DE2934760A1

DE2934760A1 - Integriertes material fuer die chemische analyse und verfahren zu dessen anwendung

Info

Publication number: DE2934760A1
Application number: DE19792934760
Authority: DE
Inventors: Fuminori Arai; Masao Kitajima; Asaji Kondo
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1978-08-31
Filing date: 1979-08-28
Publication date: 1980-03-13
Also published as: DE2934760C2; JPS5533651A; US4270920A; JPS6151737B2

Description

WIEGAND N:EMAfcN KÖHLER GERNHARDT GLAESER

»ATIHTANWXITI Λ V? V H / O U

Mm Eacopäisdwii Patentamt MÖNCHEN - TELEFON: OOT-5554 76/7 OR. E. WIEGAND TELEGRAMME: KARPATENT

DR.M. KOHLER TElEXi S2»0«S KARP D DIPL-Μβ. C GERNHARDT

HAMBURG WPL-JNG. l· GLAESER

DIPL-INe. W. NIEMANN D-8 0 0 0 MÜNCHEN OF COUNSEL HERZOG-WILHELM-STR.

¥. 43534/79 - Ko/ffi 28. August 1979

Puji Photo PiIm Co., Ltd. Minami Ashigara-shi, Kauagawa (Japan)

Integriertes Material für die chemische Analyse und Verfahren zu-dessen Anwendung

Die Erfindung "betrifft ein Reagenzschichteinheiten umfassendes integriertes Material für die chemische Analyse und ein Verfahren zu dessen Anwendung. Insbesondere "betrifft die Erfindung ein Material, das zur gleichzeitigen Durchführung einer Mehrzahl chemischer Analysen "befähigt ist. Ferner betrifft die Erfindung im speziellen ein integriertes Material, in dem eine Mehrzahl τοη Einheiten, die Terschiedene Reagenzien für

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die chemische Analyse enthalten, unmittelbar auf einem Träger angeordnet ist, so daiS wenigstens ein Teil ihrer Reagenzschichteinheiten in Kontakt miteinander oder in enger Nachbarschaft zueinander innerhalb eines, durch die Diffusion einer Versuchsprobe "begrenzten Verteilungsbzw. Ausbreitungskreises steht, wenn die Probe durch eine poröse Verteilungs- bzw· Ausbreitungsschioht hindurohgeht.

Gemäß der Erfindung wird ein integriertes Material für die chemische Analyse angegeben, welches drei oder mehr Reagenzschichteinheiten auf einem Träger und eine poröse Ausbreitungs- bzw. Verteilungsschicht aufweist, wobei die Einheiten Reagenzien für verschiedene chemische Analysen enthalten und direkt auf einem Träger so angeordnet sind, daß annähernd gleiche Anteile davon eich innerhalb eines Verteilungskreises befinden, der durch die Diffusion einer flüssigen Probe, wenn sie durch die poröse Verteilungsschioht hindurchgeht, definiert ist, und ein Verfahren zur Analysierung von Blut unter Verwendung dieses Materials·

Als Materialien für einfache und rasche trockene, chemische Analysen flüssiger Proben wurden bahnartige, mehrschichtige Materialien für die chemische Analyse gemäß den US-PS 3 526 480, 3 663 374, 3 992 158, 4 042 355, 4 066 403 und 4 050 898 und den gesammelten Aufzeichnungen (Seiten 13, 14, 47, 76 und 118)fttr die 10. Internationale Konferenz der Klinischen Chemie (Mexiao City, 2/26-3/3/78) beschrieben. Derartige mehrschichtige Materialien für die ohemische Analyse basieren auf dem Gedanken, vorerst einen dünnen Film vorzusehen, der ein Reagenz für die Ana-

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lyae in einem Binder, wie "beispielsweise Gelatine enthält und bei der ch.emisch.en Analyse einen Tropfen einer flüssigen zu testenden Probe auf die Bahn aufzubringen. Die Reagenzschicht enthält ein System, das nach Umsetzung mit einer speziellen Komponente in der Probenffiissigkeit zu Parbentwicklung, Färbung oder Entfärbung führt. Der Gehalt der speziellen Komponente in der Probenflüssigkeit entspricht der Farbdichte, und es ist eine quantitative Analyse durch optische Analyse, vorwiegend durch Colorimetric möglich. Anders als bei den üblichen Methoden, sind diese Materialien trockene Materialien für die chemische Analyse und schalten die Notwendigkeit für Reagenzlösungen und Reagenzgläser aus.

Die grundlegende Konstruktion dieser mehrschichtigen Materialien für die chemische Analyse besteht in einer Kombination einer porösen Yerteilungsschicht und einer Reagenzschicht, und die Reagenzschicht ist gelegentlich als mehrschichtige Einheit ausgebildet, in dem deren !Punktionen unterteilt sind, beispielsweise eine erste Reagenzschicht und einer zweite Reagenzschicht, oder zwischen einer Reagenzschicht und einer Tarbentwicklungsschicht eine 3?arbanzeige- oder eine Farbaufnahraeschicht. Manchmal wird eine Zwischenschicht, wie beispielsweise eine Strahlungsblockierungsschicht oder eine Sperrschicht zwischen einer derartigen Mehrzahl von Reagenzschichten angeordnet. Es ergibt sich auch eine Konstruktion, in der die Yerteilungsschicht ein Reagenz enthält und die Verteilung und die Reaktion, auf der die Analyse basiert, integriert sind. In jedem Pail ist es grundlegend, daß die Schichtkonstruktion zwei funktioneile Schichten umfaßt, d.h. eine Verteilungsschicht und eine. Reagenzschicht.

