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Verfahren zur Herstellung von haltbaren Reagenzpapieren
Reagenzpapiere sind schon seit langer Zeit gebräuchlich. Die weiteste Anwendung finden pH-Indi- katorpapiere ; jedoch sind auch andere Reagenzpapiere verbreitet, z. B. Curcumapapier zum Borsäure- nachweis, Kaliumjodid-Stärke-Papier zum Nachweis von Oxydationsmitteln, Bleiacetatpapier zum Sul- fidnachweis usw. In den letzten Jahren haben ausserdem die verschiedenen Testpapiere zum Nachweis von Glukose, Eiweiss usw. in biologischen Flüssigkeiten (insbesondere Harn) eine grosse Bedeutung erlangt, da sie die routinemässige Durchführung solcher Nachweisreaktionen durch ungeschultes Personal erlauben.
Von entscheidender Bedeutung für die Reproduzierbarkeit der mit solchen Testpapieren erhaltenen
Ergebnisse ist die Stabilität der auf den Streifen fixierten Reagenzien. Unter dem Einfluss der Luftfeuch- tigkeit können nämlich bei längerer Lagerung der Reagenzpapiere Oxydations-und Reduktionsreaktionen sowie andere Zersetzungserscheinungen eintreten, so dass die Papiere dann nicht mehr brauchbar sind bzw. falsche Ergebnisse liefern.
Es wurde gemäss der Erfindung festgestellt, dass man unbegrenzt haltbare Reagenzpapiere erhält, wenn man einen oder mehrere Indikatorpapierstreifen zwischen zwei Kunststoff-Folien so einsiegelt, dass die gesamte obere und untere Fläche des Papiers bedeckt ist, während die Papierkanten an mindestens einer Seite nicht von den Kunststoff-Folien eingeschlossen sind. Bevorzugterweise siegelt man die Indikatorpapierstreifen zusammen mit Vergleichsfarben-Papierstreifen ein. Überraschenderweise lassen sich mit derart versiegelten Teststreifen alle Nachweisreaktionen genauso schnell durchführen wie mit den üblichen Indikatorpapieren.
Es war nicht zu erwarten, dass die extrem kleine Fläche, die nicht durch die Kunststoff-Folie geschützt ist, ausreichend sein würde, um die zu prüfende Lösung in Sekundenschnelle in dem eingeschlossenen saugfähigen Teststreifen hochzusaugen ; vielmehr war zu befürchten, dass die im Papier enthaltene Luft, die zufolge der Versiegelung nur schlecht entweichen kann, dem Hochsteigen der Lösung Widerstand bieten würde.
Ein weiterer Vorteil der versiegelten Teststreifen besteht darin, dass die Nachweisreaktion ungestört in einer"MikroKammer"stattfindet ; bei den üblichen Indikatorpapieren tritt nämlich-zumindest in den Randgebieten- eine ziemlich schnelle Trocknung des in die Prüflösung getauchten Streifens ein, was sich in vielen Fällen auf die Reaktion störend auswirkt. Hinzu kommt, dass die Farbreaktion bei den neuen Teststreifen wesentlich deutlicher und schöner zu sehen sind als bei den üblichen Indikatorpapieren, da die klar durchsichtigen Kunststoff-Folien den Farben einen Glanz vermitteln.
Das neue Verfahren eignet sich auch zur Herstellung von Mehrfachteststreifen, welche die gleichzeitige Durchführung mehrerer Nachweisreaktionen erlauben. Die üblichen Mehrfachteststreifen bestehen aus Filtrierpapier, auf welchem verschiedene Reagenzien angebracht sind, wobei die einzelnen Testzonen jeweils durch Imprägnierung mit hydrophobem Material wie Paraffin. oder Celluloseester voneinander
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lung von haltbaren Mehrfachteststreifen gemäss der Erfindung wird die gewünschte Zahl verschiedener Einzel-Indikatorpapiere in gewissen Abständen nebeneinandergelegt, und von beiden Seiten mit Kunst-
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Stoff-Folien eingesiegelt ; anschliessend schneidet man senkrecht zur Längsrichtung der Einzel-Indikatorpapiere schmale Streifen ab.
