DE102016217257A1 - Disposable test strips for multiple home blood analyzer test - Google Patents

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DE102016217257A1
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hexacyanoferrate
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Lay Kuan Teh
Suresh Palale
Yan Yan
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einweg-Analytennachweisstreifen (100) für den gleichzeitigen amperometrischen Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe, der einen elektrodentragenden Substratstreifen (124), eine trockene Reagensschicht (116) und eine Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) umfasst, wobei die trockene Reagensschicht (116) mindestens eine glucosespezifische Oxidoreduktase umfasst und wobei die eine der beiden Arbeitselektroden (118, 122) so modifiziert ist, dass sie für das Kation von Interesse selektiv ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des Einweg-Analytennachweisstreifens (100) für den gleichzeitigen amperometrischen Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe wie hierin offenbart, sowie ein Verfahren zum gleichzeitigen amperometrischen Nachweisen von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe, wobei der Einweg-Streifen (100) wie hierin offenbart mit einer entsprechenden Analytennachweisvorrichtung kombiniert wird.The present invention relates to a disposable analyte detection strip (100) for the simultaneous amperometric detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample comprising an electrode-carrying substrate strip (124), a dry reagent layer (116), and a liquid attracting layer (112). wherein the dry reagent layer (116) comprises at least one glucose-specific oxidoreductase, and wherein the one of the two working electrodes (118, 122) is modified to be selective for the cation of interest. Furthermore, the present invention relates to the use of the disposable analyte detection strip (100) for the simultaneous amperometric detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample as disclosed herein, as well as a method for the simultaneous amperometric detection of glucose and a cation of interest in one liquid sample, wherein the disposable strip (100) as disclosed herein is combined with a corresponding analyte detection device.

Description

GEBIET DER TECHNIKFIELD OF TECHNOLOGY

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wegwerf-Analytennachweisstreifen (100) für den gleichzeitigen amperometrischen Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe, der einen elektrodentragenden Substratstreifen (124), eine trockene Reagensschicht (116) und eine Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) umfasst, wobei die trockene Reagensschicht (116) mindestens eine glucosespezifische Oxidoreduktase umfasst und wobei die eine der beiden Arbeitselektroden (118, 122) so modifiziert ist, dass sie für das Kation von Interesse selektiv ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des Wegwert-Analytennachweisstreifens (100) für den gleichzeitigen amperometrischen Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe wie hierin beschrieben, sowie ein Verfahren zum gleichzeitigen amperometrischen Nachweisen von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe, wobei der Wegwerf-Streifen (100) wie hierin beschrieben mit einer entsprechenden Analytennachweisvorrichtung kombiniert wird.The present invention relates to a disposable analyte detection strip ( 100 ) for the simultaneous amperometric detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample comprising an electrode-carrying substrate strip ( 124 ), a dry reagent layer ( 116 ) and a liquid attracting layer ( 112 ), wherein the dry reagent layer ( 116 ) comprises at least one glucose-specific oxidoreductase and wherein one of the two working electrodes ( 118 . 122 ) is modified so that it is selective for the cation of interest. Furthermore, the present invention relates to the use of the Wegwert-Analytennachweisens ( 100 for the simultaneous amperometric detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample as described herein, and a method for the simultaneous amperometric detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample, the disposable strip ( 100 ) is combined with a corresponding analyte detection device as described herein.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART

Trotz der vielen technologischen Fortschritte bei der Biosensorentwicklung und der Einführung von verschiedenen unterschiedlichen Produkten machen Glucosebiosensoren nach wie vor ungefähr 85% des derzeitigen Weltmarkts für Biosensoren aus. Die Gründe, warum der Glucosemarkt auf die Einführung von Biosensoren besonders gut reagierte sind zahlreich, der wichtigste Einzelfaktor war jedoch das weltweite Vorherrschen von Zuckerkrankheit ( Biosensors and Bioelectronics, 2005, 12, 2435–2453 ). Blutglucosesysteme ermöglichen die unmittelbare Behandlung, da sofortige Echtzeitglucoseergebnisse erzeugt werden. Glukometer sind tragbare, batteriebetriebene Handgeräte, die zusammen mit Wegwert-Teststreifen eingesetzt werden, um die Glucosekonzentration in einer kleinen Vollblutprobe rasch zu messen. Glukometer eignen sich besonders für Insulinpatienten, bei denen eine häufige Selbstkontrolle erforderlich ist, um ihre Behandlung zu kontrollieren und einzustellen. Bei korrekter Verwendung und wenn die Ergebnisse befolgt werden, stellen sie deutliche mögliche Nutzen bereit. Der Markt der Heim-Glucosetestvorrichtungen wird von der Technik auf elektrochemischer Grundlage beherrscht (amperometrische Methode). Ihre Verwendung ist gut etabliert, und schrittweise Fortschritte in der Messgerät- und Streifentechnik führen zu einer häufigen Einführung von neuen Modellen. Existierende Glukometer können jedoch nicht für die Multiplexanalyse verwendet werden, d. h. es wird nur der Glucosespiegel gemessen und keine weiteren Analyten werden gleichzeitig getestet.Despite the many technological advances in biosensor development and the introduction of a variety of different products, glucose biosensors continue to account for approximately 85% of the current global biosensor market. The reasons why the glucose market responded well to the introduction of biosensors are numerous, but the most important single factor was the global prevalence of diabetes ( Biosensors and Bioelectronics, 2005, 12, 2435-2453 ). Blood glucose systems allow for immediate treatment because immediate real-time glucose results are produced. Glucometers are hand-held, battery-powered handheld devices that are used with Wegwert test strips to quickly measure the glucose concentration in a small whole blood sample. Glucometers are particularly useful for insulin patients, who require frequent self-monitoring to control and adjust their treatment. When used correctly, and if the results are followed, they will provide significant potential benefits. The market of home glucose testing devices is dominated by electrochemical technology (amperometric method). Their use is well established and gradual advances in meter and strip technology are leading to frequent introduction of new models. However, existing glucometers can not be used for multiplex analysis, ie only the glucose level is measured and no further analytes are tested at the same time.

Die Messung und Kontrolle der Kaliumkationen (K+) im Blut sind bei der Diagnose und Behandlung von Patienten, die an Bluthochdruck leiden, Nierenversagen oder -beeinträchtigung, Herzstörungen, Orientierungslosigkeit, Wassermangel, Übelkeit und Diarrhö, von Wichtigkeit. Weltweit erfordert der Pool von Patienten mit chronischen Herz- und Nierenerkrankungen, insbesondere der Pool von Patienten, die Medikamente, die die K+-Spiegel beeinflussen, z. B. ACEi (Angiotensin-converting enzyme inhibitors), ARBs (Angiotensin II receptor blockers) und Diuretika, einnehmen, häufiges und regelmäßiges K+-Testen. Die derzeitige Testhäufigkeit ist unzureichend, um Tendenzen der K+-Spiegel des Patienten nachzuweisen, und Hypo-/Hyperkaliämie kann symptomfrei sein, was bedeutet, dass eine häufige Selbstkontrolle von großen Nutzen ist. Weiterhin kann mit einem regelmäßigen Heim-K+-Test der Beginn eines lebensbedrohenden Leidens aufgrund eines schweren K+-Ungleichgewichts durch frühen Nachweis möglicherweise gemildert werden. Dementsprechend kann das Kalium-Heimmessgerät aufgrund verringerter Besuche des praktischen Arztes/Kliniken/Krankenhäusern für die Patienten Zeit und Kosten sparen und zu einer besseren Befolgung der Behandlung und besseren medizinischen Ergebnissen führen. Obwohl PoC(Point of Care)-Blutelektrolytenmessgeräte zur Verwendung durch medizinisches Fachpersonal verfügbar sind, gibt es derzeit jedoch im Gegensatz zum Glukometer kein Kaliummessgerät für die PoC-Heimverwendung.The measurement and control of potassium cations (K + ) in the blood are of importance in the diagnosis and treatment of patients suffering from hypertension, renal failure or impairment, cardiac disorders, disorientation, dehydration, nausea and diarrhea. Globally, the pool of patients with chronic heart and kidney disease, especially the pool of patients, requires the drugs that affect K + levels, e.g. Angiotensin-converting enzyme inhibitors (ACEi), angiotensin II receptor blockers (ARBs) and diuretics, frequent and regular K + -testing. The current frequency of testing is insufficient to detect trends in patient K + levels, and hypo- / hyperkalaemia may be symptom-free, meaning that frequent self-monitoring is of great benefit. Furthermore, with a regular home K + test, the onset of a life-threatening condition due to severe K + imbalance may possibly be alleviated by early detection. Accordingly, due to reduced visits of the practitioner / clinics / hospitals, the potassium home meter can save time and money for patients and result in better treatment compliance and better medical outcomes. Although PoC (Point of Care) blood glucose meters are available for use by healthcare professionals, unlike the glucometer, there is currently no PoC home use potassium meter.

Viele ältere Menschen, bei denen Gesundheitsangelegenheiten und -komplikationen komplizierter sind, müssen gleichzeitig den Glucose- und den K+-Spiegel kontrollieren, insbesondere wenn sie über einen langen Zeitraum medikamentös und therapeutisch behandelt werden. Unter vielen Bedingungen korrelieren die Blutglucose- und- K+-Spiegel miteinander. Hyperkaliämie ist häufig das Ergebnis der verringerten Fähigkeit der Niere, K+ in den Harn auszuscheiden, was üblicherweise auf schlecht beherrschtem Diabetes beruht, und gilt als Hauptkomplikation von Diabetes. Hyperkaliämie kann auch dann auftreten wenn jemand an diabetischer Ketoacidose (DKA) leidet, einem schweren metabolischen Leiden, das häufiger bei Menschen mit Typ-1-Diabetes beobachtet wird. Die gleichzeitige und enge Selbstkontrolle des Blutglucose- und -K+-Spiegels ist daher für die Krankheitsbeherrschung und das Therapie-Management für diese Patienten von großem Nutzen.Many elderly people, whose health concerns and complications are more complicated, must simultaneously control glucose and K + levels, especially if they are receiving long-term medical and therapeutic treatment. Under many conditions, blood glucose and K + levels correlate. Hyperkalemia is often the result of the kidney's reduced ability to excrete K + into the urine, which is usually due to poorly controlled diabetes, and is considered the major complication of diabetes. Hyperkalemia can also occur when someone has diabetic ketoacidosis (DKA), a severe metabolic condition that is more commonly seen in people with type 1 diabetes. The simultaneous and close self-monitoring of the blood glucose and -K + levels is therefore of great benefit for disease control and therapy management for these patients.

