DE19859066C2 - Testvorrichtung für Immunoassays - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Testvorrichtungen für Immunoassays.
Immunoassays, und zwar insbesondere Enzymimmunoassays sind heute
das Mittel der Wahl bei der Bestimmung einer Vielzahl von biologisch
aktiven Substanzen wie beispielsweise Hormonen, Pharmaka, Opiaten,
diagnostisch wichtigen Proteinen usw. und basieren auf der
hochspezifischen Antigen- Antikörper-Reaktion. Bei den
Enzymimmunoassays (EIA) wird die Spezifität der Antigen- Antikörper-
Reaktion mit einer enzymatischen Reaktion gekoppelt, in dem entweder
Antikörper- oder Antigen-Enzym-Konjugate verwendet werden die nach
Zugabe von geeignetem Substrat durch die Messung der Enzymaktivität
des Konjugates bestimmt werden. Man unterscheidet kompetitive und
nicht-kompetitive Assays; bei den erstgenannten verdrängt das zu
bestimmende Antigen ein gleichartiges, aber mit Enzym markiertes
Antigen aus dem Komplex mit dem Antikörper; heute werden meist
monoklonale Antikörper, die spezifisch gegen eine Determinante des
Antigens gerichtet sind, eingesetzt. Im allgemeinen bedient man sich
heute der Festphasentechnik, wobei das Antigen entweder durch direkte
Absorption oder über einen weiteren Antikörper im sogenannten
Sandwich-Assay, an eine feste Phase gebunden wird. Die Detektion
erfolgt bei einer Vielzahl der verwendeten Immunoassays heute im
wesentlichen über teilchenförmige Direktmarkierungsstoffe.
Immunoassays dieser Art sind beispielsweise im europäischen Patent EP 0 284 232 A1
oder im EP 0 291 194 A1 beschrieben; auf diese
Veröffentlichungen wird als Stand der Technik Bezug genommen.
In der DE 44 43 386 C2 wird eine Testvorrichtung für Immunoassays
beschrieben. Die Vorrichtung besteht aus einem porösen Teststreifen,
einer Umhüllung mit Sichtfester, wobei der Teststreifen mit einer flüssigen
Probe in Verbindung gebracht werden kann und beabstandete
Reaktionenszonen zum Nachweis des Hormons HCG Urin aufweist. Die
Umhüllung besteht aus einem Kartonstreifen als Oberteil und einem damit
verbundenen Kartonstreifen als Unterteil.
Die WO 97/26083 A1 betrifft eine Schnelltestvorrichtung für flüssige Proben.
Dabei wird die Probe auf ein Ende eines porösen Analysestreifens
gebracht, wobei das Meßergebnis durch ein Fenster eines Gehäuses
ablesbar ist.
Die WO 88/08534 A1 betrifft eine analytische Testvorrichtung. Die
Testvorrichtung weist ein Gehäuse auf, in das zwei Fenster eingelassen
sind.
Bekannt sind entsprechende analytische Testgeräte, die ggf. ein hohles
Gehäuse aus einem feuchtigkeitsundurchlässigen festen Material
aufweisen und die einen trockenen porösen Träger, meist bestehend aus
Nitrocellulose, enthalten, der, sofern ein Gehäuse vorhanden ist, aus
diesem Gehäuse herausragt und mit einer flüssigen wäßrigen Probe mit
einem Gehalt an der zu untersuchenden Substanz in Verbindung gebracht
werden kann, wobei dieser Träger ein markiertes spezifisches
Bindungsreagenz für die Nachweissubstanz enthält und wobei dieses
markierte Bindungsreagenz in den porösen Träger frei beweglich ist, wenn
dieser sich im feuchten Zustand befindet. Der Träger enthält weiterhin ein
unmarkiertes spezifisches Bindungsreagenz für dieselbe
Nachweissubstanz, welche aber permanent in einem Nachweisbereich auf
dem Trägermaterial immobilisert und daher auch im feuchten Zustand
unbeweglich ist. Wird eine Flüssigkeitsprobe auf den Träger aufgebracht,
so kann diese markiertes Reagenz aufnehmen und danach in den
Nachweisbereich wandern und dort vorzugsweise durch
Direktmarkierungsstoffe sichtbar gemacht werden. Bei den meisten
Ausführungsformen des Standes der Technik gibt es neben diesem
ersten Nachweisbereich einen zweiten, von dem ersten Bereich räumlich
getrennten Bereich, der unmarkiertes spezifisches Bindungsreagenz für
dieselbe Nachweissubstanz enthält, welches immobilisiert und damit
unbeweglich ist, so daß das Analysat, das auf den porösen Träger
aufgebracht wurde, über den ersten Bereich in den zweiten
Nachweisbereich wandern kann und damit auch das Ausmaß, in welchem
das markierte Reagenz im zweiten Bereich gebunden wird, sichtbar
gemacht werden kann. In dieser, im Stand der Technik bevorzugten
Ausführungsform läßt sich somit nicht nur feststellen, ob die Probe die
vermutete biologisch aktive Verbindung enthält, sondern auch überprüfen,
ob die Flüssigkeit weiter in den zweiten Nachweisbereich gewandert ist,
d. h. also, daß der Test korrekt funktioniert hat.
