DE102006051448A1

DE102006051448A1 - Elektrochemischer Teststreifen für einen Biosensor mit mehreren Funktionen

Info

Publication number: DE102006051448A1
Application number: DE102006051448A
Authority: DE
Inventors: Ken-Shwo Dai; Chi Lin Chia
Original assignee: Visgeneer Inc
Current assignee: Visgeneer Inc
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2007-09-06
Also published as: TWM297470U; US20070193882A1

Abstract

Eine Ausführungsform der Erfindung gibt einen Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor zum Bestimmen eines Analyts in einer flüssigen Probe an, der umfasst: eine erste isolierende Basisplatte (110) mit einem Ende (111) für die Flüssigkeits-Musterungsvorrichtung und einem elektrischen Kontaktende (112); einem Paar von leitfähigen Bahnen, die auf der ersten isolierenden Basisplatte (110) gebildet sind; einem Reaktionsbereich (113), der nahe des Endes (111) der Flüssigkeits-Musterungsvorrichtung der ersten isolierenden Basisplatte (110) gebildet ist, wobei in dem Reaktionsbereich (113) ein Ragenzfilm abgeschieden ist; eine zweite isolierende Basisplatte (210), wobei ein Ausschnitt (311) dieser zweiten isolierenden Basisplatte (210) über diesen Reaktionsbereich (113) liegt, und eine Abdeckung (310), die oben auf der zweiten isolierenden Basisplatte (210) angeordnet ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Teststreifen, insbesondere betrifft die Erfindung einen elektrochemische Wegwerf-Biosensor-Teststreifen, sowie eine Methode für dessen Herstellung, und die Verwendung desselbigen für die Quantifizierung eines Analyten in einer flüssigen Probe.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diabetes mellitus (DM) (Zuckerkrankheit) und die damit verbundenen Komplikationen sind als eine der Hauptprobleme für die Gesundheit weltweit bekannt. Eine statistische Analyse zeigte, dass der Anteil an Zuckerkranken unter der Bevölkerung jährlich ansteigt und im Jahr 2030 die Anzahl der Zuckerkranken auf 370 Millionen geschätzt wird (Weltgesundheits-Organisation, 2003). Es wurde berichtet, dass das Beibehalten des normalen Glukosespiegels im Blut wichtig ist, um das Risiko von Zuckerkrankheiten und damit verbundenen Todesfällen möglichst niedrig zu halten (Weltgesundheits-Organisation, 2003; The Diabetes Control and Complications Trial Research Group (Forschungsgruppe für die Kontrolle von Zuckerkrankheit und Komplikationen) (1993) N Engl J Med 329: 977-986). Daher wurde die Vorrichtung zum Kontrollieren und Überwachen des Glukosegehaltes im Blut als ein wichtiges Instrument für zuckerkranke Patienten zum Überprüfen ihrer Glukosespiegel empfohlen (Sonksen et al. (1978) Lancet 1: 729-732; Walford et al. (1978) Lancet 1: 732-735; Ikeda und Tsuruoka (1994) Diabetes Res Clin Pract Suppl: S269-271; Evans (1999) BMJ 319: 83-86; Franciosi (2001) Diabetes Care 24: 1870-1877). Während den letzten vergangenen Jahren wurden viele mit der Hand haltbare Glukose-Meßinstrumente entwickelt, die mit entsorgbaren elektrochemischen Teststreifen versehen sind und auf den Markt für Selbstdioagnose-Instrumente gebracht wurden. Die klinische Genauigkeit von manchen dieser Glukose-Meßsysteme wurden überprüft (Tate et al., (1992) Diabetes Care 15: 536-538; Kilpatrick et al. (1994) Diabet Med 11: 214-217; Trajanoski et al., (1996) Diabetes Care 19: 1412-1415; Arens et al., (1998) Clin Chem Lab Med 36: 47-52; Rheney und Kirk (2000) Ann Pharmacother 34: 317-321; Solnica et al., (2001) Clin Chem Lab Med 39:1283-1286; Alto et al., (2002) J Am Board Fam Pract 15:1-6; Demers et al., (2003) Am J Health Syst Pharm 60:1130-1135; Dai et al., (2004) Clin Chim Acta. 349:135-41).