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Eine auf ein derartiges mehrschichtiges Material für die chemische Analyse aufgetropfte flüssige !Probe diffundiert gleichmäßig durch die poröse Verteilungsschicht und dringt in die Reagenzschicht ein, wenn sie mit den darin enthaltenen Reagenzien reagiert.

Die oben erwähnten mehrschichtigen Materialien für die chemische Analyse sind sehr geeignet für eine einfache und rasche chemische untersuchung -flüssiger Proben, welche viele Komponenten enthalten, wie beispielsweise Speichel, Blut, Urin und dergleichen in einem Torgang in trockenem Zustand, wobei keine Reagenzgläser oder Reagenzlösungen verwendet werden. Ein derartiges Material erfordert analytische Reagenzien für die zu analysierenden spezifischen Substanzen, beispielsweise Reagenzien, für die quantitative Analyse von Blut auf Glucose, Harnstoff stickstoff und Amylase. Daher ist es, wenn sechs Substanzen, beispielsweise Bilirubin, Albumin und Cholesterin, außer den obigen drei quantitativ analysiert werden sollen, notwendig, sechs unterschiedliche mehrschichtigen Materialien für jede chemische Analyse zu wählen und einen Tropfen Gesamtblut oder Serum in einer Menge von 15/ÄL auf jedem Material zu verwenden, wonach bei Beendigung der jeweiligen Farbentwieklungsreäktion oolorimetrische Analysen der entsprechenden Materialien durchgeführt werden.

Die oben erwähnten mehrschichtigen Materialien für die chemische Analyse sind ganz ausgezeichnet mit Bezug auf die Einfachheit der quantitativen Analyse, und wenn Bie zum Zweck der chemischen Analyse von Blut verwendet werden, sind diese Materialien zur Analysierung einer

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Substanz je Patient sehr "bequem. Es ist jedoch, übliche Praxis "bei klinischen chemischen Prüfungen, 5 "bis 10 Substanzen an j eda? vom jeweiligen Patienten gesammelten Blutprobe zu überprüfen. Daher ergibt sich "bei der Anwendung der o"ben erwähnten mehrschichtigen Materialien für die chemische Analyse für diesen Zweck ein relativ kompliziertes Verfahren zur Auswahl eines analytischen Materials für jeden der getesten 5 "bis 10 Substanzen, deren Nummerierung und der Aufbringung eines iCropfens Blut auf jedes Material. Ferner ergibt, wenn Tests an vielen Personen durchgeführt werden (was in einem Krankenhaus der Pail wäre), die Auswahl der analytischen Materialien, Nummerierung, Wiederholung der Anwendung und dergleichen ein erhebliches Ausmaß an Arbeit. In dieser Hinsicht wurden Anstrengungen unternommen, die Anzahl derartiger Wiederholungen zu verringern, und es wurde festgestellt, daß unter Verwendung eines integrierten Materials, das so konstruiert ist, daß die notwendige Anzahl der Reagenzien für jede chemische Analyse in eine spezifische Anordnung eingearbeitet ist, beispielsweise radial auf einem !rager, und die zu testende Probe an einem zentral angeordneten Punkt aufgebracht wird, so daß die Probe zu dem jeweiligen analytischen Material diffundiert, die Analyse vereinfacht ist.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in einem integrierten Material, das Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse aufweist, wodurch drei oder mehr chemische Analysen mit einem analytischen Element und einer Anwendung einer flüssigen Probe ermöglicht werden.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in einem integrierten Material, daß Reagenzschichten für die chemische Analyse aufweist, wodurch drei oder mehr chemische

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Analysen unter identischen Bedingungen mit einem analytischen Element und einer Auftragung einer flüssigen Probe durchgeführt werden können.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Verwendung eines integrierten Materials, das eine Mehrzahl von Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse von drei oder mehr Tests umfaßt, wobei ein analytisches Element und eine Aufgabe einer flüssigen Probe angewendet werden.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Verwendung eines integrierten Materials, das Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse umfaßt, das drei oder mehr chemische Analysen oder Tests unter identischen Bedingungen mit einem analytischen Element und einer Anwendung einer flüssigen Probe ermöglicht.

Die Erfindung liefert ein integriertes Material für die chemische Analyse, das drei oder mehr Reagenζschichteinheiten für die chemische Analyse auf einem Träger und eine poröse Verteilungsschicht umfaßt, wobei jede der Reagenzschichteinheiten ein Reagenz für eine unterschiedliche chemische Analyse oder Untersuchung enthält und direkt in Kontakt miteinander oder in enger Nachbarschaft zueinander angeordnet ist. Die Erfindung liefert auch ein Verfahren zur Verwendung eines integrierten Materials, bei dem eine flüssige Probe auf die vorstehend erwähnte Verteilungsschicht (oder -schichten) aufgebracht wird, wodurch die Probe durch die Verteilungsschicht (oder -schichten) verteilt wird und zu den jeweiligen Reagenzschichteinheiten

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eindringt und ein Verfahren zur Analysierung von Blut unter Verwendung dieses Materials.

