DE68921557T2 - Vorrichtung zum Testen einer Flüssigkeitsprobe. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kolorimetrischen Bestimmung einer flüssigen Probe und insbesondere eine Vorrichtung vom trockenen Typ zur kolorimetrischen Untersuchung wenigstens einer Komponente in einer flüssigen Probe, zum Beispiel Körperflüssigkeiten wie Blut.
• Untersuchungen von Körperflüssigkeiten wie Blut sind in Krankenhäusern oder durch Untersuchungs-Experten durchgeführt worden. Seit kurzem, seit der Entwicklung einer Bestimmungs-Vorrichtung, kann ein Patient die Untersuchung leicht, schnell und genau durchführen. Zum Beispiel nimmt der Patient eine Probe einer kleinen Menge seines oder ihres Blutes und bestimmt den Glucosegehalt im Blut, um Nahrungsmittel zu kontrollieren.
• Typische Beispiele für Vorrichtungen vom trockenen Typ sind in den U.S.-Patentnr. 3 298 789 und 3 630 957 und in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 33800/1974 offenbart. Mit der Vorrichtung des U.S.-Patentes wird das gesamte als Probe genommene Blut auf eine Reagenz-Unterlage aufgebracht, die mit einer Schicht aus Ethylcellulose abgedeckt ist. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer wird die Blutprobe mit Wasser ausgewaschen und die entwickelte Farbe der Reagenz-Unterlage wird nachgewiesen. Falls Erythrozyten auf oder in der Reagenz-Unterlage verbleiben, stören sie den Nachweis der entwickelten Farbe. Um eine solche Störung zu vermeiden, wird die Celluloseschicht angebracht, um das Eindringen der Erythrocyten in die Reagenz-Unterlage zu verhindern, wodurch das Entfernen der Erythrocyten erleichtert wird. Bei der Vorrichtung der obigen japanischen Patentveröffentlichung umfaßt eine Reagenz-Unterlage einen wasserfesten Film, der das Eindringen der Erythrocyten in die Reagenz-Unterlage verhindert.
• Verschiedene Spezial-Ausrüstungen sind entwickelt und verwendet worden, um die Kontrolle des Zeitraumes für die Bestimmung und den Nachweis eines Grades an entwickelter Farbe durch den Patienten zu erleichtern und auch zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von Daten. Mit solchen Ausrüstungen durchsticht der Patient einen Blutbehälter und dann sollten er oder sie ein Mittel zur Zeitkontrolle starten im selben Moment, in dem er oder sie einen Blutstropfen auf eine Reagenzschicht der Bestimmungs- Vorrichtung wie einen Bestimmungsstab aufbringt.
• Es ist jedoch einige Geschicklichkeit notwendig, um gleichzeitig das Mittel zur Zeitkontrolle zu starten und den Blutstropfen auf die Reagenzschicht aufzutragen. In den meisten Fällen startet der Patient das Mittel zur Zeitkontrolle gerade nach dem Auftragen des Blutstropfens auf die Reagenzschicht. Daher ist die Zuverlässigkeit der Daten nicht befriedigend. Weiterhin ist es für den Patienten mühsam, gleichzeitig den Blutstropfen aufzutragen und das Mittel zur Zeitkontrolle zu starten. Zusätzlich sollte der Patient nach einer festgelegten Zeit das Blut von der Auftragungsstelle des Blutes wegwischen und anschließend die Bestimmungs-Vorrichtung in das Meßgerät einsetzen. Solche Verfahren sind für den Patienten mühsam und vermindern die Zuverlässigkeit der Daten.
• Von den obigen Problemen kann das mühsame Abwischen des Blutes durch die im U.S.-Patent Nr. 3 992 158, DE-A-3 029 301, den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 21677/1978 und 164356/1980 und in der japanischen Kokai-Patent-Veröffentlichung Nr. 24576/1981 offenbarten Bestimmungs-Vorrichtungen vernachlässigt werden. Zum Beispiel ist die im U.S.-Patent Nr. 3 992 158 offenbarte Vorrichtung ein vielschichtiges integrales Bestimmungselement, umfassend einen transparenten Träger, eine Reagenzschicht und eine poröse Ausbreitungsschicht, die aufeinanderfolgend laminiert sind. Beim Gebrauch breitet sich die Probe, wenn sie auf einen Punkt der Ausbreitungsschicht aufgetragen wird, in einer transversalen Richtung aus und wandert in die Reagenzschicht, wodurch die Farbe in der Reagenzschicht entwickelt wird. Anschließend wird der Grad an Farbentwicklung durch den transparenten Träger beobachtet. Mit einer solchen Vorrichtung wird die Farbentwicklung ohne das Entfernen des aufgetragenen Blutes gemessen. Eine solche Vorrichtung kann jedoch nicht das Problem überwinden, daß die Zeitkontrolle gleichzeitig mit dem Aufgeben des Blutes gestartet werden sollte.
