DE19826957C2 - Vorrichtung zum Bestimmen eines Analyten in einem Körperfluid - Google Patents
Vorrichtung zum Bestimmen eines Analyten in einem KörperfluidInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Testvorrichtung
zum Bestimmen einer chemischen oder biochemischen Komponente
(Analyt) in einem wässerigen Körperfluid, wie beispielsweise
Vollblut. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere
einen Trockenreagensteststreifen, durch den das Vorhanden
sein und/oder die Konzentration eines Analyten unter Verwen
dung eines Instruments bestimmt wird. Solche Teststreifen
werden häufig zum Bestimmen des Glucosewertes oder -pegels
im Blut von Diabetikern verwendet.
Es wurden zahlreiche Vorrichtungen zum Prüfen des Vor
handenseins und der Menge von Analyten in wässerigen Proben,
z. B. Vollblut oder Urin, entwickelt. In der Patent- und
technischen Literatur der letzten dreißig Jahre sind zahl
reiche Erfindungen veröffentlicht, in denen ein Reagens
streifen mit einem Reagenssystem mit trockenchemischen Eigenschaften
bzw. mit einem Trockenreagenssystem verwendet
wird, d. h. mit einem System, in dem Substanzen mit naßchemi
schen Eigenschaften in ein absorbierendes oder saugfähiges
Medium aufgenommen, getrocknet und später durch Fluid von
der Testprobe wiederhergestellt oder aufgelöst werden. Die
Reagensstreifen weisen einen Indikator auf, dessen Farbe
sich in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder von der Konzen
tration eines bestimmten Analyten in einem auf den Streifen
aufgebrachten biologischen Fluid ändert. Diese Streifen kön
nen optisch unter Bezug auf einen Farbstandard oder kolori
metrisch durch ein Instrument abgelesen werden, das kali
briert oder programmiert ist, um eine bestimmte Farbe zu er
fassen. Obwohl bei einigen dieser Streifen chemische Reduk
tionsprozesse ausgenutzt werden, weisen sie häufiger einen
oxidierbaren Farbstoff oder ein Farbstoffpaar auf. Einige
der Streifen enthalten ein Enzym, z. B. Glucoseoxidase, die
Glucose zu Gluconsäure und Wasserstoffperoxid oxidieren
kann. Sie enthalten außerdem einen oxidierbaren Farbstoff
und eine peroxidativ aktive Substanz, durch die die Oxidati
on des oxidierbaren Farbstoffs bei Vorhandensein von Wasser
stoffperoxid selektiv katalysiert werden kann (vergl. z. B.
US-A-4935346). Von Vorrichtungen zum Testen des Blutgluco
sepegels verschiedene Beispiele solcher Vorrichtungen sind
Vorrichtungen zum Testen von Cholesterin, Triglyceriden,
Calcium oder Albumin in Vollblut, und zum Testen von Prote
in, Ketonen, Albumin oder Glucose in Urin.
Trockenreagensstreifen, die enzym-basierte Zusammenset
zungen enthalten, werden täglich von Millionen Diabetikern
zum Bestimmen von Blutglucosekonzentrationen verwendet. Eine
durch das NIH untertützte Studie "Diabetes Complications and
Control Trial" zeigte beweiskräftig, daß durch eine sorgfäl
tige Steuerung oder Kontrolle von Blutglucosepegeln das Auf
treten ernsthafter Komplikationen bei Diabetikern, wie beispielsweise
Sehkraftverlust und Nierenfehlfunktion, erheb
lich reduziert werden kann. Die meisten Diabetiker müssen
sich selbst periodisch testen, um ihre Diät oder Medikation
geeignet abzustimmen. Daher ist es besonders wichtig, Diabe
tikern schnell ansprechende, kostengünstige und exakte Rea
gensstreifen zur Glucosebestimmung zur Verfügung zu stellen.
Durch die Ausführungsform von Trockenreagenssystemen in
Teststreifen werden einfache und dennoch effektive analyti
sche Protokolle ermöglicht.
Die bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt entwickelten, in
den Produkten umgesetzten Technologien unterliegen aus der
Sicht des Endverbrauchers und/oder des Herstellers bestimm
ten Beschränkungen. Kolorimetrische Streifen, die mit dem
Meßgerät in Kontakt kommen, führen zu einer Verunreinigung
oder Kontaminierung des Meßgeräts. Außerdem haben viele Pa
tienten mit Arthritis und Sehschwäche Schwierigkeiten, einen
Bluttropfen, der an einem ihrer Finger hängt, auf einen
kleinen Aufbringabschnitt auf dem Teststreifen im Meßgerät
aufzubringen. Das Herausnehmen aus dem Meßgerät, Aufbringen
der Probe auf den Streifen und anschließende Einführen in
das Meßgerät kann ebenfalls zu einer Verunreinigung oder
Kontaminierung führen. Bei Verwendung von elektrochemischen
Streifen kann das Kontaminierungsproblem gehandhabt werden,
wobei ihre Herstellung jedoch schwierig ist und ihre Her
stellungskosten hoch sein können.
Daher besteht Bedarf, einige der Beschränkungen gegen
wärtig verfügbarer Testsysteme zu beseitigen. In der US-A-
3092465, in der US-A-3298789 und in der US-A-3630957 wird
ein Basisreagenssystem beschrieben, das als Standard zur ko
lorimetrischen Bestimmung von Glucose in biologischen Proben
verwendet wird. In diesen Patenten wird die Ausbildung einer
Filmschicht oder einer halbdurchlässigen Beschichtung auf
einer saugfähigen Matrix beschrieben, um größere patikelförmige
Substanzen, z. B. rote Blutzellen, zurückzuhalten und zu
ermöglichen, daß Fluid in die saugfähige Matrix eindringen
kann. Bei diesem Verfahren müssen die roten Blutzellen durch
Abwaschen oder Abwischen entfernt werden, um die Anzeige der
in der Matrix durch den Farbstoff erzeugten Farbe optisch
oder durch ein Instrument auszuwerten oder abzulesen.
In der US-A-3607093 wird eine Membran zum Testen von
Blut beschrieben, wobei die Membran eine für Lösungen durch
lässige, für feste Substanzen oder Partikel, z. B. rote Blut
zellen, und Makromoleküle, z. B. Proteine, jedoch undurchläs
sige Haut aufweist. Gemäß der Beschreibung wird diese Mem
bran so verwendet, daß eine Blutprobe aufgebracht wird und
dann die roten Blutzellen von der Membranhaut abgewischt
werden, um die Testanzeige durch die Haut zu erfassen.
In der US-A-3552928 wird die Verwendung bestimmter was
serlöslicher Salze und Aminosäuren in Reagensmischungen als
Trennungsmittel zur Bluttrennung beschrieben. Wenn feste
Partikel, z. B. rote Blutzellen, im wesentlichen aus dem bio
logischen Fluid entfernt sind, ist im Testabschnitt weniger
Hintergrundfarbe vorhanden, die die durch ein Testreagens
erzeugte Färbungsänderung beeinträchtigt.
In der US-A-4935346 wird ein System beschrieben, bei
dem einer Vorrichtung eine Vollblutprobe zugeführt wird und
bei Anwesenheit der gefärbten Komponenten der Probe eine In
dikatorentwicklung stattfindet. Messungen der Farbänderung
des Indikators werden bei zwei unterschiedlichen Wellenlän
gen vorgenommen, um durch die Anwesenheit gefärbter Blutkom
ponenten induzierte Störungen zu eliminieren.
