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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf
eine verbesserte Vorrichtung zur Untersuchung eines vorher ausgewählten Analyten,
wie z. B. eines Antigens, in einer Körperflüssigkeit, wie z. B. Urin. Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung mit
einer neuartigen Durchströmungszelle,
die ein durch hydraulischen Druck induziertes Fluten des Analysematerials
verhindert, das in der Vorrichtung angeordnet ist, wenn Urin von
einem Urinstrom direkt auf das Analysematerial aufgebracht wird.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es wurde eine Vielzahl von Ligand-Rezeptor-Analysen
entwickelt, um das Vorhandensein eines vorher ausgewählten Analyten
in einer Körperflüssigkeit
nachzuzuweisen. Typischerweise beinhalten diese Analysen Antikörper-Antigen-Wechselwirkungen,
synthetische Konjugate, die radioaktiv, enzymatisch, spektroskopisch oder
visuell beobachtbare Markierungen umfassen, und speziell ausgelegte
Reaktor-Kammern. In den meisten Untersuchungen gibt es einen Rezeptor
(beispielsweise einen Antikörper)
der für
den vorher ausgewählten Analyten
spezifisch ist (beispielsweise ein Antigen) und eine Einrichtung
zum Nachweis des Vorliegens und/oder der Menge des resultierenden
Rezeptor-Analyt(beispielsweise Antikörper-Antigen-) Komplexes. Die meisten
heutigen Analyseeinrichtungen sind so ausgelegt, dass sie eine quantitative
Bestimmung durchführen,
doch ist in vielen Fällen
alles was erforderlich ist, ein qualitatives Ergebnis, das heißt ein positives
oder negatives Signal. Beispiele derartiger qualitativer Analysen
schließen
beispielsweise Schwangerschaftstests, Eisprung-Tests sowie eine Vielzahl anderer Arten
von Urinanalysen ein. Bei diesem Test werden visuell beobachtbare
Signale, wie z. B. das Vorhandensein einer Agglutination oder einer
Farbänderung
bevorzugt.
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Die Analysen oder Untersuchungen
werden in optimaler Weise unter Verwendung von Einzelschritt-Geräten durchgeführt, bei
denen der einzige Schritt, den der Benutzer vor der Beobachtung
des Ergebnisses ausführen
muss, das Aufbringen der zu untersuchenden Probe auf das Gerät ist. Einzelschritt-Geräte vermeiden
daher die Notwendigkeit, nach dem Aufbringen der Probe eine Serie
von Handhabungen durchzuführen,
die zeitraubend sein können
und/oder Fehler in das Endergebnis einführen können. Entsprechend wurden verschiedene
Einzelschritt-Geräte, beispielsweise
die, die in der internationalen Veröffentlichung WO 88/08534 vom
3. November 1988 beschrieben wurden, entwickelt und sind im Handel
erhältlich.
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Das Einzelschritt-Gerät, das in
der internationalen Veröffentlichung
WO 88/0853? beschrieben ist, umfasst eine hohle Umschließung, die
poröses
Analysematerial enthält,
das mit der Aussenseite der Umschließung über ein Flüssigkeitsproben aufnehmendes
Element in Verbindung steht. Im Betrieb bringt der Benutzer eine
flüssige
Testprobe auf das die Flüssigkeitsprobe
aufnehmende Element auf, das aus dem Gehäuse vorspringt. Danach tritt
die Flüssigkeitsprobe
beim Durchlaufen des Trägermaterials
in die Umschließung
ein und bewegt sich zu einem Auffangbereich, der auf dem Trägermaterial
angeordnet ist. Der Auffangbereich umfasst eine Einrichtung zum
Binden eines vorausgewählten
Analyten. Wenn die Flüssigkeitsprobe
den Auffangbereich erreicht und unter der Annahme, dass die Flüssigkeitsprobe
den Analyten enthält,
bindet sich der Analyt an den Auffangbereich. Der gebundene Analyt
kann nachfolgend in dem Auffangbereich sichtbar gemacht werden.
Eine ähnliche
Gerätekonfiguration
ist in der internationalen Veröffentlichung
WO 92/01226 vom 23. Januar 1992 gezeigt.
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Die US-5354692 offenbart ein chromatografisches
Analysegerät
für die
Feststellung eines Analyten in einer Flüssigkeitsprobe. Das Dokument
beschreibt das Fluten einer Umschließung des Gerätes und
schlägt vor,
dass dies dadurch berücksichtigt
werden könnte,
dass das Gerät
mit einer Unterteilungseinrichtung versehen wird, die die Strömung der
Flüssigkeit
von den flüssigkeitsdurchlässigen Materialien
zu dem Dochtmaterial steuert.
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Es wurde jedoch festgestellt, dass
sich ungültige
Testergebnisse aus der Verwendung von Einzelschritt-Geräten ergeben
können,
insbesondere bei Geräten,
bei denen die Flüssigkeitsprobe
direkt von einem Flüssigkeitsstrom
durch eine von der Umschließung
gebildete Urin-Einlassöffnung
auf das darin eingeschlossene Analysematerial aufgebracht wird.
Entsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Einzelschritt-Nachweisgerät
zum zuverlässigen
Nachweis des Vorhandenseins eines vorausgewählten Analyten in der Körperflüssigkeit
zu schaffen, wenn die Körperflüssigkeit,
das heißt
Urin, direkt von einem Flüssigkeitsstrom,
das heißt
einem Urinstrom, auf ein Analysematerial aufgebracht wird, das in
dem Gerät
angeordnet ist. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren
zum Nachweis eines vorausgewählten
Analyten unter Verwendung eines Einzelschritt-Gerätes der
hier beschriebenen Art zu schaffen. Es ist ein weiteres Ziel der
Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung eines Einzelschritt-Nachweisgerätes des
hier beschriebenen Typs zu schaffen.
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Diese und andere Ziele und Merkmale
der Erfindung werden aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den
Ansprüchen,
die folgen, klarer verständlich.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ergibt
ein schnelles, empfindliches und zuverlässigeres Gerät und Verfahren
zum Nachweis des Vorhandenseins von Analyten in einem Flüssigkeitsstrom.
Die Verwendung des vorliegenden Gerätes und des Verfahrens ergibt
ein System zur Messung des Vorliegens eines vorausgewählten Analyten
in einer Körperflüssigkeit,
speziell Urin, das eine minimale Anzahl von Verfahrensschritten
beinhaltet und in reproduzierbarer Weise zuverlässige Ergebnisse ergibt, selbst
wenn es von ungeübten
Personen verwendet wird.
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Es wurde festgestellt, dass während der
Verwendung von Einzelschritt-Geräten,
insbesondere von Geräten,
bei denen die untersuchende Flüssigkeitsprobe
direkt von einem Flüssigkeitsstrom
auf Analysematerial aufgebracht wird, das in der Gehäuseumschließung eingeschlossen
ist, falsche oder in anderer Weise ungültige Ergebnisse in Folge eines
durch ein durch den Hydraulikdruck hervorgerufenes Fluten des Analysematerials
entstehen können.
Das Eintreten einer Flutung beeinträchtigt die Zuverlässigkeit
und daher den kommerziellen Wert des Testkits. Entsprechend verwendet
das Einzelschritt-Gerät
und das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung ein verbessertes Gerätegehäuse, das
eine durch den hydraulischen Druck induzierte Flutung des darin
befindlichen Analysematerials zu einem Minimum macht, wodurch die
Zuverlässigkeit
des Testergebnisses beträchtlich
vergrößert wird.