In den Zeichnungen gehen

Figur" 1 einen Querschnitt der grundlegenden Konstruktion eines integrierten Materfels mit Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse,

Figur 2 ein integriertes Material mit Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse, worin sechs verschiedene mehrschichtige Materialien radial in enger Angrenzung aneinander so angeordnet sind, daß sie einen kleinen Kreis umschreiben, dessen Mittelpunkt der Mittelpunkt des Trägers ist,

Figur 3 einen Querschnitt längs der unterbrochenen linie X² -Y²,

Figur 4 ein integriertes Material mit Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse, worin sechs verschiedene, nicht vervollständigte Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse radial rund um den Zentralpunkt auf einem Träger und in Kontakt miteinander angeordnet sind, wonach eine einzelne gemeinsame Verteilungsschicht auflaminiert ist,

Figur 5 einen Querschnitt längs der unterbrochenen Linie X^4--Y⁴ in Figur 4,

Figur β ein integriertes Material mit Reagenzschichteinheiten Jir die chemische Analyse, worin 8 verschiedene kreisförmige Reagenzschichten so angeordnet sind, daß sie

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in einem Kreis eines speziellen Radius rund um den Mittelpunkt auf einem !Dräger eingeschrieben sind und wobei danach eine gemeinsame kreisförmige Verteilungsschicht auflaminiert ist und

Figur 7 einen Querschnitt längs der unterbrochenen Linie X⁶-Y⁶ in Figur 6

wieder.

Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen besohrieben.

Ein wesentliches Merkmal des integrierten Materials der Erfindung besteht darin, daß die Reagenzschichteinheiten in Kontakt miteinander oder in enger Nachbarschaft zueinander angeordnet sind. Dies bedeutet, daß die Reagenzschichteinheiten derart angeordnet sind, daß wenigstens jeweils ein Teil davon in Kontakt miteinander oder in enger Nachbarschaft zueinander in dem Bereich steht, in dem eine auf eine poröse Verteilungsschicht aufgebrachte flüssige Probe verteilt oder ausgebreitet wird, wenn sie durch die Yerteilungsschicht hindurchgeht und die Reagenzschichten erreichen kann. Vorzugsweise bedeutet dies, daß in dem Bereich, in dem eine flüssige Probe auf eine poröse Verteilungsschicht an einem zentral angeordneten Punkt (nachfolgend als der "Mittelpunkt" bezeichnet) oberhalb der Oberfläche eines Trägers aufgebracht wird, Verteilung durch die Verteilungs- oder Ausbreitungsschicht erfolgt und die Probe die Reagenzschichten erreicht, wobei die Reagenzschiohteinheiten derart angeordnet sind, daß wenigstens ein Teil (z.B. ein Rand) jeder Einheit in Kontakt mit, oder in enger Nachbarschaft zu den anderen steht, so daß Reagenzschicht-

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einheiten mit einem ausreichenden Testbereich zur Verfügung stehen, um die chemische Analyse durch colorimetrische Analyse zu ermöglichen (nachfolgend als "chemischer Analysen"bereich" "bezeichnet). Wenn die poröse Ausbreitungsschicht aus einer einzelen kontinuierlichen und im wesentlichen isotropen Struktur besteht, bildet eine Linie, welche die entferntesten Punkte verbindet, die die auf den Mittelpunkt aufgebrachte flüssige Probe nach Durchgang durch die Verteilungsschicht erreicht, den Umfang eines geschlossenen Kreises oder eine nahezu kreisförmige Figur (Verteilungskreis), dessen Mittelpunkt annähernd der oben definierte Mittelpunkt ist. Vorzugsweise liegen in dem Verteilungskreis gleiche Anteile jeder Reagenzschichteinheit vor.

Wenn die Menge der aufgebrachten Flüssigkeitsprobe~ ©rhöht wird, wird der Verteilungskreis im Verhältnis zu der Menge praktisch ohne Begrenzung größer, und innerhalb des Verteilungskreises erreicht die Flüssigkeitsprobe die Reagenzschichten, jedoch nimmt die Zeitj die zur Verteilung der Flüssigkeitsprobe notwendig ist, grob im Verhältnis zum Durchmesser des Kreises zu. Jodoch ist bei der chemischen Analyse unter Verwendung des integrierten Materials mit den analytischen Materialien gemäß der Erfindung die Menge der aufgebrachten Flüssigkeitsprobe auf eine kleine Menge begrenzt,hauptsächlich, um"die Maßnahmen zu vereinfachen und um die Zeit, die für die zur Analyse erforderlichen Versuchsreihen notwendig ist,(bei- «pielsweise die Zeit von der Aufgabe der Flüssigkeitsprobe bis zur Beendigung der chemischen Analyse) zu verringern. Wegen dieser praktischen Gründe beträgt der Radius des VerteilungskreiseB etwa 3 bis 30 mm und vorzugsweise etwa 3 bis 20 mm, und der chemische Analysenbereich

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muß innerhalb des Verteilungskreises vorliegen. Daher können die ReagenzscMchteinheiten für die chemische Analyse so angeordnet werden, daß der Analysen"bereich innerhalb eines Kreises mit einem Radius von bis zu etwa 30 mm liegt und vorzugsweise bis zu etwa 20 mm rund um den Mittelpunkt.