Derzeit ist kein Einweg-Teststreifen für nicht-elektroaktive Kationen, z. B. Kalium, mit stromnachweisenden Verfahren im Handelt erhältlich. Normalerweise wird eine ionenselektive Elektrode (ISE) des potentialnachweisenden Typs zum Nachweisen des Vorhandenseins des spezifischen Ions in der Probe anhand einer Potentialreaktion, die zu einem Logarithmus der Ionenaktivität proportional ist, d. h. die eine logarithmische Potential-Konzentrations-Reaktions-Charakteristik von maximal 60 mV bzw. 30 mV pro Konzentrationsdekade für einwertige bzw. zweiwertige Ionen zeigt, verwendet. Sie eignet sich daher zum Messen von Ionen in einem breiten Konzentrationsbereich, ein elektrisches Rauschen von nur einigen wenigen Millivolt kann jedoch die Messgenauigkeit behindern. Solch ein Messfehler innerhalb des sehr engen Konzentrationsbereichs, wie in einer Körperflüssigkeit, darf nicht vernachlässigt werden. So zum Beispiel ist der Normalbereich für Blut-K+ relativ eng und beträgt nur 3,5–5 mM, und eine höhere Präzision ist erforderlich. Zweitens ist es, um mit einer ISE zu einer verlässlichen Messung zu gelangen, erforderlich, einen Gleichgewichtszustand zu erhalten. Dies gelingt durch Eintauchen der ISE in die Analytenflüssigkeit und durch Verstreichenlassen eines Zeitraums von einigen wenigen Minuten, damit das nachzuweisende Ion durch die Membran hindurch wandern kann, damit sich ein Gleichgewicht einstellt. Der Zeitraum der Messung wird daher von der Zeit diktiert, die erforderlich ist, damit sich ein Gleichgewicht einstellt, und ist unerwünscht langsam ( EP 0868662 B1 ). There is currently no disposable test strip for non-electroactive cations, e.g. As potassium, with current-detecting method in trade. Normally, an ion-selective electrode (ISE) of the potential-detecting type for detecting the presence of the specific ion in the sample is determined by a potential response proportional to a logarithm of ion activity, that is, a logarithmic potential-concentration-response characteristic of 60 mV or less 30 mV per concentration decade for monovalent or divalent ions. It is therefore suitable for measuring ions in a wide concentration range, but an electrical noise of only a few millivolts can hinder the measurement accuracy. Such a measurement error within the very narrow concentration range, such as in a body fluid, must not be neglected. For example, the normal range for blood K + is relatively narrow, being only 3.5-5 mM, and higher precision is required. Secondly, to obtain a reliable measurement with an ISE, it is necessary to obtain a state of equilibrium. This is accomplished by immersing the ISE in the analyte fluid and allowing a period of a few minutes to elapse so that the ion to be detected can travel through the membrane to equilibrate. The period of measurement is therefore dictated by the time required to reach equilibrium and is undesirably slow (FIG. EP 0868662 B1 ).

Die vorliegende Erfindung bietet eine Lösung für die oben erwähnten Probleme. Im vorliegenden Text wird ein multikomplexes Einweg-Bluttestsystem zur Heimverwendung beschrieben. Die Blutprobe wird gleichzeitig auf die Konzentration von Glucose und des Kations von Interesse, wie K+, analysiert werden, bei denen beide ein häufiges Kontrollieren erfordern. Die Verwender müssen nur eine Anzeige und verwandte Einweg-Teststreifen erwerben, um gleichzeitig multiple Blutanalytentests durchzuführen, was schlagkräftiger und praktischer als derzeit verfügbare Methoden ist.The present invention provides a solution to the above-mentioned problems. In the present text, a multicomplex disposable blood testing system for home use is described. The blood sample will be analyzed simultaneously for the concentration of glucose and the cation of interest, such as K + , both of which require frequent monitoring. Users only need to purchase one ad and related disposable test strips to simultaneously perform multiple blood analyzer tests, which is more powerful and practical than currently available methods.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher einen Einweg-Analytennachweisstreifen (100) für den gleichzeitigen amperometrischen Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe, der Folgendes umfasst:

  • a) einen Substratstreifen (124), der ein Substratmaterial, zwei Arbeitselektroden (118, 122) und eine Gegenelektrode (120) umfasst;
  • b) eine trockene Reagensschicht (116), die sich auf dem Substratstreifen (124) befindet und die Folgendes umfasst: (i) mindestens ein Matrixmaterial; (ii) mindestens eine glucosespezifische Oxidoreductase; und (iii) mindestens ein Mediatorreagens, sowie
  • c) eine Flüssigkeitsanziehungsschicht (112), die sich auf der Seite der trockenen Reagensschicht (116) gegenüber dem Substratstreifen (124) befindet,
wobei eine der beiden Arbeitselektroden (118, 122) so modifiziert ist, dass sie für das Kation von Interesse selektiv ist.In a first aspect, therefore, the present invention relates to a disposable analyte detection strip ( 100 for the simultaneous amperometric detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample, comprising:
  • a) a substrate strip ( 124 ), one substrate material, two working electrodes ( 118 . 122 ) and a counter electrode ( 120 );
  • b) a dry reagent layer ( 116 ), which are located on the substrate strip ( 124 ) and comprising: (i) at least one matrix material; (ii) at least one glucose-specific oxidoreductase; and (iii) at least one mediator reagent, and
  • c) a liquid attraction layer ( 112 ) located on the side of the dry reagent layer ( 116 ) opposite the substrate strip ( 124 ),
wherein one of the two working electrodes ( 118 . 122 ) is modified so that it is selective for the cation of interest.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des Einweg-Analytennachweisstreifens (100) wie hierin beschrieben für den gleichzeitigen amperometrischen Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe, wobei der Einweg-Streifen (100) mit einer geeigneten Analytennachweisvorrichtung kombiniert wird.In a further aspect, the present invention relates to the use of the disposable analyte detection strip ( 100 ) as described herein for the simultaneous amperometric detection of glucose and a cation of interest in a fluid sample, wherein the disposable strip ( 100 ) is combined with a suitable analyte detection device.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung weiterhin ein Verfahren für den gleichzeitigen amperometrischen Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe, das Folgendes umfasst:

  • a) Kombinieren des wie hierin beschriebenen Einweg-Streifens (100) mit einer entsprechenden amperometrischen Analytennachweisvorrichtung, so dass die Elektroden (118, 120, 122) des Substratstreifens (124) mit der Nachweisvorrichtung elektrisch verbunden sind;
  • b) Inkontaktbringen des Streifens (100) mit der flüssigen Probe;
  • c) Überprüfen der Nachweisvorrichtung auf eine nachweisbare Reaktion; und
  • d) Korrelieren der nachweisbaren Reaktion mit der Konzentration von Glucose und dem Kation von Interesse in der flüssigen Probe.
In a further aspect, the present invention further relates to a method for the simultaneous amperometric detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample comprising:
  • a) combining the disposable strip as described herein ( 100 ) with a corresponding amperometric analyte detection device so that the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) of the substrate strip ( 124 ) are electrically connected to the detection device;
  • b) contacting the strip ( 100 ) with the liquid sample;
  • c) checking the detection device for a detectable reaction; and
  • d) correlating the detectable reaction with the concentration of glucose and the cation of interest in the liquid sample.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt einen multikomplexen Blutteststreifen (100) für die gleichzeitige Messung von Glucose und K+. Der Streifen (100) umfasst einen Substratstreifen (124), zwei Arbeitselektroden (118, 122), eine Gegenelektrode (120), eine trockene Reagensschicht (116), eine Isolierschicht (114), eine Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) und eine Abdeckung (110). Der Streifen umfasst weiterhin eine Probeneingabestelle (126) und eine Streifenanschlussstelle (128). 1 shows a multicomplex blood test strip ( 100 ) for the simultaneous measurement of glucose and K + . The stripe ( 100 ) comprises a substrate strip ( 124 ), two working electrodes ( 118 . 122 ), a counter electrode ( 120 ), a dry reagent layer ( 116 ), an insulating layer ( 114 ), a liquid attracting layer ( 112 ) and a cover ( 110 ). The strip further comprises a sample entry point ( 126 ) and a strip connection point ( 128 ).

2 zeigt eine erste Konfiguration (200) von Elektroden für den Stromnachweis von K+ in Form einer Eisen(III)-hexacyanoferrat-gestützten selektiven K+-Messung. Eine Eisen(III)-hexacyanoferrat-modifizierte Arbeitselektrode (212), eine ionenselektive Membran (216) und eine Gegenelektrode (214) befinden sich auf einem Substrat (210). 2 shows a first configuration ( 200 ) of electrodes for the current detection of K + in the form of an iron (III) hexacyanoferrate-based selective K + measurement. An iron (III) hexacyanoferrate modified working electrode ( 212 ), an ion-selective membrane ( 216 ) and a counter electrode ( 214 ) are located on a substrate ( 210 ).

3 zeigt eine zweite Konfiguration (300) von Elektroden für den Stromnachweis von K+ in Form einer Doppelschicht-gestützten selektiven K+-Messung. Die Anordnung umfasst ein Substrat (310), eine Arbeitselektrode (312), eine Gegenelektrode (318), ein elektroaktives Material (314) und eine ionenselektive Membran (316), die einen Ionophor mit Selektivität für K+ umfasst. 3 shows a second configuration ( 300 ) of electrodes for the current detection of K + in the form of a double-layer-based selective K + measurement. The arrangement comprises a substrate ( 310 ), a working electrode ( 312 ), a counter electrode ( 318 ), an electroactive material ( 314 ) and an ion-selective membrane ( 316 ) comprising an ionophore with selectivity for K + .