Insbesondere wurde festgestellt, dass die Einführung der Auslassöffnungen
in der Umschließung
dramatisch die Zuverlässigkeit
des Testkits verbessert und dabei praktisch das Auftreten eines
Flutens verhindert.
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In ihrem breitesten Aspekt ergibt
die Erfindung ein Gerät
gemäß dem beigefügten Anspruch
2.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Analysematerial ein Sorptionsmaterial, das einen Urinproben-Aufbringungsbereich
bildet, der von dem Auffangbereich entfernt angeordnet ist. Das
Sorptionsmaterial ermöglicht
einen Transport des Urins zwischen dem Urinproben-Aufbringungsbereich
und dem Erfassungsbereich durch Sorption. Wenn daher Urin von einem
Urinstrom durch die Urin-Einlassöffung
auf den Urinproben-Aufbringungsbereich gelenkt wird, so bewegt sich
der Analyt in dem Urin durch Sorptionstransport von dem Urin-Aufbringungsbereich
zu dem Auffangbereich, worauf sich der Analyt an dem Auffangbereich
bindet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
bildet das Gehäuse
drei Auslassöffnungen,
die mit Abstand um die Urin-Einlassöffnung herum angeordnet sind,
um es in die Umschließung über die
Urin-Einlassöffnung
eintretendem Urin zu ermöglichen,
das Gehäuse
zu verlassen. Die Auslassöffnungen
machen daher die Ansammlung von Urin in der Umschließung zu
einem Minimum und verhindern damit ein durch hydraulischen Druck
induziertes Fluten des Analysematerials, das darin angeordnet ist.
Bei einer anderen Ausführungsform befindet
sich das Fenster zur Betrachtung des Auffangbereichs auf einer Seite
des Gerätegehäuses, die
der Urin-Einlassöffnung gegenüberliegt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
umfasst das Gerät
weiterhin ein Rippenelement, das einen Damm bildet, der im Inneren
der Umschließung
angeordnet ist, um hydraulisch angetriebenen Urin an einem Fluten der
Umschließung
zu hindern. Das Rippenelement kann entweder durch eine Innenoberfläche der
Umschließung
gebildet sein, die während
der Herstellung der Umschließung
gebildet wird, oder es kann ein getrenntes Bauteil sein, das bei
der Montage in das Gerät
eingesetzt wird.
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In einer bevorzugten Hinsicht ergibt
die Erfindung ein Gerät,
das eine äußere Umschließung und
ein in der Umschließung
angeordnetes Analysematerial zum Nachweis des Vorhandenseins eines
Analyten in dem Urinstrom aufweist. Die äußere Umschließung bildet
die folgenden Merkmale, die Folgendes einschließen: (1) ein hohles Gehäuse zur
Aufnahme des Analysematerials; (2) eine Urin-Einlassöffnung an einem proximalen
Ende der Umschließung,
um es direkt von einem Urinstrom aufgebrachten Urin zu ermöglichen,
in die Umschließung
einzutreten; (3) ein Fenster an einem distalen Ende der Umschließung zur
Betrachtung eines Auffangbereichs auf dem Analysematerial; und (4)
zumindest eine Auslassöffnung,
um es überschüssigem Urin,
der in das Gehäuse
durch die Urin-Einlassöffnung
eintritt, zu ermöglichen,
die Umschließung
zu verlassen, wodurch eine durch einen Hydraulikdruck hervorgerufene
Flutung der Umschließung
zu einem Minimum gemacht wird. Das in der Umschließung eingeschlossene
Analysematerial bildet (1) einen Urinproben-Aufbringungsbereich,
(2) einen Analyt-Auffangbereich und (3) einen Strömungsmittel-Strömungspfad,
der den Urinproben-Aufbringungsbereich und den Analyt-Auffangbereich
miteinander verbindet. Der Urinproben-Aufbringungsbereich befindet
sich benachbart zu und in Strömungsmittelverbindung
mit der Urin-Einlassöffnung, während der
Analyt-Auffangbereich
benachbart zu dem Betrachtungsfenster liegt. Der Strömungsmittel-Strömungspfad
transportiert die Urinprobe durch Sorption zwischen dem Urinproben-Aufbringungsbereich
und dem Auffangbereich derart, dass wenn ein Urinstrom durch die
Einlassöffnung
auf den Urinproben-Aufbringungsbereich gelenkt wird, der Analyt
in dem Urin sich durch Sorptionstransport entlang des Strömungspfades des
Analysematerials zu dem Erfassungsbereich bewegt, worauf sich der
Analyt an den Auffangbereich bindet.
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In einer anderen Hinsicht ergibt
die Erfindung ein Verfahren zum Nachweis des Vorliegens eines Analyten
in einem Urinstrom, von dem vermutet wird, dass er den Analyten
enthält,
gemäß dem beigefügten Anspruch
12.
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Ein Verfahren zur Herstellung eines
Gerätes
zum Nachweis eines Analyten in einem Urinstrom ergibt sich weiterhin
gemäß dem beigefügten Anspruch
13.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nunmehr
speziell unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben
und ist in diesen erläutert,
ist jedoch nicht hierauf beschränkt,
wobei in den Zeichnungen:
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1A eine
Draufsicht einer ersten Ausführungsform
einer Umschließung
ist, die für
das Gerät
der vorliegenden Erfindung brauchbar ist, wobei das Betrachtungsfenster
gezeigt ist;
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1B eine
Längsseitenansicht
des Gerätes
nach 1A ist, das die Auslassöffnung zeigt;
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1C eine
Unteransicht des Gerätes
nach 1A ist, die die
Urin-Einlassöffnung zeigt;
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1D eine
Endansicht des proximalen Endes des Gerätes nach 1A ist,
die eine Auslassöffnung zeigt;
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1E eine
perspektivische Ansicht eines derzeit bevorzugten Gerätes ist,
das gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist; und
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1F eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht ist, die eine Auslassöffnungs-Ansicht zeigt.
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2A eine
Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform
der Umschließung
ist, die bei dem Gerät
gemäß der vorliegenden
Erfindung brauchbar ist und eine Auslassöffnung und ein Betrachtungsfenster
zeigt;
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2B eine
Längsseitenansicht
des Gerätes
nach 2A ist;
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2C eine
Unteransicht des Gerätes
nach 2A ist, die die
Urin-Einlassöffnung zeigt;
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2D eine
Endansicht des proximalen Endes des Gerätes nach 2A ist; und
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2E eine
perspektivische Ansicht eines Gerätes ist, das gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist.
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3A eine
Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform
einer Umschließung
ist, die für
das Gerät
nach der vorliegenden Erfindung brauchbar ist und die Fensteröffnung zeigt;
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3B eine
Längsseitenansicht
des Gerätes
nach 3A ist;
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3C eine
Unteransicht des Gerätes
nach 3A ist, die die
Urin-Einlassöffnung zeigt;
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3D eine
Endansicht des proximalen Endes des Gerätes nach 3A ist, die die Auslassöffnung zeigt;
und
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3E eine
perspektivische Ansicht eines Gerätes ist, das gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist.