Beispiele der Anordnung von drei oder mehr· verschiedenen Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse mit einer spezifischen Gestalt sind eine radiale Anordnung, in der der Scheitelpunkt eines Sektors oder jedes Polygons (beispielsweise Dreieck, Rhombus, Rechteck, Quadrat und dergleichen) am Mittelpunkt in Kontakt mit einem anderen steht, oder sich innerhalb eines Kreises mit einem spezifischen Radius rund um den Mittelpunkt befindet; eine Anordnung,in der Polygone, Kreise, Ellipsen, eiförmige Figuren und dergleichen sich innerhalb eines Kreises mit einem spezifischen Radius rund um den Mittelpunkt befinden; eine Anordnung mit kariertem Muster innerhalb eines Kreises mit einem spezifischen Radius rund um den Mittelpunkt und eine unregelmäßige Anordnung innerhalb eines Kreises mit einem spezifischen R_adius rund um den Mittelpunkt· Der oben erwähnte Kreis mit einem spezifischen Radius ist ein Kreis gleich oder kleiner als der Verteilungskreis, unter diesen Anordnungen werden die beiden ersten bevorzugt, well die durch die poröse Yerteilungsschicht verteilte Flussigkeitsprobe die Reagenzschichten in der gleichen Entfernung von dem Mittelpunkt, an dem die Flüssigkeitsprobe aufgegeben wird, Insbesondere mit guter Gleichmäßigkeit (d.h. die Mengen der Flüssigkeitsprobe je Flächeneinheit sind die gleichen) erreicht.

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²⁹³⁴⁷⁶°

Die Anzahl der in das integrierte Material gemäß der Erfindung einzuarbeitenden Reagenzsehichteinheiten für die chemische Analyse "beträgt drei oder mehr und insbesondere vier oder mehr. Im allgemeinen gilt, je größer die Anzahl um so hesser.

Als Träger können eine Platte oder Bahn oder eine laminierte Bahn einer Stärke von etwa 10^m "bis etwa 0,5 mm, "bevorzugt etwa 20/Am his etwa 0,3 mm, die aus einem Material mit guter Transparenz in Nähe des Ultraviolettlichts, sichtbaren Lichts und in Nähe des Infrarofbereichs hergestellt werden, wie beispielsweise Polyester (z.B. Polyäthylenterephthalat), Polycarbonate von Bisphenol, Celluloseester, z.B. Cellulosediacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetathutyrat, Cellulosenitrat, Cellophan, Polystyrol, Polyolefine, z.B. Polyäthylen, Polypropylen, halogenhaltige Viny!polymere, z.B. Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid oder organisches oder anorganisches Glas, verwendet werden. Der Träger kann vollständig oder teilweise an der Peripherie mit einem Rahmen versehen sein. Wenn die oben erwähnten Träger oder andere Träger, z.B. lichtdurchlässige oder undurchlässige Träger, wie beispielsweise aus Papier, Kunststoff, Metallfolie und dergleichen, die mit einem sehr dünnen Film eines Trennmittels, wie beispielsweise Silikonharz und dergleichen überzogen sind, als Träger verwendet werden, ergibt sich ein Schutz, und er kann unmittelbar vor der Analysenmessung durch Abziehen entfernt werden. Wenn ein derartiger entfernbarer Träger verwendet wird, wird es bevorzugt, eine einzige poröse Yerteilungsschicht gemeinsam für die entsprechenden Reagenzsehiehteinheiten vorzusehen, die als tragende Struktur des integrierten Materials befähigt ist.

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Sie jeweilige! Reagenzschichteinheiten können einen gesonderten T_räger enthalten, oder die Einheiten können an einem gemeinsamen träger teilhaben.

Die Konstruktion und Herstellung des Trägers, der Reagenzschicht oder im Pail der Aufteilung der !"unktion der Reagenzschicht, der ersten Reagenzschioht, zweiten Reagenzschicht, Parbentwicklungssohicht, Iferbanzeigeschicht, !Farbaufnahmeschicht, Strahlungsbioekieriragsschicht, Sperrschicht und dergleichen und das Verfahren zur Einarbeitung dieser Schichten in die Reagenzsohichteinheiten für die chemische Analyse können nach den Angaben in den oben erwähnten Patentbeschreibungen durchgeführt werden.

Die Strahlungsblookierungsschicht ist vorzugsweise eine wasserpermeable Strahlungsblookierungsschicht, die aus einem porösen Metallfilm gefertigt ist, oder eine wasserpermeable Strahlungsblockierungsschicht, die ein Metallpulver enthält. Die Konstruktion derartiger Strahlungsblockierungsschiohten, deren Herstellung und Einarbeitung in mehrschichtige Materialien für die chemisohe Analyse können gemäß den Angaben der japanischen Patentanmeldungen 98900/78 und 98902/78 und den US-PS 4 04-2 und 4 114 306 durchgeführt werden.

Die grundlegende Konstruktion des mehrschichtige Materialien für die chemische Analyse umfassenden integrierten Materials gemäß der Erffcdung ist in Figur 1 gezeigt und ist aus drei Komponenten aufgebaut: einem träger 1, darüber liegenden Reagenzsohiohteinbeiten 31 und 32» die in Kontakt miteinander oder in enger Nachbarschaft zueinander rund um den Mittelpunkt 2 auf dem Träger an-

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geordnet sind und einer porösen Verteilungsschicht 40, die zu einer integrierten Form laminiert und fixiert ist. Die Reagenzschichteinheiten 31 und 32 können in Kontakt miteinander am Punkt 2 als Grenze vorliegen, oder können um einen "bestimmten Abstand voneinander festgelegt sein (d.h. in enger Nachbarschaft zueinander).

