DE10331108A1

DE10331108A1 - Universell einsetzbares Test-Behältnis zur sterilen Analyse und seine Verwendung

Info

Publication number: DE10331108A1
Application number: DE2003131108
Authority: DE
Inventors: Felix Levin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2023-07-05
Also published as: DE10331108B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein universell einsetzbares Test-Behältnis zur sterilen Analyse von biologischen Flüssigkeiten und seine Verwendung, insbesondere zur Eiweißbestimmung in biologischen Flüssigkeiten, vorzugsweise im Urin. Es hat den großen Vorteil, dass Kontakte mit dem zu prüfenden Material vermieden werden können. Das erfindungsgemäße Test-Behältnis ist gekennzeichnet durch ein Behältnis in Becherform mit einem hermetisch abschließbaren Deckel und mindestens einem analytischen Element. Ein analytisches Element umfasst ein Reagenzgefäß mit einem für eine Analyse spezifischen Substrat, wie z. B. eine Testformulierung oder spezifische Teststreifen mit langhaltenden gefärbten Zonen, Fluoreszenzreagentien sowie entsprechende Reagentien zur Bestimmung von Antigen-Antikörperreaktionen und/oder verschiedene selektive Elektroden mit äußerem Ausgang. Das jeweilige analytische Element besitzt mindestens eine Öffnung zum Becher. Das mindestens eine analytische Element ist entweder im Becher angeordnet oder außen am Becher fest fixiert. Dabei kann es abnehmbar sein und mit dem Becher mittels einem Gewinde oder einer Schraube fixiert werden. Bevorzugt ist die Öffnung mit einer Folie abgedeckt. In einer bevorzugten Ausführung ist das Test-Behältnis mit einem Standfuß versehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein universell einsetzbares Test-Behältnis zur sterilen Analyse von biologischen Flüssigkeiten und seine Verwendung, insbesondere zur Eiweißbestimmung in biologischen Flüssigkeiten, vorzugsweise im Urin. Es hat den großen Vorteil, dass Kontakte mit dem zu prüfenden Material vermieden werden können. Das erfindungsgemäße Test-Behältnis ist gekennzeichnet durch ein Behältnis in Becherform mit einem hermetisch abschließbaren Deckel und mindestens einem analytischen Element. Ein analytisches Element umfasst ein Reagenzgefäß mit einem für eine Analyse spezifischen Substrat, wie z.B. eine Testformulierung oder spezifische Teststreifen mit langhaltenden gefärbten Zonen, Fluoreszenzreagentien, sowie entsprechende Reagentien zur Bestimmung von Antigen-Antikörpereaktionen und/oder verschiedene selektiven Elektrode mit äußerem Ausgang. Das jeweilige analytische Element besitzt mindestens eine Öffnung zum Becher. Das mindestens eine analytische Element ist entweder im Becher angeordnet oder außen am Becher fest fixiert. Dabei kann es abnehmbar sein und mit dem Becher mittels einem Gewinde oder einer Schraube fixiert werden. Bevorzugt ist die Öffnung mit einer Folie abgedeckt. In einer bevorzugten Ausführung ist das Test-Behältnis mit einem Standfuß versehen.
Weiterhin betrifft die Erfindung die bevorzugte Verwendung des Universell Test-Behältnis zur Eiweißbestimmung unter Einsatz einer verbesserten Testformulierung, die das Analysenergebnis stabilisiert. Bekannte Testformulierungen, verschiedene Teststreifen, sowie andere bekannte Methoden zur Eiweißbestimmung haben zusätzlich sämtlich den Nachteil, dass einige Prozeduren das Laborpersonal in Handarbeit machen muss und dabei Zeit und Aufmerksamkeit verbrauchen.

