DE102004046366A1

DE102004046366A1 - Universell einsetzbare Testvorrichtung zur schnellen Analysen von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE102004046366A1
Application number: DE102004046366A
Authority: DE
Inventors: Felix Levin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2006-02-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine universell einsetzbare Testvorrichtung zur schnellen Analyse von Flüssigkeiten, vorzugsweise von biologischen Flüssigkeiten, die eine Saugeinrichtung, insbesondere eine Pipetteneinrichtung, gegebenenfalls mit einem Gefäß sowie mit mindestens einem Reagenz, das mit einer zu analysierenden Substanz eine nachweisbare Reaktion eingeht, kombiniert. Das Reagenz ist eine lagerfähige, spezifische Testformulierung unterschiedlicher Zusammensetzung und Form, die sich auf/an der inneren Wand der Saugeinrichtung, von Pipetten, Spitzen und/oder an der Wand und/oder auf dem Boden des Gefäßes befestigt oder lose, ggf. auf einem Filter, befinden kann (Abb. 1 und 3). Je nach Anordnung des Reagenzes und Ausgestaltung der Vorrichtungen gibt es verschiedene Anwendungsvarianten der Testvorrichtungen. So finden sie Verwendung als so genannter Reagenzpipettentest, Sauggefäßtest und Pipettenspitzentest. Die Vorrichtungen werden so eingesetzt, dass die zu prüfende Flüssigkeit (z. B. Urin) in die (vorzugsweise transparenten) Pipetten, Gefäße oder Spitzen gesaugt wird. In der Flüssigkeit vorliegende zu untersuchende Stoffe reagieren mit dem enthaltenen spezifischen Reagenz, wobei schnell entstehende Reaktionsprodukte indirekt im Sauggefäß oder im anderen Gefäß (nach Überführung) bewertet werden können. Das Ergebnis wird im Vergleich mit einer Fotoskala, Standardskala oder fotometrisch bewertet.

Description

Die Erfindung betrifft eine universell einsetzbare Testvorrichtung zur schnellen Analyse von Flüssigkeiten, vorzugsweise von biologischen Flüssigkeiten, die eine Saugeinrichtung, insbesondere eine Pipetteneinrichtung, gegebenenfalls mit einem Gefäß sowie mit mindestens einem Reagenz, das mit einer zu analysierenden Substanz eine nachweisbare Reaktion eingeht, kombiniert. Das Reagenz ist eine lagerfähige, spezifische Testformulierung unterschiedlicher Zusammensetzung und Form, die sich auf/an der inneren Wand der Saugeinrichtung, von Pipetten, Spitzen und/oder an Wand und/oder auf dem Boden des Gefäßese befestigt oder lose, ggf. auf einem Filter befinden kann (1 und 3). Je nach Anordnung des Reagenzes und Ausgestaltung der Vorrichtungen gibt es verschiedene Anwendungsvarianten der Testvorrichtungen. So finden sie Verwendung als so genannter Reagenzpipettentest, Sauggefäßtest und Pipettenspitzentest. Die Vorrichtungen werden so eingesetzt, dass die zu prüfende Flüssigkeit (z.B. Urin) in die (vorzugsweise transparente) Pipetten, Gefäße oder Spitzen gesaugt wird. In der Flüssigkeit vorliegende zu untersuchende Stoffe reagieren mit dem enthaltenen spezifischen Reagenz, wobei schnell entstehende Reaktionsprodukte indirekt im Sauggefäß oder im anderen Gefäß (nach Überführung) bewertet werden können. Das Ergebnis wird im Vergleich mit einer Fotoskala, Standardskala oder fotometrisch bewertet.

Testsysteme zur Schnellbestimmung von Substanzen in zu prüfenden Flüssigkeiten sind zahlreich bekannt und diagnostisch relevant. Marktbekannte Teststreifen zur Bestimmung (z.B. im Urin) von Eiweiß, Glukose, Nitrit, Billirubin, pH, usw. enthalten Farbzonen, die spezifisch mit jedem zu prüfenden Stoff reagieren. Diese bequemen und schnellen Tests haben jedoch den Nachteil, dass sie nur visuell – halbquantitativ bewertet werden können. Weiterhin sind die Farbzonen nicht lange halt- und bewertbar. Mit diesen Tests kann man auch nur eine begrenzte Anzahl an Stoffen bestimmen, da die Reaktion in der Testzone nur mit einem Reagenz erfolgt. Es gibt keine Möglichkeit mit z.B. zwei Reagentien nacheinander eine Analyse durchzuführen.