Die elektrochemischen Streifen (Streifen mit einem Elektroden-System) werden weitverbreitet in selbstüberwachenden Systemen zur Messung von Analytspiegeln in flüssigen Proben angewendet. U.S.-Pat.-Nr. 5,120,420 (Nankai et al. 1992) be schreibt einen elektrochemischen Streifen, der eine isolierende Basisplatte, ein Elektrodensystem, eine Isolierschicht und eine Reaktionsschicht umfasst. Durch Zusammenschluss einer isolierenden Basisplatte mit einem Abstandhalter und einer Abdeckung wird ein Raum mit einer Reaktionsschicht gebildet. U.S.-Pat.-Nr. 5.288.636 (Pollmann et al., 1994) beschreibt einen elektrochemischen Teststreifen mit einem Paar von Elektroden (Arbeits- und Gegenelektrode) in derselben Größe. Diese Elektroden sind aus denselben elektrischen und leitfähigen Materialien hergestellt und werden vom ersten elektrischen Isolierer gestützt. U.S.-Pat.-Nr. 5,437,999 (Diebold et al., 1995) beschreibt die Herstellung von hochaufgelösten Elektroden nach einer neuartigen Anpassung von einigen technischen Methoden in der PCB-Industrie. U.S.-Pat.-Nr.5,762,770 (Pritchard et al., 1998) beschreibt einen Teststreifen eines elektrochemischen Biosensors, welcher nur eine geringste Blutmenge von ungefähr 9 Mikrolitern als Probe erfordert. U.S.-Pat.-Nr. 5,727,548 (Hill et al., 1998) beschreibt eine enzymatische Sensorelektrode, die mit einem Siebdrck auf einen Trägermaterial geformt wird. Die beiden Elektrodenstreifen verfügen über einen verlängerten Träger, der an eine auflösbare Befestigung am Anzeige-Schaltkreis angepaßt ist.

Zum Erkennen von einer Verbindung in einer Flüssigkeitsmischung wurden bereits unterschiedliche elektrochemische Teststreifen entwickelt und angewendet. In Zukunft sollen diese elektrochemischen Teststreifen benutzerfreundlich gestaltet sein, wenig Probe benötigen, reproduzierbar sein und eine kurze Analysierzeit sowie eine bessere Genauigkeit ermöglichen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor zur quantitativen Bestimmung eines Analytes in einer flüssigen Probe. Dieser Teststreifen für den elektrochemischen Biosensor umfasst: 1) eine erste isolierende Basisplatte; 2) mindestens zwei leitfähige Bahnen, die in Längsrichtung auf der ersten isolierenden Basisplatte gedruckt sind; 3) eine zweite isolierende Basisplatte, die auf die erste isolierende Basisplatte aufgelegt ist; 4) einem Reaktionsbereich, der durch einen U-förmigen Ausschnitt der zweiten isolierenden Basisplatte definiert ist; 5) einem Reagenzfilm der innerhalb dieses Reaktionsbereiches abgeschieden ist zum Reagieren zusammen mit einem Analyt in einer flüssigen Probe; 6) eine Abdeckung, die oben auf der zweiten isolierenden Basisplatte angeordnet ist.

In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Methode zum Herstellen eines Teststreifens für einen Biosensor zur Verfügung gestellt, die die folgenden Schritte umfasst: 1) Bedrucken einer ersten isolierenden Basisplatte mit leitfähigen Bahnen (einem Paar von Elektroden und einer Vielzahl von elektrischen Kontakten); 2) Auflegen einer zweiten isolierenden Basisplatte auf die erste isolierende Basisplatte; 3) Beschichten einer Reagenzmischung über den Reaktionsbereich zum Bilden eines Reagenzfilms, und 4) Aufsetzen einer Abdeckung auf diese zweite isolierende Basisplatte.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Formel einer Mischung eines Reagenz zum Herstellen eines Reangenzfilms zur Verfügung gestellt, die mindestens eine biologisch aktive Substanz (z. B. Enzym) und andere Komponenten, wie z. B. Mediatoren, oberflächenaktive Substanzen und mindestens ein Bindemittel umfasst.