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In den Zeichnungen bezeichnen gleiche
Bezugsziffern in den jeweiligen Zeichnungen entsprechende Teile.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Bei der allgemeinsten Anwendung ergibt
die vorliegende Erfindung ein verbessertes Einzelschritt-Gerät zum Nachweis
eines vorausgewählten
Analyten in einem Urinstrom. Im Einzelnen ergibt die Verwendung der
Erfindung eine einfach lesbare empfindliche und reproduzierbare
Anzeige des Vorliegens eines Analyten, wie z. B. eines menschlichen
chorionischen Gonadotrophins (hCG) oder eines luteinisierenden Hormons
(LH) in einem Urinstrom.
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Wie dies vorstehend beschrieben wurde,
kann die Verwendung eines Einzelschritt-Gerätes,
insbesondere eines Einzelschritt-Gerätes, bei dem die zu untersuchende
Urinprobe direkt von einem Urinstrom durch eine Urinproben-Einlassöffnung auf
ein Untersuchungsmaterial aufgebracht wird, das in der Umschließung des
Gerätes
eingeschlossen ist, zu falschen oder auf andere Weise ungültigen Testergebnissen
führen.
In letzterer Zeit wurde festgestellt, dass die ungültigen Testergebnisse
auftreten können,
wenn der Benutzer zu viel Probe auf das Gerät aufbringt, was andererseits
zu einem Fluten des Analysematerials führt, das in der Geräteumschließung angeordnet
ist. Ohne dass man an eine Theorie gebunden sein möchte, wird
angenommen, dass das Fluten des Analysematerials die aufeinanderfolgende
Serie von Reaktionen verhindert, die zwischen dem Analyten und dem
Analyt-Visualisierungsreagenzien und/oder dem Analyt-Auffangreagenzien
unter optimalen Untersuchungsbedingungen auftreten. Entsprechend
verwenden das Einzelschritt-Gerät
und die Verfahren der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Geräteumschließung, die
ein durch Hydraulikdruck induziertes Fluten des Analysematerials
zu einem Minimum macht, das sich in der Umschließung befindet, wodurch die
Zuverlässigkeit
des Testergebnisses vergrößert wird.
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In weitester Hinsicht umfasst das
verbesserte Gerät
eine äußere Umschließung oder
ein Gehäuse
und ein darin angeordnetes Analysematerial. Das Analysematerial
bildet einen Auffangbereich zum Binden eines interessierenden Analyten,
das heißt
hCG oder LH. Die äußere Umschließung bildet
die folgenden Elemente, die: ein hohles Gehäuse zur Aufnahme des Analysematerials;
eine Urin-Einlassöffnung,
die es ermöglicht, dass
direkt von einem Urinstrom aufgebrachter Urin in die Umschließung eintritt
und mit dem Analysematerial in Kontakt kommt; ein Fenster zur Betrachtung
des Auffangbereiches auf dem Analysematerial; und zumindest eine
Auslassöffnung
einschließen,
um es Urin, der in die Umschließung über die
Urin-Einlassöffnung
eintritt, zu ermöglichen,
aus der Umschließung
auszutreten, wodurch ein durch einen hydraulischen Druck induziertes Fluten
der Umschließung
verhindert wird.
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Wie er hier verwendet wird, soll
der Ausdruck „Urin-Einlassöffnung" irgendeine Öffnung bezeichnen, die
in der äußeren Umschließung ausgebildet
ist und das hohle Innere der Umschließung mit dem Außenseite der
Umschließung
verbindet. Die Urin-Einlassöffnung
ermöglicht
es daher, dass direkt von einem Urinstrom zugeführter Urin in die Umschließung eintritt
und mit dem darin angeordneten Analysematerial in Kontakt kommt.
Wie er hier verwendet wird, soll der Ausdruck „Fenster" irgendeine Öffnung bezeichnen, die von
der äußeren Umschließung gebildet
wird und die das hohle Innere der Umschließung mit der Außenseite
der Umschließung
verbindet, um einen Auffangbereich des Analysematerials zu betrachten,
wenn das Analysematerial im Inneren der Umschließung angeordnet ist. Bei der
bevorzugten Ausführungsform
ist das Fenster zur Betrachtung des Auffangbereiches des Untersuchungsmaterials
mit Abstand von der Urin-Einlassöffnung angeordnet,
es ist jedoch vorgesehen, dass in manchen Konfigurationen das Fenster
und die Urin-Einlassöffnung durch
eine einzige Öffnung
gebildet sein können.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
sind die Urin-Einlassöffnung und
das Betrachtungsfenster derart mit Abstand voneinander angeordnet,
dass die Urin-Einlassöffnung
und das Betrachtungsfenster auf gegenüberliegenden Seiten der Umschließung liegen.
Diese Konfiguration verringert das Auftreten von Verunreinigungen
des Auffangbereiches, der im Inneren des Gehäuses angeordnet ist.
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Die für die Ausführung der vorliegenden Erfindung
brauchbaren Gehäuse
umfassen zusätzlich
Einrichtungen zur weitestgehenden Verringerung einer hydraulisch
induzierten Flutung des Testsystems, wenn ein Urinstrom durch die
Urin-Einlassöffnung auf
das in der Umschließung
angeordnete Analysematerial gerichtet wird. Die Erfindung umfasst
daher beliebige Einrichtungen, die ein Fluten des darin angeordneten
Analysematerials verhindern.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform
umfassen die Einrichtungen zur weitestgehenden Verringerung einer
hydraulisch induzierten Flutung der Umschließung zumindest eine Auslassöffnung.
Wie er hier verwendet wird, soll der Ausdruck „Auslassöffnung" irgendeine Öffnung bezeichnen, die von
der äußeren Umschließung gebildet
ist und das hohle Innere der Umschließung mit der Außenseite
des Gehäuses
verbindet und es ermöglicht,
dass überschüssiger Urin,
der in die Umschließung
durch die Urin-Einlassöffnung
eintritt, aus dem Gehäuse
austritt. Diese Auslassöffnung
verteilt daher den Hydraulikdruck des in das Gehäuse eintretenden Urins und
macht eine durch hydraulischen Druck induzierte Flutung des darin
angeordneten Analysematerials zu einem Minimum. Wie er hier verwendet
wird, soll der Ausdruck „durch
Hydraulikdruck induzierte Flutung" die Ansammlung von Urin im Inneren
der hohlen Umschließung
bedeuten, wenn Urin von einem Urinstrom in die Umschließung in
einer Menge gerichtet wird, die ausreicht, um das darin angeordnete
Analysematerial zu fluten.