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

In der vorliegenden Patentschrift beinhalten die Singularformen „ein”, „eine” bzw. ”einer” und „der/die/das” Pluralformen, falls aus dem Zusammenhang nicht eindeutig anders hervorgeht. So zum Beispiel soll der Begriff „ein Material” ein oder mehrere Materialien oder eine Kombination davon bedeuten.In the present specification, the singular forms "a," "an," and "the" include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. For example, the term "one material" is intended to mean one or more materials or a combination thereof.

„Ein/e/r oder mehrere” bezieht sich im vorliegenden Zusammenhang auf mindestens eine/n und umfasst 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder mehr der angegebenen Art. Auf ähnliche Weise bedeutet „mindestens ein/e/r” ein/e/r oder mehrere, d. h. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder mehr. „Mindestens ein/e/r” bezieht sich im vorliegenden Zusammenhang bezogen auf eine beliebige Komponente auf die Anzahl chemisch unterschiedlicher Moleküle, d. h. auf die Anzahl unterschiedlicher Typen der angegebenen Art, jedoch nicht auf die Gesamtzahl Moleküle. So zum Beispiel bedeutet „mindestens ein Polymer”, dass mindestens ein Typ von Molekül, das unter die Definition eines Polymers fällt, verwendet wird, das jedoch auch zwei oder mehr unterschiedliche Molekültypen, die unter diese Definition fallen, vorliegen können, bedeutet jedoch nicht, dass nur ein Molekül dieses Polymers vorliegt."One or more" in the present context refers to at least one, and includes 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or more of the kind specified. Similarly, "at least one or more, ie. H. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or more. "At least one" in the present context refers to the number of chemically different molecules in relation to any one of the components. H. on the number of different types of the type indicated, but not on the total number of molecules. Thus, for example, "at least one polymer" means that at least one type of molecule falling within the definition of one polymer is used, but that it may also be two or more different types of molecules falling within this definition, but does not mean that only one molecule of this polymer is present.

Falls nicht anders definiert weisen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Ausdrücke dieselbe Bedeutung auf, wie sie dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, bekannt ist. Obwohl bei der Durchführung oder beim Testen der Erfindung beliebige bekannte Verfahren, Vorrichtungen und Materialien verwendet werden können, sind die diesbezüglichen Verfahren, Vorrichtungen und Materialien hierin beschrieben.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly known to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Although any known methods, devices and materials may be used in the practice or testing of the invention, the related methods, devices and materials are described herein.

Der Einweg-Analytennachweisstreifen (100) für den Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst a) einen Substratstreifen (124), der ein Substratmaterial, zwei Arbeitselektroden (118, 122) und eine Gegenelektrode (120) umfasst; b) eine trockene Reagensschicht (116), die sich auf dem Substratstreifen (124) befindet, und c) eine Flüssigkeitsanziehungsschicht (112), die sich auf der Seite der trockenen Reagensschicht (116) gegenüber dem Substratstreifen (124) befindet.The disposable analyte detection strip ( 100 ) for the detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample according to the present invention a) comprises a substrate strip ( 124 ), one substrate material, two working electrodes ( 118 . 122 ) and a counter electrode ( 120 ); b) a dry reagent layer ( 116 ), which are located on the substrate strip ( 124 ), and c) a liquid attracting layer ( 112 ) located on the side of the dry reagent layer ( 116 ) opposite the substrate strip ( 124 ) is located.

Der Substratstreifen des Nachweisstreifens (124) gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Substratmaterial, an dessen Oberfläche sich die Elektroden (118, 120, 122), d. h. zwei Arbeitselektroden (118, 122) und eine Gegenelektrode (120), befinden. Das Substratmaterial ist nicht besonders auf eine bestimmte Art von Material beschränkt, solange es sich um ein nichtleitfähiges Material handelt, und wird im Allgemeinen von der gewünschten Anwendung abhängen. Das Substratmaterial kann eine homogene Mischung aus Materialien, ein Materialverbundstoff oder multiple Materialschichten sein. Es kann entweder starr oder biegsam sein. So zum Beispiel kann das Substratmaterial Glas sein. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann es jedoch bevorzugt sein, dass das Substratmaterial relativ wenig wiegt, um ein bequemes Handhaben des schlussendlichen Nachweisstreifens und gleichzeitig niedrige Kosten zu gewährleisten. So zum Beispiel kann das Material ein Polymer sein, wie ein Polycarbonatfilm. Zu weiteren Beispielen für polymere Materialien zählen Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethersulfon (PES), Polyimid (PI), Copolymere davon und dergleichen.The substrate strip of the detection strip ( 124 ) according to the present invention consists of a substrate material on the surface of which the electrodes ( 118 . 120 . 122 ), ie two working electrodes ( 118 . 122 ) and a counter electrode ( 120 ), are located. The substrate material is not particularly limited to any particular type of material as long as it is a nonconductive material, and will generally depend on the desired application. The substrate material may be a homogeneous mixture of materials, a composite material or multiple layers of material. It can either be rigid or flexible. For example, the substrate material may be glass. However, in the context of the present invention, it may be preferred that the substrate material weigh relatively little to ensure convenient handling of the final detection strip and, at the same time, low cost. For example, the material may be a polymer, such as a polycarbonate film. Other examples of polymeric materials include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyimide (PI), copolymers thereof and the like.

Die Elektroden, das heißt die beiden Arbeitselektroden (118, 122) und die Gegenelektrode (120), befinden sich an der Oberfläche des Substratstreifens (124). Gemäß der vorliegenden Erfindung befinden sich alle drei Elektroden (118, 120, 122) an derselben Oberfläche des Substratmaterials. Die Elektroden können aus Kupfer, Messing, Titan, Silber, Platin, Palladium, MMO (mixed metal oxide), Graphit, Kohlenstoff sowie aus Mischungen der genannten Substanzen sein. Gemäß bestimmten Ausführungsformen befinden sich die Elektroden (118, 120, 122) parallel an der Oberfläche des Substratstreifens (124) angeordnet. Vorzugsweise erstrecken sich die Elektroden (118, 120, 122) von einem Ende des Substratstreifens (126) zu dem entgegengesetzten Ende des Substratstreifens (128). The electrodes, that is the two working electrodes ( 118 . 122 ) and the counterelectrode ( 120 ), are located on the surface of the substrate strip ( 124 ). According to the present invention, all three electrodes ( 118 . 120 . 122 ) on the same surface of the substrate material. The electrodes can be made of copper, brass, titanium, silver, platinum, palladium, MMO (mixed metal oxide), graphite, carbon and mixtures of the substances mentioned. According to certain embodiments, the electrodes are ( 118 . 120 . 122 ) parallel to the surface of the substrate strip ( 124 ) arranged. Preferably, the electrodes extend ( 118 . 120 . 122 ) from one end of the substrate strip ( 126 ) to the opposite end of the substrate strip ( 128 ).

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine der beiden Arbeitselektroden (118, 122) so modifiziert, dass sie für das Kation von Interesse selektiv ist.According to the present invention, one of the two working electrodes ( 118 . 122 ) modified to be selective for the cation of interest.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „modifiziert” eine bestimmte Eigenschaft von einer der beiden Arbeitselektroden (118, 122), wobei diese Eigenschaft eine bestimmte Selektivität gegenüber vorbestimmten Ionen ist. Die Modifikation der Arbeitselektrode kann zum Beispiel die Kombination der Arbeitselektrode mit einer ionenselektiven Membran (316) wie hierin beschrieben und/oder mit ionenselektiven Komplexen wie Metallhexacyanoferrat-Arten bedeuten.In the context of the present invention, the term "modified" means a specific property of one of the two working electrodes ( 118 . 122 ), which property is a certain selectivity to predetermined ions. The modification of the working electrode can be, for example, the combination of the working electrode with an ion-selective membrane ( 316 ) as described herein and / or with ion-selective complexes such as metal hexacyanoferrate species.

Im Folgenden soll die Arbeitselektrode, die so modifiziert worden ist, dass sie für das Kation von Interesse selektiv ist, „modifizierte Arbeitselektrode” genannt werden. Die andere Arbeitselektrode soll „zweite Arbeitselektrode” genannt werden.Hereinafter, the working electrode which has been modified to be selective for the cation of interest will be called a "modified working electrode". The other working electrode should be called "second working electrode".

Gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Arbeitselektrode mit einer Metallhexacyanoferrat-Art modifiziert sein. Das Modifizieren der Elektrode umfasst die Abscheidung des jeweiligen Metallhexacyanoferrats auf die Oberfläche der Elektrode. Geeignete Abscheidungsverfahren sind fachbekannt und können entsprechend den elektrochemischen Eigenschaften des jeweiligen eingesetzten Metallhexacyanoferrats variiert werden. So kann zum Beispiel die Abscheidung von Eisen(III)-hexacyanoferrat auf die Oberfläche einer Elektrode durch Abscheidung von Eisen(III)-hexacyanoferrat aus der Mischung aus Eisen(III)- und Eisen(III)-Cyanidionen erfolgen.According to certain embodiments of the present invention, the working electrode may be modified with a metal hexacyanoferrate type. Modifying the electrode involves depositing the respective metal hexacyanoferrate on the surface of the electrode. Suitable deposition methods are known in the art and may be varied according to the electrochemical properties of the particular metal hexacyanoferrate employed. For example, the deposition of ferric hexacyanoferrate onto the surface of an electrode can be accomplished by depositing iron (III) hexacyanoferrate from the mixture of ferric and ferricyanide ions.

Gemäß bestimmten Ausführungsformen ist die Arbeitselektrode also eine mit Metallhexacyanoferrat modifizierte Elektrode, vorzugsweise eine Eisen(III)-hexacyanoferrat-, eine Kupfer(II)-hexacyanoferrat-, eine Nickelhexacyanoferrat-, eine Silberhexacyanoferrat-, eine Indiumhexacyanoferrat-, eine Chromhexacyanoferrat-, eine Kobalthexacyanoferrat-, eine Ruteniumhexacyanoferrat- oder eine Osmiumhexacyanoferrat-modifizierte Elektrode. Gemäß einer Ausführungsform ist die Arbeitselektrode eine Eisen(III)-hexacyanoferrat-modifizierte Elektrode.Thus, according to certain embodiments, the working electrode is a metal hexacyanoferrate modified electrode, preferably an iron (III) hexacyanoferrate, a copper (II) hexacyanoferrate, a nickel hexacyanoferrate, a silver hexacyanoferrate, an indium hexacyanoferrate, a chromium hexacyanoferrate, a cobalt hexacyanoferrate -, a ruthenium hexacyanoferrate or an osmium hexacyanoferrate-modified electrode. In one embodiment, the working electrode is an iron (III) hexacyanoferrate modified electrode.