Verschiedene Testbecher und Testbehältnisse dienen zum Sammeln, Aufbewahren und Bestimmen von verschiedenen einzelnen oder multiplen Stoffen in den zu prüfenden Flüssigkeiten. Diese Vorrichtungen sind jedoch so mit analytischen Elementen versehen, dass sie als Set für zu prüfende Stoffe geeignet sind aber nicht mobil umgebaut werden können. Diese Vorrichtungen benötigen relativ viel von der zu prüfenden Flüssigkeit und sind deshalb zur Blutanalyse nicht geeignet.

Bekannt ist aus DE 203 10 576.1 auch eine Eintauchvorrichtung zur Eiweißbestimmung im Urin. Das ist ein Gefäß mit einem Henkel und mit einem Fällungsreagenz, das mit dem vorliegenden Eiweiß im Urin einen weißen Ring bildet. Diese Vorrichtung ist jedoch nicht bequem, weil durch das geöffnete Oberteil die Flüssigkeit herausfließen kann. Ein weiterer Nachteil dieser Testvorrichtung besteht darin, dass sie nur zur Urinanalyse vorgesehen ist und deshalb nur für die visuell halbquantitative Ergebnisbewertung anwendbar ist.

Aufgabe der Erfindung war es deshalb, eine einfach handhabbare Testvorrichtung zu finden und bereitzustellen, die es ohne größeren technischen Aufwand gestattet, z.B. sowohl visuell halbquantitativ als auch quantitativ (fotometrisch) ein Analysenergebnis zu bewerten. Dabei soll das Analysenergebnis lagerbar sein. Diese Vorrichtungen sollen insbesondere zur Analyse von Mikromengen der zu untersuchenden Flüssigkeiten geeignet sein. Weiterhin sollen sie die Analyse mit mehr als einem Reagenz zeitlich nacheinander erlauben. Varianten dieser Vorrichtung sollen zur gleichzeitigen Analyse von verschiedenen Stoffen in einer zu prüfenden Flüssigkeit geeignet sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch universell einsetzbare Testvorrichtungen zur schnellen Analyse von Flüssigkeiten (vorzugsweise von Substanzen in biologischen Flüssigkeiten) gelöst. Sie basieren auf dem Prinzip: Kombination einer Saugeinrichtung, insbesondere einer Pipetteneinrichtung, gegebenenfalls mit einem Gefäß kombiniert, umfassend mindestens ein Reagenz. Das Reagenz ist eine lagerstabile, spezifische Testformulierung unterschiedlichster Zusammensetzung und Form, die sich an der inneren Wand von Saugeinrichtung, Pipetten, Spitzen und/oder an der Wand und/oder auf dem Boden der Gefäßen befestigt oder lose gegebenfalls auf einem Filter befinden kann (1 und 3). Dabei kommen Reagentien zum Einsatz, die in der Flüssigkeit schnell löslich sind (in der Reel ohne Schütteln). Aber es können auch Teststreifen verwendet werden.

Je nach Anordnung der Testformulierung in der Saugeinrichtung und/oder dem Gefäß existieren verschiedene Ausführungsvarianten, die als Reagenzpipettentest, Sauggefäßtest und Pipettenspitzentest bezeichnet werden. Die Flüssigkeit mit den zu untersuchenden Substanzen (z.B. Urin) wird in die (vorzugsweise transparente) Pipette oder eine andere Saugvorrichtung, das Gefäß oder die Spitze gesaugt, wo die Inhaltsstoffe dann mit den enthaltenen spezifischen Reagentien reagieren. Die schnell entstehenden Reaktionsprodukte werden direkt in diesem Sauggefäß oder in einem anderen Gefäß (nach Überführung) begutachtet. Das Ergebnis wird mittels Vergleich mit einer Fotoskala, Standardskala oder fotometrisch ausgewertet.

Die Sauggefäßvorrichtung ist durchsichtig und kann mehr als ein Reagenz enthalten. Zusätzliche Reagentien befinden sich auf/an der inneren Wand oder in einem eventuellen Saugballon (Gummi/Plastik). Eine kleine Öffnung zur Flüssigkeitsaufnahme in der Sauggefäßvorrichtung befindet sich über dem Flüssigkeitsstand im Gefäß, damit sie nicht herausfließen kann. Beim Reagenzpipettentest und Pipettenspitzentest kann sich ein zweites Reagenz in dem anderen Gefäß befinden. Die Vorrichtung kann in unterschiedlichen Varianten vorliegen und auch als Polysaugtest (Multitest) angewandt werden, d. h. sie erlauben die gleichzeitige Analyse von vielen Stoffen mittels Mehrkanalpipetten mit Spitzen oder mit Gefäßen, in denen entsprechende spezifische Reagentien vorliegen. Die Testvorrichtungen sind so gestaltet, dass die schnelle Entstehung (30 Sekunden bis 3 Minuten) des Analysenergebnisses beobachtet und seine Aufbewahrung (ca. 2 Stunden) gewährt werden kann. Die eigene Arbeitszeit beträgt nur ca. 2-3 Sekunden, so dass mehr als 200 Analysen pro Stunde für einen Mitarbeiter durchführbar sind. Das Testreagenz ist in der Vorrichtung lagerbar.