Die poröse Verteilungsschicht 40 kann eine einheitliche Konstruktion aufweisen, die den Reagenzschichteinheiten 31 und 32 gemeinsam ist, oder sie kann in eine Mehrzahl von Gliedern unterteilt sein, die jeweils den entsprechenden Reagenzschichteinheiten entsprechen. Vorzugsweise wird eine gemeinsame einheitliche poröse Verteilungsschicht verwendet. Dies geht darauf zurück, weil, wenn die Flussigkeitsprobe durch die poröse Verteilungsschicht der einheitlichen Konstruktion verteilt wird (hindurchgeht), die Verteilung der Flussigkeitsprobe im wesentlichen gleichmäßig ist und auf diese Weise die chemische Analyse genauer gemacht wird.

Auf der porösen Verteilungsschicht (d.h. auf der Oberfläche entfernt von der Reagenzschicht) kann eine wasserfeste Schicht mit wenigstens einer kleinen Öffnung wie in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 59888/78 "beschrie-"ben, eine die Wasserverdampfung inhibierende Schicht wie in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 59886/78 oder 59887/78 "beschrieben, oder eine Kombination einer Filterschicht zum Filtrieren in "bestimmter Weise geformter Bestandteile des Bluts wie in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 77177/78 "beschri'e"ben und der wasserfesten Schicht mit wenigstens einer kleinen Öffnung (wobei die wasserfeste Schicht Kontakt mit der porösen Verteilungsschicht aufweist) vorgesehen sein.

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Während des Verfahrens zur Herstellung einer Mehrzahl verschiedener Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse auf dem Träger durch Zusammenflicken, d.h. Schneiden verschiedener fertighergestellter Reagenzschichten für die chemische Analyse zu Formen, wie beispielsweise Kreisen, Sektoren oder Polygonen und deren Anordnung und Bindung auf dem Träger-, oder durch Ausbildung einer Mehrzahl verschiedener Reagenzschichten auf dem Träger durch FIeckaufziehen oder Flicken und anschließende Laminierung und Bindung der porösen Verteilungsschicht darauf durchgeführt werden kann, kann das tatsächliche Verfahren in Abhängigkeit von der Anzahl der zu analysierenden Materialien, der Produktionsmenge, der Kosten und dergleichen frei gewählt werden. Ferner ist es als Mittel zur Unterscheidung der Richtung der auf die integrierten Materialien aufgebrachten Reagenzschichteinheiten oder zur Identifizierung der auf dem integrierten Material angeordneten mehrschichtigen Materialien möglich, jedes der Mehrzahl verschiedener mehrschichtiger Materialien für die chemische Analyse so auszubilden, daß es verschieden aussieht, indem der Mittelpunktswinkel im Fall von Sektoren^ oder die Größe oder Gestalt im Fall von Kreisen oder Polygonen geändert wird.

Bei Verwendung des integrierten Materials, das die Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse aufweist, wird zunächst eine Flüssigkeitsprobe auf die poröse Verteilungsschicht aufgegeben. Der Auftragungspunkt liegt auf der oberen Oberfläche an dem Mittelpunkt oder in Nähe des Mittelpunkts. Das Mittel zur Anwendung umfaßt Pressen oder Verteilen einer Flüssigkeitsprobe, Aufsprühen

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einer Flüssigkeitsprobe und dergleichen, einschließlich sämtlicher Art und Weisen und Behandlungen, sowie solche Arten und Behandlungen, wie indirekter Auftrag einer Fitissigkeitsprobe auf die poröse Verteilungsschieht über eine andere Schicht (oder -schichten), welche die poröse Verteilunggschieht überlagern. Wenn das integrierte Material der Erfindung mit einer wasserfesten Schicht mit wenigstens einer kleinen Öffnung oder einer Filtersehicht als Deckschicht versehen ist, kann durch Aufbringung der Probe auf die kleine Öffnung der wasserfesten Schicht oder auf die Filterschicht an einem Punkt über dem Mittelpunkt die Probe durch die kleine Öffnung in die Filterschicht wandern (wobei irgendwelche bestimtntgeformten Bestandteile, falls sie vorliegen,abfiltriert werden) und erreicht die poröse Verteilungsschicht. Insbesondere wird die Flüssigkeitsprobe von oben in der mit S bezeichneten Richtung an dem Mittelpunkt (Punkt 2 in Figur 1), oder in Nähe des Mittelpunktes aufgegeben, so daß durch eine einzige Auftragung der Flüssigkeitsprobe die durch die poröse Verteilungsschicht verteilte Probe praktisch gleichmäßig über wenigstens die entsprechenden Reagenzschichten der Mehrzahl der verschiedenen, auf dem !rager angeordneten Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse verteilt wird. Eine einzige Auftragung der Flüssigkeitsprobe ist ausreichend. Die so aufgebrachte Flüssigkeitsprobe wird durch die entsprechenden porösen Verteilungsschichten der entsprechenden Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse oder durch die gemeinsame poröse Verteilungsschicht verteilt und erreicht jede Reagenzschicht. Danach wird sie durch jede Reagenzschichteinheit verteilt, wo die Flüssigkeitsprobe mit jedem darin enthaltenen Reagenz unter Herbeiführung einer Farbentwicklung oder Verfärbung (nachfolgend beides als

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"Farbentwicklung" "bezeichnet) reagiert. Hach praktisch vollständiger Beendigung der Farbentwieklung kann jede Farbkonzentration von den Richtungen Y und V^ gemessen werden, um wiederum die entsprechenden chemischen Komponenten der Flüssigkeitsprobe quantitativ zu analysieren.