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Die Umschließung kann daher ein oder mehrere
Auslassöffnungen
umfassen, die es entweder allein oder in Kombination ermöglichen,
dass in die Umschließung
durch die Urin-Einlassöffnung
eintretender Urin die Umschließung
verlassen kann, um auf diese Weise den Hydraulikdruck des Urins
zu beseitigen. Obwohl es erwartet wird, dass eine Vielzahl von Auslassöffnungs-Konfigurationen
bei der Beseitigung des hydraulischen Druckes von in die Umschließung eintretenden
Urin wirksam sein kann, sind die Auslassöffnungen vorzugsweise mit Abstand
um die Urin-Einlassöffnung
herum angeordnet. Zusätzlich
liegen die Auslassöffnungen vorzugsweise
stromaufwärts
von einem Auffangbereich, der auf dem Analysematerial angeordnet
ist, und sie liegen in besonders bevorzugter Weise stromaufwärts von
einem Freisetzungsbereich, der ebenfalls auf dem Analysematerial
angeordnet ist. Wie dies nachfolgend beschrieben wird, befindet
sich der Freisetzungsbereich auf dem Analysematerial stromaufwärts von
dem Auffangbereich, so dass, wenn eine Auslassöffnung stromaufwärts von
dem Freisetzungsbereich angeordnet ist, die Auslassöffnung von
Natur aus stromaufwärts
von dem Auffangbereich angeordnet ist. Bei der derzeit bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung bildet die Umschließung eine Anzahl von Auslassöffnungen,
insbesondere drei Auslassöffnungen,
die um die Urin-Einlassöffnung
herum mit Abstand angeordnet sind, um es über die Flüssigkeits-Einlassöffnung in
die Umschließung eintretenden
Urin zu ermöglichen,
aus der Umschließung
auszutreten und um die durch hydraulischen Druck induzierte Flutung
des in der Umschließung
angeordneten Analysematerials zu einem Minimum zu machen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
umfasst die Einrichtung zur weitestgehenden Verringerung einer hydraulisch
induzierten Flutung der Umschließung ein Rippenelement auf,
das entweder alleine oder in Kombination mit einer Auslassöffnung wirkt.
Wie er hier verwendet wird, soll der Ausdruck „Rippenelement" irgendein Bauelement
in der Umschließung
bezeichnen, beispielsweise einen Damm, der hydraulisch beaufschlagten
Urin an einem Fluten des Analysematerials hindert oder blockiert.
Entsprechend bildet das Rippenelement eine weitere Einrichtung zur
weitestgehenden Verringerung der Menge an Urin, die das Analysematerial
durch einen anderen Mechanismus durchquert, als durch Sorptionstransport.
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Das Rippenelement kann entweder durch
eine oder mehrere Innenoberflächen
des Gehäuses
gebildet sein, oder es kann ein getrenntes Element umfassen, das
beim Zusammenbau des Gerätes
in das Gehäuse eingesetzt
wird. Es ist vorgesehen, dass immer dann, wenn die Rippe durch eine
Innenoberfläche
der Umschließung
gebildet ist, das Rippenelement während der Bildung der äußeren Umschließung hergestellt
wird. In einem derartigen Fall ist jedoch vorgesehen, dass die Rippe durch
das gleiche für
Feuchtigkeit undurchlässige
Material wie die äußere Umschließung gebildet
ist. Wenn das Rippenelement jedoch ein getrenntes Element ist, das
bei der Montage des Gerätes
in die Umschließung
eingesetzt wird, so wird in Erwägung
gezogen, dass die Rippe aus einem anderen für Feuchtigkeit undurchlässigem Material
hergestellt ist, als das Material, das zur Herstellung der Umschließung verwendet
wird.
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Aus dem Vorstehenden ist zu erkennen,
dass die äußere Umschließung des
Gerätes
verschiedene Formen aufweisen kann. Typischerweise wird es eine
langgestreckte Umschließung
mit ineinander greifenden Teilen umfassen, die aus einem für Feuchtigkeit
undurchlässigen
festen Material hergestellt sind, beispielsweise einem Kunststoffmaterial.
Es wird in Erwägung
gezogen, dass eine Vielzahl von im Handel erhältlichen Kunststoffmaterialien,
unter Einschluss, jedoch ohne Beschränkung auf Polyvinychlorid,
Polypropylen, Polystyrol, Polyethylen, Polykarbonaten, Polysulfanen,
Polyester, Urethanen und Epoxi-Materalien zur Herstellung der Umschließungen verwendet
werden kann, die bei der Ausführung
der vorliegenden Erfindung brauchbar sind. Die Geräteumschließungen können durch übliche Verfahrensweisen
hergestellt werden, beispielsweise durch übliche Formtechniken, wie sie
in der Technik gut bekannt und verwendet werden. Beispielsweise
können
die Umschließungen
durch Formtechniken hergestellt werden, die ohne Beschränkung hierauf
das Spritzgießen,
das Pressformen, das Übertragungsformen,
das Blasformen, das Strangformen, das Schaumformen und die Thermoformung
einschließen.
Die vorstehend genannten Formtechniken sind gut bekannt und werden daher
nicht ausführlich
beschrieben. Siehe beispielsweise die Veröffentlichung „Processes
And Materials of Manufacture, Third Edition", R. A. Lindsberg (1983) Allyn und Baron,
Seiten 393–431.
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Das Gerät der vorliegenden Erfindung
wird nunmehr ausführlicher
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, die zu Erläuterungszwecken vorgesehen
sind und nicht als Beschränkung des
Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung gedacht sind.
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In den Zeichnungen zeigen die 1A bis 1F schematisch
eine erste Ausführungsform
eines Testgerätes, das
gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Das Gerät umfasst
zwei ineinander greifende Abschnitte 10 und 20,
worin 10 ein oberer Abschnitt der Umschließung und 20 ein
unterer Abschnitt der Umschließung
ist. Zweckmäßigerweise
können
die zwei Abschnitte Einrichtungen zum gegenseitigen Verriegeln der
beiden Abschnitte aneinander einschließen. Beispielsweise kann die
Innenoberfläche
eines der Abschnitte Vorsprünge
aufweisen, die zum Einrasten in die Vorsprünge aufnehmende Einrichtungen
bestimmt sind, die sich auf der Innenoberfläche des anderen Abschnittes
befinden. Die zwei Abschnitte 10 und 20 ergeben,
wenn sie miteinander verbunden sind, eine äußere Umschließung, die
eine hohle Umhüllung
zur Aufnahme eines Analysematerials bildet.
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Zusätzlich bildet die äußere Umschließung eine
Flüssigkeits-Einlassöffnung 14 an
einem proximalen Ende der Umschließung und ein Fenster 16 am
distalen Ende des Gehäuses,
durch das hindurch der Auffangbereich des Analysematerials sichtbar
ist. Wie dies in den 1A, 1C und 1E gezeigt
ist, sind das Fenster 16, das durch den oberen Abschnitt
der Umschließung 10 gebildet
ist, und die Flüssigkeits-Einlassöffnung 14,
die durch den unteren Abschnitt der Umschließung 20 gebildet sind,
auf entgegengesetzten Seiten der Umschließung angeordnet. Diese Konfiguration
verringert das Auftreten einer Verunreinigung des Auffangbereiches, der
im Inneren der Umschließung
angeordnet ist. Die Umschließung
bildet weiterhin zwei Luftverdrängungsöffnungen 38,
die jeweils an einem distalen Ende der Umschließung auf den Seiten des Gehäuses angeordnet sind,
an denen der obere Abschnitt 10 der Umschließung mit
dem unteren Abschnitt 20 der Umschließung zusammenpasst. Die Luftverdrängungsöffnungen 38 ermöglichen
es Luft, die durch die Hinzufügung
von Urin zu dem Analysematerial verdrängt wird, das Gehäuse zu verlassen.