Auf diese Weise entstehen gut zu handhabende Kunststoff-Streifen, in welche kleine Flächen der einzelnen Testpapiere eingebettet sind. Das Papier ist nur an den winzigen seitlichen Schnittflächen ungeschützt ; gleichwohl werden die Prüflösungen von den saugfähigen Reagenzträgern rasch und zuverlässig angesaugt.
Für die Folien kommen grundsätzlich alle in Wasser unlöslichen Kunststoffe in Frage, z. B. Polyvinylchlorid, Polyterephthalsäureester, polyäthylenbeschichtete Polyterephthalsäureester, Polypropylen, Superpolyamid. Massgebend für die Auswahl des geeigneten Kunststoffes ist in erster Linie seine gute Ver-
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Um die Farbreaktionen besonders hervorzuheben, kann man gewünschtenfalls eine der beiden Folien einfärben. Es besteht auch die Möglichkeit, an Stelle der einen Folie ein Kunststoff-kaschiertes Papier zu verwenden, wodurch die Reagenzstreifen einen undurchsichtigen Hintergrund erhalten.
Für den Fall, dass irgendeine der Reagenzlösungen eine starke Verminderung der Saugfähigkeit des Papiers bewirken sollte, kann man die Kunststoff-Folien noch zusätzlich mit kleinen Löchern versehen, so dass auch ein geringer Teil der Papieroberfläche frei liegt. Bei den üblichen Testreaktionen wird aber durch die Schnitt-bzw. Reisskanten an den erfindungsgemäss versiegelten Indikatorpapieren ein derartig rasches Ansaugen der Prüflösungen gewährleistet, dass die Verwendung von durchbrochenen Folien - welche natürlich wieder eine gewisse Verminderung oder Haltbarkeit mit sich bringen würde-unnötig ist.
Es wurde ferner gefunden, dass sich nach demselben Prinzip auch haltbare"Teststreifen mit Ver- gleichsfarben"herstellen lassen.
Vergleichsfarben sind für die Beurteilung einer Reaktion auf einem Reagenzpapier von grosser Wich- tigkeit, beispielsweise bei der pH-Bestimmung oder bei der halbquantitativen Bestimmung von Eiweiss oder Glukose. Auch in solchen Fällen, wo man lediglich nachweisen will, ob die Prüflösung eine be- stimmte Substanz enthält oder nicht, ist es wünschenswert, Vergleichsfarben für die negative und die schwach positive Reaktion vorliegen zu haben. Dies ist beispielsweise von Interesse beim Nitrit-Testpapier, welches auf dem Prinzip der bekannten Diazotierungs- und Kupplungsreaktion von Gries und Ilosvay (z. analyt. Chem. 33 [1894], S. 222) beruht. Der Nikrit-Nachweis wird zur Prüfung von Trinkwasser, Milch und Ham auf Verschmutzung bzw. Infektion mit Escherichia coli benutzt.
Gerade bei der Untersuchung von. solchen gefärbten bzw. trüben Flüssigkeiten haben sich Vergleichsfarben, welche als Farbdruck auf einem separaten Träger angebracht sind, als unzureichend erwiesen. So kann z. B. Harn nach Arzneimitteleinnahme oder auch bei bestimmten Krankheiten rot gefärbt sein, so dass ein roter Farbtest (wie der Nitrit-Test) zu falschen Ergebnissen führen muss. Um in solchen Fällen die auf der Eigenfärbung der zu untersuchenden Flüssigkeiten beruhenden Unterschiede der Farbtönungen kompensieren zu können, müssen die Vergleichsfarben ebenfalls in die Prüflösungen getaucht werden. Für die pH-Bestimmung sind bereits Reagenzpapiere bekanntgeworden, bei denen der Indikator und die Vergleichsfarben zusammen auf einem Papierstreifen aufgetragen sind.