Laut einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist zwischen der Abdeckung und dem Reagenzfilm eine Reaktionskammer gebildet. Diese Reaktionskammer benötigt ein geringes Volumen einer flüssigen Probe, wobei diese Menge ungefähr 2,5 Mikroliter beträgt. Die flüssige Probe wird von einem kleinen halbrunden Ausschnitt oben auf der Abdeckung in diese Reaktionskammer eingeführt Die Abdeckung weist einen offenen Schlitz, eine Lüftungsöffnung über dem unteren Ende der Reaktionskammer auf, um damit die Luftblasen, die innerhalb dieser Reaktionskammer eingeschlossen sind, zu reduzieren. Die Einwirkung der der Kipillarkraft zum Einführen der flüssigen Probe in die Reak tionskammer ist von der Dicke der zweiten isolierenden Basisplatte abhängig.

Laut einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet der Teststreifen des Biosensors mindestens zwei leitfähige Bahnen (ein Paar Elektroden mit einer Vielzahl von elektrischen Kontakten), die auf der ersten isolierenden Basisplatte gebildet sind. Die Elektroden beinhalten eine Arbeitselektrode und eine Bezugselektrode, die voneinander getrennt angeordnet sind. Einer der elektrischen Kontakte ist mit der leitfähigen Bahn verbunden, die mit der Arbeitselektrode verbunden ist. Die restlichen elektrischen Kontakte sind elektrisch leitend mit der leitfähigen Bahn verbunden, die mit der Bezugselektrode verbunden ist, die mindestens einem elektrischen Einschalt-/Erkennungskontakt umfasst.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische zerlegte Ansicht eines Teststreifens nach der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine perspektivische Draufsicht des in der 1 dargestellten Teststreifens.
3 zeigt eine Vorderansicht des in der 1 dargestellten Teststreifens.
4 zeigt eine Korrelationskurve der Anzeige der Konzentrationswerte, die mit dem erfindungsgemäßen Teststreifen für den elektrochemischen Biosensor bestimmt werden im Vergleich zu den Konzentrationswerten der gleichen Proben, die mit einem Y-SI-Glukose-Analysator bestimmt werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in der 1 bis 3 dargestellt. Die 1 stellt dabei eine perspektivische zerlege Ansicht eines erfindungsgemäßen Teststreifens 100 eines elektrochemischen Biosensors dar. Der Teststreifen 100 des elektrochemischen Biosensors ist eine dreilagige flache und elongierte Konstruktion. Beginnend mit der untersten Schicht umfasst dieser Teststreifen 100 des elektrochemischen Biosensors eine erste isolierende Basisplatte 110, eine zweite isolierende Basisplatte 210 und schließlich eine Abdeckung 310. Diese Schichten 110, 210 und 310 können aus Materialien mit einer elektrisch isolierenden Eigenschaft hergestellt sein. Beispiele eines bevorzugten Materials sind Polyvinyl-Chlorid, Polycarbonat, Polyethylen-Terephthalat, Polyester, Polystyrol, Polybutadien, Polyurethan und Polyimid.
Die erste isolierende Basisplatte 110 ist vorzugsweise in einer rechteckigen Form ausgeführt, die längsweise so definiert werden kann als das sie sich von dem Ende der Flüssigkeits-Musterungsvorrichtung 111 zu einem elektrischen Kontaktende 112 erstreckt. Ein Paar leitfähiger Bahnen 121 und 122 ist mit Siebdruck auf der ersten isolierenden Basisplatte 110 aufgedruckt. Nahe zum Ende 111 der Flüssigkeits-Musterungsvorrichtung sind die Betriebselektrode 123 sowie die Bezugselektrode 124 angeordnet. Nahe des elektrischen Kontaktendes 112 sind eine Vielzahl von elektrischen Kontakte 125, 126, 127 und/oder 128 vorhanden. Die leitfähigen Bahnen 121, 122 sind voneinander getrennt angeordnet. Zumindest einer dieser elektrischen Kontakte (127 und/oder 128), der mit dem elektrischen Kontakt 126 verbunden ist, ist ein Einschalt-/Erkennungstyp elektrischer Kontakt. Der elektrische Kontakt zum Einschalten dient zum