Testbechersysteme zur Bestimmung von einigen Stoffen in zu prüfenden Flüssigkeiten sind zahlreich bekannt (z. B. aus WO 96/28717 A1 oder Systeme zum Schwangerschaftstest). Diese Vorrichtungen sind jedoch nicht für einen Probentransport geeignet und bieten keinen Schutz für das Personal gegen infektiöse Materialien. Wenn das Personal direkt oder indirekt mit dem Probenmaterial (z. B. dem Urin) von potenziell ansteckenden Patienten in Kontakt kommt, ist das selbstverständlich gefährlich und unangenehm. Dabei sind diese System zur gleichzeitigen Analyse von mehreren Stoffen in einer zu prüfenden Flüssigkeit nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung war es deshalb, ein gefahrlöses und bequemes Test-Behältnis zu finden und bereitzustellen, das es ohne größeren technischen Aufwand gestattet, sowohl einen einzigen Stoff zu bestimmen, als auch gleichzeitig mehrere Stoffe aus einer zu prüfenden Flüssigkeit zu analysieren. Insbesondere soll es für Tests zur Eiweißbestimmung, Glucose- und anderen Stoff-Bestimmung in Flüssigkeiten (vorzugsweise im Urin) unter minimaler Handarbeit von Personal geeignet sein. Dabei soll das Behältnis sowohl die Möglichkeit einer Sofortanalyse einer zu untersuchenden Probenflüssigkeit gewährleisten, als auch eine Analyse nach einer Transportzeit.

Das erfindungsgemäße universell einsetzbare Test-Behältnis ist gekennzeichnet durch ein (in der Regel transparentes) Behältnis in Becherform 1 mit einem hermetisch abschließbaren Deckel 2 und mindestens einem analytischen Element 3. Das jeweilige analytische Element 3 umfasst ein Reagenzgefäß mit einem für eine Analyse spezifischen Substrat. Als Substrat können spezifische Testformulierungen, und/oder spezifische Teststreifen mit langhaltende gefärbten Testzonen, Fluoreszenzreagentien, sowie entsprechende Reagentien zur Bestimmung von Antigen-Antikörpereaktionen und verschiedene selektive Elektrode mit äußerem Ausgang fungieren. Jedes analytische Element d besitzt mindestens eine Öffnung 4 zum Becher. Das analytische Element 3 ist entweder innerhalb des Bechers angeordnet oder es ist extern, z.B. in Form eines „Stieles" am Becher fest fixiert. Dabei kann ein analytisches Element abnehmbar sein und mit dem Becher mittels einem Gewinde oder einer Schraube fixiert werden. Bevorzugt ist die Öffnung 4 mit einer Folie abgedeckt. In einer bevorzugten Ausführung ist das Test-Behältnis mit einem Standfuß 5 versehen. Bevorzugte Ausführungsvarianten können den 1 bis 6 entnommen werden.

Das mindestens eine analytische Element ist so konstruiert, dass die zu analysierende bzw. zu prüfende Flüssigkeit, die in dem Becherteil des Behältnisses gesammelt wird, durch eine Öffnung im Reagenzgefäß leicht in Kontakt mit dem jeweiligen Substrat kommt und dort reagiert. Dabei entsteht ein Reaktionsprodukt, z.B. ein Eiweißniederschlag, der ziemlich lange beobachtet und bewertet werden kann.

Zur Durchführung einer Analyse wird (falls vorhanden) zuerst die dünne Folie, mit der die Öffnung im analytischen Element ggf. bedeckt ist, von außen mit einem Stab oder Röhrchen 6 oder ähnlichem, gegebenenfalls auch durch die hermetische Deckelvorrichtung hindurch, entfernt (je nachdem ob eine Analyse sofort durchgeführt werden soll, oder ob erst die biologische Flüssgkeit gesammelt und die Analyse zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen soll). So sammelt z. B. zur Eiweißbestimmung der Patient selbst etwas Urin im Behältnis und bringt den verschlossenen Becher zur Ergebnisbewertung. Das Fachpersonal beobachtet und bewertet das Ergebnis und hat dabei keinen Kontakt mit der zu prüfenden Probe und überhaupt keine Handarbeit.

