FI69213C - Indikatoranordning - Google Patents

Description

6921 3

Indikaattorilaite

Esillä olevan keksinnön kohteena on laite määrätyn aineen ilmaisemiseksi nestemäisessä koeväliaineessa, joka muodostuu oleellisesti inertistä ja oleellisesti tasapaksusta, läpäisevästä kantajasta, ensimmäisestä reagenssista, joka on kiinnittyneenä kantajan ensimmäiseen pinta-alueeseen ja joka pystyy joutuessaan kosketukseen koeväliaineen kanssa vapauttamaan liikkuvaa, määrätyn aineen kanssa reagoivaa ainetta ja toisesta reagenssista, joka on kiinnittyneenä kantajan toiseen pinta-alueeseen, joka pinta-alue on välimatkan päässä ensimmäisestä pinta-alueesta, jolloin toinen reagenssi pystyy muuttamaan väriään joutuessaan kosketukseen mainitun liikkuvan aineen kanssa.

Tämän tyyppinen indikaattorilaite on esitetty US-patenttihakemuk-sessa Ser. n:o 806 687, jossa esitetään esim. indikaattori entsyy-mikatalaasin osoittamiseksi maidossa. Käytetty reaktiojärjestel-mä muodostuu osaksi ensimmäisestä entsyymistä vetyperoksidin kehittämiseksi, nimittäin glukoosista ja entsyymistä glukoosioksi-daasi, ja osaksi väriä kehittävästä järjestelmästä, joka muodostuu entsyymistä peroksidaasi ja o-tolidiinista, joka jälkimmäinen muuttuu värittömästä tilasta värilliseen tilaan, jos sen annetaan reagoida vetyperoksidin kanssa. Periaatteessa ensimmäinen vetyperoksidia kehittävä järjestelmä sijoitetaan kantajalle välimatkan päähän väriä kehittävästä järjestelmästä. Kun koe on tarkoitus suorittaa, kantaja - edullisesti paperiliuska - kastellaan koeväliaineella, toisin sanoen maidolla. Vetyperoksidia kehittyy, joka kulkee diffuusion avulla väriä kehittävää järjestelmää kohti. Matkallaan vetyperoksidin täytyy kulkea diffuusion avulla kantajan osan läpi, joka on kasteltu koeväliaineella. Jos tämä sisältää etsittyä ainetta, katalaasia, jälkimmäinen reagoi vetyperoksidin kanssa sellaisessa määrin, jonka määrää sen konsentraatio, eikä lainkaan kehitettyä vetyperoksidia tai rajoitettu määrä sitä voi kulkea diffuusion avulla väriä kehittävän järjestelmän luo tuottamaan väriä. Värin voimakkuus riippuu siis jäljellä olevan vetyperoksidin konsentraatiosta ja niin ollen kääntäen katalaasipitoi-suudesta koeväliaineessa.

6921 3 Tämä indikaattorilaite voi antaa hyviä tuloksia, mutta nämä ovat riippuvaisia useista tekijöistä. Katalaasin määrityksen tarkkuus vaatii niin ollen tarkan aikataulun mittausvaihetta varten, hyvän valaistuksen ja väriasteikon kehitetyn värin ja väriastei-kon välistä vertailua varten, varustettuna katalaasipitoisuus-luvuilla eri värisävyjen kohdalla. Värisävyssä voi esiintyä huomattavaa vaihtelua riippuen itse maidon värin vaihteluista, maidon tai ilman sisältämistä häiritsevistä aineista ja indikaattorin iästä. Värisävyt värijärjestelmässä peroksidaasi-o-toli-diini voivat myös vaihdella eri erien kesken kaupallisessa tuotannossa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan indikaattorilaite, jossa ei ole yhtään mainittua epäkohtaa. Tällaiselle laitteelle määrätyn alueen ilmaisemiseksi on tunnusomaista, että kantajan toisen pinta-alueen jotkut osat ovat muita osia kauempana lähimmästä ensimmäisen pinta-alueen osasta.

Indikaattorin tämän rakenteen ansiosta ensimmäinen reagenssi, esim. vetyperoksidi, kulkee diffuusion avulla eripituisia ratoja pitkin kantajan läpi toista reagenssia, esim. väriä kehittävää järjestelmää kuten peroksidaasi-o-tolidiinia kohti, jolloin se tulee kulutetuksi suuremmassa tai pienemmässä määrin, sen mukaan kuin etsityn tyyppistä koeainetta esiintyy kantajan osassa, joka sijaitsee mainittujen paikkojen välissä ja joka on kasteltu koeväliaineella. Pitempi diffuusiorata antaa mahdollisuuden suurempaan reaktioasteeseen ensimmäisen reagenssin ja koeaineen välillä, mikä merkitsee sitä, että vastaavasti pienempi määrä ensimmäistä reagenssia voi saavuttaa toisen reagenssin esim. värin muodostamiseksi. On ehkä sopivinta käyttää sellaisia reaktiojärjestelmiä, jotka aiheuttavat suoraan silmin havaittavan värimuutoksen, vaikka muita reaktiojärjestelmiä voitaisiin ajatella, esim. sellaisia järjestelmiä, joissa väri kehitetään vasta suihkuttamalla kehitintä sen päälle.