Anschalten eines Messgeräts (ein Instrument zum Ablesen der Informationen vom Streifen; nicht abgebildet), automatisch wenn der Teststreifen in dieses Messgerät eingeführt worden ist. Dies wird zum Zweck der Stromeinsparung benutzt, wenn das batteriegetriebene Messgerät nicht benutzt wird. Der elektrische Kontakt zum Erkennen des Typs dient zum Erkennen des Streifens (z. B. einen Glukose-Streifen, Harnsäure-Streifen oder einen Cholesterol-Streifen). Mit anderen Worten wird das dazu benutzt, zu bestimmen ob der Teststreifen des elektrochemischen Biosensors mit dem zu messenden Analyten übereinstimmt, um einen Fehlgebrauch der Streifen zu vermeiden, wenn der Benutzer ein multi-funktionelles Messgerät in Händen hält. Materialien, die sich besonders für diese leitfähigen Bahnen eignen, weisen elektrisch leitfähige Eigenschaften auf. Beispiele für ein bevorzugtes Material sind Kupfer, Silber, Gold, Platin, Titan, Palladium und Kohlenstoff.
Die zweite isolierende Basisplatte 210, mit welchem die erste isolierende Basisplatte 110 abgedeckt wird, ist vorzugsweise in rechteckiger Form ausgeführt. Am vorderen Ende 212 dieser zweiten isolierenden Basisplatte 210 ist ein U-förmiger Ausschnitt 211 gebildet. Diese zweite isolierende Basisplatte 210 weist dieselbe Breite wie die erste isolierende Basisplatte 110 auf. Die Länge dieser zweiten isolierenden Basisplatte 210 ist dabei kürzer als die der ersten isolierenden Basisplatte 110, die dann wieder ein Freilegen der elektrischen Kontakte 125, 126, 127 und/oder 128 zur Folge hat, wenn das vordere Ende 212 an dem Ende der Flüssigkeits-Musterungsvorrichtung 111 ausgerichtet ist. Das Freiliegen der elektrischen Kontakte 125, 126, 127 und/oder 128 wird dazu benutzt die entsprechenden elektrischen Kontakte im Messgerät zu kontaktieren. Mit dem U-förmigen Ausschnitt 211 der zweiten isolierenden Basisplatte 210 werden nicht nur die Abgrenzungen des Reaktionsbereichs 113 definiert, sondern es wird damit ebenfalls ein Teil der Betriebselektrode 123 und der Bezugselektrode 124 des Teststreifens 100 freigelegt. Die bevorzugte Länge und Breite dieses U-förmigen Ausschnittes 211 beträgt zwischen 1 mm und 4 mm, bzw. zwischen 2 mm bis 6 mm. Auf dem Reaktionsbereich 113, dem freiliegenden Teil der Betriebselektrode 123 und der Referenzelektrode 124 liegt ein Reagenzfilm auf, der dazu benutzt wird mit einem Analyt in einer flüssigen Probe zu reagieren.
Der Reagenzfilm wird durch Trocknen einer Mischung von Reagenzien hergestellt, die zumindest eine biologisch aktive Substanz (z.B. Enzym) und andere Komponenten, wie z. B. einem Mediator, eine oberflächenaktive Substanz und zumindest ein Bindemittel enthalten. Die geeigneten Enzyme sind jene, die für eine chemische Reaktion des Analyten verantwortlich sind. Beispiele eines bevorzugten Enzyms sind Glukose-Oxidase oder Glukose-Dehydrogenase zum Messen des Glukosegehaltes. Zum Messen der Harnsäure wird vorzugsweise Uricase als Enzym verwendet. Zum Messen von Cholesterol werden als Enzyme vorzugsweise Cholesterol-Oxidase und Cholesterol-Esterase verwendet. Der geeignete Mediator für die Anwendung ist ein Material, welches fähig ist reversible -Oxidations-Reduktions-Reaktionen sowie einen Elektronentransfer durchzumachen. Beispiele dafür sind Kalium-Ferricyanid, Tetrathioflilvalen, Phenazine-Ethosulfat sowie Hexacyanoferrat, Methylenblau, Benzochinon und Phenyidiaminen, 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin. Die oberflächenaktiven Substanzen werden vorzugsweise entweder einzeln oder in einer Kombination aus einer Gruppe ausgewählt, die Triton X-100, Cholsäure, Polyethylene-Glykol, t-Octylphenoxypolyethoxyethanol, Natrium-Lauryl-Sulfat, Polyoxyethylenesorbitan-Monolaurat (Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80) beinhaltet. Die für die Benutzung geeigneten Bindemittel werden vorzugsweise entweder einzeln oder in Kombination ausgewählt aus einer Gruppe, die Polyvinyl-Alkohol, Polyvinyl-Pyrrolidon, Polyethylen-Glykol, Gelatine und Methyl-Cellulose beinhaltet.