Die Herstellung solcher Indikatorpapiere ist jedoch sehr umständlich und kostspielig (vgl. hiezu die deutschen Patentschriften Nr. 909504 und Nr. 1094 017).
Nach der Erfindung erhält man nun in sehr einfacher und rationeller Weise unbegrenzt haltbare Kombinationen von Teststreifen und Vergleichsfarben, indem man Indikatorpapierstreifen zusammen mit Vergleichsfarben-Papierstreifen mit Kunststoff-Folien einsiegelt. Hiezu werden die Papierstreifen in der gewünschen Anordnung in gewissen Abständen nebeneinander gelegt und nach dem Wärmeimpuls-bzw.
Wärmekontakt-Verfahren oder mittels Hochfrequenz von beiden Seiten mit Kunststoff-Folien versiegelt ; für die Folien kommen die oben genannten wasserunlöslichen Kunststoffe in Betracht. Anschliessend schneidet man senkrecht zur Längsrichtung der Einzelpapiere schmale Streifen ab. Auf diese Weise entstehen gut zu handhabende Kunststoff-Streifen, in welche kleine Flächen der Testpapiere und Vergleichsfarbenpapiere eingebettet sind. Die winzigen seitlichen Schnittflächen sind ausreichend, um die Prüflösungen durch die eingebetteten, saugfähigen Papiere rasch und zuverlässig anzusaugen. Bei trüben Lösungen wird auf diese Art eine Filtration der Prüflösungen an der Schnittkante erreicht.
Die Anzahl der verschiedenen Vergleichsfarben kann je nach der Testreaktion beliebig gewählt werden. Bei einfachen Untersuchungen genügen zwei Vergleichsfarben (für die negative und die schwach positive Reaktion). Bei halbquantitativen Bestimmungen sind dagegen mehrere Vergleichsfarben erforderlich, unter anderem eine Farbe, die einer besonders kritischen Konzentration der Testsubstanz entspricht. Die Kunststoff-Folien und die Papierstreifen können mit Hinweisen bedruckt werden (Charakterisierung des Teststreifens, Art der Vergleichsfarben usw.), so dass es möglich ist, den Test ohne Studium einer ausführlichen Gebrauchsanweisung durchzuführen.
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In den folgenden Beispielen ist das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert.
Beispiel l : Herstellung eines versiegelten Glucose-Teststreifens : a) Zusammensetzung der Tränklösung :
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<tb>
<tb> o-Tolidin <SEP> 0,4 <SEP> Teile
<tb> Fettsäure-polyäthylenglykolester <SEP> 0,08 <SEP> Teile
<tb> Peroxydase <SEP> 0,012 <SEP> Teile
<tb> Glukoseoxydase <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP> Teile
<tb> Tartrazin <SEP> 0,09 <SEP> Teile
<tb> Äthanol <SEP> (44% <SEP> zig) <SEP> 100 <SEP> Teile
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Mit dieser Lösung wird Filtrierpapier (Schleicher & Schüll, Nr. 2316) imprägniert, indem man ein zirka 60 cm breites Papierband das Tränkbad durchlaufen lässt und anschliessend mittels Heissluft und Ultrarotlicht trocknet.
Das getrocknete Papier wird aufgerollt und die Rollen werden quer auf die gewünschte Breite von 5 mm geschnitten. b) Die auf diese Weise erhaltenen Glukose-Testpapierstreifen werden in Abständen von 5 mm zwischen zwei zirka 30 cm breiten, polyäthylenbeschichteten Polyterephthalsäureesterfolien durch zwei Walzen geleitet, von denen eine oder beide beheizt sind. Durch den Wärmekontakt werden die Kunststoff-Folien verschweisst bzw. der Papierstreifen ein-oder beiderseits mit dem Kunststoff verschweisst.
Flache Rillen auf den Walzen gewährleisten das sichere Verschweissen der Folien zwischen den Papierstreifen. Die mit den Papierstreifen verschweissten Kunststoffbänder werden aufgerollt und die Rollen quer geschnitten, so dass jede schmale Rolle einen sicher eingesiegelten Teststreifen enthält (Breite etwa 10 mm).