Das Molekulargitter des Metallhexacyanoferrats gestattet das Einfangen von kleinen Ionen wie hydratisierten Kaliumkationen (K+), während größere hydratisierte Ionen wie Natriumionen (Na+) blockiert werden. Die Modifikation der Arbeitselektrode mit einer Metallhexacyanoferrat-Art ermöglicht die Erzeugung eines Stromsignals, sobald ein kleines Ion eingefangen wird, da der Transfer eines Elektrons an der Elektrode durch das Einfangen eines Kations kompensiert wird. So zum Beispiel entspricht das Einfangen eines Kaliumkations in Eisen(III)-hexacyanoferrat der folgenden Gleichung: Fe4III[FeII(CN)6]3 + 4e– + 4K+ ↔ K4Fe4 II[FeII(CN)6]3 The molecular lattice of the metal hexacyanoferrate allows the capture of small ions such as hydrated potassium cations (K + ) while blocking larger hydrated ions such as sodium ions (Na + ). Modification of the metal hexacyanoferrate-type working electrode enables the generation of a current signal as soon as a small ion is captured, since the transfer of an electron to the electrode is compensated by the capture of a cation. For example, trapping a potassium cation in ferric hexacyanoferrate is equivalent to the following equation: Fe4 III [Fe II (CN) 6 ] 3 + 4e - + 4K + ↔ K 4 Fe 4 II [Fe II (CN) 6 ] 3

Als weiteres Beispiel für das Einfangen eines kleinen Kations in Metallhexacyanoferraten entspricht das Einfangen eines Kaliumions in Kupfer(II)-hexacyanoferrat der folgenden Gleichung: Cu3 II[FeIII(CN)6]2 + 2e– + 2K+ ↔ K2Cu3 II[FeII(CN)6]2 As another example of the capture of a small cation in metal hexacyanoferrates, the capture of a potassium ion into copper (II) hexacyanoferrate is equivalent to the following equation: Cu 3 II [Fe III (CN) 6 ] 2 + 2e - + 2K + ↔ K 2 Cu 3 II [Fe II (CN) 6 ] 2

Gemäß diesem Verfahren ist jedoch das Auftreten von Interferenz beim Nachweisen von Kationen höchstwahrscheinlich, da außer K+, NH4 +, Cs+ und Rb+ andere Ionen wie Chloridionen (Cl–), die in der zu analysierenden Probe vorhanden sein können, ebenfalls im Molekulargitter von Metallhexacyanoferraten eingefangen werden können. So zum Beispiel entspricht das Einfangen von Chloridanionen in Eisen(III)-hexacyanoferrat der folgenden Gleichung: Fe4 III[FeII(CN)6]3 + 3e– + 3Cl– ↔ Fe4 III[FeIII(CN)6Cl]3 According to this method, however, the occurrence of interference in the detection of cations is highly probable, since besides K + , NH 4 + , Cs + and Rb +, other ions such as chloride ions (Cl - ), which may be present in the sample to be analyzed, are also present in the Molecular lattice of metal hexacyanoferrates can be captured. For example, the trapping of chloride anions in ferric hexacyanoferrate corresponds to the following equation: Fe 4 III [Fe II (CN) 6 ] 3 + 3e - + 3Cl - ↔ Fe 4 III [Fe III (CN) 6 Cl] 3

Gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann dieser Störung des amperometrischen Kationennachweises im Wesentlichen durch Einsatz einer ionenselektiven Membran (216, 316) vorgebeugt werden, die auf die Arbeitselektrode an der Oberfläche des Substratstreifens platziert werden kann und so zusammengesetzt sein kann, dass das Durchwandern des spezifischen nachzuweisenden Kations von Interesse gewährleistet wird, während gleichzeitig störende Ionen wie Anionen, insbesondere Chloridionen, abgestoßen werden. In accordance with certain embodiments of the present invention, this amperometric cation detection disorder can be achieved substantially by use of an ion-selective membrane (US Pat. 216 . 316 ), which can be placed on the working electrode on the surface of the substrate strip and can be composed so as to ensure the migration of the specific cation of interest to be detected, while at the same time repelling interfering ions such as anions, in particular chloride ions.

In bestimmten Ausführungsformen kann die Modifikation der Arbeitselektrode des Nachweisstreifens (100) gemäß der vorliegenden Erfindung daher weiterhin eine ionenselektive Membran (216, 316) umfassen, die sich auf einer der beiden zu modifizierenden Arbeitselektroden (118,122) befindet.In certain embodiments, the modification of the working electrode of the detection strip ( 100 ) according to the present invention therefore further an ion-selective membrane ( 216 . 316 ), which are located on one of the two working electrodes to be modified ( 118 . 122 ) is located.

Gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst die ionenselektive Membran (216, 316) (i) mindestens ein Polymer (ii), mindestens einen Weichmacher; (iii) mindestens einen Ionophor; und (iv) mindestens ein Anionenausschlussmittel. Der Ionophor ist so ausgewählt, dass das Kation von Interesse, vorzugsweise nur das Kation von Interesse, dazu fähig ist, die ionenselektive Membran (216, 316) zu durchwandern, um die Arbeitselektrode zu erreichen.According to certain embodiments of the present invention, the ion-selective membrane ( 216 . 316 ) (i) at least one polymer (ii), at least one plasticizer; (iii) at least one ionophore; and (iv) at least one anion exclusion agent. The ionophore is selected such that the cation of interest, preferably only the cation of interest, is capable of generating the ion-selective membrane ( 216 . 316 ) to reach the working electrode.

Ionophore sind gut fachbekannt und weisen als organische Moleküle im Allgemeinen eine minimale Wasserlöslichkeit auf. Der Begriff „Ionophor” beinhaltet organische Moleküle, die fähig sind, mit einem bestimmten Ion selektiv einen Komplex zu bilden, wobei die Bildung von Komplexen mit anderen Ionen im Wesentlichen ausgeschlossen wird. So zum Beispiel geht der Polyether 2,3-Naphtho-1,4,7,10,13-pentaoxacyclopentadeca-2-en, der auch unter der Bezeichnung 2,3-Naphtho-15-Krone-5 bekannt ist, eine selektive Wechselwirkung mit Kaliumionen ein, und zwar unter Bildung eines kationischen Komplexes. Der Begriff „Ionophor” beinhaltet daher neutrale, elektronenreiche Verbindungen, die zur Komplexbildung mit Kationen befähigt sind. Demgemäß beinhaltet der Begriff „mehrzähnige” cyclische Verbindungen, die elektronenreiche Donoratome wie Sauerstoff oder Stickstoff in ihren cyclischen Ketten enthalten. Solche mehrzähnigen cyclischen Verbindungen können monocyclisch oder polycyclisch sein. Alternativ dazu kann der Ionophor eine offenkettige Verbindung, die Donoratome enthält, sein. Der Begriff Ionophor beinhaltet daher monocyclische ionenspezifische Verbindungen, die als Coronanden bekannt sind; offenkettige ionenspezifische Verbindungen, die als Podanden bekannt sind; und Ionophore des Antibiotikatyps, wie Valinomycin und Macrotetralid-Actine. Die Klasse der Coronanden, die Kronenether genannt wird, sind besonders nützliche Ionophore.Ionophores are well known in the art and, as organic molecules, generally have minimal water solubility. The term "ionophore" includes organic molecules that are capable of selectively complexing with a particular ion, thereby substantially precluding the formation of complexes with other ions. For example, the polyether 2,3-naphtho-1,4,7,10,13-pentaoxacyclopentadeca-2-ene, which is also known by the name 2,3-naphtho-15-crown-5, has a selective interaction with potassium ions, forming a cationic complex. The term "ionophore" therefore includes neutral, electron-rich compounds that are capable of complexing with cations. Accordingly, the term "polydentate" includes cyclic compounds containing electron-rich donor atoms such as oxygen or nitrogen in their cyclic chains. Such multidentate cyclic compounds may be monocyclic or polycyclic. Alternatively, the ionophore may be an open-chain compound containing donor atoms. The term ionophore therefore includes monocyclic ion-specific compounds known as coronands; open-chain ion-specific compounds known as podands; and antibiotic-type ionophores such as valinomycin and macrotetralid-actin. The class of coronands, called crown ethers, are particularly useful ionophores.

Alle Mitglieder der Klasse von Verbindungen, die allgemein als Ionophore bekannt sind, können in dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Zahlreiche Beispiele für Ionophore/Ionenpaare können der Literatur entnommen werden. So zum Beispiel beinhalten die US-Patente Nr. 4,649,123 und 4,670,218 , die durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen werden, eine vollständige Diskussion und mehrere nichteinschränkende Beispiele für die verschiedenen Typen von Ionophoren, die sich ebenso für die vorliegende Erfindung eignen. Im Allgemeinen sind Ionophore dazu fähig, mit Ionen, üblicherweise einem spezifischen Ion, Komplexe zu bilden und das Ion als Ionophor/Ion-Komplex durch Lipidmembranen oder in eine organische Phase zu transportieren. Diese Eigenschaft, d. h. die Fähigkeit, ein Ion in eine hydrophobe Phase zu transportieren, wird dazu verwendet, um Ionophore als Klasse von der breiteren Klasse der unter der Bezeichnung „Chelate” bekannten Verbindungen zu unterscheiden. Chelate sind zwar technisch eine breitere Einteilung, gelten jedoch üblicherweise als geladene wasserlösliche Moleküle, die fähig sind, Ionen zu komplexieren und die Ionen in wässrigen Medien zu solubilisieren.All members of the class of compounds commonly known as ionophores can be used in the method and apparatus of the present invention. Numerous examples of ionophore / ion pairs can be found in the literature. For example, the include U.S. Patent Nos. 4,649,123 and 4,670,218 , which are incorporated herein by reference, a full discussion and several non-limiting examples of the various types of ionophores that are also suitable for the present invention. In general, ionophores are capable of complexing with ions, usually a specific ion, and transporting the ion as an ionophore / ion complex through lipid membranes or into an organic phase. This property, ie the ability to transport an ion into a hydrophobic phase, is used to distinguish ionophores as a class from the broader class of compounds known as "chelates". Although chelates are technically a broader classification, they are usually considered to be charged water-soluble molecules capable of complexing ions and solubilizing the ions in aqueous media.