In der US-A-4774192 wird ein System beschrieben, in dem
die Matrix aus einem asymmetrischen Material gebildet wird,
um rote Blutzellen in der Probe herauszufiltern. Das asymme
trische Material weist einen Dichtegradienten von einer zur
anderen Seite auf, um rote Blutzellen nach und nach von den
Fluida zu trennen.
In der US-A-4994238 wird eine Testvorrichtung mit einer
asymmetrischen Reagensschicht beschrieben, deren Filterwir
kung mit zunehmendem Abstand von einer Oberfläche zur ande
ren Oberfläche hin zunehmend feiner wird.
In der US-A-5456835 wird die Verwendung von Filtern be
schrieben, die aus einem ligandmodifizierten Polymerfilm ge
bildet sind, wie beispielsweise aus Polypropylenfasern oder
Polyethersulfonfasern.
In der US-A-4477575 wird die Verwendung von Glasfaser
material beschrieben, um eine Bluttrennung über die Dicke
des Materials zu erhalten. Auf eine Seite des Glasfasermate
rials wird Blut aufgebracht, und aus der gegenüberliegenden
Seite tritt ein relativ klares Fluid aus. Das Fluid wird ei
ner weiteren Schicht zugeführt, wo Analyten erfaßt werden
können.
In der US-A5-451350 wird die Verwendung von absorbie
renden Kanälen beschrieben, um Probenfluid in Mehrbereich-
Testvorrichtungen zu verteilen.
In der US-A-5208163 wird außerdem die Verwendung von
Kapillarkanälen beschrieben, um Blut verschiedenen Kammern
in der Vorrichtung zuzuführen.
In der DE 28 43 485 A1 ist ein Indikator-Röhrchen zur Harnstoffbestimmung
offenbart, das ein Kapillar-Röhrchen umfaßt, in dessen Inneren sich ein Indikator-
Signalband befindet. Eine Reaktionszone am unteren Ende des Signalbandes ist
mit Urease imprägniert. Hinter der Reaktionszone sind im Wechsel mehrere
Indikatorlösungen als Signalzonen aufgetragen. Am unteren Ende des Kapillar-
Röhrchens ist eine Markierung vorgesehen, bis zu der Flüssigkeit für die Prüfung
aufzunehmen ist. Hierzu wird das Röhrchen in die Flüssigkeit eingetaucht,
während das Signalband über die Markierung hochgezogen wird. Ist das
Röhrchen bis zu der Markierung gefüllt, so wird das Signalband wieder zu der
Markierung zurückgeschoben, so daß es die Flüssigkeit aufnehmen und nach
einer bestimmten Zeit ausgewertet werden kann.
In der EP 0 542 655 A1 ist eine Vorrichtung offenbart zur Trennung und
Bestimmung der Erythrozyt-Agglutinate beim Agglutinationstest. Die Vorrichtung
weist hierbei ein Kapillarrohr auf, das an seinem unteren Ende offen und mit
einem Filter versehen ist. Der Filter besteht dabei aus einer zusammengesetzten
Membran, die von einer Schicht aus Mikrokugeln überlagert wird. Die Membran
besteht aus einer ersten sehr hydrophilen Lage, aus einer zweiten mäßig
hydrophoben Lage und aus einer dritten stark hydrophoben Lage. Ein Reagens
kann auf die Oberfläche der Mikrokugeln aufgebracht werden oder beispielsweise
mit einem Serum in die Vorrichtung eingebracht werden.
Auf die vorstehenden Patente wird hierin durch Verweis
bezug genommen.
Durch die vorstehend erwähnten herkömmlichen Vorrich
tungen und Verfahren werden bei verschiedenen Komglexitäts
graden und verschiedenen Kosten verschiedene Wirkungsgrade
für die Blutanalyse erhalten.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbes
serte Vorrichtungen und Verfahren bereitzustellen, um im
Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen die Leistungsfähigkeit
zu erhöhen und die Kosten und die Komplexität zu mini
mieren.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Streifenformat für einen Test bereitzustellen, durch das
eine Probe auf bequeme Weise genommen werden kann, durch das
leicht dosierte Mengen bereitgestellt werden und das auf
einfache Weise herstellbar ist.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Konfiguration oder ein Format für einen Test bereitzu
stellen, das es einem Patienten ermöglicht, von den Finger
kuppen oder -spitzen verschiedene, "nicht herkömmliche" Kör
perstellen zum Entnehmen von Körperfluidproben zu verwenden.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Einrichtung zum Ausführen einer Mikrotitration durch
Begrenzen des zum Ausführen einer Analyse verwendeten Kör
perfluidvolumens bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Einrichtung zum Zuführen eines abgemessenen oder do
sierten Volumens eines Körperfluids zum Testbereich bereit
zustellen.
Es ist eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung, einen Trockenreagensteststreifen bereitzustellen, der
in einem elektronischen Meßgerät verwendet oder abgelesen
werden kann, um Körperfluida hinsichtlich eines oder mehre
rer Analyten zu analysieren.
Die vorstehenden und andere Aufgaben werden durch die
nachstehend beschriebenen Vorrichtungen, Verfahren und Sy
steme gelöst.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
Verfahren zum Testen von Körperfluida hinsichtlich des Vor
handenseins oder der Konzentration eines Analyten unter Ver
wendung einer porösen Matrix bereitgestellt. In der WO-A-
97/38126 wird die Verwendung eines mikroporösen Matrixmaterials
und das Konzept der Mikrotitration beschrieben, die
zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung gut geeignet
sind, auf diese Anmeldung wird hierin durch Verweis bezug
genommen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die während eines
Tests Körperfluida enthält und durch die das Problem der
Verunreinigung oder Kontaminierung des Meßgeräts eliminiert
wird, wobei durch ihre einfache kolorimetrische Konstruktion
die Schwierigkeiten bei der Herstellung und das Kostenpro
blem wesentlich reduziert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung be
steht die Vorrichtung aus einem Kapillarsystem, das verwen
det wird, um die Körperfluidprobe aufzunehmen und sie zur
Analyse auf einer Reagensmembran aufzubringen. Durch die
Verwendung eines Kapillarröhrchens zum Aufnehmen der Probe
wird einem Patienten ermöglicht, eine Probe von einer von
einer Fingerkuppe oder -spitze verschiedenen Stelle aufzu
nehmen, wodurch die Anzahl möglicher Abnahmestellen, von de
nen eine Körperfluidprobe extrahiert werden kann, erhöht
werden kann. Die Vorrichtung weist ein hydrophiles Kapillar
röhrchen auf, das mit einem hydrophilen, kapillaren, absor
bierenden bzw. saugfähigen oder fluidtransportierenden Mate
rial kommuniziert, das mit einer absorbierenden Reagensmem
bran in Kontakt steht. Die Reagensmembran ist mit einem In
dikatorreagenssystem getränkt, das geeignet ist, das Vorhan
densein oder die Konzentration des Analyten anzuzeigen.
Gemäß einem anderen Aspekt verwendet die vorliegende
Erfindung das Konzept der Mikrotitration zum Begrenzen des
Probenvolumens, wodurch die Testgenauigkeit verbessert wird.
Das kapillare, saugfähige Material und/oder die Membran ist
mit dem spritzgegossenen Kapillarröhrchen und mit einem Hal
terelement verbunden, wodurch ein definiertes Volumen für
die Absorption der Probe bereitgestellt wird. Der Benutzer
bringt eine Blutprobe auf das Kapillareröhrchen auf, indem
das Kapillarröhrchen in Kommunikation mit der Probe angeord
net und ermöglicht wird, daß diese durch Saug- oder Docht
wirkung entlang des Röhrchens nach oben fließt und die Mem
bran befeuchtet. Das Fluid fließt durch das kapillare flu
idtransportierende Schicht/Filtermaterial auf die Membran.
