitige Farbveränderung über eine Verhältnis- handenseins jeglichen Catalaseenzyms in einer Flüssigkeit mässig grosse Fläche wahrgenommen wird. (Die umgebenden dargestellt. Das Testmittel umfasst einen Träger 4 und die SubTeile des Trägers sollten vorzugsweise dieselbe Farbe aufwei- stanzen A, B und C, welche mittels üblicher Drucktechniken sen, welche die genannte Oberfläche vor der Farbveränderung aufgebracht wurden.
aufwies). Ein derartiges Testmittel, welches z.B. zwei Substan- 40 Die Substanz A enthält ein Peroxidaseenzym und einen zen enthält, ergibt eine sicherere Anzeige einer stattgefundenen Farbstoff, z.B. o-Tolidin. Die Substanz B enthält das Enzym Reaktion als ein Testmittel mit einer Oberfläche, welche nur mit Glucoseoxidase und die Substanz C enthält Glucose. Die Enzy-
einer der Substanzen bedeckt ist, welche allmählich ihre Farbe me Peroxidase und Glucoseoxidase sind beide chemisch an Cel-
von einer Seite zur anderen Seite ändert, wenn die zweite Sub- lulosepartikel fixiert, welche mit Hilfe jeglichen geeigneten Bin-
stanz entlang der Oberfläche diffundiert. Wenn nämlich diese 45 demittels unter Verwendung von Drucktechniken auf den Trä-
Substanz vollständig aufgebraucht ist, bevor sie über die ganze ger fixiert wurden. Nach dem Aufbringen der Substanzen A und
Oberfläche diffundiert ist, wodurch eine Farbänderung nur in B sind die Enzyme sowohl in bezug aufeinander wie auf den einem Teil der Oberfläche auftritt, können Zweifel bezüglich Träger 4 unbeweglich.
der Zuverlässigkeit des Testmittels auftreten. Die Möglichkeit, Das derartige Testmittel arbeitet nun wie folgt, wenn es in
Reagenstestmittel für quantitative Analyse zu verwenden ist 50 Berührung mit der zu untersuchenden Flüssigkeit gebracht ebenfalls verbessert, wenn eine Farbänderung über eine verhält- wird:
nismässig grosse Oberfläche erfolgt. 1) Die Glucose in Substanz C wird durch die Flüssigkeit
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausfüh- gelöst und über den Träger 4 verbreitet.
rungsbeispielen im einzelnen beschrieben, unter Bezugnahme 2) In der Nähe der Substanz B katalysiert das Enzym Gluco-
auf die beiliegenden Zeichnungen. 55 seoxidase die Reaktion zwischen Glucose und Sauerstoff, wobei
Fig. 1 bis 4 zeigen schematisch verschiedene Ausführungs- Wasserstoffperoxid als Reaktionsprodukt erhalten werden, formen des Reagenstestmittels, welche erfindungsgemäss herge- 3) Das Wasserstoffperoxid diffundiert durch die in den Gestellt wurden. bieten zwischen den Substanzen A und B befindliche Flüssigkeit
Fig. 5 zeigt als Beispiel schematisch die Herstellung eines zu den Stellen der Substanz A.
der Mittel gemäss den Fig. 1 bis 4. 60 4) An den Stellen der Substanz A wird der Farbstoff o-ToIi-
din durch den Wasserstoffperoxid in Gegenwart des Enzyms
In den Fig. 1 bis 4 sind drei verschiedene Reagenstestmittel Peroxidase oxidiert, und es entsteht eine blaue Farbe.