Zu nichteinschränkenden Beispielen von Ionophoren, die sich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eignen, zählen 1,1,1-Tris[1'-(2'-oxa-4'-oxo-5'-aza-5'-methyl)dodecanyl]propan (für Na+ selektiv), N,N'-Dibenzyl-N,N'-diphenyl-1,2-phenylendioxydiacetamid (für Na+ selektiv), 6,7,9,10,18,19-Hexahydro-17-n-butylldibenzol[b,k][1,4,7,10,13]penta-oxa-cyclohexadecan-18-yloxyessigsäure (für Na+ selektiv), 2,3-Naphtho-1,4,7,10,13-pentaoxacyclopentadeca-2-en (für K+ selektiv), N,N'-Diheptyl-N,N',5,5-tetramethyl-3,7-dioxanonandiamid (für Li+ selektiv), N,N'-Diheptyl-5,5-dimethyl-N,N'-di(3-oxapentyl)-3,7-dioxanandiamid (für Li+ selektiv), Cis-N,N,N',N'-tetraisobutyl-1,2-cyclohexandicarboxamid (für Li+ selektiv), Diethyl-N,N'-[(4R,5R)-4,5-dimethyl-1-8-dioxo-3,6-dioxaoctamethylen]-bis(12-methylaminododecanoat) (für Ca2+ selektiv), 15-Krone-5 (für Na+, K+ selektiv), Valinomycin (für K+ selektiv), 4,7,13,16,21,24-Hexaoxa-1,10-diaza-bicyclo[8,8,8]hexacosan (KRYPTOFIX® 222) (für K+ selektiv), 4,7,13,16,21-Pentaoxa-1,10-diaza-bicyclo[8,8,5]tricosan (KRYPTOFIX® 221) (für Na+ selektiv), 18-Krone-6 (für K+ selektiv), Dibenzo-18-Krone-6 (für K+ selektiv), Dicyclohexano-18-Krone-6 (für K+ selektiv), 4,7,13,18-Tetraoxa-1,10-diaza-bicyclo[8,5,5,]eicosan (KRYPTOFIX® 211) (für Li+ selektiv), 12-Krone-4 (für Li+ selektiv), N,N'-Diheptyl-N,N'-dimethyl-1,4-butandiamid (für Mg2+ selektiv), Bis[12-Krone-4-methyl]methyldodecylmalonat (für Na+ selektiv), Monesin (für Na+ selektiv).Non-limiting examples of ionophores useful in the present invention include 1,1,1-tris [1 '- (2'-oxa-4'-oxo-5'-aza-5'-methyl) dodecanyl ] propane (for Na + selective), N, N'-dibenzyl-N, N'-diphenyl-1,2-phenylenedioxydiacetamide (for Na + selective), 6,7,9,10,18,19-hexahydro-17 -n-butyldibenzol [b, k] [1,4,7,10,13] penta-oxa-cyclohexadecano-18-yloxyacetic acid (selective for Na + ), 2,3-naphtho-1,4,7,10, 13-pentaoxacyclopentadeca-2-ene (for K + selective), N, N'-diheptyl-N, N ', 5,5-tetramethyl-3,7-dioxanonandiamide (for Li + selective), N, N'-diheptyl 5,5-dimethyl-N, N'-di (3-oxapentyl) -3,7-dioxanandiamide (for Li + selective), Cis-N, N, N ', N'-tetraisobutyl-1,2-cyclohexanedicarboxamide (for Li + selective), diethyl-N, N '- [(4R, 5R) -4,5-dimethyl-1-8-dioxo-3,6-dioxo-octamethylene] -bis (12-methylaminododecanoate) (for Ca 2 + selective), 15-crown-5 (for Na + , K + selective), valinomycin (for K + selective), 4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diaza-bicyclo [8 , 8,8] hexacosane (Kryptofix ® 2 22) (for K + selective), 4,7,13,16,21-pentaoxa-1,10-diaza-bicyclo [8,8,5] tricosane (Kryptofix ® 221) (for Na + selective), 18- Crown-6 (for K + selective), dibenzo-18-crown-6 (for K + selective), dicyclohexano-18-crown-6 (for K + selective), 4,7,13,18-tetraoxa-1, 10-diaza-bicyclo [8,5,5,] eicosane (Kryptofix ® 211) (Li + selective), 12-crown-4 (for Li + selective), N, N'-diheptyl-N, N'- dimethyl-1,4-butanediamide (selective for Mg 2+ ), bis [12-crown-4-methyl] methyldodecyl malonate (selective for Na + ), monesin (selective for Na + ).

Obwohl diese spezifischen Ionophore vorteilhaft im Teststreifen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden sie lediglich als Beispiele angeführt, und andere Ionophore oder Mischungen davon, die ebenso verwendet werden können, solange der Ionophor eine ausreichende Elektrolytenspezifität für das jeweilige Ion von Interesse aufweist. Although these specific ionophores may be used to advantage in the test strip of the present invention, they are given by way of example only, and other ionophores or mixtures thereof, which may also be used as long as the ionophore has sufficient electrolyte specificity for the particular ion of interest.

In bestimmten Ausführungsformen ist der mindestens eine Ionophor aus der Gruppe bestehend aus einem Coronanden, einem Podanden, Valinomycin, einem Macrotetralid-Actin, Monenesin und Kombinationen davon ausgewählt.In certain embodiments, the at least one ionophore is selected from the group consisting of a coronand, a podand, valinomycin, a macrotetralid actin, monenesin, and combinations thereof.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist das spezifische Ion von Interesse ein Kation. So zum Beispiel kann das Kation von Interesse ein Kation, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H+, NH4 +, Alkalimetallkationen, Erdalkalimetallkationen und Übergangsmetallkationen, sein. Als spezifischere Beispiele, jedoch ohne Einschränkung, sind Natrium-, Kalium-, Lithium-, Magnesium- und Calciumkationen zu erwähnen. Je nach dem spezifischen nachzuweisenden Kation von Interesse wird ein geeigneter Ionophor ausgewählt, der in der ionenselektiven Membran des Streifens gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst sein soll.In the context of the present invention, the specific ion of interest is a cation. For example, the cation of interest may be a cation selected from the group consisting of H + , NH 4 + , alkali metal cations, alkaline earth metal cations, and transition metal cations. As more specific examples, but without limitation, mention may be made of sodium, potassium, lithium, magnesium and calcium cations. Depending on the specific cation of interest to be detected, a suitable ionophore to be included in the ion-selective membrane of the strip according to certain embodiments of the present invention is selected.

Als eine Hauptkomponente besteht die ionenselektive Membran (216, 316) aus mindestens einem Polymer. Gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann es sich bei dem mindestens einen Polymer um ein hydrophiles Polymer, das synthetisch oder natürlich vorkommend sein kann, handeln. Als Beispiele für synthetische Polymere, die sich für die Anwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eignen, sind nichtvernetzte und leicht vernetzte Polymere, wie nichtvernetzte und leicht vernetzte Acrylate, Poly(vinylalkohol), Copolymere der Acrylsäure, Carboxymethylcellulose, Hydroxybutylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose und Hydroxymethylcellulose zu nennen. Als Beispiele für natürlich vorkommende Polymere sind Agarose, Gelatine, Carrageen, Alginate, Alginsäure, Xanthangummis, Guargummis und ähnliche Polymere zu nennen. Es kann jedoch jedes beliebige Polymer, das zur Bildung einer Membran befähigt ist und das die Wechselwirkung zwischen dem Ionophor und dem nachzuweisenden Kation von Interesse nicht stört, als Komponente der ionenselektiven Membran (316) des Streifens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.As a main component, the ion-selective membrane ( 216 . 316 ) of at least one polymer. According to certain embodiments of the present invention, the at least one polymer may be a hydrophilic polymer which may be synthetic or naturally occurring. Non-crosslinked and lightly crosslinked acrylates, poly (vinyl alcohol), copolymers of acrylic acid, carboxymethylcellulose, hydroxybutylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, and cellulose are examples of synthetic polymers suitable for use in the present invention Hydroxymethylcellulose to call. Examples of naturally occurring polymers include agarose, gelatin, carrageenan, alginates, alginic acid, xanthan gums, guar gums and similar polymers. However, any polymer that is capable of forming a membrane and that does not interfere with the interaction between the ionophore and the cation of interest to be detected may be used as a component of the ion-selective membrane. 316 ) of the strip according to the present invention.

Gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Polymer der ionenselektiven Membran (216, 316) aus der Gruppe bestehend aus Agarose, Gelatine, Carrageen, einem Alginat, Alginsäure, einem Xanthangummi, einem Guargummi, einem Acrylat, einem Poly(vinylalkohol), einem Poly(vinylchlorid), einem Copolymer der Acrylsäure, Carboxymethylcellulose, Hydroxybutycellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxymethylcellulose und Kombinationen davon ausgewählt.According to certain embodiments of the present invention, the at least one polymer of the ion-selective membrane ( 216 . 316 ) from the group consisting of agarose, gelatin, carrageenan, an alginate, alginic acid, a xanthan gum, a guar gum, an acrylate, a poly (vinyl alcohol), a poly (vinyl chloride), a copolymer of acrylic acid, carboxymethyl cellulose, hydroxybutyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose , Hydroxymethylcellulose and combinations thereof.