Die Anzeige oder die Messung des Vorhandenseins oder der
Konzentration des getesteten Analyten wird durch Erfassen
der Änderung der Reflektanz der in die Membran imprägnierten
Reagenzien erhalten. Die Ausführungsformen der erfindungsge
mäßen Vorrichtungen, die das geeignete Trockenchemiesystem
im Matrixelement aufweisen, kann für Teststreifen verwendet
werden, die in einem elektronischen Meßgerät abgelesen oder
gemessen werden.
Gemäß einem anderen Aspekt wird durch die vorliegende
Erfindung ein Streifen zum Testen des Vorhandenseins oder
der Konzentration eines Analyten in einem Fluid bereitge
stellt, mit: einem Halterungselement, einer Fluidtransport
schicht auf einer ersten Seite des Halterungselements, einer
auf der Fluidtransportschicht angeordneten Reagensschicht
mit einem Reagens, das bezüglich des in Frage kommenden Ana
lyten geeignet ausgewählt wird, und einem auf der entgegen
gesetzten Seite des Halterungselements angeordneten Kapil
larröhrchen, das über eine Öffnung im Halterungselement mit
der Fluidtransportschicht kommuniziert, wodurch ein in das
Röhrchen eingeleitetes Fluid, das einen Analyten enthält,
durch das Röhrchen und die Fluidtransportschicht fließt und
mit dem Reagens in Kontakt kommt. Wählweise kann der Strei
fen ferner eine auf der Reagensschicht angeordnete Träger
schicht aufweisen, die bezüglich der Fluidtransportschicht
auf der anderen Seite der Reagensschicht angeordnet ist, und
eine Öffnung in der Trägerschicht zum Beobachten oder Messen
der Reagensanzeige.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird ein Verfahren zum Testen eines Fluids hinsichtlich des
Vorhandenseins oder dar Konzentration eines Analyten bereit
gestellt, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bereit
stellen eines Teststreifens mit einem Halterungselement, ei
ner Fluidtransportschicht auf einer ersten Seite des Halte
rungselements, einer auf der Fluidtransportschicht angeord
neten Reagensschicht mit einem bezüglich des in Frage kom
menden Analyten geeignet ausgewählten Reagens und einem auf
der entgegengesetzten Seite des Halterungselements angeord
neten Kapillarröhrchen, das über eine Öffnung im Halterungs
element mit der Fluidtransportschicht kommuniziert, so daß
ein in das Röhrchen eingeleitetes Fluid, das einen Analyten
enthält, durch das Rörchen und die Fluidtransportschicht
fließt und mit dem Reagens in Kontakt kommt; Einleiten einer
ausreichenden Fluidmenge, die einen Analyten enthält, in das
Kapillarröhrchen, so daß das Fluid auf die Reagensschicht
fließt; und Beobachten oder Messen der Reagensanzeige.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird ein Verfahren zum Herstellen eines Streifens zum Testen
des Vorhandenseins oder der Konzentration eines Analyten in
einem Fluid bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte
aufweist: Bereitstellen eines Halterungselements mit einem
auf einer Seite des Halterungselements angeordneten Kapil
larröhrchen, das über eine Öffnung im Halterungselement mit
der entgegengesetzten Seite des Halterungselements kommuni
ziert; Anordnen einer Fluidtransportschicht auf der entge
gengesetzten Seite des Halterungselements, wobei die Flu
idtransportschicht mit der Öffnung im Halterungselement kom
muniziert; und Anordnen einer Reagensschicht auf der Flu
idtransportschicht. Das Verfahren weist wahlweise die
Schritte auf: Anordnen eines Trägerstreifens auf der Rea
gensschicht auf der bezüglich der Fluidtransportschicht ent
gegengesetzten Seite und Bereitstellen einer Öffnung in der
Trägerschicht zum Beobachten oder Messen der Reagensanzeige.
Das Verfahren weist vorzugsweise das Vorfertigen der Träger
schicht, der Reagensschicht und der Fluidtransportschicht
als Teileinheit und das Anordnen der schichtförmigen Tei
leinheit auf dem Halterungselement auf.
Vorstehend wurden die allgemeinen Aspekte der erfin
dungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren dargestellt. Die
erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren werden nach
stehend anhand der Zeichnungen ausführlicher beschrieben; es
zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsge
mäßen Kapillarröhrchen-Teststreifenanordnung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht das spritzgegosse
nen Kapillarröhrchen- und Halterungselements einschließlich
eines Halters;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Fluidtrans
port-/Filterschicht;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der das Reagens
aufnehmenden Membran und des Halterungselements;
Fig. 5 eine perspektivische Unteransicht der das Rea
gens aufnehmenden Membran und des Halterungselements zum
Darstellen der Öffnung zum Ablesen der Reagensanzeigen;
Fig. 6 eine Explosionsansicht der Kapilarröhrchen-
Teststreifenanordnung von Fig. 1;
Fig. 7 eine perspektivische Unteransicht eines anderen
Kapillarröhrchen- und Halterungselements mit einem Halter,
wodurch Barrieren oder Sperren zum Definieren eines vorgege
benen Volumens für eine Mikrotitration bereitgestellt wer
den;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer zusammenge
drückten, geprägten Fluidtransport-/Filterschicht, die in
die Struktur von Fig. 7 paßt; und
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der erfindungsge
mäßen Kapillarröhrchen-Teststreifenanordnung mit in das Ka
pillarröhrchen eingeformten Sensoren zum Erfassen einer
fortlaufenden Flüssigkeitströmung durch das Röhrchen.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind einfacher ver
wendbar und einfacher und kostengünstiger herstellbar als
die meisten bisher erhältlichen Vorrichtungen. Die Einfach
heit der Verwendung ist insbesondere wichtig für Diabetiker,
die mehrmals pro Tag Blutglucosetests durchführen müssen, um
ihre Krankheit unter Kontrolle zu halten. Für viele Diabeti
ker, insbesondere für ältere Diabetiker mit festem Einkom
men, sind die mit der Blutglucoseüberwachung verbundenen Ko
sten wesentlich. Diabetikern können basierend auf den hierin
beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung auf kostenef
fizientere Weise Vorrichtungen in verschiedenen Konfigura
tionen und für viele Verwendungszwecke zur Verfügung ge
stellt werden. Durch die Einfachheit der Verwendung und die
Möglichkeiten der Blutprobenentnahme können auch nicht-
herkömmliche Körperstellen für eine Probenentnahme verwendet
werden. Daher muß der Patient nicht permanent die Finger
spitzen als Probenentnahmestelle verwenden. Durch die Ein
fachheit der Verwendung der Vorrichtungen wird erreicht, daß
Patienten in erhöhtem Maße empfohlene Testvorschriften be
folgen, und wird erreicht, daß der Gesamtgesundheitszustand
von Diabetespatienten verbessert wird.
Hierin wird primär auf Blut als Fluidprobe bezug genom
men. Es können jedoch auch andere Fluida, z. B. Urin, Spei
chel und ähnliche, unter Verwendung der verschiedenen Aus
führungsformen der vorliegenden Erfindung analysiert werden.