Die universell einsetzbaren Testvorrichtungen sind wie folgt gekennzeichnet. Erfindungsgemäß stellen sie eine Kombination aus einer Saugeinrichtung und einem Gefäß dar, beide vorzugsweise durchsichtig und fest oder lose miteinander verbunden, die mindestens ein Reagenz zur Analyse umfassen. Die Saugeinrichtung ist dabei mit mindestens einem Gefäß (vorzugsweise zylindrisch oder konisch) verbunden. Gegebenenfalls befindet sich das mindestens eine Reagenz auf einer Filterschicht. Die Reagentien stellen an sich bekannte lagerstabile Testformulierungen unterschiedlichster Zusammensetzung und Form in Abhängigkeit der zu analysierenden Substanzen dar oder an sich bekannte Teststreifen. Sie können sich in der Saugeinrichtung, an der Wand bzw. am Boden des Gefäßes und/oder an der Wand und/oder in der Spitze einer Pipette, gegebenenfalls auf einem Filter in Saugeinrichtung (z.B. Pipette)/Gefäß befinden.

Bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den 1 bis 3 dargestellt. Mit diesen Vorrichtungen kann man schnell und bequem verschiedene Untersuchungen ohne Reagenzglas, Stative u. a. Zubehör durchführen. Sie sind insbesondere zur in vitro Diagnostik in medizinischen Einrichtungen, vor allem in Arztpraxen, für Notärzte und kleinen Laboratorien einsetzbar und zur Frühdiagnostik sowie zur Verlaufskontrolle bei verschiedenen Erkrankungen geeignet. Insbesondere sind die Vorrichtungen zur Eigenanwendung einsetzbar.

Eine besondere Rolle kann dieses Testsystem zur gleichzeitigen Analyse mehrerer Substanzen bei Skreeninguntersuchungen spielen. Außer im Medizinbereich sind diese Testvorrichtungen auch zur Untersuchung von Inhaltsstoffen in Flüssigkeiten im technischen Bereich einsetzbar.

Anschließend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1 Pipettentest
A = mit Reagenz an der Innenwand eines Pipettenballons
B = mit Reagenz auf einem Pipettenfilter
2 Sauggefäßtest
A = mit einem Reagenz
B = mit zwei Reagentien in einem Gefäßteil
C = mit zwei Reagentien (im Saugballon und Gefäßboden
3 Pipettenspitzentest
A = mit einem Reagenz an der Wand der Spitze
B = mit einem Reagenz auf einem Spitzenfilter
C = Polyspitzentest mit Merhkanalpipetten

1: Reagenz
1a: Reagenz zur Blutbestimmung
1b: Reagenz zur Glukosebestimmung
1c: Reagenz zur Ketonbestimmung
1d: Reagenz zur Calciumbestimmung
2: zweites Reagenz
3: kleine Öffnung
4: Filter
5: Gummiballon
6: transparentes Gefäß
7: Mehrkanalpipette