Vorzugsweise ist die Abdeckung 310 in einer rechteckigen Form ausgeführt. Die bevorzugte Breite und Länge der Abdeckung 310 sind dieselben wie für die zweite isolierende Basisplatte 210. Nach dem Aufsetzen der Abdeckung 310 auf diese zweite isolierende Basisplatte 210 wird eine Reaktionskammer gebildet. Die Größe dieser Reaktionskammer wird dabei vom Reaktionsbereich 113 und der Dicke dieser zweiten isolierenden Basisplatte 210 definiert, welche wiederum das Volumen der flüssigen Probe definiert, welches für jeden Teststreifen benötigt wird. Für die Reaktionskammer der vorliegenden Erfindung wird ein geringeres Volumne der flüssigen Probe benötigt, welches ungefähr 2,5 Mikroliter ist. Die Wirkung der Kapillarkraft zum Einführen der flüssigen Probe in die Reaktionskammer wird ebenfalls durch die Dicke der zweiten isolierenden Basisplatte bestimmt. Eine annehmbare Dicke des zweiten isolierenden Basisplatte 210 beträgt zwischen 0,1 mm bis 0,5 mm. Ein halbrunder Ausschnitt 311, der am vorderen Ende 312 der Abdeckung 310 ausgeformt ist, wird dazu benutzt einen Tropfen der Körperflüssigkeit (z. B. Blut vom Finger) des Benutzers aufzunehmen, wenn das vordere Ende 312 auf die zweite isolierende Basisplatte 210 und das Ende 111 der Flüssigkeits-Musterungsvorrichtung der ersten isolierenden Basisplatte 110 ausgerichtet ist. Mit anderen Worten, die flüssige Probe wird vom kleinen halbrunden Ausschnitt 311 am vorderen Ende 312 der Abdeckung 310 in die Reaktionskammer eingeführt. Diese Abdeckung 310 weist innerhalb eines Bildes eines umgekehrten Dreiecks 314 einen offenen Schlitz 315 auf. Dieses Bild des umgekehrten Dreiecks 314 wird als Richtungsanzeige zum Einschieben des Teststreifens 100 benutzt. Der offene Schlitz 315 kann als Lüftungsöffnung dazu benutzt werden die Luftblasen zu reduzieren, die während des Einführens der flüssigen Probe in der Reaktionskammer eingeschlossen werden. Andererseits kann der offene Schlitz 315 ebenfalls als Anzeige angewendet werden, um sicherzustellen, dass die Reaktionskammer mit der flüssigen Probe aufgefüllt ist, wenn dieser offene Schlitz 315 die Farbe der flüssigen Probe anzeigt.
BEISPIELE
Laut der vorliegenden Erfindung wird eine Methode zum Herstellen eines Teststreifens für einen elektrochemischen Biosensor zur Verfügung gestellt, die die folgenden Schritte umfasst:
Schritt 1: Siebdruck der leitfähigen Bahnen (Betriebselektrode 123 und Bezugselektrode 124 mit einer Vielzahl an elektrischen Kontakten 125, 126, 127 und/oder 128) auf der ersten isolierenden Basisplatte 110. Die leitfähigen Materialien zum Aufdrucken sind entweder einzeln oder in Kombination ausgewählt aus Kupfer, Silber, Gold, Platin, Titan, Palladium und aus Kohlenstoff.
Schritt 2: Nach dem Trocknen des leitfähigen Materials wird eine zweite isolierende Basisplatte 210 mit einem U-förmigen Ausschnitt 211 am vorderen Ende 212 auf die erste isolierende Basisplatte 110 aufgesetzt. Dieser U-förmige Ausschnitt der zweiten isolierenden Basisplatte 210 bestimmt die Grenzen des Reaktionsbereiches 113 und legt einen Teil der Betriebselektrode 123 und der Bezugselektrode 124 des Teststreifens 100 frei.
Schritt 3: Zum Überlagern des Reaktionsbereichs 113 wird ein Reagenzfilm verwendet, der zumindest eine biologische Substanz (z. B. ein Enzym) und andere Komponenten enthält, wie z. B. einen Mediator, eine oberflächenaktive Substanz und zumindest ein Bindemittel. Beispiele für die Formulierung des Reagenzfilms sollen nachstehend erläutert werden: Formel 1 (zum Bestimmen der Glukose):