Das Behältnis kann verschiedene Größen haben und in verschiedenen Formen vorliegen, z. B. in einer so genannten „Sektbecherform" mit dem analytischen Element als extern angebautem „Füßchen". Das Gefäß für das analytische Element kann ebenfalls verschiedene Formen haben, z. B. zylindrisch, kugelförmig u. s. w.

Dabei ist das analytische Element so konstruiert, dass es Testformulierungen für eine beliebige Produktpalette umfassen kann, z. B. für die Reaktionen zur Eiweißbestimmung unter Darstellung von Eiweißringen, aber auch für Produkte, die anhand einer Trübung, Farbe, Fluoreszenz u.s.w. bestimmt werden oder die einen Komplex aus einer Antigen-Antikörpereaktion bilden.

Weiterhin betrifft die Erfindung die bevorzugte Verwendung des Test-Behältnisses zur Eiweißbestimmung unter Einsatz einer verbesserten Testformulierung, die das Analysenergebnis stabilisiert.

In einer bevorzugten Anwendung des erfindungsgemäßen Behältnisses umfasst das analytische Element ein kleines durchsichtiges Reagenzgefäß mit einer darin befestigten spezifischen Testformulierung zur Eiweißbestimmung. Es sind Testformulierungen bekannt, die zum gleichzeitigen Nachweis von Gesamteiweiß (halbquantitativ und quantitativ) und erhöhtem Harnsäuregehalt (qualitativ) in einer Urinprobe ( DE 101 44 436 A1 ) angewandt werden bzw. in einem Verfahren zum Nachweis von Gesamteiweiß, Globulinen und Hämoglobin in einer biologischen Flüssigkeitsprobe ( DE 100 30 193 A1 ).

Für die bevorzugte Anwendung umfasst die Testformulierung im analytischen Element neben den aus o.g. Patentanmeldungen an sich bekannten Reagenzien zur Eiweißbestimmung als weitere Reagenzien mindestens ein wasserlösliches Polymer und Ficoll 400 zur Stabilisierung des Analysenergebnisses, nämlich des Eiweißniederschlages.

Eine bevorzugte Testformulierung enthält die Reagentien mit folgenden Gew.%:

Fällungsreagentien:	71 – 89 Gew.%
Polysaccharid:	5–12 Gew.%
Di- oder- Tricarbonsäure:	1–3 Gew.%
Disaccharid:	1–3 Gew.%
wasserlösliches synthetisches Polymer:	3–8 Gew.%

Ficoll-400

1–3 Gew.%

Als Polysaccharid ist bevorzugt ein lösliches Dextran enthalten, als Carbonsäure bevorzugt Zitronensäure, als Disaccharid wird bevorzugt eine Sacharose verwendet, als synthetisches Polymer ist ein Polyvinylpyrrolidon bevorzugt.

Als bevorzugtes Fällungsreagenz dient eine Mischung aus einer festen organischen Säure und einem anorganischen Salz. Das Fällungsreagenz liegt bevorzugt in einer Mischung aus den folgenden Bestandteilen vor:

Sulfosalicylsäure:	97,5–99,5 Gew.%
NaCl:	0,4–2 Gew.%
Kupfersulfat:	0,1–0,5 Gew.%

Die Analyse des Eiweißes z. B. im Urin verläuft bevorzugt wie folgt: Sofortige Analyse:
Der Patient entfernt die Folie (falls vorhanden) von der Öffnung des analytischen Elementes, sammelt etwas Urin im Becher, verschließt diesen mit dem Deckel und bringt das Behältnis ins Labor. Zur Beobachtung wird dieses auf einen gut beleuchten Ort gestellt.