Reisst man einen solchen Streifen an einer scharfzackigen Kante ab und taucht ihn kurz mit der Abreissstelle in einen glukosehaitigen Harn, so zieht der gelbe Papierstreifen augenblicklich die Flüssigkeit 2 - 3 cm hoch und entwickelt je nach Glukosegehalt in zirka 1-2 min eine mehr oder weniger starke Grünfärbung. So lässt sich Glukose auch noch in einer Konzentration von weniger als 0, ils eindeutig nachweisen. An Hand von Vergleichsfarben kann der Glukosegehalt abgeschätzt werden.
Beispiel 2 : Herstellung eines Mehrfachteststreifens (zur Bestimmung von Glukose, Eiweiss und PHWert) : a) Die Glukose-Testpapierstreifen werden wie in Beispiel la hergestellt. b) Eiweiss-Testpapier, Zusammensetzung der Tränklösung :
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<tb>
<tb> Citronensäure <SEP> 12,5 <SEP> Teile
<tb> tert.Natriumcitrat-dihydrat <SEP> 12,5 <SEP> Teile
<tb> Dioctyl-natriumsulfonsuccinat <SEP> 0, <SEP> 03 <SEP> Teile
<tb> Tetrabrom-phenolphthaleinäthylester <SEP> 0,01 <SEP> Teile
<tb> Äthylalkohol <SEP> 50 <SEP> Teile
<tb> dest. <SEP> Wasser <SEP> ad <SEP> 100 <SEP> Teile
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Filtrierpapier (Schleicher & Schüll, Nr. 2316) wird mit dieser Lösung in üblicher Weise imprägniert, getrocknet und dann zugeschnitten.
Die gelblichen Testpapiere werden durch Eiweisslösungen grün gefärbt (Nachweisgrenze etwa 0, 010/0). c) pH-Testpapier, Zusammensetzung der Tränklösung :
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<tb>
<tb> Bromthymolblau <SEP> 0,05 <SEP> Teile
<tb> Phenolphthalein <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> Teile <SEP>
<tb> Methylrot <SEP> 0, <SEP> 004 <SEP> Teile
<tb> Methanol <SEP> 100 <SEP> Teile
<tb>
Die in üblicher Weise hergestellten Testpapiere zeigen zwischen PH 5 - 10 gute Farbunterschiede :
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<tb>
<tb> PH <SEP> 5 <SEP> rotorange
<tb> PH <SEP> 6 <SEP> gelborange
<tb> PH <SEP> 7 <SEP> olivgrün
<tb> PH <SEP> 8 <SEP> blaugrün
<tb> PH <SEP> 9 <SEP> blau
<tb> PH <SEP> 10 <SEP> blauviolett
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d) DieEinsiegelung der Testpapierstreifen zwischen den Kunststoff-Folien erfolgt wie im Beispiel 1 b) beschrieben. Es werden jedoch die zu kombinierenden 3 Testpapierstreifen (Glukosetest, Eiweisstest, PH-
Test) in Abständen von zirka 3 mm gruppenweise eingesiegelt. Die Gruppen sind durch grössere Abstände getrennt, diese Abstände ergeben sich aus der bevorzugten endgültigen Gesamtlänge der fertigen Test, streifen von 6 cm. Eine 30 cm breite Kunststoffbahn ermöglicht es, fünf solcher Gruppen von Testpapier- streifen einzusiegeln.
Die versiegelten Papierstreifen und Folien werden sodann der Länge nach mittels scharfen Messern in 6 cm breite Bahnen geschnitten, die wieder quer in 5 mm breite Streifen geschnitten werden. Letztere stellen die fertige Testkombination dar.
Beispiel 3: Herstellung eines versiegelten Nitrit-Teststreifens mit Vergleichsfarben : a) Herstellung des Reagenzpapieres :
10 g saures a-Naphthylammoniumoxalat (enthaltend 1% 2, 6-Di-tert. butyl-4-methyl-phenol) werden in 2, 5 1 Methanol gelöst und mit einer Lösung von 25 g Sulfanilamid und 25 g Oxalsäure in 2, 5 1 Aceton vermischt.