Eine bei der vorliegenden Erfindung verwendete Membran ist
vorzugsweise eine Polyethersulfonnembran, die so ausgebildet
ist, daß sie von Natur aus eine mikroporöse Haut auf einer
Seite und eine poröse Matrix an der anderen Seite aufweist,
wie beispielsweise eine Gelmanmembran. Es kann jedoch auch
eine Matrixschicht oder eine Membran mit gleichmäßiger Poro
sität verwendet werden, die keine als Barriere oder Sperre
dienende Haut auf einer Seite aufweist, indem auf eine Seite
einer solchen Matrix eine mikroporöse Sperrschicht auflami
niert wird, um die erforderliche, als Barriere oder Sperre
dienende Haut auf einer Seite der Matrix bereitzustellen.
Durch die Erfindung werden verschiedene Mechanismen zum
Verwenden der Trockenreagenssysteme mit oder ohne Volumen
kontrolle für eine Mikrotitration bereitgestellt. Die nach
stehend beschriebenen und in der vorstehend erwähnten WO-A-
97/38126 dargestellten Trockenchemiekomponenten und Mikro
titrationsprinzipien sind für diese Anwendung gut geeignet
und unabhängig von den nachstehend beschriebenen Ausfüh
rungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen.
Das bevorzugte erfindungsgemäße Verfahren zum Einstel
len der Testbereichgeometrie besteht darin, das kapillare,
saugfähige Material bzw. die Fluidtransportschicht und die
Membran oder die Reagensschicht als Formteil zu prägen oder
zusammenzudrücken, einen Abschnitt des kapillaren, saugfähi
gen Materials und der Membran in Öffnungen im Formteil zu
verformen und den Testbereich im nicht-zusammengedrückten
Zustand zu belassen. Das Formteil weist das Kapillarröhr
chen, das Halterungselement, wahlweise einen Halter und vor
zugsweise einen vertieften Bereich auf, der so ausgebildet
ist, daß darin das kapillare, saugfähige Material und die
Membran angeordnet werden können. Die zusammengedrückten Be
reiche werden durch Klebstoff, z. B. durch einen druckemp
findlichen Acrylklebstoff 415 der Güteklasse 3-M, am Form
teil befestigt, wodurch ein Testbereich gebildet wird, der
an den Seiten vollständig begrenzt ist, wodurch jeglicher
Fluß aus dem Bereich heraus verhindert wird. Der einzige
Weg, auf dem der Membran oder dem Testbereich der Reagens
schicht eine Probe zugeführt werden kann, verläuft über das
Kapillarröhrchen und das kapillare, saugfähige Material oder
die Fluidtransportschicht. Das kapillare, saugfähige Materi
al und die Membran werden im Formteil geprägt, indem beide
Teile zusammengebracht und zusammengedrückt werden, wodurch
ein Teil des kapillaren, saugfähigen Materials und der Mem
bran in die Dichtungsöffnungen gedrückt werden und das Mate
rial außerhalb der Öffnungen verformt wird, wobei es so zu
sammengedrückt wird, daß die Dicke im zusammengedrückten Be
reich um 80 bis 95% reduziert ist.
Die Fluidprobe tritt über das Kapillarröhrchen im Form
teil in den Mikrotitrationsbereich und in das kapillare,
saugfähige Material ein. Wie gemäß der Struktur der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung ersichtlich ist, wird das Blut oder
die Körperfluidprobe durch den Benutzer abgenommen, indem
das hervorstehende Ende des Kapillarröhrchens mit dem be
reitgestellten Blut oder Fluid in Kontakt gebracht wird.
Dies ermöglicht es dem Benutzer, die Blutprobe an einer be
liebigen gewünschten Stelle auf dem Körper zu erzeugen und
sie dann durch Inkontaktbringen mit dem Ende des Kapillar
röhrchens aufzunehmen. Durch die vorliegende Erfindung wird
das Erfordernis eliminiert, daß der Benutzer einen Blut-
oder Körperfluidtropfen erzeugen und diesen auf einen Strei
fen oder in eine Öffnung auftropfen oder aufbringen muß. Au
ßerdem muß der Benutzer durch die vorliegende Erfindung
nicht darauf achten, ein geeignetes Volumen der Blut- oder
Fluidprobe bereitzustellen. Wenn der Benutzer das Kapillar
röhrchen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Blut-
oder Fluidtropfen in Kontakt bringt, füllt sich die vorlie
gende Vorrichtung von selbst mit dem geeigneten Volumen und
unterbricht dann die Fluidzufuhr. So lange der Benutzer
überschüssiges übriges Blut oder Fluid sehen kann und das
Kapillarröhrchenende vollständig befeuchtet ist, kann der
Benutzer sicher sein, daß eine ausreichende Probenmenge in
der Vorrichtung aufgenommen wurde. Obwohl das Kapillarröhr
chen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Körper in
Kontakt kommen kann, wird eine Kontaminierung oder Verunrei
nigung anderer Vorrichtungen aufgrund der einmaligen Verwen
dung der Wegwerfvorrichtung verhindert, und eine Kontaminie
rung oder Verunreinigung des Meßgeräts wird verhindert, weil
die Meßgerätablesung an der bezüglich des Kapillarröhrchens
entgegengesetzten Seite erfolgt.
Auf den Innendurchmesser der Kapillare kann ein Be
feuchtungsmittel aufgebracht werden, um die Blutströmung zu
unterstützen. Polymeröl mit hohem Molekulargewicht ist als
Befeuchtungsmittel geeignet. Ein bevorzugtes Material ist
Dimethylsiloxanethylenoxid, Artikelnummer PS073 von United
Chemical Technologies. Die gleiche Wirkung kann durch Ver
wendung strukturierter hydrophiler Drucktinten oder -farben,
BSI Corporation PhotolinkTM hydrophile Oberflächenbehandlung
oder unter Verwendung von spritzgegossenen Celluloseteilen
erreicht werden. Diese Materialien sind in gleichm Maße gut
geeignet. Durch die Auswahl eines Polymers mit hydrophilen
Oberflächeneigenschaften kann das Erfordernis für die Ver
wendung von Befeuchtunsgmitteln eliminiert werden.
Trennungsmittel können vor, während oder nach dem Im
prägnieren der Testreagenzien in die Reagensschichtmembran
und/oder in die Fluidtransportschicht imprägniert werden.
Die besonderen Mischungen werden so gewählt, daß die Fähig
keit der Matrix, Vollblut in rote Blutzellen und in relativ
klares Fluid zu trennen, erhöht wird. Wie vorstehend erläu
tert, weisen die bevorzugten Matrixmaterialien ein mikropo
röses Polyethersulfon von Gelman, und aus Ahlstrom 1281 oder
Ahlstrom 1660, die Cellulose und Glasmaterialien sind, ge
bildete Fluidtransportschichten auf.
Die Trennungsmittel, die in die Membran und/oder in das
kapillare saugfähige Material imprägniert werden können,
können aus den folgenden Materialien ausgewählt werden: Po
lyvinylsulfosäure (PVSA), Polyethylenglycol (PEG), Polysty
rolsulfosäure (PSSA), Hydroxypropylcellulose (kommerziell
erhältlich als KlucelTM), Polyvinylalkohol (PVA), Polyvinyl
pyrrolidon (PVP), Polyacrylsäure (PAA), wasserlösliche Sal
ze, Citrate, Formiate und Sulfate, Aminosäuren, Chitosan
(Aminozucker), Zitronensäure, Phytinsäure und Apfelsäure.
Diese Materialien können durch Kombinieren mit Silika oder
Ton angereichert werden. Die chemischen Komponenten können
gleichwertige oder äquivalente Materialien aufweisen, durch
die die Trennung von Vollblut in rote Blutzellen und relativ
klares Fluid unterstützt wird.