Beispiel 1
Verwendung eines Reagenzpipettentests gemäß 1 zur Glukosebestimmung
Der Pipettentest benutzt eine trockene spezifische Testformulierung, die sich im Ballon einer Transferpipette befindet. Dabei kann sie an der Wand befestigt oder lose auf dem Filter sein.
Bei Kontakt mit vorliegender Glukose in der angesaugten Flüssigkeit entsteht eine gefärbte Lösung, dessen Intensität direkt proportional dem Glukosegehalt ist. Es wurde folgende Zusammensetzung an Testglukoseformulierung (nach dem Patent DE 198 45 771 C2 ) angewandt: Peroxidase – 3 Gew%, Glukoseoxidase – 2 Gew%, o-Tolidin – 18 Gew%, Zitronensäure – 5 Gew%, Gelatine – 72 Gew%.
1) Vorbereitung der Fotoskala
Es wurden eine Reihe von Lösungen mit folgenden Glukosekonzentrationen (in %) vorbereitet: 0 0,03 0,1 0,3 0,7 und 2,0. Diese Lösungen wurden mit Testpipetten angesaugt. Nach ca. 2–5 Minuten wurden die entstehenden gefärbten Lösungen mit einer digitalen Kamera (Rigon 4) fotografiert. Der gefärbte Ausdruck dient als Fotoskala zur halbquantitativen Glukosebestimmung. Daneben gibt es noch eine Möglichkeit zur quantitativen (fotometrischen) Glukosebestimmung.
2) die Bestimmung des Glukosegehaltes in der Urinproben von Diabetikern.
Es wurden 11 Morgenurinproben von Patienten mit Diabetes wie o.g. untersucht mit Bewertung der Ergebnisse nach 2 Minuten.
Ergebnisse
Zwei Urinproben zeigten einen Glukosegehalt weniger als 0,03%. Fünf Urinproben zeigten einen Glukosegehalt zwischen 0,1 und 0.3%. Vier Urinproben zeigten einen Glukosegehalt zwischen 0,3 und 0,7%. Diese Ergebnisse wurden parallel mit einem Teststreifen der Fa. Machery-Nagel bestätigt.
Beispiel 2
Verwendung des Sauggefäßtests gemäß 2 zur Calciumbestimmung
Es wurde folgende Zusammensetzung von Test Calcium (nach Gebrauchsmuster DE 201 14 916 U1 ) angewandt:

Natriumoxalat: 100 Gew.%

10 mg in Testformulierung
Es wurden 3 Proben mit Kranwasser (von 3 Tagen), 3 Proben mit Mineralwasser (mit bestimmtem – 67 mg/l – Calciumgehalt), 3 Proben normaler Urin und 2 Proben von Destillatwasser mit dem Calciumreagenz untersucht. Die Ergebnisse wurden quantitativ mit Nephelometer Densicheck gemessen.
Ergebnisse
Schon in 20–30 Sekunden entstand in der angesaugten Flüssigkeit mit vorliegendem Calciumgehalt eine Trübung. In den drei Proben mit dem Kranwasser wurde der entsprechende Calciumgehalt von 95, 101, und 117 mg/l gezeigt. Die drei parallelen Proben mit Mineralwasser zeigten 69, 72 und 79 mg Ca/l. Drei Proben von normalem Urin (verschiedene Personen) zeigten 72, 154 und 173 mg/l.
Beispiel 3
Verwendung des Pipettenspitzentests gemäß 3 zur Glukosebestimmung
Der Pipettenspitzentest – vorzugsweise Standardspitzen für Autopipetten – verwendet eine trockene spezifische Testformulierung, die sich auf der inneren Wand der Spitze befestigt oder lose auf dem Filter befinden kann (3). Bei Kontakt mit entsprechenden Inhaltsstoffen (z.B. Glukose) in der angesaugten Flüssigkeit entsteht eine gefärbte Lösung; dessen Intensität direkt proportional dem zu untersuchenden Stoffinhalt (z.B. Glukosegehalt) ist. Anwendung fand eine Zusammensetzung und eine Fotoskala gemäß Beispiel 1. Es wurden 6 Morgenurinproben von Patienten mit Diabetes wie o.g. untersucht. Die Bewertung der Ergebnisse erfolgte nach 2 Minuten.
Ergebnisse
Zwei Urinproben zeigten einen Glukosegehalt weniger als 0,03%. Drei Urinproben zeigten einen Glukosegehalt zwischen 0,1 und 0.3%. Eine Urinproben zeigte einen Glukosegehalt zwischen 0,3 und 0,7%. Diese Ergebnisse wurden parallel mit einem Testreifen der Fa. Machery-Nagel bestätigt.
Beispiel 4
Verwendung des Pipettenspitzentests gemäß 3 zur Blutbestimmung
Ein Teststreifen (von Medi-Test) wurde in die Spitze eingebracht. Er enthielt:
Tetramethylbenzidin 59 mkg 19 Gew.%
Cumolhydroperoxid 253 mkg 81 Gew.%
Bei Kontakt mit dem Blut (das eine Peroxdaseaktivität hat) entsteht im Bereich von ca. 10–250 Erytrocyten/mkl in ca. 1 Minute eine grün-blau gefärbte Reagenzzone, die man mit einer Farbskala bewerten kann.
Drei Urinlösungen mit einer Blutkonzentration von ca. 20, 70 und 200 Erytrocyten/mkl wurden untersucht. Dabei wurden entsprechende Ergebnisse im Vergleich mit einer Farbskala erhalten. So konnte gezeigt werden, dass Teststreifen auch im Spitzentest verwendbar sind.
Beispiel 5
Verwendung des Pipettenspitzentests gemäß 3 zur Ketonbestimmung
Es wurde folgende Zusammensetzung einer Testformulierung angewandt (modifiziertes Reagenz von Lestarde):