dargestellt, welche z.B. für die Anzeige des Vorhandenseins ei- 5) Wenn das Enzym Catalase in der Flüssigkeit vorhanden nes gewissen Enzyms in einer Flüssigkeit bestimmt sind. Das ist, wird das Wasserstoffperoxid vollständig oder teilweise zer-
Testmittel enthält die Träger 1,2,3 und 4. Zwei Reagenssub- 65 setzt. Catalase in einer hohen Konzentration in der Flüssigkeit stanzen A, B wurden mit üblichen Drucktechniken in verschie- zersetzt das Wasserstoffperoxid vollständig, bevor es Zeit hatte denen Mustern auf diese Träger aufgedruckt. Ein Testmittel zu den Stellen der Substanz A zu diffundieren, und es entsteht dieser Art kann dazu bestimmte sein, in eine Probe der genann- keine blaue Färbung. Eine kleine Konzentration an Catalase
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4
zersetzt das Wasserstoffperoxid teilweise, und ein Teil des Was- pany) wurden aus verschiedenen Proben der aktivierten CMC
serstoffperoxides diffundiert zu den Stellen der Substanz A und immobilisiert, ebenfalls nach bekannten Methoden. Die Gemi-
bewirkt eine blaue Färbung. Je nach der Konzentration an Cata- sehe für das Drucken wurden wie folgt zubereitet:
läse in der Flüssigkeit wird somit eine mehr oder weniger intensive Farbänderung auf dem Reagenstestmittel erhalten. 5 Giucoseoxidase/CMC
Die in den Kg. 1 bis 4 dargesteUten Testmittel werden wie 2,5 g nasse GO/CMC wurden in 20 ml destilliertem Wasser oben erwähnt mittels Druckverfahren hergestellt Fig. 5 zeigt miteinem magnetischen Rührer gerührt. 0,085 g kolloidales das Prinzip eines üblichen Dmckverfahrens. Em Blatt 5 wird in CMC wurden etzt um die Yiskosität des Gemisches einzu-
Richtung des Pfeiles emgefuhrt. Mit den beiden Druckwalzen 6 stellen und 7 werden zwei verschiedene Flüssigkeiten, welche die Sub- io stanzen A bzw. B enthalten, auf das Blatt gedruckt. Wie bereits erwähnt gibt es zahlreiche Arten von Walzen, welche dem Fach- Peroxidase/CMC
mann bekannt sind, so dass keine eingehendere Beschreibung 2,5 g nasse PO/CMC wurden in 20 ml destilliertem Wasser notwendig ist. mit Hilfe eines magnetischen Rührers gerührt. 0,085 g kolloida-
Selbstverständlich ist es notwendig, die Viskosität der Flüs- 15 les CMC wurden zugesetzt, um die Viskosität des Gemisches sigkeiten, welche die in Frage kommenden Substanzen enthal- einzustellen. 0,033 g o-Tolidin wurden unter Rühren der Mi-
ten, je nach den gewählten Druckverfahren einzustellen. schung zugesetzt.
Die beiden derart erhaltenen Gemische wurden im Seiden-
Beispiel: druck als getrennte parallele Linien gedruckt, in der Reihenfol-
10 gzerkleinerte Carboxymethylcellulose (CMC) wurden 20 ge GO-PO-GO-PO, usw., undzwar auf einem Filterpapier, wel-
auf bekannte Weise aktiviert. ches in einer 10 %igen wässerigen Glucoselösung eingetaucht
Glucoseoxidase (Böhringer) und Peroxidase (Sigma Com- und bei 35 °C getrocknet worden waren.
C
1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

  1. 629 306
    2
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Verfahren zur Herstellung eines Testmittels, welches einen Träger und mindestens zwei Substanzen (A, B) auf diesem Träger enthält, welche bei Gebrauch des Testmittels aktiviert werden, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens zwei Flüssigkeiten, von denen jede eine der genannten Substanzen enthält, direkt auf eine Oberfläche des Trägers in solcher Weise aufbringt, dass die genannten Substanzen (A, B) auf der Oberfläche durch einen vorbestimmten Zwischenraum entlang dieser Oberfläche getrennt bleiben, wobei Drucktechniken verwendet werden, um einen vorbestimmten Zwischenraum zu erzielen.
  2. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der genannten Substanzen (A, B) auf die Oberfläche des Trägers derart aufgebracht wird, dass sie selbst bei Verwendung des Reagenstestmittels darauf fixiert bleibt.
  3. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Substanzen (A, B) auf die Oberfläche an einer Mehrzahl von Stellen mit kleinen Zwischenräumen dazwischen aufgetragen werden.
  4. 4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Stellen gemischt auf der Oberfläche aufgetragen werden.
  5. 5. Verfahren nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Substanzen (A, B) als Punkte auf der Oberfläche aufgetragen wird.
  6. 6. Verfahren nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Substanzen (A, B) als Streifen auf der Oberfläche aufgetragen wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanzen (A, B) durch Lichtdruck aufgetragen werden.
  8. 8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanzen (A, B) durch Siebdruck aufgetragen werden.
  9. 9. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanzen (A, B) durch Tin-tenspritzdruck aufgetragen werden.
  10. 10. Testmittel, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1.
  11. 11. Testmittel nach Anspruch 10, hergestellt nach dem Verfahren gemäss einem der Patentansprüche 2 bis 9.
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