Durch die Reagensmischung muß das Vorhandensein des
Analyten erfaßt werden können. Im allgemeinen reagiert der
Analyt mit einem bestimmten Oxidaseenzym und erzeugt Wasser
stoffperoxid. Diese stark oxidative Substanz reagiert mit
dem (den) vorhandenen Inikator(en), um ein gefärbtes Endpro
dukt zu erzeugen. Das Oxidaseenzym kann eines der folgenden
Enzyme sein: Glucoseoxidase, Cholesterinoxidase, Uricase,
Alkoholoxidase, Aldehydoxidase oder Glyzerophosphatoxidase.
Obwohl bei den hierin beschriebenen Beispielen und bevorzug
ten Ausführungsformen in den Mischungen Glucoseoxidase ver
wendet wird, sind für Fachleute Mischungsänderungen offen
sichtlich, die für andere Oxidaseenzyme vorgenommen werden
müssen. Die chemischen Indikatoren, durch die eine geeignete
Farberzeugung erhalten wird, wenn sie als Schicht auf der
mikroporösen Membran (Polyethersulfon) aufgebracht sind,
können ausgewählt werden aus: 3-Methyl-2-benzothiazolinon
hydrazonhydrachlorid (MBTH) kombiniert mit 3,3-Dimethylaminobenzoesäure
(DMAB), MBTH kombiniert mit 3,5-Dichlor-2-
Hydroxybenzolsulfosäure (DCHBS); 4-Aminoantipyren (4-AAP) (4 mg/ml)
und 5-Oxo-1-(p-sulfophenyl)-2-pyrazolin-3-carboxyl
säure (OPSP); 4-AAP (4 mg/ml) und n-(m-Tolyl)-diethanolamin
(NDA); 2,2'-Azino-di-(3-ethylbenzthiazolin)sulfosäure
(ABTS); 4AAP (4 mg/ml) und 4-Methoxynaphthol; Pyrogallolrot
(PGR); Brompyrogallolrot (BPR); Säuregrün 25 (AG); MBTH und
8-Anilin-1-naphthalensulfonat (ANS); oder N-(3-Sulfopro
pyl)anilin und MBTH; oder anderen bekannten und herkömmli
chen Farbstoffsystemen für verschiedene Analyten. Im US-
Patent Nr. 5306623, auf das hierin durch Verweis bezug ge
nommen wird, werden wirksame Konzentrationen mehrerer geeig
neter Farbstoffsysteme beschrieben.
Die vorstehenden Reagenzien erzeugen chemische Reaktio
nen und Eigenschaften, die durch ein Meßgerät abgelesen oder
gemessen werden können. Die Trennungsmittel, Indikatorrea
genzien, Oxidaseenzyme, Peroxidaseenzyme, hämatokritwertre
gulierenden Mittel, Puffer und Chelatoren werden zusammen
mit dem Farbstoffsystem in die Membranmatrix imprägniert, um
die Reagensschicht zu bilden.
Der Einfluß des die Genauigkeit von Testergebnissen be
einflussenden Hämatokritwertes ist für eine Testvorrichtung
wesentlich. Die nachstehend beschriebene Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um die Hämato
kritwertschwankungen von Vollblut zu kompensieren. Das In
strument kann verschiedene zusätzliche Sensoren aufweisen.
Diese Sensoren können entweder elektrische Kontakte oder
Lichtquellen und Empfangselemente (Sensoren) sein, die mit
einer Analoganzeige/Zustandsschaltung verbunden sind. Diese
zusätzlichen Sensoren können so aufgebaut sein, daß sie die
Kapillarröhrchen in der Testvorrichtung überwachen, wobei
ein Sensor am Anfang des Kapillarkanals und ein anderer am
Ende des Kapillarkanals angeordnet ist. Der Kapillare wird
Vollblut zugeführt. Die Strömung des Vollblutes erfolgt zwi
schen den Sensoren zeitlich gesteuert. Die Zeit, die das
Blut benötigt, um sich entlang der Länge des Kapillarröhr
chens zu bewegen, zeigt den Hämatokritwert des Blutes an.
Diese Information wird verwendet, um jegliche durch den Hä
matokritwert verursachten Abweichungen der Anzeigen des Re
flexionsvermögens im Gerät zu korrigieren.
Nachstehend werden die verschiedenen Aspekte der Erfin
dung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Der in Fig. 1 dargestellte Kapillarteststreifen 1 be
steht aus fünf Komponenten. Die erste Komponente besteht aus
dem spritzgegossenen Kapillarröhrchen 2 und dem Halterungs
element 3, das das Kapillarröhrchen 2, einen Halteabschnitt
15, Entlüftungsöffnungen 8 und 9 und einen Schlitz bzw. eine
Vertiefung 16 aufweist. Die zweite Komponente ist die Flu
idtransport-/Filterschicht 4, die mit der Membran oder der
Reagensschicht 5 kommuniziert. Die Reagensschichtmembran 5
ist durch eine Klebstoffschicht 7 an einer Trägerschicht 6
befestigt. Durch die Klebstoffschicht 7 ist außerdem die
Trägerschicht 6 am Halterungselement 3 befestigt.
Fig. 2 zeigt eine ausführliche perspektivische Ansicht
des spritzgegossenen Kapillarröhrchens 2 und des Halterungs
elements 3, das das Kapillarröhrchen 2, einen Haltebereich
15, Entlüftungsöffnungen 8 und 9 und einen darin ausgebilde
ten Schlitz 16 aufweist. Die Probe wird in das Kapillarröhr
chen 2 eingesaugt. Die zum Gießen des Kapillarröhrchens 2
und des Halterungselements 3 verwendbaren Materialien werden
hinsichtlich ihrer Befeuchtungs(hydrophilen)-eigenschaften
ausgewählt. Diese Materialien sind z. B. Polycarbonat, Cellu
lose und Kombinationen dieser Materialien mit eingefügten
oder beigemischten Befeuchtungsmitteln, wie beispielsweise
Polydimethylsiloxane, die als Copolymere mit Alkenoxiden
hergestellt werden. Diese Materialien werden von United Chemical
Technologies Inc., Bristol, Pennsylvania, USA, ver
kauft. Die Innendurchmesserabmessungen des Kapillarröhrchens
werden so ausgewählt, daß eine geeignete Probenmenge durch
die Kapillarwirkung in die Vorrichtung gesaugt wird, wobei
der Durchmesser in Abhängigkeit von der Art der Fluidprobe
und dem für die Kapillare, die eine bestimmte Fluidprobe an
saugt, geeigneten Durchmesser im Bereich von weniger 0,0254 mm
(0,001 Zoll) bis 2,54 mm (0,1 Zoll) liegt.
Fig. 3 zeigt die Fluidtransport-/Filterschicht 4. Die
se Schicht weist eine hohe Kapillarwirkung zum Ansaugen der
flüssigen Probe in die Vorrichtung und zum Transportieren
der Probe zur Reagensschichtmembran 5 auf. Das Material der
Schicht 4 wird so ausgewählt, daß drei vorteilhafte Zwecke
oder Funktionen erfüllt werden können. Die erste ist, eine
Kapillarwirkung bereitzustellen, durch die die Bewegung oder
Strömung der Probe durch die Kapillarröhre 2 unterstützt
wird. Dadurch wird ein Mechanismus zum Leeren des Röhrchens
mit der aufgenommenen Probe und zum Dispergieren der Probe
auf der Reagensschichtmembran 5 bereitgestellt. Eine zweite
Funktion ist, einen Filtermechanismus für die Probe oder ei
ne Vorbehandlung der Probe bereitzustellen. Materialien mit
einer geeigneten Kapillarwirkung sind Ahlstrom 1281, 1660
und 1661. Diese Materialien werden von Ahlstrom Filtration,
Mt. Holly Springs, Pennsylvania, USA, verkauft. Der dritte
Vorteil der Fluidtransportschicht 4 ist, daß durch sie ein
Lichtfilter bereitgestellt wird, d. h., wenn ein dunkles Ma
terial verwendet wird, wird durch sie verhindert, daß Licht
auf die Reagensschichtmembran 5 auftrifft.