Natrium Nitroprussid	2,4 Gew.%
Natrium Carbonat	48,8 Gew.%
Natrium Sulfat	48,8 Gew.%

Diese Formulierung befindet sich auf dem Filter der Testspitze (3B) und bei Kontakt mit der angesaugten Flüssigkeit und bei Vorliegen von Aceton (und anderen ähnlichen Ketonstoffen) verfärbt sie sich rose bis rotviolett. Eine visuelle Bewertung erfolgt mit Ballen: negativ – ; schwach positiv +; positiv ++; starkpositiv +++.
Es wurden drei Urinproben mit zugegebenen Lösungen von Aceton (mit verschiedenen Verdünnungen) mit dem Spitzentest und parallel mit dem Teststreifen (von Medi-Test) untersucht.
Die Ergebnisse waren die gleichen:
Zwei Proben zeigten zwischen ++ und +++, und die letzte Probe +.
Beispiel 6
Verwendung des Pipettenspitzentests gemäß 3 und Sauggefäßtests zusammen mit Mehrkanalpipetten als Polytest (Multitest) zur gleichzeitigen Bestimmung von einigen Stoffen in prüfender Flüssigkeit
Es wurden künstlichen Modelllösungen von Urin mit zugegebenem Blut, Glukose und Azeton (Calcium war schon im Urin) mittels Automehrkanalpipetten untersucht. Dabei wurde Blut, Glukose und Azeton mit den Spitzentests (wie oben in den Beispielen 4–6) und Calcium mit einem kleinen Sauggefäß (wie oben in den Beispielen 2-3) analysiert (2A, 3A–C). Es wurde die Modelllösung einfach (mit einer Handbewegung) mittels Automehrkanalpipetten in alle Spitzen- und Gefäßtests gesaugt. Ab 30 Sekunden bis 3 Minuten konnten die Ergebnisse beobachtet und bewertet werden. Dabei wurden drei Analysenwiederholungen gemacht.
Ergebnisse
Es wurden alle zugegebenen Stoffen in ca. entsprechenden Mengen mit dem erfindungsgemäßen Polytest bewiesen.
Die Ergebnisse bei Analysenwiederholungen waren fast identisch.

Claims

Universell einsetzbare Testvorrichtung zur schnellen Analyse von Substanzen in Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch eine Saugeinrichtung, die mit mindestens einem zylindrischen oder konischen Gefäß und mindestens einem Reagenz, das mit den zu analysierenden Substanzen eine nachweisbare Reaktion eingeht, kombiniert ist.
Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagenz eine lagerstabile spezifische schnell lösliche Testformulierung unterschiedlichster Zusammensetzung und Form ist oder ein Teststreifen.
Testvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Reagenz an der inneren Wand der Saugeinrichtung, Pipetteneinrichtung oder Spitze und/oder an der Wand und/oder auf dem Boden des Gefäßes oder auf einem Filter der Vorrichtung befindet.
Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Reagenzpipettentest, Sauggefäßtest und Pipettenspitzentest gemäß der 1 bis 3, die damit Gegenstand des Anspruchs werden, aufgebaut ist.
Testvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für den Sauggefäßtest die Gefäßvorrichtung durchsichtig ist und mehr als ein Reagenz enthält, wobei sich ein Reagenz am Boden und ein anderes Reagenz an der inneren Wand oder in einem Saugballon befindet.
Testvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine kleine Öffnung zur Flüssigkeitsaufnahme so angeordnet ist, dass sie höher liegt als der Stand der Flüssigkeit im Gefäß.
Testvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zum Reagenzpipettentest und Pipettenspitzentest zwei Reagentien in unterschiedlichen Gefäßen befinden.
Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Polysaugtest aufgebaut ist und die gleichzeitige Analyse von mehreren Substanzen mittels Mehrkanalpipetten mit Spitzen oder mit Gefäßen mit entsprechenden spezifischen Reagentien erlaubt.
Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie so aufgebaut ist, dass eine zu prüfende Flüssigkeit in die Pipette, Gefäße oder Spitze gesaugt wird, vorliegende zu untersuchende Stoffe mit dem mindestens einen Reagenz reagieren und die Produkte in dieser Vorrichtung oder nach einer Überführung bewertet werden, wobei die Auswertung gegebenenfalls mittels Vergleich mit einer Fotoskala, Standardskala oder fotometrisch erfolgt.