Phosphat-Puffer (pH = 6,5) 87,0%

Kalium-Ferricyanid 10,0%

Glukose-Oxidase 1,2%

Methyl-Cellulose 1,0%

Triton X-100 0,6%

Rinderserum-Albumin 0,2%

Formel 1-1 (zum Bestimmen der Glukose):

Phosphat-Puffer (pH = 6.5) 87,0%

Kalium-Ferricyanid 10,3%

Glucose-Oxidase 1,4%

PEG 0,6%

Tween 20 0,4%

Rinderserum-Albumin 0,3%

Formel 1-2 (zum Bestimmen der Glukose):

Phosphat-Puffer (pH = 6,5) 87,0%

Kalium-Ferricyanid 10,0%

Glukose-Oxidase 1,2%

Carboxymethyl-Cellulose 1,0%

Triton X-100 0,6%

Rinderserum-Albumin 0,2%

Formel 2 (zum Bestimmen der Harnsäure):

Phosphat-Puffer (pH = 7,0) 92,4%

Kalium-Ferricyanid 6,0%

Uricase 0,4%

Methyl-Cellulose 0,6%

Triton X-100 0,5%

Rinderserum-Albumin 0,1%

Formel 3 (zum Bestimmen des Cholesterols):

Phosphat-Puffer (pH = 7,0) 84,8%

Kalium-Ferricyanid 10,0%

Cholesterol-Esterase 1,0%

Cholesterol-Oxidase 2,0

Methyl-Cellulose 1,0%

Triton X-100 1,0%

Rinderserum-Albumin 0,2%
Schritt 4: Aufsetzen einer Abdeckung 310 auf die zweite isolierende Basisplatte 210 und Ausrichten dieser beiden vorderen Enden 312, 212, -der Teststreifen des elektrochemischen Biosensors ist gebrauchsfertig.
Beim Einführen einer flüssigen Probe in einen einzelnen Teststreifen eines elektrochemischen Biosensors nach der vorliegenden Erfindung wird die flüssige Probe von dem halbrunden Ausschnitt 311 des vorderen Endes 312 der Abdeckung 310 in die Reaktionskammer aufgenommen und am unteren Ende des U-förmigen Ausschnittes 211 der zweiten isolierenden Basisplatte 210 aufgehalten. Wenn die Farbe der flüssigen Probe im offenen Schlitz 315 angezeigt wird ist die Reaktionskammer mit dieser flüssigen Probe gefüllt. Das Volumen der flüssigen Probe für den Test streifen des elektrochemischen Biosensors beträgt ungefähr 2,5 Mikroliter.
Mit dem nachfolgenden Beispiel soll die Korrelation der Ablesungen der Glukose-Konzentrationen, die mit den Teststreifen der vorliegenden Erfindung bestimmt wurden mit den Konzentrationen, die durch einen herkömmlichen YSI-Glukose-Analysators bestimmt wurden, erklärt werden. Um klinisch relevante Konzentrationen der Glukose im Blut zu erreichen wird eine venöse Blutprobe gesammelt, dann in 6 Röhrchen aufgeteilt, wobei in jedes dieser Röhrchen 6 unterschiedliche Glukose-Konzentrationen (43, 91, 176, 234, 354 und 449 mg/dL) eingespritzt werden. Diese Glukosekonzentrationen im Blut sind mit einem Y-SI-Glukose-Analysator bestimmt worden. Mit dem eBsensor Glukose-Messinstrument (nicht abgebildet) werden die Koeffizienten der Variation (CVs) von den 30 Messungen einer jeden Glukose-Konzentration mit 5,87%, 5,46%, 3,99%, 4,90%, 4,64% bzw. 5,61%, berechnet. Die Ablesewerte der Glukosekonzentration bei den Teststreifen des elektrochemischen Biosensors nach der vorliegenden Erfindung werden im Vergleich mit den mit dem YSI-Analysator angezeigten Konzentrationswerten in der 4 gezeigt. Ein Regressionskoeffizient von 0,99, zeigt ein lineares Verhältnis der Ablesewerte der Glukosekonzentration unter Anwendung des Teststreifens nach der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit den Anzeigen der Glukosekonzentration die mit dem YSI-Analysator bestimmt wurden, an.