Nach 5 bis 30 Minuten kann man das Ergebnis in Analogie zu den bekannten Verfahren aus DE 101 44 436 A1 und DE 100 30 193 A1 beobachten. Wenn ein weißer Ring über den Testformulierung entsteht- ist Eiweiß (ab 20 mg/l) in dieser Urinprobe vorhanden. Zur halbquantitativen Bestimmung von Gesamteiweißgehalt, vergleicht man den Eiweißring mit einer Fotoskala. Für eine qualitative Eiweißbestimmung bleibt ein Ergebnis bis zu 4 Stunden verfügbar.

Zur Bestimmung eines erhöhten Globulingehaltes (wenn der Gesamteiweißgehalt > 500 mg/l ist), lässt man das Behältnis noch 1 Stunde weiter in Ruhe stehen und beobachtet dann die Form des Eiweißringes. Bei dem sogenannten „Gebirgsring" – d. h. das das Globulinpräzipitat aus dem gesamten Eiweißniederschlag teilweise auftaucht, ist der Globulingehalt in der Urinprobe erhöht. Bei einem Immunoglobulin-G-Gehalt ab 100 mg/l ist das Ergebnis in 90% Fällen positiv. Das Ergebnis ist bis 20 Stunden nachweisbar.

Dabei hat das Personal keinen Kontakt mit dem zu prüfenden Material, man braucht keinen weiteren Laborbedarf und gar keine Handarbeit. Darüber hinaus kann man schon heute mit verschiedenen Videosystemen Analysenergebnisse über jede Entfernung beobachten und bewerten.

Dieses einfache analytische Behältnis und seine Verwendung (ohne Transferpipetten, ohne Reagenzröhrchen und ohne Handarbeit des Personals), hat viele Vorteile für das medizinische Personal, besonders bei der Analyse von Bioflüssigkeiten von potenziell infizierten Patienten. Es kann auch im notärztlichen Dienst sowie bei der Eigenanwendung hilfreich sein. Es dient vor allem als erstes empfindliches visuell konstatiertes Warnsignal bei einigen Erkrankungen und Syndromen (z. B. bei Nierenerkrankungen, sowie bei onkohämotologischen Krankheiten – Myelom und Leukämien).

Aber eine besondere Rolle kann es auch zur Gefahrenvorbeugung für das medizinische Personal bei Analysen von Material von potentiell ansteckenden Patienten mit urologischer und infektiöser Lungen-Erkrankung (SARS) sowie bei der Virushepatitis spielen. Dabei ist die Möglichkeit mit dem erfindungsgemäß universell Test-Behältnis (mit mehreren verschiedenen analytischen Elementen) unterschiedliche Stoffe in der zu prüfenden Flüssigkeit gleichzeitig bestimmen zu können, besonders wichtig (z. B. Eiweiß, Glucose, Ketone, Blut, pH u.s.w.). So dient das Test-Behältnis als umfangreiches Analysesystem und hat dabei einige Vorteile, denn dieses System kann ggf. zur gleichzeitigen Diagnostik für mehrere Krankheiten dienen.

Vergleichende Eigenschaften von erfindungsgemäßem Test-Behältnis und bekannten Teststreifen werden in folgender Tabelle dargestellt.

Außerdem können einige analytische Elemente auch spezielle Teststreifen enthalten, die das Ergebnis – gefärbte Testzone – in Flüssigkeiten lange bewahren können.

Anschließend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den 1 bis 6 dargestellt:
1 und 2: Behältnis mit einem intern eingebauten analytischen Element
3 und 4: Behältnis mit einem extern angebauten analytischen Element zur Eiweißbestimmung.
5 und 6: Behältnis mit mehreren extern angebauten analytischen Elementen zur Eiweiß,- Glucose,- Blut,- und pH- Bestimmung