• Um die mühsame Zeitkontrolle zu vermeiden, offenbaren EP-A-256 806 und die japanische Kokai-Patentveröffentlichung Nr. 101757/1988 ein Gerät, das die Blutfarbe und die entwickelte Farbe mit zwei Lichtstrahlen mit verschiedener Wellenlänge messen kann, wobei eine davon von den Erythrocyten und die andere davon durch die entwickelte Farbe von einer zur aufgetragenen Probe entgegengesetzten Seite absorbiert wird. Zur Messung wird ein Blutstropfen auf die Reagenzschicht der Bestimmungsvorrichtung vom trockenen Typ aufgebracht, wie in Fig. 1 dargestellt, die in das Meßgerät eingesetzt wird. Das heißt, daß, wenn der Blutstropfen auf die Reagenzschicht 2, gestützt durch einen Träger 1 der Bestimmungs-Vorrichtung vom trockenen Typ, aufgebracht wird, die Reflexion des Lichtes mit der Wellenlänge, die durch die Erythrocyten absorbiert wird, abnimmt, und der Beginn einer solchen Abnahme der Reflexion wird automatisch durch die Vorrichtung nachgewiesen und als Auftragen von Blut auf die Nachweis-Vorrichtung vom trockenen Typ betrachtet.
• Diese Art von Ausrüstung hat jedoch einen Nachteil dahingehend, daß sie dazu neigt, von Streulicht beeinflußt zu werden. Das heißt, daß bei dieser Ausrüstung das Auftragen der Probe und der Grad an Farbentwicklung beide als Änderungen der reflektierten Lichtmengen am selben Punkt, angezeigt durch den Pfeil C in Fig. 1, gemessen werden. Die Zeitbestimmung des Probenauftrages wird als Änderung der reflektierten Lichtmenge nachgewiesen, wenn die Probe aufgetragen wird. Im allgemeinen wird die Reflexion von Licht in Form eines prozentualen Wertes der von der Reagenzschicht reflektierten Lichtmenge, bezogen auf die von einer weißen Standardplatte aus Magnesiumoxid reflektierten Lichtmenge, ausgedrückt. Bei dieser Ausrüstung ist, da die Lichtmenge vom Reagenz auf der zur durch das Meßlicht beleuchteten Seite entgegengesetzten Seite gemessen werden sollte, die Reagenzschicht zu einem gewissen Grad transparent und daher ist die Lichtmenge, die von einem lichtempfangenden Mittel des Gerätes empfangen wird, eine Summe des durch den Reagenzteil reflektierten Lichtes und des Lichtes von Umgebungs-Lichtquellen (z.B. der Sonne oder Raumbeleuchtung), das durch den Reagenzteil gelangt und das lichtempfangende Mittel emfängt. Bei der Messung mit dieser Ausrüstung, insbesondere wenn der Raum hell ist, wird, wenn ein Finger die Reagenzschicht erreicht, um das Blut aufzutragen, die Oberfläche der Reagenzschicht durch den Finger abgeschattet. Dann wird, obwohl das Blut nicht tatsächlich auf die Reagenzschicht aufgetragen wird, die Reflexion verändert, so daß der Zeitpunkt des Startens der Messung nicht richtig nachgewiesen wird. Zusätzlich kann diese Ausrüstung einen unzureichenden Dynamik-Bereich aufweisen, da das Auftragen der Probe und der Grad der Farbentwicklung beide durch das Messen der Reflexion auf der Reagenzschicht gemessen werden, so daß der Grad der Farbentwicklung durch Verwendung der Reflexion der Reagenzschicht einschließlich des Blutes als ein Hintergrund gemessen wird. Da das Blut nicht nur Licht bei einer spezifischen Wellenlänge absorbiert, sondern auch Licht von der entwickelten Farbe und weiterhin Licht außerhalb des sichtbaren Lichtbereiches, wenn das reflektierte Licht gegen die erythrocytische Komponente als Hintergrund gemessen wird, kann die Abnahme des optischen dynamischen Bereiches nicht vermieden werden. Die Abnahme des optischen dynamischen Bereiches vermindert die Genauigkeit der Messung. Die Transparenz der Reagenzschicht, die zum Nachweis des Auftragens der Probe notwendig ist, ist eine der Ursachen für die Abnahme des dynamischen Bereiches.
