DE10331108B4 - Universell einsetzbares Test-Behältnis zur sterilen Analyse und seine Verwendung - Google Patents

Abstract

Universell einsetzbares Test-Behältnis zur sterilen optischen Analyse von biologischen Flüssigkeiten gekennzeichnet durch
– einen Becher (1) mit einem hermetisch schließbaren Deckel (2),
– mindestens ein analytisches Element (3), wobei das analytische Element (3) ein durchsichtiges Reagenzgefäß mit einem zur spezifischen Analyse geeigneten Substrat (8, 8a, 9, 9a, 10, 10a, 11, 11a) umfasst; und das analytische Element außen am Becherboden fest fixiert ist, mindestens eine Öffnung (4) zum Becher (1) besitzt, die mit einer entfernbaren Folie bedeckt ist und
– einen Standfuß (5), wobei
das mindestens eine analytische Element vom Becherboden abnehmbar und mit einem Gewinde oder einer Schraube am Becherboden fixierbar ist, und wobei der Becher (1) mindestens einen Stab oder ein Röhrchen (6) entsprechend der Anzahl der analytischen Elemente (3) zur Entfernung der Folie aufweist.

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 außen am Becher fest fixiert. Dabei ist es abnehmbar und mit dem Becher mittels eines Gewindes oder einer Schraube fixiert. Die Öffnung ist mit einer Folie abgedeckt. Das Test-Behältnis ist weiterhin 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 der 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 Systeme zur gleichzeitigen Analyse von mehreren Stoffen in einer zu prüfenden Flüssigkeit nicht geeignet.
• Aus der WO 95/07659 A1 ist eine Vorrichtung für die Sammlung und Analyse von Körperflüssigkeiten beschrieben, wobei als analytisches System ein chromatographisches System verwendet wird. In einem Container sind die analytischen Elemente für eine chromatographische Auswertung integriert. In der US 5,119,830 ist ein Reagenzbecher für die Sammlung und Analyse von Urin unter Verwendung an sich bekannter Teststreifen beschrieben, wobei die Analyse mittels Teststreifen, der in einem Deckel angeordnet ist, erfolgt. Auch der EP 0 300 221 A2 beschreibt die Analyse von Körperflüssigkeiten mittels Teststreifen, welche sich in einem Reagenzröhrchen befinden. Der US 4,109,530 ist ein Probenüberführungs-Container mit welchem Flüssigkeiten gesammelt und transportiert werden können, zu entnehmen. Der Aufbau ist kompliziert, enthält viele Einzelkammern und Übertragungskanäle. Die US 3,774,455 beschreibt ebenfalls einen Becher, der zur Urinanalyse unter Anwendung von Teststreifen geeignet ist, jedoch ist dieser Messbecher kompliziert aufgebaut, eine gleichzeitige Probensammlung ist mit diesem System nicht möglich.
• Aufgabe der Erfindung war es deshalb, ein gefahrloses 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 mit einem hermetisch abschließbaren Deckel und mindestens einem analytischen Element. Das jeweilige analytische Element 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 Elektroden mit äußerem Ausgang fungieren. Jedes analytische Element besitzt mindestens eine Öffnung zum Becher. Das analytische Element ist extern, z.B. in Form eines „Stieles" am Becher fest fixiert. Dabei ist das mindestens eine analytische Element abnehmbar und mit dem Becher mittels eines Gewindes oder einer Schraube fixiert. Die Öffnung ist mit einer Folie abgedeckt. Weiterhin ist das Test-Behältnis mit einem Standfuß versehen. Bevorzugte Ausführungsvarianten können den 1 bis 4 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 zuerst die dünne Folie, mit der die Öffnung im analytischen Element bedeckt ist, von außen mit einem Stab oder Röhrchen 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 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 des Test-Behältnis an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
• Bevorzugte Ausführungsformen sind in den 1 bis 4 dargestellt:
• 1 und 2: Behältnis mit einem extern angebauten analytischen Element zur Eiweißbestimmung.
• 3 und 4: 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 DE 198 45 771 C2

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 außen angebauten analytischen Element (s.g."Sektbecher-Tip").
• Dieses System wird in 1 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 2
• 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 („Sektbecher") untersucht.
• Ergebnisse in folgender Tabelle:

  
• Die neue Testformulierung ist zur langfristigen Bewertung eines Analysenergebnisses besonders gut geeignet.
• Beispiel 3
• Die Bestimmung von Eiweißgehalt im Urin mit „Sektbecherform" unter Verwendung der in Beispiel 2 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 (2).
• Beispiel 4
• Verwendung eines Test-Behältnis mit mehreren extern angebauten analytischen Elementen
• Dieses System wird in 3 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 5
• 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 En/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 4 dargestellt.

Claims (6)

1. Universell einsetzbares Test-Behältnis zur sterilen optischen Analyse von biologischen Flüssigkeiten gekennzeichnet durch – einen Becher (1) mit einem hermetisch schließbaren Deckel (2), – mindestens ein analytisches Element (3), wobei das analytische Element (3) ein durchsichtiges Reagenzgefäß mit einem zur spezifischen Analyse geeigneten Substrat (8, 8a, 9, 9a, 10, 10a, 11, 11a) umfasst; und das analytische Element außen am Becherboden fest fixiert ist, mindestens eine Öffnung (4) zum Becher (1) besitzt, die mit einer entfernbaren Folie bedeckt ist und – einen Standfuß (5), wobei das mindestens eine analytische Element vom Becherboden abnehmbar und mit einem Gewinde oder einer Schraube am Becherboden fixierbar ist, und wobei der Becher (1) mindestens einen Stab oder ein Röhrchen (6) entsprechend der Anzahl der analytischen Elemente (3) zur Entfernung der Folie aufweist.
2. Test-Behältnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Substrate (8, 8a, 9, 9a, 10, 10a, 11, 11a) spezifische Testformulierungen, Teststreifen mit langhaltenden gefärbten Zonen, Fluoreszenzreagentien sowie verschiedene selektive Elektroden mit äußerem Ausgang sind.
3. Test-Behältnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Standfuß (5) am Becher (1) oder am Reagenzgefäß des analytischen Elementes (3) angeordnet ist.
4. Verwendung eines Test-Behältnises nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Bestimmung von Antigen-Antikörpereaktionen.
5. Verwendung des Test-Behältnisses nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Eiweißbestimmung.
6. Verwendung des Test-Behältnisses nach einem der Ansprüche 1 bis 3 derart, dass es zur objektiven und kompetenten Auswertung der Analysenergebnisse an ein Videosystem, z. B. ein Webcam mit Computer zur Telediagnostik, gekoppelt wird.