1: Becher
2: Deckel
3: Analytisches Element
4: Öffnung
5: Standfuß
6: Stab
7: Flüssigkeit im Becher
8: Testformulierung zur Eiweißbestimmung
8a: Eiweißniederschlag
9: Teststreifen zur Glucosebestimmung nach Patent Nr. 198 45 771
9a: Gefärbte Testzone Teststreifens nach der Reaktion mit der Glucose
10: Teststreifen zur Blutbestimmung nach Fa „Lachema"
10a: Gefärbte Testzone Teststreifens nach der Reaktion mit Blutspuren
11: Testpapier zur pH-Bestimmung
11a: Gefärbte Testzone Teststreifens nach der Reaktion mit Media mit pH 9

Beispiel 1
Verwendung eines Test-Behältnis mit einem intern eingebauten analytischen Element

1) Das Behältnis weist ein analytisches Element auf, welches die Testformulierung enthält und oben eine folienbedeckte Öffnung besitzt. Das analytische Element ist innen im transparenten Becher eingebaut und in 1 dargestellt. Nach Entfernen der Folie erfolgt die Analyse. Bei minimalen Analysenmengen von gesammelter Flüssigkeit im Becher, füllt man das analytische Element mittels leichtem Beugen des verschlossenen Bechers.
2) Ein Behältnis mit analytischem Element mit zwei übereinander liegenden Öffnungen seitlich im Reagenzgefäß ist in 2 dargestellt. Durch die untere Öffnung kommt die Probe automatisch sofort in Kontakt mit der Testformulierung.

Beispiel 2
Verwendung eines Test-Behältnis mit einem außen angebauten analytischen Element (s.g."Sektbecher-Tip").
Dieses System wird in 3 dargestellt. Durch die obige Öffnung des analytisches Elementes zum Becher kommt die Probe automatisch in Kontakt mit der jeweiligen Testformulierung. Alternativ kann eine folienbedeckte Öffnung leicht entfernt werden.
Beispiel 3
Eiweißbestimmung mit einer Testformulierung im analytischen Element mit folgender Zusammensetzung:

Sulfosalicylsäure:	81 Gew.%
NaCl:	0,9 Gew.%
Kupfersulfat:	0,1 Gew.%
Zitronensäure	1 Gew.%
Dextran:	8 Gew.%
Saccharose:	2 Gew.%
Polyvinylpirrolidon:	5 Gew.%
Ficoll 400:	2 Gew.%

Vergleich des Ergebniserhaltes unter Anwendung dieser speziellen neuen Testformulierung mit Ficoll 400 und einer Testformulierung ohne Ficoll 400.
Es wurde 5 Proben von Albuminlösungen (100 mg/l) und 3 Proben Eiweißmischungslösungen (Albumin (1000 mg/) + G - Globulin (150 mg/l) parallel mit o. g. Testformulierungen in gleichen analytischen Elementen („Sektbeche") untersucht.
Ergebnisse in folgender Tabelle:
Die neue Testformulierung ist zur langfristigen Bewertung eines Analysenergebnisses besonders gut geeignet.
Beispiel 4
Die Bestimmung von Eiweißgehalt im Urin mit „Sektbecherform" unter Verwendung der in Beispiel 3 beschriebenen Testformulierung
Es wurden 20 Urinproben von gesunden Personen, 12 Proben von Diabetikern und 5 Proben von Personen mit urologischen Erkrankungen untergesucht.
Nach 5 bis 25 Minuten wurde der Ergebnis beobachtet, mit Fotoskala bewertet und dann mit DEXXA Webcam auf Computerdiskette gespeichert.
Ergebnis
Es konnte gezeigt werden, dass in allen Proben von gesunden Personen kein Eiweißniederschlag entsteht, d.h: es liegt kein Eiweiß (ab 20 mg/l und mehr ) vor.
In den Urinproben der 8 Diabetiker und der 2 urologisch Kranken konnte der weiße Eiweißniederschlag beobachtet werden. Er wurde mit Fotoskala bestimmt, der Eiweißgehalt lag im Bereich ca. 50 – 200 mg/l. Dieses Ergebnis wurde auch paralell mit Micraltest bestätigt.
Bilder von Webcam zeigen deutlich positive und negative Ergebnisse (4).
Beispiel 5
Verwendung eines Test-Behältnis mit mehreren extern angebauten analytischen Elementen
Dieses System wird in 5 dargestellt und umfasst z.B. vier analytische Elemente zur Eiweiß,- Glucose,- Blut,- und pH- Bestimmung. Durch die obige Öffnung des analytisches Elementes zum Becher kommt die Probe automatisch gleichzeitig in Kontakt mit der jeweiligen Testformulierung oder Testzone und spezifische reagiert dort. So kann man viele in der Probe vorhandene Stoffen beobachten und bestimmen.
Beispiel 6
Die Bestimmung von Eiweißgehalt sowie von Glucose, Blut und pH-Wert in der Gesamtlösung unter Verwendung des in Beispiel 5 beschriebenen Test-Behältnisses:
Es wurde als Modellprobe eine Lösung mit folgenden Stoffe hergestellt:
Albumin mit 100 mg/l, Glucose mit 200 mg/100 ml, Blut mit ca. 100 Ery/mkl und einem pH Wert 9. Dann wurde diese Lösung in den Becher nach Beispiel 5 gegossen.
Nach 5 bis 25 Minuten wurde der Ergebnis beobachtet, mit Fotoskala bewertet und dann mit DEXXA Webcam auf Computerdiskette gespeichert.
Ergebnis
Halbquantitativen Ergebnisse der Bestimmungen von untersuchenden Stoffen wurden mit genommene Menge ungefähr zusammengefallen.
Das Gesamtbild wird in 6 dargestellt.