Wie durch die vorstehenden Erklärungen klargestellt wurde, weist das Verfahren unter Verwendung des integrierten Materials gemäß der Erfindung und einmaligem Aufbringen einer Flüssigkeitsprobe die besonders hervorragenden Merkmale auf, daß die Auftragung oder das Auftreffen der Flüssigkeitsprobe auf jeder Reagenzschichteinheit unter identischen BedingungenT^edem Material "bewirkt wird, was "bedeutet, daß dieses Verfahren mögliche Fehlerfaktoren praktisch ausschaltet oder weitgehend reduziert, die unausweichlich mit der quantitativen Analyse unter Verwendung des jeweiligen Materials für die chemische Analyse verbunden sind.

Das Verfahren unter Verwendung des integrierten Materials gemäß der Erfindung kann auf die Anwendung eines Materials für die chemische Analyse mit zwei oder mehr verschiedenen Reagenzschichteinheiten und einer gemeinsamen oder individuellen porösen Verteilungsschicht auf einem einzigen Träger ausgedehnt werden. In anderen Worten kann, wenn das Material für die chemische Anafyse, obgleich nicht zur Durchführung chemischer Analysen von drei oder mehr Materialien durch eine einzige Auftragung einer Flussigkeitsprobe, ähnlich dem integierten Material der Erfindung ausgebildet, so konstruiert ist, daß die Analysenbereiche aus Reagenzschichteinheiten und der porösen Verteilugnsschioht innerhalb des Verteilungskreises

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angeordnet sind, dann das Verfahren der Erfindung auf ein derartiges Material ausgedehnt -werden. Insbesondere kann das Verfahren der Erfindung in Materialien für die chemische Analyse, in denen zwei verschiedene Reagenzschichteinheiten in Kontakt miteinander oder in enger Nachbarschaft zueinander angeordnet sind, durch Aufgabe einer Flüssigkeitsprobe auf die poröse Verteilungsschicht an einem Punkt längs der Kontaktlinie der beiden verschiedenen Reagenzschichten, z.B. dem Symmetriezentrum des entsprechenden Analysenbereichs in den beiden Reagenzschichten oder deren Hahe durchgeführt -werden.

Beispielhafte Ausführungssformen des integrierten Materials mit mehrschichtigen Materialien für die chemische Analyse gemäß der Erfindung sind schematisch, in den Figuren 2 bis 5 erläutert.

Die Figuren 2 und 3 zeigen ein Beispiel einer integrierten Struktur, in der sechs verschiedene Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse, die jeweils aus einer Reagenzschicht und einer porösen Verteilungsschicht in Form eines Sektors bzw. eines Segments bestehen, radial mit ihren Spitzen an dem Mittelpunkt in enger Nachbarschaft zueinander angeordnet sind. Figur 2 ist eine Aufsicht der obigen Struktur, in der sechs verschiedene Reagenz-Bchichteinheiten für die chemische Analyse 61 bis 66, die in Form von Trapezoiden oder Sektoren bzw. Segmenten geschnitten sindjiund um den Mittelpunkt 2 auf einem transparenten !Dräger 1 radial angeordnet und verbunden sind, so daß ein Ende jedes Materials für die chemische Analyse innerhalb eines Kreises mit einem Radius von 4 mm rund um den Mittelpunkt 2 vorliegt. Die sechs Reagenzschichteinheiten können ohne irgendeinen Raum dazwischen oder, wie in dei

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Figur gezeigt, mit einem Raum 8 von etwa 0,5 "bis 5 mm dazwischen angeordnet werden. Die Bäume zwischen den entsprechenden Materialien für die Analyse und der Zentralteil der radialen Anordnung können "behandelt werden, um sie wasserfest oder wasserabstoßend zu machen.

Figur 3 ist ein scheraatischer Querschnitt längs der unterbrochenen Linie X -Y des integrierten Materials der Figur 2. Die verschiedenen Reagenzschichteinheiten für die Analyse 61 und 64 sind rund um den Mittelpunkt 2 auf dem transparenten Träger 1 angeordnet. Die Einheiten 61 und 64 sind als solche mit transparenten Trägern 51 und 54» Reagenzschichten 31 und 34 und porösen Verteilungsschichten 41 bzw. 44 erläutert. Die transparenten Träger 51 und 54 können weggelassen werden. Auf den Mittelpunkt 2 werden 50 bis 90/i/l einer Flüssigkeitsprobe aus der Richtung S aufgegeben. Die Farbdichten aufgrund der Farbentwicklungen in den Reagenzschichten in den entsprechenden Materialien werden aus den Richtungen V und V^ wiederum durch die quantitative Colorimetrie gemessen. Der Träger ist im Prinzip eben, kann jedoch auch konisch mit dem Mittelpunkt entweder als Spitze oder Boden sein. Die Materialien für den Träger sind besonders bevorzugt ein trmeparentes organisches oder anorganisches Glas oder eine photographische (Kunststoff) Filmgrundlage. Ee kann auch ein blfcßer weicher transparenter Film oder ein dünner welcher transparenter Film mit einem Rahmen verwendet werden, oder der Träger kann auf der Verteilungsschicht vorgesehen werden, jedoch ist in diesem Fall die Richtung der Auftragung umgekehrt zu der Richtung S.