Claims

Ein Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor zum Bestimmen eines Analyts in einer flüssigen Probe, umfassend: eine erste isolierende Basisplatte (110) mit einem Ende (111) für die Flüssigkeits-Musterungsvorrichtung und einem elektrischen Kontaktende (112); einem Paar von leitfähigen Bahnen, die auf der ersten isolierenden Basisplatte (110) gebildet sind; einem Reaktionsbereich (113), der nahe des Endes (111) der Flüssigkeits-Musterungsvorrichtung der ersten isolierenden Basisplatte (110) gebildet ist, wobei in dem Reaktionsbereich (113) ein Reagenzfilm abgeschieden ist; eine zweite isolierende Basisplatte (210), wobei ein Ausschnitt (311) dieser zweiten isolierenden Basisplatte (210) über diesen Reaktionsbereich (113) liegt, und eine Abdeckung (310), die oben auf der zweiten isolierenden Basisplatte (210) angeordnet ist.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach Anspruch 1, wobei das Material für die isolierenden Basisplatten entweder einzeln oder in Kombination ausgewählt ist aus einer Gruppe, die besteht aus Polyvinyl-Chlorid, Polycarbonat, Polyethylen Terephthalat, Polyester, Polystyrol, Polybutadien, Polyurethan und Polyimid.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material der leitfähigen Bahnen (121 und 122) einzeln oder in Kombination ausgewählt ist aus einer Gruppe, die besteht aus Kupfer, Silber, Gold, Platinum, Titan, Palladium und Kohlenstoff.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die leitfähigen Bahnen (121 und 122) separat voneinander vorgesehen sind.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das besagte Paar dieser leitfähigen Bahnen eine Betriebselektrode (123) und als eine Bezugselektrode (124) sind, die sich nahe zum Ende der Flüssigkeits-Musterungsvorrichtung (111) befinden und wobei eine Vielzahl von elektrischen Kontakten nahe zum elektrischen Kontaktende angeordnet ist.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach Anspruch 5, wobei die Vielzahl der elektrischen Kontakte elektrisch miteinander verbunden sind.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei mindestens einer der Vielzahl von elektrischen Kontakten ein Aufweck-/Typenerkennungs-Kontaktende ist, das zum Einschalten eines Meßinstruments und zum Erkennen des Typs des Streifens benutzt wird.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausschnitt (311) die Grenzen des Reaktionsbereichs (113) definiert und einen Teil der leitfähigen Bahnen (121 und 122) freilegt.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reagenzfilm mindestens eine biologisch aktive Substanz und andere Komponenten, einschließlich eines Mediators, eine (oberflächenaktive Substanz und mindestens ein Bindemittel, umfasst.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach Anspruch 9, wobei die biologisch aktive Substanz Glukose-Oxidase zum Messen der Glukose st.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach Anspruch 9, wobei die biologisch aktive Substanz Uricase zum Messen der Harnsäure ist.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach Anspruch 9, wobei die biologisch aktive Substanz Cholesterol-Oxidase und Cholesterol-Esterase zum Messen des Cholesterols ist.