Enzymimmunotests werden für zahlreiche Anwendungen in Kliniken und
Arztpraxen verwendet, aber ein bedeutender und wachsender Markt sind
Schwangerschafts- bzw. Ovulationstests, die von den Frauen selbst
zuhause durchgeführt werden können. Diese Tests finden zunehmend
Käuferinnen; während früher durchschnittlich Frauen einmal pro Jahr
einen Schwangerschaftstest benutzten, geschieht dies nach neueren
Untersuchungen mehrmals, und zwar durchschnittlich vier- bis fünfmal im
Jahr.
Nachteilig an den bisher im Handel erhältlichen Immunotests dieser Art ist
die Tatsache, daß sie relativ hochpreisig sind und außerdem
"müllintensiv", da die heute verwendeten Kunststoffumhüllungen meist
relativ groß und aufwendig sind und aus Kunststoffen bestehen, die nicht
oder kaum abbaubar sind. Bei der Menge der pro Jahr verwendeten
Packungen ist die Belastung durch den anfallenden Kunststoffmüll
keineswegs unerheblich. Im übrigen sind derartige Kunststoffgehäuse
auch vom Preis her aufwendig und tragen damit zu einer Verteuerung des
Produktes bei, was sich gerade auch in Ländern mit einem relativ
niedrigen Durchschnittseinkommen bemerkbar macht.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, die bekannten
Testvorrichtungen für Immunoassays, insbesondere solche für den
Massenbedarf, so weiter zu entwickeln, daß die geschilderten Nachteile
vermieden werden.
Zur Lösung der Aufgabe werden Testvorrichtungen entsprechend
Anspruch 1 vorgeschlagen.
Die erfindungsgemäßen Testvorrichtungen für Immunoassays bestehen
entsprechend dem Stand der Technik aus einem trockenen porösen
Träger, vorzugsweise aus Nitrocellulose, der eine oder mehrere
Reaktionszonen zum Nachweis von biologisch aktiven Substanzen
aufweist. Vorzugsweise hat die Trägermembran eine erste
Reaktionszone, die ein markiertes spezifisches Bindungsreagenz für die
nachzuweisende Substanz enthält, welche innerhalb der porösen
Trägermembran im feuchten Zustand frei beweglich ist. Eine zweite
beabstandete Reaktionszone enthält ein unmarkiertes spezifisches
Bindungsreagenz für die gleiche nachzuweisende Substanz, wobei dieses
unmarkierte Reagenz auf dem porösen Träger permanent immobilisiert
und daher im feuchten Zustand nicht beweglich ist. Die Reaktionszonen
sind so ausgelegt, daß eine flüssige wäßrige Probe das markierte
Reagenz aufnehmen und danach in die Nachweiszone eindringen kann.
Die aufgebrachte Flüssigkeitsprobe kann dann über diese erste Zone
durch Kapillarität aufsteigend in die zweite Reaktionszone eindringen.