Mit der auf. diese Weise erhaltenen Reagenzlösung imprägniert man Filtrierpapier (Schleicher & Scull, Nr. 2312), indem man ein zirka 60 cm breites Papierband das Tränkbad durchlaufen lässt und anschliessend mittels Heissluft oder Ultrarotlicht trocknet. Das getrocknete Papier wird aufgerollt und die Rollen werden quer auf die gewünschte Breite von 5 mm geschnitten. Die praktisch farblosen Testpapiere werden durch Nitritlösungen rot gefärbt (Nachweisgrenze etwa 0, 00005% NOJ. b) Vergleichsfarbe für die negative Reaktion :
Man imprägniert Filtrierpapier (Schleicher & Schüll, Nr. 2312) mit einer Lösung von 0,01 g Tetrajodfluorescein-Natriumsalz (Lebensmittel-Rot Nr. 4, Farbstoffverordnung BRD vom 19.
Dez. 1959) und
0, 1 g l-Aminobenzol-4-sulfosäure- > 2-0xynaphthalin-6-sulfosaures Natrium (Lebensmittel-Orange Nr. 2, Farbstoffverordnung BRD vom 19. Dez. 1959) in 5 l Methanol, trocknet und schneidet es in 5 mm breite Streifen. c) Vergleichsfarbe für die schwach positive Reaktion.
Filtrierpapier (Schleicher & Schüll, Nr. 2312) wird mit einer Lösung von 0, 125 g TetrajodfluoresceinNatriumsalz (Lebensmittel-Rot Nr. 4, Farbstoffverordnung BRD vom 19. Dez. 1959) in 51 Methanol imprägniert, getrocknet und zugeschnitten. d) Einsiegelung der Papierstreifen.
Die Reagenzstreifen werden nun zusammen mit den Vergleichsfarben zwischen zwei zirka 30 cm breiten polyäthylenbeschichteten Polyterephthalsäureesterfolien durch zwei Walzen geleitet, von denen eine oder beide beheizt sind. Durch den Wärmekontakt werden die Kunststoff-Folien verschweisst bzw. der Papierstreifen ein-oder beiderseits mit dem Kunststoff verschweisst. Flache Rillen auf den Walzen gewährleisten das sichere Verschweissen der Folien zwischen den Papierstreifen.
Man siegelt die drei Papierstreifen in Abständen von zirka 2 mm gruppenweise ein. Die Gruppen sind durch grössere Abstände getrennt ; diese Abstände ergeben sich aus der bevorzugten endgültigen Gesamtlänge der fertigen Teststreifen von 6 cm. Eine 30 cm breite Kunststoffbahn ermöglicht es, fünf solcher Gruppen von Testpapierstreifen einzusiegeln. Die versiegelten Papierstreifen und Folien werden sodann der Länge nach mittels scharfen Messern in 6 cm breite Bahnen geschnitten, die wieder quer in 5 mm breite Streifen geschnitten werden.
In den auf diese Weise erhaltenen fertigen Teststreifen sind also an einem Ende drei zirka 5 X 5 mm grosse Papierstücke in Abständen von zirka 2 mm eingesiegelt. Das äusserste Papier zeigt die Vergleichsfarbe für die negative Reaktion, das folgende ist das Reagenzpapier, und das letzte zeigt die Vergleichsfarbe für den eben noch positiv verlaufenden Test. Jede stärkere Färbung auf dem Reagenzpapier ist dadurch eindeutig als stärker positive Reaktion gekennzeichnet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von haltbaren Reagenzpapieren, dadurch gekennzeichnet, dass man einen oder mehrere Indikatorpapierstreifen zwischen zwei Kunststoff-Folien so einsiegelt, dass die gesamte obere und untere Fläche des Papiers bedeckt ist, während die Papierkanten an mindestens einer Seite nicht von den Kunststoff-Folien eingeschlossen sind.