Je nach der Auswahl des einzusetzenden Polymers kann der mindestens eine Weichmacher als weitere Komponente der ionenselektiven Membran (216, 316) des Streifens gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechend gewählt werden, um die Fluidität der ionenselektiven Membran (216, 316) zu modifizieren. So zum Beispiel können bei einer Membran auf Poly(vinylchlorid)-Basis geeignete Weichmacher Ester-Weichmacher, wie Ester von Polycarbonsäuren mit geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Alkoholen, wie Ester der Phthalsäure, zum Beispiel Dioctylphthalat, Dibutylphthalat und dergleichen, Ester einer aliphatischen zweiwertigen Carbonsäure, zum Beispiel Dioctyladipat, Dibutylsebacat und dergleichen, Glykolester, zum Beispiel Ester von Pentaerythrit, Diethylenglykoldibenzoat und dergleichen, Ester einer aliphatischen einwertigen Carbonsäure, zum Beispiel Acetylricinoleinsäure und dergleichen, Ester der Phosphorsäure, zum Beispiel Trikresylphosphat, Triphenylphosphat und dergleichen, epoxidierte Fettsäuren, zum Beispiel epoxidiertes Sojaöl, epoxidiertes Leinöl und dergleichen, Epoxyharze auf Bisphenolbasis, Ester der Citronensäure, zum Beispiel Acetyltributylcitrat, Acetyltrioctylcitrat und dergleichen, Trialkyltrimellitat, Tetra-n-octylpyromellitat und Polypropylenadipat sowie andere Typen von Polyester-Weichmachern sein. Es sind jedoch andere Klassen von geeigneten Weichmachern, die sich für die Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eignen, fachbekannt; diese können in Abhängigkeit von dem mindestens einen Polymer, das in der ionenselektiven Membran (216, 316) einzusetzen ist, gewählt werden.Depending on the choice of the polymer to be used, the at least one plasticizer may be used as further component of the ion-selective membrane ( 216 . 316 ) of the strip according to the present invention can be selected accordingly to increase the fluidity of the ion-selective membrane ( 216 . 316 ) to modify. For example, in a poly (vinylchloride) based membrane, suitable plasticizers include ester plasticizers such as esters of polycarboxylic acids with straight or branched aliphatic alcohols such as esters of phthalic acid, for example dioctyl phthalate, dibutyl phthalate and the like, esters of an aliphatic dibasic carboxylic acid, for example, dioctyl adipate, dibutyl sebacate and the like, glycol esters, for example, esters of pentaerythritol, diethylene glycol dibenzoate and the like, esters of aliphatic monohydric carboxylic acid, for example acetylricinoleic acid and the like, esters of phosphoric acid, for example tricresyl phosphate, triphenyl phosphate and the like, epoxidized fatty acids, for example epoxidized Soybean oil, epoxidized linseed oil and the like, bisphenol-based epoxy resins, esters of citric acid, for example, acetyltributylcitrate, acetyltrioctylcitrate and the like, trialkyltrimellitate, tetra-n-octylpyromellitate and polypropylene adipate, and the like ie other types of polyester plasticizers. However, other classes of suitable plasticizers suitable for use in the context of the present invention are known in the art; these may vary depending on the at least one polymer present in the ion-selective membrane ( 216 . 316 ) is to be selected.

Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann der mindestens eine Weichmacher aus der Gruppe bestehend aus Bis(2-ethylhexyl)sebacat und Bis(2-ethylhexyl)phthalat ausgewählt sein.In certain embodiments, the at least one plasticizer may be selected from the group consisting of bis (2-ethylhexyl) sebacate and bis (2-ethylhexyl) phthalate.

Das in der ionenselektiven Membran (216, 316) des Streifens gemäß der vorliegenden Erfindung einzusetzende Anionenausschlussmittel dient dazu, Anionenarten abzustoßen, die in der zu analysierenden Probe vorliegen können, wie Chlorid-, Hydroxyl-, Phosphat- und Sulfationen und dergleichen. Geeignete anionenausschließende Verbindungen sind fachbekannt und können aus lipophilen Salzen ausgewählt werden, die das „Donnan failure” (d. h. die Begrenzung der oberen Nachweisgrenze durch Coionentransfer in die Membran) verzögern und/oder vermindern. Gleichzeitig ist jedoch eine ausreichende Kompatibilität mit den verbleibenden Komponenten der ionenselektiven Membran (216, 316), wie dem Polymer, zu gewährleisten.That in the ion-selective membrane ( 216 . 316 ) of the strip according to the present invention serves to repel anionic species which may be present in the sample to be analyzed, such as chloride, hydroxyl, phosphate and sulfate ions, and the like. Suitable anion-exclusion compounds are known in the art and can be selected from lipophilic salts which delaying and / or reducing the "donnan failure" (ie limiting the upper limit of detection by the transfer of Coion into the membrane). At the same time, however, sufficient compatibility with the remaining components of the ion-selective membrane ( 216 . 316 ), such as the polymer.

Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann das mindestens eine Anionenausschlussmittel aus der Gruppe bestehend aus Tetraphenylboratderivativen, wie Kaliumtetrakis(4-chlorphenyl)borat und Natriumtetraphenylborat, ausgewählt werden.According to certain embodiments, the at least one anion exclusion agent may be selected from the group consisting of tetraphenylborate derivatives such as potassium tetrakis (4-chlorophenyl) borate and sodium tetraphenylborate.

Verfahren zur Herstellung einer ionenselektiven Membran (216, 316) wie hierin beschrieben sind fachbekannt. Gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird die ionenselektive Membran (216, 316) so formuliert und zusammengesetzt, dass sie als Barriere zwischen der jeweiligen Arbeitselektrode, die sich an der Oberfläche des Substratstreifens befindet, und der Zone des Nachweisstreifens, die mit der flüssigen Probe in Kontakt gebracht wird, agiert. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung soll außer von vorhandenen Lösungsmitteln das Kation von Interesse, vorzugsweise nur das Kation von Interesse, dazu fähig sein, die ionenselektive Membran (216, 316) dadurch zu durchwandern, dass es durch den mindestens einen Ionophor, der entsprechend ausgewählt wird, durchgeht. Gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die ionenselektive Membran (216, 316) so dimensioniert sein, dass sie die gesamte Oberfläche des Substratstreifens, auf dem sich die Elektroden befinden, abdeckt. In anderen Ausführungsformen jedoch ist die ionenselektive Membran (216, 316) so dimensioniert, dass sie nur einen Teil des Substratsstreifens und die entsprechende darauf befindliche Arbeitselektrode abdeckt, vorzugsweise zum Beispiel einen Abschnitt an einem Ende des Substratstreifens.Process for the preparation of an ion-selective membrane ( 216 . 316 ) as described herein are known in the art. According to certain embodiments of the present invention, the ion-selective membrane ( 216 . 316 ) is formulated and assembled to act as a barrier between the respective working electrode located on the surface of the substrate strip and the zone of the detection strip which is brought into contact with the liquid sample. In the context of the present invention, apart from existing solvents, the cation of interest, preferably only the cation of interest, should be able to bind the ion-selective membrane ( 216 . 316 ) by traversing through the at least one ionophore selected accordingly. According to certain embodiments of the present invention, the ion-selective membrane ( 216 . 316 ) so that they cover the entire surface of the substrate strip on which the electrodes are located. In other embodiments, however, the ion-selective membrane ( 216 . 316 ) is dimensioned to cover only a portion of the substrate strip and the corresponding working electrode thereon, preferably, for example, a portion at one end of the substrate strip.

Die Modifikation der einen Arbeitselektrode kann weiterhin den Einsatz von zusätzlichen elektroaktiven Materialien, wie leitfähigen Polymeren, Elektrolyten und Halbleitermaterialien, umfassen. Geeignete leitfähige Polymere sind fachbekannt. Als nicht einschränkende Beispiele seien Polyanilin (PANI), Polypyrrol, Polyacetylen, Polythiophen, Poly(phenylenvinylen) und dergleichen zu nennen. Diese zusätzlichen elektroaktiven Materialien können in der Modifikation der jeweiligen Arbeitselektrode verwendet werden. So zum Beispiel kann sich eine zusätzliche Schicht aus elektroaktivem Material (314) zwischen der ionenselektiven Membran (316) und der entsprechenden Arbeitselektrode (312) befinden.The modification of the one working electrode may further include the use of additional electroactive materials, such as conductive polymers, electrolytes, and semiconductor materials. Suitable conductive polymers are known in the art. Non-limiting examples include polyaniline (PANI), polypyrrole, polyacetylene, polythiophene, poly (phenylenevinylene) and the like. These additional electroactive materials can be used in the modification of the respective working electrode. For example, an additional layer of electroactive material ( 314 ) between the ion-selective membrane ( 316 ) and the corresponding working electrode ( 312 ) are located.

Die 2 und 3 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen der modifizierten Arbeitselektrode gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt eine Anordnung (200) einer Eisen(III)-hexacyanoferrat-modifizierten Arbeitselektrode (212), einer ionenselektiven Membran (216) und einer Gegenelektrode (214) auf der Oberfläche des Substratstreifens (210). 3 zeigt eine Anordnung (300) einer modifizierten Arbeitselektrode und einer Gegenelektrode (318) auf dem Substratstreifen (310), wobei die modifizierte Arbeitselektrode eine Elektrode (312), eine ionenselektive Membran (316) und eine Schicht aus einem elektroaktiven Material (314), die sich zwischen der Elektrode (312) und der Membran (316) befindet, umfasst.The 2 and 3 show two different embodiments of the modified working electrode according to the present invention. 2 shows an arrangement ( 200 ) an iron (III) hexacyanoferrate modified working electrode ( 212 ), an ion-selective membrane ( 216 ) and a counter electrode ( 214 ) on the surface of the substrate strip ( 210 ). 3 shows an arrangement ( 300 ) a modified working electrode and a counter electrode ( 318 ) on the substrate strip ( 310 ), wherein the modified working electrode is an electrode ( 312 ), an ion-selective membrane ( 316 ) and a layer of an electroactive material ( 314 ) extending between the electrode ( 312 ) and the membrane ( 316 ).