11 3 6921 3

Sopivasti indikaattori on tehty tasaisesta aineesta, kuten paperiarkista tai sentapaisesta kantajana.

Keksinnön mukaisen indikaattorin eräässä suoritusmuodossa ensimmäinen reagenssi sijoitetaan ensimmäisenä nauhana kantajan pinnalle ja toinen reagenssi sijoitetaan toisena nauhana siten, että etäisyys ensimmäisestä nauhasta toiseen nauhaan vaihtelee, sopivasti jatkuvasti.

Voi myös olla sopivaa muodostaa indikaattori siten, että ensimmäinen reagenssi sijoitetaan kantajan yhdelle sivulle ja toinen reagenssi sijoitetaan toiselle sivulle. Tällöin saadaan erityisen hyvä vaikutus, jos ensimmäinen reagenssi sijoitetaan yhteen paikkaan nauhana, joka on suunnattu ensimmäiseen suuntaan, ja toinen reagenssi sijoitetaan useihin paikkoihin nauhoina, jotka ovat keskenään oleellisen yhdensuuntaiset, mainitusta ensimmäisestä suunnasta poikkeavassa suunnassa, joka on edullisesti suorakulmainen mainittua ensimmäistä suuntaa vastaan.

Keksinnön toisessa suoritusmuodossa ensimmäinen reagenssi sijoitetaan kantajan toiselle sivulle paikkaan, jolla on olellisen pyöreä raja, ja toinen reagenssi sijoitetaan kantajan toiselle sivulle paikkoihin, jotka muodostuvat joukosta keskinäisin välein sovitettuja samankeskisiä renkaita. Käytössä tietty määrä renkaita on värjätty/ei ole värjätty .

Keksintö ei sinänsä rajoitu mihinkään erityiseen valmistusmenetelmään, mutta todennäköisesti on varsin sopivaa sijoittaa reagenssit paikalleen sinänsä tunnetulla painatustek-niikalla.

Keksintöä selitetään nyt yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää paperiliuskan muodossa olevaa indikaattoria 4 6921 3 pituusleikkauksena vahvasti suurennettuna, kuvio 2 esittää indikaattoria, joka on varustettu reagenssil-la yhdellä sivupinnalla, ylhäältä nähtynä, kuvio 3 esittää indikaattoria, joka on varustettu reagensseil-la molemmilla puolilla, osaksi perspektiivisesti, jossakin määrin leikkauksena, ja osaksi käytössä, ylhäältä nähtynä, ja kuvio 4 esittää samalla tavoin indikaattorin toista suoritusmuotoa, jonka molemmilla puolilla on reagenssit.

Kuviossa 1 esitetty indikaattori muodostuu paperiliuskasta, jonka alasivulle on sijoitettu ensimmäinen reagenssi B, joka muodostuu poikittaisesta nauhasta, ja jonka yläsivu on päällystetty reagenssilla C. Käytössä koko liuska kastellaan tutkittavassa näytteessä, jolloin kantaja kyllästetään koe-aineella A. Kun reagenssi B samanaikaisesti saatetaan kosketukseen koevällaineen, tavallisesti nesteen kanssa, B:stä vapautunut reagenssi alkaa liikkua diffuusion avulla esitettyjen nuolien suunnassa. Tällöin tietty määrä reagenssia liikkuu diffuusion avulla suoraan yläsivulle, kun taas muilla määrillä on yhä pitemmät diffuusioradat reagenssiin C.

Kun koeväliaineessa on tietty koeaineen A pitoisuus, reagens-sin B mahdollisuudet saavuttaa reagenssi C pienenevät mitä pitempi diffuusiorata on, koska todennäköisyys, että se reagoi koeaineen A kanssa suurenee diffuusioradan suuretessa. Tämä merkitsee sitä, että suhteellisen suuri reagenssikon-sentraatio saavuttaa reagenssin C lähinnä reagenssia B ja suhteellisen pieni konsentraatio saavuttaa reagenssin C kauempana. Jos C on reagenssi, joka osoittaa suoraan värin reagoidessaan reagenssin B kanssa, tämä merkitsee vastaavasti pienenevää värisävyä diffuusioradan suuretessa.

Kuvion 2 indikaattori on varustettu reagenssin B muodostamalla nauhalla ja reagenssin C muodostamalla nauhalla, jolloin nauhat muodostavat terävän kulman. Kuviossa 2a indikaattori on esitetty ennen käyttöä, kuviossa 2b käytettynä sellaisen koeväliaineen analyysiin, jossa on suhteellisen suuri koeaineen A pitoisuus, ja kuviossa 2c käytettynä analyysiin A:n li 5 6921 3 pitoisuuden ollessa verraten pieni.