Fig. 4 zeigt die durch eine Klebstoffschicht 7 an der
Trägerschicht 6 befestigte Reagensschichtmembran 5. Diese
Untereinheit wird verwendet, um die Membranreagensschicht 5
während der Herstellung zu halten, und bietet einen Schutz
für die zerbrechliche Membran 5. Die Membran 5 weist ein
Reagensindikatorsystemgemisch auf, das darauf aufgebracht
ist, um die Anzeige des Vorhandenseins oder der Konzentrati
on eines Analyten zu ermöglichen. Die bevorzugte Membran ist
eine Polyethersulfonmembran Modell Pall Gelman Sciences Su
por 200. Die Trägerschicht 6 besteht vorzugsweise aus 0,127 mm
(0,005 Zoll) dickem Polystyrol. Es kann jedoch ein belie
biges geeignetes Membran- oder Reagensschichtmaterial 5 ver
wendet werden, und die Trägerschicht oder das Trägermaterial
6 kann aus einem weiten Bereich von Polymeren oder Lagen-
bzw. Plattenmaterialien ausgewählt werden. Der Klebstoff 7
wird verwendet, um die Membran 5 an der Trägerschicht 6 zu
befestigen, und um die Untereinheit am Halterungselement 3
zu befestigen. Der Klebstoff wird zunächst auf die Träger
schicht 6 aufgebracht. Ein Testfenster 10 wird in den Test
streifen geschnitten, um die Reaktion zu beobachten, wenn
die Trägerschicht 6 nicht aus durchsichtigem oder klarem Ma
terial besteht, oder wenn dem aufgebrachten Reagenssystem
für einen geeigneten Nachweis und zum Anzeigen des geteste
ten Analyten Sauerstoff zugeführt werden muß.
Fig. 5 zeigt die Untereinheit aus der Trägerschicht 6
und der Membran 5 von der entgegengesetzten Seite zum Dar
stellen einer Ausführungsform mit einem Testfenster oder ei
ner Öffnung 10.
Fig. 6 zeigt eine Explosionsansicht zum Darstellen al
ler in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Komponenten, und
zum Darstellen, wie diese zusammengesetzt werden, um die
Vorrichtung von Fig. 1 zu bilden. Der Klebstoff 7 wird ver
wendet, um den Träger 6 und die Membran 5 am Halterungsele
ment 3 zu befestigen.
Fig. 7 zeigt eine andere Konfiguration des Kapillar
röhrchen- 5 und Halterungselements 18. Das Halterungselement
18 weist Stege bzw. Wälle oder Barrieren 11 und 12 auf, die
dazu verwendet werden, das Fluidtransportschicht-/Filtermaterial
4 und die Membran 5 zu verformen und eine Grenze
für die Absorption der Probe zu bilden. Die Barrieren erzeu
gen einen vorgegebenen Volumenraum, um ein Mikrotitrations
volumen bereitzustellen und exakte Messungen zu ermöglichen.
Durch diese Verformung wird die in Fig. 8 dargestellte Flu
idtransportschicht bzw. der Filter 17 gebildet.
Fig. 8 zeigt die Fluidtransportschicht bzw. den Filter
17, nachdem dieser in eine den Barriereelementen 11 und 12
entsprechende Form verformt wurde. Das Element 17 kann aus
der Fluidtransportschicht 4 mit der darauf auflaminierten
Reagensschicht 5 bestehen, oder die Reagensschicht 5 kann
eine geringere Größe aufweisen, so daß sie zwischen die Bar
riereelemente 11 und 12 paßt und nicht mit der Fluidtrans
portschicht 4 verformt wird.
Fig. 9 zeigt den Kapillarteststreifen mit in das Ka
pillarröhrchen eingeformten oder eingegossenen Sensoren 19
und 20 für die vorstehend beschriebene Verwendung.
Allgemein weist das Membranmaterial oder die Reagens
schicht 5, wie in Fig. 6 dargestellt, eine Dicke im Bereich
von etwa 0,076 mm (0,003") bis 0,178 mm (0,007") auf. In
den meisten Testvorrichtungen ist eine Dicke von etwa 0,102 mm
(0,004") bis 0,127 mm (0,005") bevorzugt. Die Träger
schicht 6 in Fig. 6 ist für die meisten Anwendungen im all
gemeinen ein Polymerstreifen mit einer Dicke von etwa 0,127 mm
(0,005") bis etwa 0,305 mm (0,012"), und in Abhängig
keit von der Art des verwendeten Polymerstreifens ist eine
Dicke von etwa 0,178 mm (0,007") bis 0,203 mm (0,008") be
vorzugt. Die Trägerschicht 6 ist vorzugsweise eine transpa
rente Schicht, so daß die Reagensschicht 5 durch ein Meßge
rät durch die Trägerschicht 6 hindurch abgelesen werden
kann, ohne daß das Meßgerät kontaminiert oder verunreinigt
werden kann. Das spritzgegossene Kappilarröhrchen 2 und das
Trägerelement 3 in Fig. 2 können ebenfalls eine Dicke von
etwa 0,127 mm (0,005") bis etwa 0,508 mm (0,020"), vor
zugsweise von etwa 0,254 mm (0,01") bis 0,381 mm (0,015"),
aufweisen. Das Kapillarröhrchen 2 und das Halterungselement
3 können auch aus Metallfolie, z. B. Aluminium, hergestellt
sein, wobei das Halterungselement 3 in diesem Fall eine Dic
ke von etwa 0,0254 mm (0,001") bis 0,076 mm (0,003") auf
weist. Das Kapillarröhrchen 2 und das Halterungselement 3
werden vorzugsweise als einzelne Einheit gegossen oder ge
formt, sie können jedoch auch separat gegossen oder herge
stellt werden und dann zusammengepreßt oder aneinander befe
stigt werden. Das Röhrchen 2 kann eine beliebige gewünschte
Form aufweisen, es kann z. B. zylinderförmig, rechteckig,
quadratisch, elliptisch, usw. ausgebildet sein uni an einer
beliebigen Position in oder auf dem Halterungselement oder
Streifen angeordnet sein, z. B. von einer Position, bei der
es in das Halterungselement eingebettet ist, wobei die Röhr
chenendöffnung am Ende oder an der Seite des Halterungsele
ments oder des Streifens angeordnet ist, bis zu einer Posi
tion, bei der es sich von der Oberfläche des Halterungsele
ments oder des Streifens unter einem Winkel von z. B. von et
wa 15° bis 90° bezüglich der Oberfläche des Halterungsele
ments erstreckt, so lange es mit den Schichten 4 und 5 (oder
17) zusammenwirkt und das gewünschte Probenfluidvolumen in
die Vorrichtung einsaugt und zur Reagensschicht transpor
tiert. Das Röhrchen hat typischerweise eine Länge von etwa
5,1 mm (0,2") und einen Innendurchmesser, gemäß dem eine
Fluidmenge von weniger als etwa 7 µl, vorzugsweise von etwa
1 bis 5 µl und noch bevorzugter von etwa 2 bis 4 µl und am
bevorzugtesten von etwa 3 µl erhalten wird.