• EP-A-207 360 offenbart eine Prüfvorrichtung, umfassend einen Träger, ein aufsaugendes Material, angeordnet auf einem Teil des Trägers, enthaltend ein Reagenzsystem (Reagenzschicht) und einen analyt-permeablen Film, der die Reagenzschicht und den Träger abdeckt (probenaufnehmende Schicht).
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bestiinmungs-Vorrichtung verfügbar zu machen, die den Zeitpunkt des Auftragens der Probe auf der Vorrichtung ohne Fehlfunktion bestimmen kann.
• Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bestimmungs-Vorrichtung verfügbar zu machen, die einen ausreichenden optischen Dynamikbereich aufweist.
• Demnach macht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum kolorimetrischen Nachweis wenigstens einer Komponente in einer flüssigen Probe verfügbar, wie in Anspruch 1 definiert. Weitere Ausführungsformen können in den entsprechenden Ansprüchen gefunden werden.
• Fig. 1 ist ein Querschnitt einer der herkömmlichen Bestimmungs- Vorrichtungen.
• Fig. 2 ist ein Querschnitt einer Ausführungsform der Bestimmungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, und
• Fig. 3 bis 7 sind Querschnitte verschiedener Modifikationen der Bestimmungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
• Eine Basis-Bestimmungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Vorrichtung umfaßt einen zum Beispiel aus einem transparenten Kunststoff-Streifen hergestellten Träger 1. Auf einer Oberfläche von Träger 1 ist eine Reagenzschicht 2 direkt ausgebildet und eine probenaufnehmende Schicht 3 wird bereitgestellt, wodurch Reagenzschicht 2 und ein Teil der Oberfläche von Träger 1 abgedeckt werden. Die probenaufnehmende Schicht 3 deckt nicht notwendigerweise die gesamte Fläche der Reagenzschicht 2 ab.
• Die Reagenzschicht 2 enthält wenigstens ein Reagenz, das mit der zu analysierenden Komponente in der flüssigen Probe reagiert, wodurch eine spezifische Farbe entwickelt wird, und ein lichtreflektierendes Mittel, das als Hintergrund dient.
• Beispiele für die zu analysierende Komponente sind biochemische Gegenstände in klinischen Tests wie Glucose, Galactose, Harnstoff-Stickstoff, Harnsäure, Creatinin, Ammoniak, Gesamtproteine, Albumin, Milchsäure, Glutamat-Pyruvat-Transaminase, Glutamat-Oxalacetat-Transaminase, alkalische Phosphatase, Lactat-Dehydrogenase, Triglycerid, Cholesterin, Phospholipid, Ketonkörper, Bilirubin und Hämoglobin.
• Die Reagenzien, die mit den betreffenden Komponenten reagieren, sind wohlbekannt. Zum Beispiel wird im Fall der Analyse von Glucose eine Kombination aus Glucoseoxidase, Peroxidase und ortho-Toluidin verwendet. Da ortho-Toluidin in einem Maß blau wird, das der Glucosemenge entspricht, wird der Grad an entwikkelter blauer Farbe gemessen, um die Glucosemenge zu bestimmen. Wenn der Ketonkörper analysiert wird, wie offenbart in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 38199/1988, wird eine Kombination aus β-Hydroxybutyro-Dehydrogenase, Nikotinamidadenindinucleotid, Diaphorase und Phenazinmethosulfat verwendet. Mit einer solchen Kombination kann unter den Ketonkörpern β-Hydroxybuttersäure, die als ein Kriterium für Diabetis nützlich ist, quantitativ gemessen werden.
• Beispiele für das lichtreflektierende Mittel sind Metalloxide wie Titandioxid, Magnesiumoxid und Zinkoxid. Das lichtreflektierende Mittel ist nützlich, um die störenden Materialien wie Blutzellen zu entfernen, wenn die Probe von der probenaufnehmenden Schicht zur Reagenzschicht wandert.
• Da die probenaufnehmende Schicht einen Teil des Trägers direkt, wie in Figur 2 gezeigt, abdeckt, ermöglicht sie den Nachweis der Änderung des Reflexionsvermögens auf der Schicht durch ausschließlich den Träger, aber nicht die Reagenzschicht bei einer durch den Pfeil A angezeigten Position auf dem Träger.
• Da der Zeitpunkt der Probenaufgabe bei einer Position nachgewiesen wird, die von der Reagenzschicht getrennt ist, kann das Licht ausreichend an der Reagenzschicht reflektiert werden, so daß der ausreichend weite optische dynamische Bereich erreicht werden kann.
• Um die Probe aufzunehmen und um sie über die probenaufnehmende Schicht zu verteilen, ist die probenaufnehmende Schicht vorzugsweise aus einem hydrophilen porösen Material wie einem Filterpapier, einem Gewebe, einem nicht gewebten Vlies und einem Geflecht hergestellt.