Das Gehäuse
bildet, weiterhin drei Auslassöffnungen 40,
die mit Abstand um die Flüssigkeits-Einlassöffnung 14 herum
angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform
ist eine Auslassöffnung
an dem äußeren proximalen
Ende des Gerätes 5 angeordnet,
während die
zwei anderen Auslassöffnungen
an den Seiten des Gerätes,
speziell an den Stellen angeordnet sind, an denen der obere Abschnitt 10 der
Umschließung
mit dem unteren Abschnitt 20 der Umschließung zusammenpasst.
Eine der letzteren Auslassöffnungen 40 ist
in einer auseinandergezogenen perspektivischen Ansicht in 1F gezeigt. Die Auslassöffnungen
sind so angeordnet, dass sie es ermöglichen, dass in die Umschließung durch
die Urin-Einlassöffnung 14 eintretender
Urin die Umschließung
verlässt,
wodurch ein durch hydraulischen Druck induziertes Fluten des Gehäuses verhindert
wird. Das Vorhandensein der Auslassöffnungen 40 verringert
daher das Fluten des Analysematerials, das in der Umschließung angeordnet
ist, wenn der Benutzer eine zu große Probenmenge auf das Gerät anwendet.
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In den Zeichnungen zeigen die 2A bis 2E und 3A bis 3E schematisch eine zweite
bzw. eine dritte Ausführungsform
der Erfindung. Die ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen
unterscheiden sich lediglich hinsichtlich der Anzahl und Anordnung
der Auslassöffnungen 40,
die durch die Umschließung
gebildet werden. Beispielsweise zeigen bei der Ausführungsform
2, 2A bis 2E eine einzige Auslassöffnung 40,
die mit Abstand von dem Fenster 16 in dem oberen Abschnitt 10 der
Umschließung
angeordnet ist. Bei der zweiten Ausführungsform ist die Auslassöffnung 40 in
dem oberen Abschnitt 10 der Umschließung direkt oberhalb der Urin-Einlassöffnung 14 in
dem unteren Abschnitt 20 der Umschließung angeordnet. Bei der dritten
Ausführungsform
zeigen die 3A bis 3E eine einzige Auslassöffnung 40,
die an dem äußeren proximalen
Ende des Gerätes 5 angeordnet
ist, an der der obere Abschnitt 10 der Umschließung mit
dem unteren Abschnitt 20 der Umschließung zusammenfällt.
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Es wird in Erwägung gezogen, dass das Gehäuse weiterhin
eine Kontrollöffnung
bildet, die stromabwärts
von oder distal zu der Fensteröffnung
zur Betrachtung eines Kontrollbereiches angeordnet ist, das sich auf
dem Analysematerial befindet. Entsprechend ist der Auffangbereich
vorzugsweise auf dem Analysematerial stromab von dem Auffangbereich
für den
Analyten angeordnet. Die Kontrollbereiche ermöglichen es dem Benutzer, festzustellen,
ob das Gerät
einwandfrei im Gebrauch funktioniert hat. Bevorzugte Steuerbereiche und
bevorzugte Reagenzien, die hier verwendet werden, sind in der PCT-Veröffentlichung
WO 96/35123 vom 7. November 1996 beschrieben.
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Wie er hier verwendet wird, soll
der Ausdruck „Analysematerial" irgendein Material,
vorzugsweise ein sorbierendes Material bezeichnen, das zum Nachweis
des Vorhandenseins eines vorausgewählten Analyten in einer Urinprobe
verwendet werden kann. Wie er hier verwendet wird, soll der Ausdruck „Auffangbereich" einen Bereich des
Analysematerials bezeichnen, der in der Lage ist, den vorausgewählten Analyten
entweder direkt oder indirekt zu binden. Während einer direkten Bindung
bindet sich der vorausgewählte
Analyt an einen immobilisierten Bindungspartner, beispielsweise
einem Anti-Analyt-Antikörper,
der in dem Auffangbereich des Analysematerials immobilisiert ist.
Während
der indirekten Bindung bindet sich der vorausgewählte Analyt an einen Bindungspartner,
beispielsweise ein Anti-Analyt-Antikörper-Biotin-Konjugat,
und der Bindungspartner bindet sich an eine Auffangkomponente, beispielsweise
Streptavidin, das in dem Auffangbereich des Analysematerials immobilisiert
ist.
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Wie es hier beschrieben wurde, kann
das Analysematerial weiterhin einen Urinproben-Aufbringungsbereich
bilden. Wie er hier verwendet wird, soll der Ausdruck „Urinproben-Aufbringungsbereich" einen Bereich bezeichnen,
der vorzugsweise mit Abstand von dem Auffangbereich angeordnet ist
und der in der Umschließung
derart angeordnet ist, dass, wenn Urin direkt von einem Urinstrom
auf die Urin-Einlassöffnung
aufgebracht wird, der Urin in die Umschließung eintritt und mit dem Urinproben-Aufbringungsbereich
in Kontakt kommt. Der Urin-Aufbringungsbereich
und der Auffangbereich sind vorzugsweise miteinander über einen
Flüssigkeits-Strömungspfad
verbunden. Der Flüssigkeits-Strömungspfad
ermöglicht
es, dass Urin, der mit dem Urinproben-Aufbringungsbereich in Kontakt
kommt, zum Auffangbereich mit Hilfe eines sorptiven Transportes fließt. Entsprechend
ist es verständlich,
dass der Auffangbereich des Analysematerials stromab von dem Urinproben-Aufbringungsbereich
angeordnet ist.
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Es wird in Betracht gezogen, dass
das Analysematerial entweder ein einzelnes Element umfassen kann,
das, wenn es im Inneren der Umschließung eingeschlossen ist, in
der Lage ist, das Vorliegen eines Analyten in der Urinprobe nachzuweisen.
Alternativ kann das Analysematerial mehrere Elemente umfassen, die, wenn
sie in der Umschließung
eingeschlossen sind, miteinander während des Nachweises des Analyten
in der Urinprobe zusammenwirken. Zum Verständnis der vorliegenden Erfindung
ist jedoch die Auswahl des Analysematerials nicht kritisch und tatsächlich wird
in Betracht gezogen, dass die Erfindung eine große Vielzahl von Analysematerialien
verwenden kann, die gut bekannt sind und allgemein beschrieben wurden.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kann das Analysematerial drei zusammenwirkende Elemente umfassen,
speziell ein Urinproben absorbierendes Material, ein chromatografisches
Zweiphasen-Substrat und ein absorbierendes Vorratsmaterial, die
alle ausführlich
in der PCT-Veröffentlichung
WO 96/35123 vom 7. November 1996 beschrieben sind. Das die Urinprobe
absorbierende Material, das Biphasen-Chromatografie-Substrat und
das absorbierende Vorratsmaterial befinden sich alle in Strömungsmittelkommunikation
miteinander, so dass auf das die Urinprobe absorbierende Material
aufgebrachter Urin das Biphasen-Chromatografie-Substrat
durch sorptiven Transport durchquert, bis es das absorbierende Vorratsmaterial
erreicht.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist das die Urinprobe absorbierende Material im Inneren der Umschließung benachbart
zu und in Flüssigkeitsverbindung
mit der Urinproben-Einlassöffnung
angeordnet und wirkt daher als der Urinproben-Aufbringungsbereich. Das absorbierende
Material des Urinproben-Aufbringungsbereiches
kann weiterhin als ein Filter wirken, um Verunreinigungen, teilchenförmiges Material
und Störfaktoren
von der Urinprobe zu entfernen.