Für Fachleute ist offensichtlich, daß die Gesamtdicke
der erfindungsgemäßen zusammengesetzten Teststreifenvorrich
tungen gemäß dem gewünschten Verwendungszweck variieren
kann. Die Gesamtdicke der zusammengesetzten Vorrichtungen
kann etwa 0,152 mm bis etwa 1,016 mm (0,006" bis 0,040")
betragen. Aufgrund der durch Laminieren der verschiedenen
Schichten erhaltenen Stabilität oder Festigkeit können dün
nere Schichtmaterialien verwendet werden, um eine ausrei
chende Stabilität oder Festigkeit zu erhalten. Die Gesamt
dicke einer erfindungsgemäßen Teststreifenvorrichtung ist
jedoch auch durch die notwendige und gewünschte Dicke des
Matrixelements bestimmt, um eine ausreichende Volumenabsorp
tion zu erhalten. Die Form muß nicht flach sein, sondern es
kann eine andere für die Produktionsleistung oder -effizienz
geeignete Form, z. B. eine Zylinderform, oder eine für die
Einfachheit der Handhabung durch den Benutzer geeignete Form
gewählt werden.
Wenn die Fluidtransportschicht bzw. der Filter 17 und
die Membran 5 in das spritzgegossene Kapillarröhrchen- und
Halterungselement 18 gepreßt werden, wie in Fig. 7 und 8
dargestellt, wird das typische Verbundmaterial mit einer
Dicke von etwa 0,127 mm (0,005") bis etwa 0,305 mm
(0,012") an den Barriereelementen 11 und 12 auf eine Dicke
von etwa 0,0254 mm oder weniger und typischerweise von weni
ger als etwa 0,0127 mm (0,0005") zusammengepreßt. Gleich
zeitig bleibt die ursprüngliche Dicke des sich in die Volu
menöffnung erstreckenden Abschnitts der Matrixschicht etwa
oder vollständig erhalten.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen werden geeignet zu
Teststreifen mit geeigneter Größe und Konfiguration zur Ver
wendung durch einzelne Benutzer und in Instrumenten oder
Meßgeräten ausgebildet, die dazu geeignet sind, die Farbe
oder eine andere durch die Teststreifen erzeugte Anzeige zu
messen.
Ein Beispiel eines zum Übertragen eines einen Analyten
enthaltenden Fluids und zum Blockieren von festen Partikeln
geeigneten Materials ist eine Cellulose-Glasfaser-Verbundmatrix,
wie beispielsweise das von Ahlstrom als Teilenummer
1661 oder 162 insbesondere zum Trennen von Vollblut in rote
Blutzellen und im wesentlichen klares Fluid erhältliche Ma
terial. Das Vollblut wird der Kapillare zugeführt und in das
Matrixmaterial eingesaugt. Durch Verwendung eines Kapillar
röhrchens zum Aufnehmen der Probe kann der Patient eine Pro
be von einer von einer Fingerspitze verschiedenen Stelle ab
nehmen, wodurch die Anzahl möglicher Probenentnahmestellen,
von denen eine Körperfluidprobe entnommen werden kann, er
höht wird. Wenn die Probe eingesaugt wird, haften die roten
Blutzellen an den Glasfasern oder an anderen Matrixfasern
an, und das klare Fluid bewegt sich vertikal in den Membran
testbereich, in dem die Trockenreagenzien vorhanden sind.
Die Reagenzien in der Matrix werden durch die Fluidkomponen
te des Vollblutes rehydriert und können dann das Vorhanden
sein und die Konzentration eines oder mehrerer betrachteter
oder zu messender Analyten anzeigen. In die Matrix oder Mem
bran imprägnierte Trennungsmittel können die Trennung roter
Blutzellen unterstützen und die Absorption des im wesentli
chen klaren Fluids in den Testbereich erleichtern. Durch
diese Konfiguration in Verbindung mit den vorstehend be
schriebenen Mikrotitration und Verfahren wird eine präzise
Testvorrichtung bereitgestellt.
Nachstehend ist ein Beispiel zum Herstellen und zur
Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen dargestellt.
40 mg MBTH-S
80 mg DMAB
5 ml Acetonitril und 5 ml Wasser
Verrühren, bis alle festen Substanzen aufgelöst sind
80 mg DMAB
5 ml Acetonitril und 5 ml Wasser
Verrühren, bis alle festen Substanzen aufgelöst sind
6 ml Wasser
10 mg EDTA, Dinatriumsalz
200 mg PolyPep, niedrige Viskosität (Sigma)
0,668 g Natriumcitrat
0,523 g Zitronensäure als hämatokritre gulierendes Mittel
0,2 M Akonitsäurepuffer
3% Polyethylenglykol (PEG) als Tren nungsmittel
0,5% Polyquart als Bindemittel
2,0 ml 6 Gew.-% Gantrez AN-139, gelöst in Wasser (GAF)
30 mg Meerrettichperoxidase, 100 Einhei ten/mg, und 3,0 Glucoseoxidase, 2000 Einheiten/ml
Verrühren, bis alle Substanzen gelöst sind.
10 mg EDTA, Dinatriumsalz
200 mg PolyPep, niedrige Viskosität (Sigma)
0,668 g Natriumcitrat
0,523 g Zitronensäure als hämatokritre gulierendes Mittel
0,2 M Akonitsäurepuffer
3% Polyethylenglykol (PEG) als Tren nungsmittel
0,5% Polyquart als Bindemittel
2,0 ml 6 Gew.-% Gantrez AN-139, gelöst in Wasser (GAF)
30 mg Meerrettichperoxidase, 100 Einhei ten/mg, und 3,0 Glucoseoxidase, 2000 Einheiten/ml
Verrühren, bis alle Substanzen gelöst sind.
20 ml Wasser
420 mg Zitronensäure (als Puffermittel).
Stelle pH-Wert der Zitronensäurelösung durch NaOH auf einen Wert von 4,25 ein.
16,7 mg EDTA
90 mg Gantrez S95, erhältlich von GAF
250 mg Crotein SPA
20500 Einheiten Glucoseoxidase
16200 Einheiten Peroxidase
420 mg Zitronensäure (als Puffermittel).
Stelle pH-Wert der Zitronensäurelösung durch NaOH auf einen Wert von 4,25 ein.
16,7 mg EDTA
90 mg Gantrez S95, erhältlich von GAF
250 mg Crotein SPA
20500 Einheiten Glucoseoxidase
16200 Einheiten Peroxidase
10 ml eines Gemischs aus 3 Volumenteilen
Wasser und 7 Volumenteilen Isopropylal
kohol
13 mg MBTH-S
40 mg ANS
13 mg MBTH-S
40 mg ANS
Polyethersulfonmatrix
Ein Stück einer Polyethersulfonmembran wird gleichmäßig
mit dem Reagens 1a beschichtet, der Überschuß wird wegge
wischt oder abgestreift, und das Material wird getrocknet.
Die Membran wird anschließend auf die gleiche Weise mit dem
Reagens 2a beschichtet und getrocknet. Daraufhin wird die
Membran zu einer in Fig. 1 dargestellten Testvorrichtung
zusammengesetzt. In die Kapillaröffnung wird Vollblut einge
bracht, und der Glucosewert wird von der Vorderseite basie
rend auf der Indikatorreaktion im Testbereich abgelesen.