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Die Figuren 4 und 5 zeigen eine integrierte Struktur, in der dreieckig geformte Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse ohne damit laminierte Verteilungsschichten, d.h. solche, die aus Reagenzschichten oder Reagenzschichten plus Trägern "bestehen, um den Mittelpunkt 2 radial angeordnet und integriert sLnd und in Kontakt miteinander durch Überziehen oder Aneinanderstükkeln oder Flicken stehen, und wonach dann eine kreisförmige poröse Verteilungsschicht konzentrisch mit dem Mittelpunkt daraufylaminiert wird und anschließend zusammenfixiert werden. Figur 4 ist eine Draufsicht einer derartigen Struktur. Zunächst werden sechs Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse 71 "bis 76 in Form regulärer Dreiecke mit den Ecken in Eontakt miteinander um den Mittelpunkt 2 auf einer Trägerplatte "bzw. -pappe radial angeordnet und fixiert. Dann wird eine einzelne poröse Verteilungsschicht 49 in Form eines Kreises oder Polygons mit einem Radius von etwa 1,5 bis 4 cm rund um den Mittelpunkt darauf laminiert und fixiert, wo"bei eine poröse Verteilungsschicht gebildet wird, die den sechs Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse gemeinsam ist und somit die integrierte Struktur vervollständigt wird.

Figur 5 ist ein schematischer Querschnitt längs der unterbrochenen Linie Χ7-ΥΛ der obigen Struktur 4.

Dort liegen Reagenzschichteinheiten für die chemisohe Analyse 71 und 74 vor, die aus transparenten Trägern 51 und 54 und Reagenzschichten 31 und 34 (die leine porösen VerteäLungsschichten enthalten) auf einem Träger vor, auf den eine poröse Verteilungsschicht 49*die beiden Materialien gemeinsam ist, auflaminiert und damit verbunden ist, um das integrierte Material für die chemische

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Analyse zu vervollständigen.

In ähnlicher Weise wie im Fall des integrierten Materials in Figur 2 erfolgt die Aufgabe einer Flüssigkeitaprobe von der Richtung S, und die quantitative ooloriiaetrische Analyse wird aus den Richtungen Y und Tr durchgeführt. Hier ist es auch möglich., eine Struktur ohne !rager 51 und 54 für die entsprechenden Materialien zu bilden, d.h. eine Struktur, in der verschiedene dreieckig— geformte Reagenzschichteinheiten radial in Eontakt miteinander zwischen dem gemeinsamen Träger und dar gemeinsamen porösen Verteilungsschicht angeordnet sind· Ferner ist auch in Figur 1 die Struktur, in der der Träger 1 von seiner ursprünglichen Stellung auf die Vertelungsechioht gebracht wurde, durchführbar. In diesem Fall muß der Träger eine geeignete kleine Öffnung (oder öfrfiwgen) über dem Mittelpunkt 2 aufweisen, damit die aufgebrachte Flüssigkeitsprobe hindurchpassieren kann.

Die Figuren 6 und 7 zeigen ein anderes Beispiel des integrierten Materials. In diesem Beispiel sind acht kreisförmige Reagenzschichten 71 bis 78 getrennt voneinander auf einem Träger angeordnet, so daß sämtliche Kreise von einem Kreis mit einem spezifischen Radius rund um den Mittelpunkt 2 umschrieben sind, und eine einzige kreisförmige poröse Verteilungsschicht 49 ist darauf vorgesehen· Figur ist eine Aufsicht dieses integrierten Materials,unf Figur ist ein schematischer Querschnitt längs der unterbrochenen

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linie X -T der Figur 6. Eine Flüssigkeitsprobe wird auf die poröse Verteilungs schicht 49 an einem Punkt oberhalb des Mittelpunktes 2 von der Richtung S aufgebracht, und die quantitative color!metrische Analyse wird von den Richtungen V und V⁵ durchgeführt.

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Obgleich die vorliegende Erfindung für integriertes Material, das unter Verwendung von sechs und acht Reagenzsehichteinheiten für die chemische Analyse konstruiert istf beschrieben wurde, erübrigt es sich, darauf hinzuweisen, daß es möglich ist, integriertes Material der Erfindung unter Verwendung von drei oder mehr Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse aufzubauen .

Die Merkmale der integrierten Materialien für die chemische Analyse gemäß der Erfindung im Vergleich zu den üblichen mehrschichtigen Materialien für die chemische Analyse sind folgende.

Vor allem erfordern übliche mehrschichtige Materialien für die chemische Analyse ein Analysenmaterial je Testmaterial, es ist daher notwendig , eine Mehrzahl von Analysenmaterialien auszuwählen und zu nummerieren. Im Gegensatz dazu ersparen die integrierten Materialien gemäß der Erfindung, da sie einen Satz der notwendigen Anzahl an Analysenmaterialien auf einem einzigen entsprechenden Träger angeordnet enthalten, erhebliche Mühe in der Auswahl und Anzahl, und ferner sind sie so kompakt, daß Lagerraum eingespart wird.

Während übliche mehrschichtige Materialien gesonderte Anwendungen einer Flussigkeitsprobe für jede zu analysierende Substanz erfordern, was bedeutet, daß es notwendig ist, Flussigkeitsproben so oftmals entsprechend der Anzahl der zu analysierenden Substanzen aufzubringen, ermöglichen die integrierten Materialien gemäß der Erfindung eine Anzahl von Analysen mit einer einzigen Anwendung einer Flüssig-

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keitsprobe. Somit ist der analytische Vorgang erheblich vereinfacht,und es ergibt sich weniger Möglichkeit von Betriebsfehlern. Darüberhinaus ist, wenn automatisierte Auftragung angewendet wird, daß System der Erfindung viel einfacher zu handhaben im Vergleich zu den üblichen Systemen .