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Das die Urinprobe absorbierende Material
ist vorzugsweise ein saugendes hydrophiles Material, das die Absorption
und den Transport der Urinprobe an das Biphasen-Chromatografie-Medium
erleichtert. Derartige Materalien können Zelluloseacetat, hydrophiles
Polyestermaterial oder andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften einschließen. Eine
Kombination von absorbierenden Materialien kann ebenfalls verwendet
werden. Vorzugsweise schließen
die Materialien gebundenes Zelluloseacetat, gebundenes Polyolefin-Material oder
hydrophiles Polyestermaterial ein, beispielsweise diejenigen Materialien,
die im Handel von der Firma American Filtrona Company (Richmond,
VA) erhältlich
sind. Andere bevorzugte Materialien schließen absorbierende Papiere,
wie z. B. Ahlstrom 939 oder Ahlstrom 1281 ein. Das die Probe absorbierende
Material ist vorzugsweise mit einer gepufferten Lösung beschichtet,
die Rinderserum-Albumin (BSA) und ein nicht ionisches oberflächenaktives
Material, wie z. B. Triton X-100® enthält. Das
Vorhandensein von BSA und des oberflächenaktiven Materials macht
die nicht spezifische Absorption des Analyten zu einem Minimum.
Eine Konzentration von ungefähr
3% BSA und ungefähr
0,1% oberflächenaktiven
Materials sind für
diesen Zweck wirksam.
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Zusätzlich umfasst die bevorzugte
Ausführungsform
distal oder stromabwärts
von dem die Urinprobe absorbierenden Material ein Biphasen-Chromatografie-Substrat,
das einen Freisetzungsbereich und einen Auffangbereich bildet, die
miteinander durch den Flüssigkeits-Strömungspfad
verbunden sind. Bei der bevorzugten Konfiguration befindet sich
der Freisetzungsbereich stromaufwärts von dem Auffangbereich.
Der Freisetzungsbereich umfasst vorzugsweise absorbierendes Papier,
und das Auffangmedium umfasst vorzugsweise eine Nitrozellulose-Membran. Die Freisetzungs-
und Auffangmedien sind vorzugsweise beide auf eine transparente
Folie oder Bahn laminiert. Auf dem Freisetzungsmedium ist (1) ein
erstes Bindungselement, das einen ersten monoklonalen Antikörper umfasst,
der mit einem ersten Epitop auf den Analyten reagiert und mit einer
visuell erkennbaren Markierung markiert ist, wie z. B. mit kollodialen
Goldteilchen, und (2) eine Auffangkomponente angeordnet, die einen
biotinilierten monoklonalen Antikörper umfasst, der stromabwärts von
dem markierten Antikörper
angeordnet ist. Der biotinilierte Antikörper reagiert mit einem zweiten
Epitopen auf den Analyten und ist in der Lage, einen Komplex mit
dem markierten Antikörper
und dem Analyten zu bilden. Weiterhin ist auf dem Analysematerial
eine Auffangstelle zum Auffangen und immobilisieren des Komplexes
angeordnet. Auf dem Auffangbereich ist eine Auffangkomponente, vorzugsweise
Streptavidin, immobilisiert, die eine hohe Affinität für den Biotin-Teil
des Komplexes hat.
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Das Verfahren zur Herstellung des
bevorzugten Biphasen-Chromatografie-Mediums ist in der PCT-Veröffentlichung
WO 96/34738 vom 7. November 1996 beschrieben. Kurz gesagt sind der
Freisetzungsbereich und der Auffangbereich derart angeordnet, dass
sie sich geringfügig überlappen,
und ein Klebemittel ist auf der Rückseite von jedem hiervon angeordnet
(die Rückseite
ist die Seite, die der gegenüberliegt,
die die Reagenzien aufnimmt). Das Klebemittel kann irgendein druckempfindliches
oder Heißschmelz-Klebemittel sein,
das die Poren des Freisetzungs- oder Auffangbereiches nicht verschließt, wodurch
eine unbehinderte Strömung
der Lösungsmittelfront
durch das Medium ermöglicht
wird. Für
die vorliegende Erfindung brauchbare Klebemittel sind im Handel
erhältlich,
beispielsweise von der Firma Adhesives Research Corp. Bei einer
derzeit bevorzugten Ausführungsform
ist das Klebemittel auf einer klaren Polymerunterlage angeordnet.
Die überlappenden
Freisetzungs- und Auffangbereiche werden dann durch Beschichtungswalzen
einer Laminiermaschine zusammen mit dem unterlegten Klebemittel
gepackt, wodurch ein Laminat der Auffang- und Freisetzungsmedien,
des Klebemittels und der Polymerunterlage gebildet wird. Das resultierende
laminierte Biphasen-Substrat ist dann zur Aufnahme der Reagenzien
bereit, die in Form von „Streifen" auf die Oberseite
des Substrates aufgebracht werden. Sobald die Reagenzien abgeschieden,
und falls erforderlich, getrocknet wurden, wird das Substrat auf
die gewünschte
Größe geschnitten.
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Die diffundierenden und nicht diffundierenden
Reagenzien können
auf die Freisetzungs- und Auffangreagenzien mit Hilfe irgendeiner
gut bekannten Technik aufgebracht werden. Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform
werden die diffundierbaren Antikörper-Reagenzien
auf dem Freisetzungsbereich durch direktes Aufbringen auf die Oberfläche des
Mediums aufgebracht und getrocknet, um ein schmales Band zu bilden.
Die nicht diffundierenden Reagenzien werden auf den Auffangbereich
durch passive Absorption aufgebracht.
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Die bevorzugte Ausführungsform
umfasst weiterhin absorbierendes Vorratsmaterial, das distal zu
oder stromabwärts
von dem Biphasen-Chromatografie-Substrat und in Strömungsverbindung
mit diesem angeordnet ist. Durch Bereitstellen eines Vorrats an
absorbierendem Material, das jenseits des Biphasen-Chromatografie-Substrates
angeordnet ist, kann ein relativ großes Volumen des Urins und irgendeines
Analyten, den dieser enthält,
durch das Biphasen-Chromatografie-Substrat hindurch gesaugt werden,
um die Empfindlichkeit zu unterstützen. Das absorbierende Vorratsmaterial
umfasst vorzugsweise ein hydrophiles Material, das das gleiche wie
das absorbierende Material des Urinproben-Aufbringungsbereiches
sein kann. Der Zweck des absorbierenden Vorratsmaterials besteht
darin, die Kapillarwirkung entlang des chromatografischen Substrates zu
erleichtern und um überschüssigen Urin
zu absorbieren, der in der Umschließung enthalten ist. Das absorbierende
Vorratsmaterial umfasst vorzugsweise absorbierendes Papier, das
aus langen Streubaumwollfasern hergestellt ist, wie z. B. S&S 300, S&S 470 und S&S 900 (erhältlich von
Schleicher & Schuell,
Inc.) oder Zellulosematerialien, wie z. B. Whatman 3MM (erhältlich von
Whatman).