Claims (14)
1. Streifen zum Testen des Vorhandenseins oder der Konzen
tration eines Analyten in einem Fluid, mit:
einem Halterungselement;
einer Fluidtransportschicht auf einer ersten Seite des Halterungselements;
einer auf der Fluidtransportschicht angeordneten Reagensschicht, die ein bezüglich des betrachteten Ana lyten ausgewähltes Reagens aufweist; und
einem auf der entgegengesetzten Seite des Halte rungselements angeordneten Kapillarröhrchen, das über eine Öffnung im Halterungselement mit der Fluidtrans portschicht kommuniziert, so daß ein in das Röhrchen eingeleitetes Fluid, das einen Analyten enthält, durch das Röhrchen und durch die Fluidtransportschicht fließt und mit dem Reagens in Kontakt kommt.
einem Halterungselement;
einer Fluidtransportschicht auf einer ersten Seite des Halterungselements;
einer auf der Fluidtransportschicht angeordneten Reagensschicht, die ein bezüglich des betrachteten Ana lyten ausgewähltes Reagens aufweist; und
einem auf der entgegengesetzten Seite des Halte rungselements angeordneten Kapillarröhrchen, das über eine Öffnung im Halterungselement mit der Fluidtrans portschicht kommuniziert, so daß ein in das Röhrchen eingeleitetes Fluid, das einen Analyten enthält, durch das Röhrchen und durch die Fluidtransportschicht fließt und mit dem Reagens in Kontakt kommt.
2. Teststreifen nach Anspruch 1, mit:
einer auf der Reagensschicht angeordneten Träger schicht, die bezüglich der Fluidtransportschicht auf der anderen Seite der Reagensschicht angeordnet ist; und
einer in der Trägerschicht ausgebildeten Öffnung zum Beobachten oder Messen der Anzeige des Reagens.
einer auf der Reagensschicht angeordneten Träger schicht, die bezüglich der Fluidtransportschicht auf der anderen Seite der Reagensschicht angeordnet ist; und
einer in der Trägerschicht ausgebildeten Öffnung zum Beobachten oder Messen der Anzeige des Reagens.
3. Teststreifen nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Entlüf
tungsöffnung im Halterungselement, die mit der Flu
idtransportschicht oder mit der Reagensschicht kommuni
ziert, um Luft abzuleiten, wenn Fluid durch das Röhr
chen fließt.
4. Teststreifen nach Anspruch 1, 2 oder 3, mit einem im
Kapillarröhrchen angeordneten Sensor zum elektrischen
Erfassen des Vorhandenseins von Flüssigkeit an vorgege
benen Punkten im Röhrchen.
5. Teststreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit Bar
riereelementen, die ein vorgegebenes Volumen der Flu
idtransportschicht und der Reagensschicht definieren,
die mit dem Röhrchen kommunizieren.
6. Teststreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
das Kapillarröhrchen unter einem Winkel von etwa 15°
bis 90° bezüglich der Oberfläche des Halterungselements
angeordnet ist.
7. Teststreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit ei
ner zwischen dem Röhrchen und der Reagensschicht ange
ordneten Filterschicht zum Trennen suspendierter parti
kelförmiger Materialien aus der vom Röhrchen zur Rea
gensschicht fließenden Flüssigkeit.
8. Teststreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei
das Halterungselement einen vertieften Bereich zum Auf
nehmen der Fluidtransportschicht und der Reagensschicht
aufweist.
9. Verfahren zum Testen eines Fluids hinsichtlich des Vor
handenseins oder der Konzentration eines Analyten, mit
den Schritten:
Bereitstellen eines Teststreifens, mit:
einem Halterungselement;
einer Fluidtransportschicht auf einer ersten Seite des Halterungselements;
einer auf der Fluidtransportschicht angeordneten Reagensschicht, die ein bezüglich des betrachteten Ana lyten ausgewähltes Reagens aufweist; und
einem auf der entgegengesetzten Seite des Halte rungselements angeordneten Kapillarröhrchen, das über eine Öffnung im Halterungselement mit der Fluidtrans portschicht kommuniziert, so daß ein in das Röhrchen eingeleitetes Fluid, das einen Analyten enthält, durch das Röhrchen und durch die Fluidtransportschicht fließt und mit dem Reagens in Kontakt kommt;
Einbringen einer ausreichenden Menge eines Fluids, das einen Analyten enthält, in das Kapillarröhrchen, so daß es auf die Reagensschicht fließt; und
Beobachten oder Messen der Anzeige des Reagens.
Bereitstellen eines Teststreifens, mit:
einem Halterungselement;
einer Fluidtransportschicht auf einer ersten Seite des Halterungselements;
einer auf der Fluidtransportschicht angeordneten Reagensschicht, die ein bezüglich des betrachteten Ana lyten ausgewähltes Reagens aufweist; und
einem auf der entgegengesetzten Seite des Halte rungselements angeordneten Kapillarröhrchen, das über eine Öffnung im Halterungselement mit der Fluidtrans portschicht kommuniziert, so daß ein in das Röhrchen eingeleitetes Fluid, das einen Analyten enthält, durch das Röhrchen und durch die Fluidtransportschicht fließt und mit dem Reagens in Kontakt kommt;
Einbringen einer ausreichenden Menge eines Fluids, das einen Analyten enthält, in das Kapillarröhrchen, so daß es auf die Reagensschicht fließt; und
Beobachten oder Messen der Anzeige des Reagens.
10. Verfahren nach Anspruch 9, mit dem Schritt zum Messen
der Anzeige des Reagens durch ein elektronisches Meßge
rät.
11. Verfahren zum Herstellen eines Streifens zum Testen des
Vorhandenseins oder der Konzentration eines Analyten in
einem Fluid, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Halterungselements mit einem auf einer Seite des Halterungselements angeordneten und über eine Öffnung im Halterungselement mit der entge gengesetzten Seite des Halterungselements kommunizie renden Kapillarröhrchen;
Anordnen einer Fluidtransportschicht auf der ent gegengesetzten Seite des Halterungselements, wobei die Fluidtransportschicht mit der Öffnung im Halterungsele ment kommuniziert; und
Anordnen einer Reagensschicht auf der Fluidtrans portschicht.
Bereitstellen eines Halterungselements mit einem auf einer Seite des Halterungselements angeordneten und über eine Öffnung im Halterungselement mit der entge gengesetzten Seite des Halterungselements kommunizie renden Kapillarröhrchen;
Anordnen einer Fluidtransportschicht auf der ent gegengesetzten Seite des Halterungselements, wobei die Fluidtransportschicht mit der Öffnung im Halterungsele ment kommuniziert; und
Anordnen einer Reagensschicht auf der Fluidtrans portschicht.
12. Verfahren nach Anspruch 11, mit den Schritten:
Anordnen eines Trägerstreifens auf der Reagens schicht auf der bezüglich der Fluidtransportschicht entgegengesetzten Seite; und
Ausbilden einer Öffnung in der Trägerschicht zum Beobachten oder Messen der Reagensanzeige.
Anordnen eines Trägerstreifens auf der Reagens schicht auf der bezüglich der Fluidtransportschicht entgegengesetzten Seite; und
Ausbilden einer Öffnung in der Trägerschicht zum Beobachten oder Messen der Reagensanzeige.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, mit den Schritten:
Vormontieren der Trägerschicht, der Reagensschicht und der Fluidtransportschicht als Teileinheit; und
Anordnen der schichtförmigen Teileinheit auf dem Halterungselement.
Vormontieren der Trägerschicht, der Reagensschicht und der Fluidtransportschicht als Teileinheit; und
Anordnen der schichtförmigen Teileinheit auf dem Halterungselement.
14. Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, mit dem Schrit
ten:
Bereitstellen eines Halterungselements mit einem
vertieften Bereich zum Aufnehmen der Fluidtransport
schicht und der Reagensschicht.
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