• Verschiedene Modifikationen der Bestimmungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung können beabsichtigt werden.
• Fig. 3 ist ein Querschnitt einer Modifikation. In dieser Vorrichtung wird ein Teil der Reagenzschicht 2 mit einem porösen Material 3' abgedeckt und dann mit einer Netzschicht 3" abgedeckt, die die gesamte Fläche der Reagenzschicht 2 und einen Teil von Träger 1 bedeckt.
• Fig. 4 ist ein Querschnitt einer weiteren Modifikation der Vorrichtung von Fig. 3. Tn dieser Vorrichtung wird über der Netzschicht 3" eine Abdeckung 4 bereitgestellt.
• Fig. 5 ist ein Querschnitt einer zweiten Modifikation. In dieser Vorrichtung bedeckt die probenaufnehmende Schicht 3 einen Teil der Reagenzschicht 2 und einen Teil des Trägers und eine Abdeckung 4 wird über der Reagenzschicht 2 und der probenaufnehmenden Schicht 3 angebracht. Die Vorrichtung von Fig. 5 kann weiterhin wie in Fig. 6 gezeigt modifiziert werden.
• Fig. 7 ist eine Modifikation der Basis-Vorrichtung von Fig. 2 und weist eine Abdeckung 4 auf.
• Wie die Messung unter Verwendung der Bestimmungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, wird erläutert.
• Wie oben ausgeführt, zeigt Fig. 2 eine Basisausführung der Bestimmungs-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. In dieser Vorrichtung bedeckt die probenaufnehmende Schicht 3 den gesamten Bereich der Reagenzschicht 2 und auch einen Teil des Trägers direkt. Der Maßstab in Richtung der Dicke ist für ein leichtes Verständnis vergrößert.
• Bei der Messung wird die Bestimmungs-Vorrichtung in das Bestimmungs-Gerät eingesetzt. Das Gerät weist zwei Sätze von Mechanismen zur Messung des Reflexionsvermögens auf, wobei einer davon direkt das Reflexionsvermögen der probenaufnehmenden Schicht 3 bei der durch den Pfeil A angezeigten Position mißt und der andere davon die Reflexion an der Reagenzschicht 3 an der durch den Pfeil B angezeigten Position mißt.
• Wenn die Probe auf die probenauf nehmende Schicht 3 aufgetropft wird, wird sie über die gesamte Fläche der Schicht 3 ausgebreitet.
• Daraufhin verändert sich das Reflexionsvermögen über der mit dem Pfeil A bezeichneten Position und eine solche Veränderung des Refexionsvermögens wird durch den Mechanismus zur Messung des Reflexionsvermögens gemessen, wodurch das Auftragen der Probe nachgewiesen wird. Aus einer solchen Änderung des Reflexionsvermögens wird die Zeit gezählt. Nach einem vorbestimmten Zeitraum wird das Reflexionsvermögen an der durch einen Pfeil B angezeigten Position gemessen. Wenn die Abdeckung über der Reagenzschicht wie in den Fig. 4, 5, 6 und 7 angebracht wird, kann der Einfluß von Streulicht minimiert werden. Die Abdeckung kann aus einem feuchtigkeitsundurchlässigen Material hergestellt sein. Das gemessene Reflexionsvermögen wird in die Konzentration der betreffenden Komponente umgewandelt, indem eine zuvor produzierte Kalibrierungslinie verwendet wird.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur kolorimetrischen Bestimmung wenigstens einer Komponente in einer flüssigen Probe, wobei die Vorrichtung umfaßt:

einen transparenten Träger,

eine Reagenzschicht, die auf einem Teil einer Oberfläche des Trägers ausgebildet ist und die wenigstens ein Reagenz enthält, das mit einer Komponente in der zu analysierenden Probe reagiert, um eine spezifische Farbe zu entwickeln, die kolorimetrisch gemessen wird, und ein Licht reflektierendes Mittel, und

eine probeaufnehmende Schicht, die wenigstens einen Teil der Reagenzschicht und wenigstens einen Teil der Trägeroberfläche bedeckt, wobei die Zeitbestimmung der Aufbringung der Probe auf die Vorrichtung genau bestimmt wird, da das Reflexionsvermögen der probeaufnehmenden Schicht verändert werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die probeaufnehmende Schicht die gesamte Fläche der Reagenzschicht bedeckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, die darüber hinaus einen Überzug umfasst, der die Reagenzschicht und die probeaufnehmende Schicht bedeckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dies darüber hinaus einen Überzug umfasst, der die probeaufnehmende Schicht bedeckt.