Diese Trägermembran ist mit einer Umhüllung mit Sichtfenster dergestalt
versehen, daß ein Teil des Trägers aus dieser Umhüllung herausragt und
mit der flüssigen Probe in Verbindung gebracht werden kann, also
beispielsweise bei Schwangerschaftstests durch Eintauchen dieses Teils
des Trägers in die zu untersuchende Urinprobe.
Der Träger ist eingelagert in eine Umhüllung, die aus einem Ober- und
einem damit verbundenen Unterteil aus Kartonstreifen besteht, bei denen
zumindest das Oberteil ein oder mehrere Sichtfenster zum Ablesen des
Testresultates aufweist und daher so positioniert ist, daß sowohl die erste
wie auch ggf. die zweite Reaktionszone gut sichtbar innerhalb des
Sichtfensters liegen.
Bei der Herstellung der Testvorrichtung wird die Trägermembran zwischen
Ober- und Unterteil der aus Kartonstreifen bestehenden Umhüllung
positioniert und die beiden Teile der Umhüllung werden dann fest
miteinander verbunden, beispielsweise durch Aufbringung einer dünnen
Schicht oder voneinander beabstandeten Flächen eines
druckempfindlichen Klebers oder durch beispielsweise Lackierung der
Innenseiten der Kartonstreifen mit verschweißbaren Polymeren oder in
anderer, dem Fachmann geläufiger Weise. Der Träger selbst sowie das
Sichtfenster werden von der für die Verbindung der Kartonteile
notwendigen Beschichtung mit Kleber oder anderen Substanzen
ausgespart. Die Kleber oder Polymermischungen sollten wasserbasiert
sein, um zu vermeiden, daß nach der Herstellung auch nur noch Spuren
flüchtiger organischer Lösungsmittel vorliegen könnten, die ggf. die
Antikörper- Antigen-Reaktion beeinträchtigen können.
Sowohl Ober- wie auch Unterteil der Umhüllung weisen vorzugsweise an
der der Austrittstelle des Trägers gegenüberliegenden Seite eine in den
Kartonstreifen eingeformte Griffmulde auf.
Die Trägermembran ist vorzugsweise mit einer dünnen transparenten
Kunststoffhülle aus vorzugsweise abbaubaren Kunststoffen ganz oder
teilweise bedeckt, um Einwirkungen von Umwelteinflüssen vom Träger
fernzuhalten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bedeckt
diese dünne Kunststoffhülle die Trägermembran vollständig, ist aber im
Bereich des Austrittes des Trägers aus der Umhüllung abtrennbar, so daß
der aus der Umhüllung herausragende Teil des Trägers, der gleichzeitig
als saugfähige Probenaufnahme beim Test dient, während Transport und
Lagerung geschützt ist, aber diese Hülle in einfacher Weise
beispielsweise durch Perforation in diesem Bereich abgelöst werden kann.
Falls gewünscht, kann statt dessen oder zusätzlich auch die Innenseite
des Oberteils der Umhüllung mit einer dünnen Klarsichtfolie beschichtet
werden, um zu verhindern, daß die Trägermembran beispielsweise durch
Spritzer oder andere Umwelteinflüsse beeinträchtigt wird. In allen Fällen,
in denen die Trägermembran nicht selbst vollständig mit einer Folie
umhüllt ist, ist es empfehlenswert, daß die gesamte Testvorrichtung zum
Schutz bei Transport oder Lagerung nochmals durch beispielsweise eine
verschweißte Kunststoffolie geschützt wird, die vorzugsweise biologisch
abbaubar sein sollte.
Die Außenseiten sowohl des Ober- wie des Unterteils der Umhüllung aus
Kartonstreifen sind in einer bevorzugten Ausführungsform zur Erzielung
einer guten Bedruckbarkeit mit Kunststoff beschichtet oder lackiert;
derartige Maßnahmen zur Verbesserung der drucktechnischen
Eigenschaften sind dem Fachmann geläufig.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:
Abb. 1 stellt die drei wesentlichen Bestandteile des Testvorrichtung in
Draufsicht dar
Abb. 2 zeigt die fertig montierte Vorrichtung in Aufsicht.