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Bei der Verwendung der bevorzugten
Ausführungsform
wird Urin von einem Urinstrom durch die Urinproben-Einlassöffnung und
auf dem Proben-Aufbringungsbereich
des Analysematerials gelenkt. Der Urin gelangt dann durch einen
Sorptionstransport, beispielsweise durch eine Kapillarwirkung, eine
Dochtwirkung oder eine einfache Benetzung, von dem Urinproben-Aufbringungsbereich
zu dem Biphasen-Chromatografie-Material und schließlich zu
dem Vorratsmaterial. Während
des Transportes durch das Biphasen-Chromatografie-Material kommt der Urin
zunächst
mit dem ersten monoklonalen Antikörper in Kontakt, der sich in
dem Freisetzungsbereich befindet. Bei Kontakt mit dem Urin wird
der erste monoklonale Antikörper
in dem Urin wiederhergestellt und reagiert dann mit dem ersten Epitop
auf dem vorausgewählten
Analyten, vorausgesetzt, dass der Analyt in der Urinprobe vorliegt.
Der erste monoklonale Antikörper
ist mit einer visuell erfassbaren Markierung, wie z. B. kollodialem
Gold markiert. Der Urin kommt bei seiner Bewegung in Richtung auf
den Auffangbereich mit dem zweiten monoklonalen Antikörper in
Kontakt, der sich ebenfalls in dem Freisetzungsbereich befindet.
Bei Kontakt mit dem Urin wird der zweite monoklonale Antikörper ebenfalls
in dem Urin wiederhergestellt und reagiert dann mit dem zweiten
Epitop auf dem vorausgewählten
Analyten. Der zweite monoklonale Antikörper ist mit einer erfassbaren
Komponente, wie z. B. Biotin markiert. Der Analyt, der erste monoklonale Antikörper und
der zweite monoklonale Antikörper
reagieren daher, um einen Komplex zu bilden, der nachfolgend aufgefangen
werden kann, wenn der Komplex den Auffangbereich erreicht und mit
dem in dem Auffangbereich immobilisierten Streptavidin in Berührung kommt.
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Allgemein kann das Gerät und das
Verfahren gemäß der Erfindung
zum Nachweis irgendeines Analyten verwendet werden, der bisher unter
Verwendung bekannter Immunoanalysen-Verfahren untersucht wurde, oder
der durch ein derartiges Verfahren nachweisbar ist, wobei polyklonale
Antikörper
oder Fragmente hiervon, monoklonale Antikörper oder Fragmente hiervon,
biosynthetische Antikörper-Bindungsstellen oder
andere Proteine verwendet werden. Verschiedene spezielle Analyseprotokolle
und Reagenzien sind als solche bekannt, siehe beispielsweise das
US-Patent 4 313 734 und das US-Patent 4 366 241.
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Es ist daher vorgesehen, dass die
Erfindung nicht durch die präzise
Art der Bindungselemente beschränkt
ist. Beispielsweise können
polyklonale Antikörper
und Fragmente hiervon oder biosynthetische Antikörper-Stellen, wie z. B. die,
die in den US-Patenten 5 091 513, 5 132 405 und 5 258 498 beschrieben
sind, anstelle der hier beschriebenen monoklonalen Antikörper eingesetzt
werden. Entsprechend sind polyklonale Antikörper, monoklonale Antikörper oder
biosynthetische Antikörper mit
spezifischen Bindungseigenschaften und einer hohen Affinität für praktisch
jede antigene Substanz, die bei der vorliegenden Erfindung als Bindungs-
und Auffangmaterialien brauchbar sind, allgemein bekannt und verfügbar. Alternativ
können
monoklonale Antikörper,
polyklonale Antikörper
oder biosynthetische Antikörper-Bindungsstellen
unter Verwendung von Techniken zubereitet werden, die im Stand der
Technik gut bekannt und ausführlich
beschrieben sind. Die Literatur ist voll von Protokollen zur Erzeugung
und zur Immobilisierung von Antikörpern. Beispielsweise ist die Zubereitung
von polyklonalen und monoklonalen Antikörpern in der Veröffentlichung „Antibodies,
A Laboratory Manual",
(1988), Harlow and Lane, Cold Spring Harbor Press, beschrieben.
Die Zubereitung von biosynthetischen Antikörper-Bindungsstellen ist in
den US-Patenten 5 091 513, 5 132 405 und 5 258 498 beschrieben. Verfahren
zum Immobilisieren von Proteinen sind in der Veröffentlichung „Laboratory
Techniques in Biochemistry and Molecular Biology" Tijssen, Band 15, Practice and Theory
of Enzyme Immunoassays, Kapitel 13, Immobilization of Immunoreactants
von Solid Phases, Seiten 297–328
und allen den darin genannten Veröffentlichungen beschrieben.
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In einem anderen Gesichtspunkt ergibt
die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Gerätes zum
Nachweis des Vorliegens eines Analyten in einem Urinstrom. Das Verfahren
umfasst die Bereitstellung eines Analysematerials mit zumindest
einem Analyse-Auffangbereich zum Binden des Analyten. Das Verfahren
umfasst weiterhin den Schritt der Bereitstellung einer äußeren Umschließung. Die
Umschließung
bildet Folgendes: ein hohles Gehäuse
zur Aufnahme des Analysematerials; eine Urin-Einlassöffnung,
die es direkt von dem Urinstrom zugeführtem Urin ermöglicht,
in die Umschließung
einzutreten und mit dem Analysematerial in Kontakt zu kommen; ein
mit Abstand von der Einlassöffnung
angeordnetes Fenster zur Betrachtung des Auffangbereiches; und zumindest
eine Auslassöffnung,
die es ermöglicht,
dass überschüssiger, über die Urin-Einlassöffnung in
die Umschließung
eintretender Urin aus dieser austritt und dadurch eine hydraulische Flutung
der Umschließung
zu einem Minimum macht. Schließlich
umfasst das Verfahren den Schritt des Umschließens des Analysematerials im
Inneren der Umschließung.
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Die vorliegende Erfindung wird nunmehr
weiter speziell unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben.
In den Beispielen sind die Testgeräte unter Bezugnahme auf die 1 und 2 der
beigefügten Zeichnungen
beschrieben, die bereits weiter oben erläutert wurden.
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Beispiel, Schwangerschaftstest
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In diesem Beispiel wurde das Betriebsverhalten
von drei Arten von Schwangerschaftsgeräten ausgewertet. Der einzige
Unterschied in den drei Geräten
bestand in der Anzahl und Konfiguration der Auslassöffnungen
in der Umschließung
jedes Gerätes.
Die Analysematerialien, die in jeder Umschließung angeordnet waren, waren
identisch.
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In einem ersten Gerät, wie es
in 1 gezeigt ist, bildete die Umschließung drei
Auslassöffnungen, die
mit Abstand um die Urin-Einlassöffnung
herum angeordnet sind. Kurz gesagt befand sich eine Auslassöffnung an
dem äußeren proximalen
Ende des Gehäuses,
während
die zwei verbleibenden Auslassöffnungen sich
auf jeder Seite der Umschließung
befanden. Weiterhin waren bei diesem Gerät die Urin-Einlassöffnung und
das Betrachtungsfenster auf entgegengesetzten Seiten der Umschließung angeordnet.
In einem zweiten Gerät,
wie es in 2 gezeigt ist, bildete die
Umschließung
eine einzige Auslassöffnung,
die sich auf der gleichen Seite der Umschließung wie das Betrachtungsfenster
befand, jedoch auf der der Urin-Einlassöffnung gegenüberliegenden
Seite der Umschließung.