Insbesondere wenn die integrierten Materialien auf dem Gebiet der chemischen Analyse von Blut eingesetzt werden, indem ein Bogen oder eine Platte zur Verfügung steht, bei dem die Reagenzschichteinheiten für die chemische Analyse zur Analysierung einer Mehrzahl von für die eilige Untersuchung notwendigen Substanzen ausgebildet ist, ist es möglich, die notwendige Anzahl von Untersuchungen in einer kurzen Zeit unter Anwendung eines derartigen Bogens und durch eine einzige Auftragung einer Blutprobe durchzuführen. Daher liefert das Material der Erfindung ein sehr geeignetes Analysemittel für die Anwendung bei Notfällen.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, ohne darauf begrenzt zu sein.

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Claims

Pa tentansprüche

ft

λ <« Integriertes Material für die ehemische Analyse, gekennzeichnet durch drei oder mehr Reagenssschichteinheiten auf einem !rager und eine poröse Verteilungsschicht, wobei die Einheiten Reagenzien für verschiedene chemische Analysen enthalten und unmittelbar auf einem Träger so angeordnet sind, daß etwa gleiche Anteile davon in einem durch die Diffusion einer Flüssigkeitsprobe, wenn sie durch die poröse Verteilungsschicht wandert, "begrenzten Verteilungs kreis liegt.
2. Integriertes Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenzschichteinheiten in Porra von Sektoren vorliegen, die radial rund um den Mittelpunkt des Verteilungskreises angeordnet sind·
3. Integriertes Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren in radialem Kontakt miteinander vorliegen.
4. Integriertes Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenzschichteinheiten in Form von Dreiecken vorliegen, die radial rund um den Mittelpunkt des Verteilungskreises angeordnet sind.
5. Integriertes Material nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreiecke in radialem Kontakt miteinander stehen.
6. Integriertes Material nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Reagenzschichteinheiten in Form von Kreisen vorliegen, die radial rund um den Mittelpunkt des Verteilungskreises angeordnet sind.
7. Integriertes Material nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Heagenzschichteinheiten verschiedene Formen aufweisen, so daß sie in einfacher Weise voneinander identifiziert werden können.
8. Integriertes Material nach Anspruch 1_;t>is 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenzschichteinheiten in Eontakt miteinander stehen und vollständig innerhalb des Verteilungskreises angeordnet sind.
9. Integriertes Material nach Anspruch 1 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenzschichteinheiten gleiche Flächen aufweisen.
10. Integriertes Material nach Anspruch 1 his 9, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Verteilungsschicht in poröse Verteilungssohiohteinheiten entsprechend den jeweiligen Reagenzschichteinheiten unterteilt ist.
11. Integriertes Material nach Anspruch 1 bis 10, daduroh gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine Filtersbhicht aufweist.
12. Integriertes Material nach Anspruch 1 his 11, daduroh gekennzeichnet, daß das Material zusätzlich eine wasserfeste Schicht mit wenigstens einer darin befindlichen öffnung aufweist.

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13. Integriertes Material nach Anspruch. 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung dem Mittelpunkt des Verteilungskreises entspricht.
14· Integriertes Material nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zusätzlich eine Strahlungsblockierungsschicht aufweist.
15· Integriertes Material nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Reagenzschichteinheiten ein Reagenz für die Analyse von Glucose HarnstoffStickstoff, Amylase, Bilirubin, Albumin und Cholesterin enthält.
16. Integriertes Material nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenzschichteinheiten Reagenzien enthalten, die mit chemischen Komponenten der flüssigen Testprobe unter Herbeiführung einer Änderung des Farbwertes der Reagenzschicht reagieren.
17. Verfahren zur chemischen Analyse, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Tropfen einer flüssigen Testprobe auf die Verteilungsschicht eines integrierten Materials für die chemische Analyse aufgebracht werden, das drei oder mehr Reagenzschichteinheiten auf einem Träger und eine poröse Verteilungsschicht aufweist, wobei die Einheiten Reagenzien für verschiedene chemische Analysen enthalten und unmittelbar auf einem Träger angeordnet sind, so daß etwa gleiche Anteile davon innerhalb eines durch die Diffusion einer Flüssigkeitsprobe, wenn sie durch die poröse VertedLungsschicht wandert, definierten VerteilungskreiBes vorliegen und die Reagenzschichte inhe it en oolorimetrisch analysiert werden.

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18. Verfahren zur chemischen Analyse von Blut, dadurch, gekennzeichnet, daß eine Blutprobe auf die poröse Verteilungsschicht eines integrierten Materials für die chemische Analyse aufgebracht wird, welches drei oder mehr Reagenzschichteinheiten auf einem Träger und eine poröse Verteilungsachicht aufweist, wobei die Einheiten Reagenzien für unterschiedliche chemische Analysen enthalten und unmittelbar auf einem Träger angeordnet sind, so daß etwa gleiche Anteile davon innerhalb eines durch die Diffusion einer Flussigkeitsprobe, wenn sie durch die poröse Verteilungsschicht hindurchgeht, definierten Verteilungskreises vorliegt, und die Reagenzschichteinheiten colorimetrisch analysiert werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe aus einer Gesamtblutprobe besteht.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch, gekennzeichnet, daß die Reagenzschichteinheiten Reagenzien enthalten, welche mit chemischen Komponenten des Bluts unter Herbeiführung einer Veränderung des Farbwertes der Reagenzschicht reagieren.

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