Die Testvorrichtung für Immunoassays besteht im wesentlichen aus dem
Oberteil 1 der Umhüllung in Form eines Kartonstreifens sowie dem
Unterteil 2 und dem Träger 3, wobei das Oberteil 1 der Umhüllung
mindestens ein Sichtfenster 4 aufweist. Sowohl das Oberteil 1 wie auch
das Unterteil 2 sind vorzugsweise an einem Ende mit einer Griffmulde 5a,
5b versehen.
Im fertig montierten Zustand liegt der Teststreifen 3 mit seinem aus der
Umhüllung hervorragenden Ende, der Probenahme 7 zwischen den
miteinander verbundenen Ober- und Unterteil 1 bzw. 2 der Umhüllung und
ist zwischen diesen Teilen in an sich bekannter Weise beispielsweise
durch Verklebung oder Verschweißung so positioniert, daß die
Probenaufnahme 7 an der Stelle 6 aus der Umhüllung herausragt. Die
Reaktionszonen, in Abb. 2 als Striche dargestellt, werden so positioniert,
daß sie im Sichtfenster 4 deutlich erkennbar sind.
Vorzugsweise können die Ober- und Unterteile 1 bzw. 2 der Umhüllung
beispielsweise mit einer Markenbezeichnung, Gebrauchsanleitung usw.
bedruckt sein.
Bei der Verwendung dieses Immunoassays wird die Testvorrichtung aus
einer ggf. vorhandenen Schutzhülle entnommen und mit Hilfe der
Griffmulde so weit in die zu analysierende wäßrige Flüssigkeit
eingetaucht, daß die Probenaufnahme sich in der Flüssigkeit befindet und
diese aufgrund der Kapillarität in die Trägermembran aufgenommen wird.
Die zu analysierende Flüssigkeit wandert durch die Trägermembran und
setzt sich in der oder den Reaktionszonen mit den dort vorhandenen
markierten Bindungsreagenzien, die mit einem Direktmarkierungsstoff
versehen sind, um zu visuell sichtbaren Reaktionsprodukten.
Die erfindungsgemäßen Testvorrichtungen enthalten nur noch sehr
geringe Mengen Kunststoff in Form von dünnen Folien, die in der Regel
aus biologisch abbaubaren Polymeren hergestellt werden. Die bisher
üblichen festen Kunststoffgehäuse aus Polyethylen oder Polypropylen und
der daraus entstehende nicht abbaubare Kunststoffmüll entfallen, da die
verwendeten Kartonstreifen in kurzer Zeit vollständig abbaubar sind und
zudem die Verwendung solcher Kartonstreifen zu deutlich verringerten
Herstellungskosten führt.
Claims (7)
1. Testvorrichtung für Immunoassays, bestehend aus einem trockenen
porösen Träger (3) in einer Umhüllung mit Sichtfenster (4), wobei
dieser Träger mit einer flüssigen Probe in Verbindung gebracht
werden kann und beabstandet Reaktionszonen zum Nachweis von
biologisch aktiven Substanzen aufweist,
wobei die Umhüllung aus einem ggf. beschichteten Kartonstreifen als
Oberteil (1) und einem damit verbundenen, ggf. ebenfalls
beschichteten Kartonstreifen als Unterteil (2) besteht, und wobei der
Träger (3) mit einer transparenten Hülle ganz oder teilweise bedeckt
ist.
2. Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Ober- und Unterteil (1, 2) miteinander verklebt oder verschweißt
sind.
3. Testvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung ein oder mehrere Sichtfenster (4) aufweist.
4. Testvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umhüllung auf der dem Austritt des Trägers (6)
gegenüberliegenden Seite eine Griffmulde (5a, 5b) aufweist.
5. Testvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülle im Bereich des Austritts des Trägers (6) abtrennbar ist.
6. Testvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenseiten des Ober- und ggf. des Unterteiles (1, 2) der
Umhüllung mit einer dünnen Klarsichtfolie kaschiert sind.
7. Testvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die außenliegenden Seiten der Kartonstreifen (1, 2) beschichtet
oder lackiert sind.
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