In einem dritten Vergleichsgerät
enthielt die Umschließung
des Gerätes
keine Auslassöffnung.
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Die Umschließungen für jedes Gerät wurden aus Polystyrol durch
Spritzgießen
geformt. Für
jedes Gerät
wurden zwei ineinander rastende Abschnitte, in Einzelnen ein oberer
Abschnitt und ein unterer Abschnitt, vorbereitet, wobei die innere
Oberfläche
des unteren Abschnittes der Umschließung Vorsprünge bildete, die zum Einrasten
in die Vorsprünge
aufnehmende Einrichtungen bestimmt waren, die von der Innenoberfläche des
oberen Abschnittes des Gehäuses
gebildet waren. Dann wurde das Analysesignal, das durch ein Urinproben-Absorptionsmaterial,
ein Biphasen-Chromatografie-Substrat und ein absorbierendes Vorratsmaterial
gebildet wurde, in der Umschließung
eingeschlossen, um das Gerät
herzustellen.
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Die gleiche Analysematerial-Anordnung
wurde bei jedem der drei Geräte
verwendet. Kurz gesagt war das die Urinprobe absorbierende Material,
das als der Urinproben-Aufbringungsbereich wirkt, gebundener hydrophiler
Polyester, das Freisetzungsmaterial auf dem Biphasen-Chromatografie-Substrat
war S&S 903-Papier (Schleicher & Schuell), das
Auffangmedium auf dem Biphasen-Chromatografie-Substrat
war eine Nitrozellulose-Membran. Die Freisetzungs- und Auffangmedien
des Biphasen-Chromatografie-Substrates wurden auf Polyethylen-Terephtalat aufgeschichtet,
das mit einem Klebemittel vorbeschichtet wurde. Das absorbierende
Vorratsmaterial war S&S
300-Papier (Schleicher & Schuell).
Die Abmessungen des die Urinprobe absorbierenden Materials waren
angenähert
5,0 × 1,25 × 0,25 cm
(2,0 × 0,5 × 0,1 Zoll)
auf jeder Seite. Die Abmessungen des Freisetzungsmediums des Biphasen-Chromatografie-Substrates
waren ungefähr
2,8 × 0,8 × 0,06 cm
(1,1 × 0,32 × 0,025
Zoll) und für
das Auffangmedium ungefähr
2,5 × 0,8 × 0,018
cm (1 × 0,32 × 0,007
Zoll). Die Abmessungen des absorbierenden Vorratskissens waren ungefähr 2,0 × 0,26 × 1,96 cm
(0,8 × 0,1 × 0,4 Zoll).
Eine Anzahl dieser Substrate wurde erzeugt und weiter behandelt,
um sie für
den Nachweis von hCG im Urin anzupassen. Die Testreagenzien waren
Anti-hCGmonoklonale Antikörper
2G9 (Carter-Wallace) konjugiert mit 15–30 nm kollodialen Goldteilchen
(Carter-Wallace), biotinilierter Anti-hCG-spezifischer monoklonaler Antikörper CCF01
(Carter-Wallace) und Streptavidin. Die Mengen der Reagenzien, die
in jedem Einzelschritt-Gerät
verwendet wurden, waren 0,048 OD533nn2G9
Goldkonjugat; 0,1 μg
Biotin-konjugiertes CCF01; und 0,8 μg Streptavidin. Die Reagenzien
wurden auf das Analysematerial in dem vorstehend beschriebenen Format
aufgebracht.
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Protokoll I. Fallstudie
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Fünfzig
Frauen wurde jeweils eines der drei Einzelschritt-Geräte gegeben,
und sie wurden gebeten, für
zumindest 10 Sekunden durch die Urinproben-Einlassöffnung auf
den Urinproben-Aufbringungsbereich des Analysematerials zu urinieren.
Jede Frau sollte die Urinierzeit aufzeichnen und die Zeit vermerken,
zu der sie ein Ergebnis ablesen konnte. Eine Überwachungsperson (ein Vertreter
von Carter-Wallace)
hat ebenfalls das Testergebnis abgelesen und die Ergebniszeit aufgezeichnet.
Die Anwender verwendeten Zeichnungen von positiven, negativen und
ungültigen
Ergebnissen, um sie anzuleiten; sie erhielten keine Hilfe von der Überwachungsperson.
Die Verbraucher wurden gebeten, fünf Minuten zu warten, bevor
sie ein Ergebnis als ungültig bezeichnen
würden.
Die Geräte
wurden vor und nach dem Testen gewogen, um das absorbierte Probenvolumen
zu bestimmen. Das Betriebsverhalten jedes Gerätes ist in der nachfolgenden
Tabelle 1 zusammengefasst.
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Es wurde festgestellt, dass alle
die Geräte
angenähert
die gleiche Menge an Urin verwendeten, um die Analyse durchzuführen, und
dass alle Geräte
nahezu die gleiche Abschlusszeit hatten. Es wurde jedoch festgestellt,
dass die Einführung
der Auslassöffnungen
in die Umschließungen
der Geräte
1 und 2 zu einer erheblich höheren
Genauigkeit und weniger ungültigen
Testergebnissen führten,
die durch das Fluten des in der Umschließung des Gerätes eingeschlossenen
Analysematerials hervorgerufen waren. Beispielsweise waren 5% der
Ergebnisse unter Verwendung des Vergleichsgerätes 3, das keine Auslassöffnungen
hatte, ungültig, weil
das Analysematerial geflutet wurde. Im Gegensatz hierzu war keines
der Ergebnisse unter Verwendung eines der Geräte 1 oder 2 mit den Auslassöffnungen
aufgrund von geflutetem Analysematerial ungültig. Daher hat die Einführung und
Anordnung der Auslassöffnungen
in der Umschließung
die Genauigkeit und Zuverlässigkeit
des Analyseergebnisses dramatisch verbessert.
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Protokoll II, Teststudie
mit starker Strömung
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Bei einem anderen Satz von Experimenten,
der bestimmt war, um eine Verwendung mit einem mittleren Strom zu
simulieren, wurden wiederholte Tests dadurch ausgeführt, dass
die Strömung
von Wasser von einem Wasserhahn auf eine Rate von 60–70 ml/sec
eingestellt und der Wasserstrom auf die Proben-Einlassöffnung an
dem proximalen Ende jedes der drei Geräte gerichtet wurde. Die Tests
wurden entwickelt und die Ergebnisse sind in der Tabelle II zusammengefasst.
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Die Ergebnisse zeigen, dass bei der
Verwendung der Geräte
1 und 2 keine ungültigen
Testergebnisse, die durch das Fluten des Analysematerials hervorgerufen
wurden, aufgetreten sind. Andererseits waren bei dem Vergleichsgerät 3 ohne
Auslassöffnungen
20% der Ergebnisse aufgrund der durch hydraulischen Druck induzierten
Flutung des Analysematerials ungültig.
Die Auslassöffnungen
verbessern daher dramatisch die Zuverlässigkeit des Analyseergebnisses
dadurch, dass sie das Auftreten einer durch hydraulischen Druck
induzierten Flutung des Analysematerials, das sich in den Umschließungen der
Geräte
1 und 2 befand, zu einem Minimum machten.
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