In dem Nachweisstreifen gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich eine trockene Reagensschicht (116) auf dem Substratstreifen (124) so, dass sie mindestens die zweite Arbeitselektrode abdeckt. Bei bestimmten Ausführungsformen ist die trockene Reagensschicht (116) so dimensioniert, dass sie einen Großteil der Oberfläche des Substratstreifens (124), auf dem sich die Elektroden (118, 120, 122) befinden, abdeckt. In bestimmten Ausführungsformen jedoch ist die trockene Reagensschicht (116) so dimensioniert, dass sie nur einen Abschnitt des Substratstreifens (124) und der darauf befindlichen Elektroden (118, 120, 122) abdeckt, vorzugsweise zum Beispiel einen Abschnitt an einem Ende des Substratstreifens (124). In bestimmten Ausführungsformen deckt die trockene Reagensschicht (116) nur einen Abschnitt der zweiten Arbeitselektrode ab.In the detection strip according to the present invention is a dry reagent layer ( 116 ) on the substrate strip ( 124 ) so that it covers at least the second working electrode. In certain embodiments, the dry reagent layer ( 116 ) are dimensioned so that they cover a large part of the surface of the substrate strip ( 124 ), on which the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) covers. However, in certain embodiments, the dry reagent layer ( 116 ) are dimensioned so that they only a portion of the substrate strip ( 124 ) and the electrodes ( 118 . 120 . 122 ), preferably, for example, a portion at one end of the substrate strip ( 124 ). In certain embodiments, the dry reagent layer ( 116 ) only a portion of the second working electrode.

Die trockene Reagensschicht (116) umfasst mindestens ein Matrixmaterial, mindestens eine glucosespezifische Oxidoreductase und mindestens ein Mediatorreagens.The dry reagent layer ( 116 ) comprises at least one matrix material, at least one glucose-specific oxidoreductase and at least one mediator reagent.

Das mindestens eine Matrixmaterial kann ein hydrophiles Polymer, das synthetisch oder natürlich vorkommend sein kann, sein. Als Beispiele für synthetische Polymere, die sich für die Anwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eignen, sind nichtvernetzte und leicht vernetzte Polymere, wie nichtvernetzte und leicht vernetzte Acrylate, Poly(vinylalkohol), Copolymere der Acrylsäure, Carboxymethylcellulose, Hydroxybutylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose und Hydroxymethylcellulose zu nennen. Als Beispiele für natürlich vorkommende Polymere sind Agarose, Gelatine, Carrageen, Alginate, Alginsäure, Xanthangummis, Guargummis und ähnliche Polymere zu nennen. Es kann jedoch jedes beliebige Polymer, das zur Bildung einer Membran befähigt ist und das die Wechselwirkung zwischen Glucose und der glucosespezifischen Oxidoreductase, die in der trockenen Reagensschicht umfasst ist, nicht stört, als Komponente der trockenen Reagensschicht (116) des Streifens gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.The at least one matrix material may be a hydrophilic polymer which may be synthetic or naturally occurring. Non-crosslinked and lightly crosslinked acrylates, poly (vinyl alcohol), copolymers of acrylic acid, carboxymethylcellulose, hydroxybutylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, and cellulose are examples of synthetic polymers suitable for use in the present invention Hydroxymethylcellulose to call. Examples of naturally occurring polymers include agarose, gelatin, carrageenan, alginates, alginic acid, xanthan gums, guar gums and similar polymers. However, any polymer which is capable of forming a membrane and which does not interfere with the interaction between glucose and the glucose-specific oxidoreductase included in the dry reagent layer may be used as a component of the dry reagent layer ( 116 ) of the strip according to the present invention.

In bestimmten Ausführungsformen ist das mindestens eine Matrixmaterial aus der Gruppe bestehend aus Agarose, Gelatine, Carrageen, einem Alginat, Alginsäure, einem Xanthangummi, einem Guargummi, einem Acrylat, einem Poly(vinylalkohol), einem Poly(vinylchlorid), einem Copolymer der Acrylsäure, Carboxymethylcellulose, Hydroxybutycellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxymethylcellulose und Kombinationen davon ausgewählt. In certain embodiments, the at least one matrix material is selected from the group consisting of agarose, gelatin, carrageenan, an alginate, alginic acid, a xanthan gum, a guar gum, an acrylate, a poly (vinyl alcohol), a poly (vinyl chloride), a copolymer of acrylic acid, Carboxymethyl cellulose, hydroxybutyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxymethyl cellulose and combinations thereof.

Die mindestens eine glucosespezifische Oxidoreductase, die in der trockenen Reagensschicht (116) in dem Nachweisstreifen gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst sein soll, ist ein Enzym der Oxidoreductasefamilie, das für Glucose als Substrat in Oxidations-Reduktions-Reaktionen spezifisch ist. Die Oxidoreductase katalysiert die chemische Oxidation von Glucose und reduziert dabei ein spezifisches Akzeptormolekül, das im Folgenden Mediatorreagens genannt wird. Das Mediatorreagens ist eine Verbindung, die leicht Elektronen von der Oxidations-Reduktions-Reaktion auf die Arbeitselektrode überträgt, wodurch ein Stromsignal erzeugt wird. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung vermittelt daher bei Kontakt der trockenen Reagensschicht (116), die sich auf der zweiten Arbeitselektrode befindet, mit Glucosemolekülen die in der trockenen Reagensschicht (116) umfasste Oxidoreductase die Oxidation der Glucosemoleküle, und der Transfer von Elektronen führt zur Erzeugung eines nachweisbaren Stromsignals bei der zweiten Arbeitselektrode.The at least one glucose-specific oxidoreductase present in the dry reagent layer ( 116 ) in the detection strip according to the present invention is an oxidoreductase family-specific enzyme specific for glucose as a substrate in oxidation-reduction reactions. The oxidoreductase catalyzes the chemical oxidation of glucose, thereby reducing a specific acceptor molecule, which is referred to below as mediator reagent. The mediator reagent is a compound that readily transfers electrons from the oxidation-reduction reaction to the working electrode, thereby generating a current signal. In connection with the present invention therefore upon contact of the dry reagent layer ( 116 ), which is located on the second working electrode, with glucose molecules in the dry reagent layer ( 116 ) oxidoreductase involved the oxidation of the glucose molecules, and the transfer of electrons results in the generation of a detectable current signal at the second working electrode.

In bestimmten Ausführungsformen ist die mindestens eine glucosespezifische Oxidoreductase eine Glucoseoxidase oder eine Glucosedehydrogenase.In certain embodiments, the at least one glucose-specific oxidoreductase is a glucose oxidase or a glucose dehydrogenase.

Geeignete Mediatorreagentien sind fachbekannt und können zum Beispiel aus der Gruppe bestehend aus einem Ferrocenderivat, einem Eisen(III)-cyanidion oder einem Osmiumbipyridylkomplex ausgewählt werden.Suitable mediator reagents are known in the art and may be selected, for example, from the group consisting of a ferrocene derivative, a ferricyanide ion or an osmium bipyridyl complex.

Gemäß bestimmter Ausführungsformen ist das mindestens eine Mediatorreagens ein Eisen(III)-cyanidion, ein Ferrocenderivat oder ein Osmiumbipyridylkomplex.According to certain embodiments, the at least one mediator reagent is a ferricyanide ion, a ferrocene derivative or an osmium bipyridyl complex.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die trockene Reagensschicht (116) neben dem mindestens einen Matrixmaterial, der mindestens einen glucosespezifischen Oxidoreductase und dem mindestens einen Mediatorreagens weiterhin zusätzliche Komponenten wie Lösungsmittel, Pufferverbindungen usw. umfassen.According to the present invention, the dry reagent layer ( 116 ) in addition to the at least one matrix material, the at least one glucose-specific oxidoreductase and the at least one mediator reagent further comprise additional components such as solvents, buffer compounds, etc.

Die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) des Streifens gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich auf der Oberfläche der trockenen Reagensschicht (116) und/oder der Elektroden (118, 120, 122) und dient dazu, jegliche Flüssigkeit, die mit dem Streifen in Kontakt kommt, so anzuziehen, dass sie die trockene Reagensschicht (116) und schließlich die Elektroden (118, 120, 122) erreichen kann. Weiterhin kann sie als Schutzschicht für die trockene Reagensschicht (116) dienen, ohne dass sie eine beliebige Flüssigkeit am Erreichen der trockenen Reagensschicht (116) wie auch der Elektroden (118, 120, 122) hindert. Demgemäß ist das Material der Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) nicht besonders begrenzt und kann zum Beispiel aus unterschiedlichen Arten von Papier, wie Filterpapier und Chromatographiepapier, ausgewählt werden. Im Allgemeinen können hydrophile Polymere wie Cellulose, Agarose, Gelatine, Carrageen, Alginate, Alginsäure, Xanthangummis, Guargummis und ähnliche Polymere, ein hydrophiles Polymer oder beliebige Kombinationen der genannten als geeignete Materialien für die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) des Streifens gemäß der vorliegenden Erfindung aufgezählt werden. Gemäß bestimmten Ausführungsformen wird die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) aus der Gruppe bestehend aus Filterpapier, Chromatographiepapier, einem hydrophilen Polymer und Kombinationen davon ausgewählt. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Abmessung und Position der Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) auf eine bestimmte Fläche beschränkt, zum Beispiel kann sich die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) nur an einem Ende (126) des Streifens gemäß der vorliegenden Erfindung befinden, so dass eine Flüssigkeit, mit der der Streifen in Kontakt gebracht wird, nur an ein Ende des Nachweisstreifens angezogen wird.The fluid attraction layer ( 112 ) of the strip according to the present invention is located on the surface of the dry reagent layer ( 116 ) and / or the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) and serves to attract any liquid that comes in contact with the strip so that it (the dry reagent layer ( 116 ) and finally the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) can reach. Furthermore, it can act as a protective layer for the dry reagent layer ( 116 ), without causing any liquid to reach the dry reagent layer ( 116 ) as well as the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) hinders. Accordingly, the material of the liquid attracting layer ( 112 ) is not particularly limited and may be selected, for example, from various types of paper such as filter paper and chromatography paper. In general, hydrophilic polymers such as cellulose, agarose, gelatin, carrageenan, alginates, alginic acid, xanthan gums, guar gums and like polymers, a hydrophilic polymer, or any combination of the above may be mentioned as suitable materials for the liquid attractant layer ( 112 ) of the strip according to the present invention. According to certain embodiments, the liquid attractant layer ( 112 ) is selected from the group consisting of filter paper, chromatography paper, a hydrophilic polymer, and combinations thereof. According to another embodiment, the dimension and position of the liquid attracting layer ( 112 ) is limited to a certain area, for example, the liquid attraction layer ( 112 ) only at one end ( 126 ) of the strip according to the present invention, so that a liquid with which the strip is brought into contact is attracted to only one end of the detection strip.