Kuviossa 3 esitetty indikaattori on alasivulla varustettu reagenssilla B, joka on sijoitettu paikalleen pitkittäisinä nauhoina, ja yläsivulla reagenssin C muodostamilla poikittaisilla nauhoilla. Kuvio 2b esittää indikaattoria käytettynä sellaisen näytteen analyysiin, jossa on suuri A:n pitoisuus, kuvio 3c käytettynä sellaisen näytteen analyysiin, jossa on kohtuullisen suuri A:n pitoisuus, ja kuvio 3d käytettynä sellaisen näytteen analyysiin, jossa on pieni A:n pitoisuus.

Kuvio 4 esittää vastaavalla tavalla indikaattoria, joka on alasivulla varustettu reagenssilla B pienen pyöreän pilkun muodossa ja yläsivulla varustettu joukolla reagenssin C muodostamia samankeskisiä renkaita, jotka on erotettu toisistaan. Kuvio 4a esittää indikaattoria käytettynä sellaisen näytteen analyysiin, jossa on suhteellisen suuri A:n pitoisuus, ja kuvio 4c esittää indikaattoria käytettynä sellaisen näytteen analyysiin, jossa on verraten pieni A:n pitoisuus .

Keksinnön mukaisella indikaattorilla on seuraavat edut verrattuna aiemmin samanlaisiin tarkoituksiin käytettyihin indikaattoreihin : 1 . Indikaattorin herkkyyttä koeaineelle voidaan vaihdella laajojen rajojen puitteissa käyttämällä kantajia, joilla on sopiva diffuusiovastus, esimerkiksi sopivan paksuisten paperiarkkien muodossa.

2. Väriasteikko voidaan painaa musta/valkoisena, koska värikuvio pikemmin kuin värisävy määrää mittaustuloksen.

3. Indikaattorin lukeminen on yksinkertaista, ja kouluttamaton henkilökunta voisi suorittaa sen.

4. Lukematulos on suhteellisen epäherkkä sellaisille tekijöille kuten valo, näytteen väri, häiritsevät näytekomponen-tit jne.

5. Indikaattorin lukemisen aikataulukko on vähemmän kriittinen, käytännön tapauksissa muutaman minuutin välein.

6 6921 3 6. Indikaattori voidaan edullisesti valmistaa tavanomaisella painatustekniikalla.

Indikaattoria voidaan käyttää useiden aineiden, erityisesti entsyymien pitoisuuden mittaukseen. Esitetyissä esimerkeissä ensimmäinen reagenssi on esim. glukoosi, joka sijoitetaan paikalleen erilleen glukoosioksidaasista mutta sen läheisyyteen, ja toinen reagenssi on o-tolidiiniin sekoitettu peroksidaasi. Tällaista indikaattoria voidaan käyttää katalaasipitoisuuden mittaukseen.

Indikaattoria voidaan myös edullisesti käyttää muiden aineiden kuin entsyymien määritykseen. Niin ollen kokonais-happopitoisuuden (ilmaistuna esim. mM H+:na) määritykseen käytettävä indikaattori voidaan muotoilla juuri esitetyn esimerkin mukaisesti reagenssin B muodostuessa alkalisesta aineesta, kuten natriumhydroksidista, ja reagenssin C muodostuessa pH-indikaattorista, jolla on sopiva ilmaisuväli, esim. bromitymolisinisestä neutraalia pH:ta varten. Kun indikaattori kastellaan koenesteellä, alkalinen aine kulkee diffuusion avulla koenesteen läpi reagoiden käytettävissä olevan hapon kanssa, ja mahdollisesti jäljellä olevan alkalin osoittaa reagenssi C.

Il

Claims (7)

6921 3

1. Laite määrätyn aineen (A) ilmaisemiseksi nestemäisessä koeväliaineessa, joka muodostuu oleellisesti inertistä ja oleellisesti tasapaksusta, läpäisevästä kantajasta, ensimmäisestä reagenssista (B), joka on kiinnittyneenä kantajan ensimmäiseen pinta-alueeseen ja joka pystyy joutuessaan kosketukseen koeväliaineen kanssa vapauttamaan liikkuvaa, määrätyn aineen (A) kanssa reagoivaa ainetta ja toisesta reagenssista (C), joka on kiinnittyneenä kantajan toiseen pinta-alueeseen, joka pinta-alue on välimatkan päässä ensimmäisestä pinta-alueesta, jolloin toinen reagenssi pystyy muuttamaan väriään joutuessaan kosketukseen mainitun liikkuvan aineen kanssa, tunnettu siitä, että kantajan toisen pinta-alueen jotkut osat ovat muita osia kauempana lähimmästä ensimmäisen pinta-alueen osasta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainituista ensimmäisestä ja toisesta pinta-alueesta toinen on toista pienempi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että pinta-alueet ovat kantajan pinnalla olevia nauhoja.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitut nauhat erkaantuvat toisistaan.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunne ttu siitä, että nauhat ovat kantajan vastakkaisilla puolilla ja kulkevat kohtisuoraan toisiinsa nähden.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen mainituista pinta-alueista muodostuu sarjasta samankeskisiä rengasnauhoja ja toinen pinta-alue sijaitsee samankeskisten nauhojen keskellä.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että toinen mainituista pinta-alueista sijaitsee kanta- 6921 3 jän toisella puolella ja toinen pinta-alue kantajan vastakkaisella puolella.