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mediator einzeln oder in Kombination ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Kalium-Ferricyanid, Tetrathioflilvalen, Phenazine-Ethosulfat sowie Hexacyanoferrat, Methylenblau, Benzochinon und Phenyidiaminen und 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die oberflächenaktive Substanz entweder einzeln oder in einer Kombination ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Triton X-100, Cholsäure, Polyethylene-Glykol, t-Octylphenoxypolyethoxyethanol, Natrium-Lauryl-Sulfat und Polyoxyethylenesorbitan-Monolaurat.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Bindemittel ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Polyvinyl-Alkohol, Polyvinyl-Pyrrolidon, Polyethylen-Glykol, Gelatine und Methyl-Cellulose.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Länge der zweiten isolierenden Basisplatte (210) und die Länge der Abdeckung (310) kürzer sind als die Länge der ersten isolierenden Basisplatte (110), um das besagte elektrische Kontaktende freizulegen.
Der Teststreifen für einen elektrochemischen Biosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdeckung (310) mit einem Ausschnitt (211) und einen offenen Schlitz (315) versehen ist.
Eine Methode zum Herstellen eines Teststreifens für einen elektrochemischen Biosensor, die die folgenden Schritte umfaßt: (a) Bilden von separaten leitfähigen Bahnen (121 und 122) auf einer ersten isolierenden Basisplatte (110), die ein Ende für die Flüssigkeits-Musterungsvorrichtung (111) und ein elektrisches Kontaktende (112) hat; (b) Auflegen einer zweiten isolierenden basisplatte (210) oben auf die ersten isolierende Basisplatte (110); (c) Definieren eines Reaktionsbereichs (113) am Ende der Flüssigkeits-Musterungsvorrichtung (111) der ersten isolierenden Basisplatte (110) mit einem Ausschnitt (211) der zweiten isolierenden Basisplatte (210); (d) Beschichten einer Mischung eines Reagenzes zum Bilden eines Reagenzfilms oben auf dem Reaktionsbereich (113), wobei die Mischung mindestens eine biologisch aktive Substanz und andere Komponenten, einschließlich einem Mediator, eine oberflächenaktive Substanz und mindestens ein Bindemittel umfasst; (e) Auswählen mindestens einer biologisch aktiven Substanz aus einer Gruppe, bestehehnd aus Oxidase, Uricase, Cholesterol-Oxidase und Cholesterol-Esterase; (f) Auflegen einer Abdeckung (310) oben auf der zweiten isolierenden Basisplatte (210), wobei die Länge der zweiten isolierenden Basisplatte (210) und die Länge der Abdeckung (310) kürzer sind als die der ersten isolierenden Basisplatte (110).
Die Methode zum Herstellen eines Teststreifens für einen elektrochemischen Biosensor nach Anspruch 18, wobei dieser Mediator einzeln oder in Kombination ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Kalium-Ferricyanid, Tetrathioflilvalen, Phenazine-Ethosulfat sowie Hexacyanoferrat, Methylenblau, Benzochinon und Phenyidiaminen, 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin; wobei die oberflächenaktive Substanz entweder einzeln oder in einer Kombination ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus Triton X-100, Cholsäure, Polyethylen-Glykol, t-Octylphenoxypolyethoxyethanol, Natrium-Lauryl-Sulfat, Polyoxyethylensorbitan-Monolaurat.; wobei das Bindemittel einzeln oder in Kombination ausgewählt ist aus einer Gruppe, die aus Polyvinyl-Alkohol, Polyvinyl-Pyrrolidon, Polyethylene-Glycol, Gelatine und Methyl-Cellulose zusammengesetzt ist.