Claims

Universell einsetzbares Test-Behältnis zur sterilen Analyse von biologischen Flüssigkeiten gekennzeichnet durch – einen Becher (1) mit einem hermetisch schließbaren Deckel (2) und – mindestens ein analytisches Element (3), wobei das jeweilige Element ein Reagenzgefäß mit einem zur spezifischen Analyse geeigneten Substrat umfasst, und das analytische Element entweder innen im Becher (1) angeordnet ist oder außen am Becher (1) fest fixiert ist und mindestens eine Öffnung (4) zum Becher (1) besitzt.
Test-Behältnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die analytischen Elemente abnehmbar sind und mit einem Gewinde oder einer Schraube am Becher fixierbar.
Test-Behältnis nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass Substrate spezifische Testformulierungen, Teststreifen mit langhaltende gefärbten Zonen, Fluoreszenzreagentien sowie verschiedene selektiven Elektrode mit äußerem Ausgang sind.
Test-Behältnis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das analytische Element zur Bestimmung von Antigen-Antikörpereaktionen geeignet ist und die Testfomulierung entsprechende Reagentien umfasst.
Test-Behältnis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung im jeweiligen analytischen Element (3) zum Becher (1) mit einer entfernbaren Folie bedeckt ist.
Test-Behältnis nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Stab oder ein Röhrchen (6) umfasst.
Test-Behältnis nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es bei Anordnung des analytischen Elementes (3) außen am Becher (1) mit einem Standfuß (5) versehen ist.
Verwendung des Test-Behältnisses gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Eiweißbestimmung, wobei sie die folgenden Reagentien aufweist: an sich bekannte Fällungsreagentien: 71–89 Gew.% mindestens ein Polysaccharid: 5–12 Gew.% mindestens eine Di- oder- Tricarbonsäure: 1–3 Gew.% mindestens ein Disacharid: 1–3 Gew.% mindestens ein wasserlösliches synthetisches Polymer 3–8 Gew.% Ficoll-400 1–3 Gew.%.
Verwendung des Test-Behältnisses gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es zur objektiven und kompetenten Auswertung der Analysenergebnisse an verschiedene Videosystem z. B. Webcam + Computer zur Telediagnostik gekoppelt ist.