Der Nachweisstreifen gemäß der vorliegenden Erfindung kann weiterhin mindestens eine Isolierschicht (114), die sich zwischen der trockenen Reagensschicht (116) und/oder den Elektroden (118, 120, 122) und der Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) befindet, umfassen. Die gegebenenfalls umfasste Isolierschicht (114) dient dazu, eine Barriere bereitzustellen, die die Elektroden (118, 120, 122), die sich auf der Oberfläche des Substratstreifens (124) und/oder der ionenselektiven Membran und/oder der trockenen Reagensschicht (116) befinden, abzudecken, um einen Schutz gegen mechanische Belastung zu bilden. Weiterhin versieht die Isolierschicht (114) den Nachweisstreifen mit zusätzlicher Stabilität und dient als verbindendes, stützendes Trägerelement. Es wird bevorzugt, dass die Isolierschicht (114) aus einem nichtleitfähigen Material besteht. Geeignete Materialien können zum Beispiel aus den oben für den Substratstreifen angeführten Materialien ausgewählt werden, wie Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethersulfon (PES), Polyimid (PI), Copolymeren davon und dergleichen. In bestimmten Ausführungsformen ist die Isolierschicht (114) wasserundurchlässig, so dass die Fläche des Substratstreifens (124), die von der Isolierschicht (114) abgedeckt wird, daran gehindert wird, mit zum Beispiel der zu analysierenden flüssigen Probe in Kontakt zu kommen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Form und Abmessung der Isolierschicht (114) derart, dass mindestens ein Teil der Oberfläche an je einem Ende des Substratstreifens (124), auf dem sich die Elektroden (118, 120, 122) befinden, nicht von der Isolierschicht (114) abgedeckt wird.The detection strip according to the present invention may further comprise at least one insulating layer ( 114 ) between the dry reagent layer ( 116 ) and / or the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) and the liquid attraction layer ( 112 ). The optionally included insulating layer ( 114 ) serves to provide a barrier that the electrodes ( 118 . 120 . 122 ), which are located on the surface of the substrate strip ( 124 ) and / or the ion-selective membrane and / or the dry reagent layer ( 116 ) are covered to provide protection against mechanical stress. Furthermore, the insulating layer ( 114 ) the detection strip with additional stability and serves as a connecting, supporting support element. It is preferred that the insulating layer ( 114 ) consists of a non-conductive material. Suitable materials may be selected, for example, from the materials listed above for the substrate strip, such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), Polyimide (PI), copolymers thereof and the like. In certain embodiments, the insulating layer ( 114 ) impermeable to water, so that the surface of the substrate strip ( 124 ) separated from the insulating layer ( 114 ) is prevented from coming into contact with, for example, the liquid sample to be analyzed. According to the present invention, the shape and dimension of the insulating layer ( 114 ) such that at least a part of the surface at each end of the substrate strip ( 124 ), on which the electrodes ( 118 . 120 . 122 ), not from the insulating layer ( 114 ) is covered.

Weiterhin ist beabsichtigt, dass der Nachweisstreifen gemäß der vorliegenden Erfindung weitere Komponenten, wie eine oder mehrere schützende Deckschichten, umfassen kann. Es ist jedoch wesentlich, dass mindestens ein Teil der Oberfläche der Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) nicht abgedeckt ist, so dass eine zu analysierende flüssige Probe mit der Flüssigkeitsanziehungsschicht des Nachweisstreifens gemäß der vorliegenden Erfindung in Kontakt gebracht werden kann und die Elektroden (118, 120, 122) auf dem Substratstreifen (124) mit einer geeigneten Analytennachweisvorrichtung elektrisch in Kontakt stehen können.It is further contemplated that the detection strip of the present invention may comprise other components, such as one or more protective overcoats. However, it is essential that at least a part of the surface of the liquid attracting layer ( 112 ) is not covered, so that a liquid sample to be analyzed can be brought into contact with the liquid attracting layer of the detection strip according to the present invention and the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) on the substrate strip ( 124 ) can be in electrical contact with a suitable analyte detection device.

1 zeigt einen beispielhaften Bauplan eines Nachweisstreifens (100) gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Substratstreifen (124) bildet die Grundlage des Nachweisstreifens, auf dessen Oberfläche sich drei Elektroden (118, 120, 122) befinden, nämlich zwei Arbeitselektroden (118, 122) und die Gegenelektrode (120), wobei eine der beiden Arbeitselektroden (118, 122) die für das Kation von Interesse selektive modifizierte Arbeitselektrode ist und die zweite Elektrode die Arbeitselektrode für Glucose ist. An dem einen Ende des Substratstreifens (124) befindet sich die trockene Reagensschicht (116) auf dem Substratstreifen (124) so, dass mindestens ein Teil der Arbeitselektrode für Glucose an dem Ende des Substratstreifens (124) von der trockenen Reagensschicht (116) bedeckt ist. Als weitere Komponente ist die Isolierschicht (114) auf dem Substratstreifen (124) und der trockenen Reagensschicht (116) aufgeschichtet. Wie in 1 angegeben weist die Isolierschicht (114) zwei ausgeschnittene Abschnitte auf, und zwar einen an je einem Ende der Isolierschicht (114), was zu Flächen führt, wo der Substratstreifen (124) mit den beiden Elektroden (118, 122) und/oder der trockenen Reagensschicht (116) die die Elektrode(n) abdeckt, nicht von der Isolierschicht (114) bedeckt ist, wenn die Isolierschicht (114) auf dem Substratstreifen (124) und der trockenen Reagensschicht (116) aufgeschichtet ist. Diese ausgeschnittenen Flächen stellen einen Zugang zu der trockenen Reagensschicht (116) und den Elektroden (118, 120, 122) an dem einen Ende des Streifens (126) und nur zu den Elektroden (118, 120, 122) am entgegengesetzten Ende des Streifens (128) bereit. Auf diese Weise kann die zu analysierende flüssige Probe, zum Beispiel eine Blutprobe, mit der Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) und der trockenen Reagensschicht (116) an dem einen Ende des Streifens (126) in Kontakt gebracht werden, während die Elektroden (118, 120, 122) am anderen Ende des Streifens (128) elektrisch mit einer geeigneten Nachweisvorrichtung, wie einem Glukometer, verbunden werden können. Als weitere Komponente auf dem Streifen ist die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) auf der Isolierschicht (114) am Ende des Streifens (126), wo sich die trockene Reagensschicht (116) befindet, so aufgeschichtet, dass die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) den ausgeschnittenen Abschnitt der Isolierschicht (114) mindestens teilweise so abdeckt, dass die trockene Reagensschicht (116) und die Elektroden (118, 120, 122) aus Schutzgründen abgedeckt werden können. Eine obere Deckschicht (110) bildet die Abschlussschicht, um die gesamte Konstruktion zu schützen und eine Oberfläche zum Markieren bereitzustellen. 1 shows an exemplary blueprint of a detection strip ( 100 ) according to the present invention. The substrate strip ( 124 ) forms the basis of the detection strip, on the surface of which three electrodes ( 118 . 120 . 122 ), namely two working electrodes ( 118 . 122 ) and the counterelectrode ( 120 ), one of the two working electrodes ( 118 . 122 ) is the modified working electrode selective for the cation of interest and the second electrode is the working electrode for glucose. At one end of the substrate strip ( 124 ) is the dry reagent layer ( 116 ) on the substrate strip ( 124 ) such that at least a part of the working electrode for glucose at the end of the substrate strip ( 124 ) from the dry reagent layer ( 116 ) is covered. Another component is the insulating layer ( 114 ) on the substrate strip ( 124 ) and the dry reagent layer ( 116 ) piled up. As in 1 indicates the insulating layer ( 114 ) two cut-out sections, one at each end of the insulating layer ( 114 ), resulting in areas where the substrate strip ( 124 ) with the two electrodes ( 118 . 122 ) and / or the dry reagent layer ( 116 ) covering the electrode (s), not from the insulating layer ( 114 ) is covered when the insulating layer ( 114 ) on the substrate strip ( 124 ) and the dry reagent layer ( 116 ) is piled up. These cut-out areas provide access to the dry reagent layer ( 116 ) and the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) at one end of the strip ( 126 ) and only to the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) at the opposite end of the strip ( 128 ) ready. In this way, the liquid sample to be analyzed, for example a blood sample, can be mixed with the liquid attraction layer (FIG. 112 ) and the dry reagent layer ( 116 ) at one end of the strip ( 126 ), while the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) at the other end of the strip ( 128 ) can be electrically connected to a suitable detection device, such as a glucometer. As another component on the strip is the liquid attraction layer ( 112 ) on the insulating layer ( 114 ) at the end of the strip ( 126 ), where the dry reagent layer ( 116 ), so piled up that the liquid attraction layer ( 112 ) the cut-out portion of the insulating layer ( 114 ) at least partially so that the dry reagent layer ( 116 ) and the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) can be covered for reasons of protection. An upper cover layer ( 110 ) forms the topcoat to protect the entire construction and to provide a surface for marking.

Gemäß der vorliegenden Erfindung soll der wie hierin offenbarte Nachweisstreifen wegwerfbar sein, d. h. der einmaligen Verwendung dienen. Demgemäß wird vorgesehen, dass die in dem hierin beschriebenen Nachweisstreifen einzuschließenden Materialien so ausgewählt und dimensioniert sind, dass die Herstellungs- und Materialkosten des Nachweisstreifens niedrig gehalten werden können.According to the present invention, the detection strip as disclosed herein is intended to be disposable, i. H. serve the single use. Accordingly, it is contemplated that the materials to be included in the detection strip described herein are selected and dimensioned such that the manufacturing and material costs of the detection strip may be minimized.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung des hierin offenbarten Einweg-Analytennachweisstreifens (100) für den gleichzeitigen amperometrischen Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe. Zu diesem Zweck wird der Nachweisstreifen (100) mit einer geeigneten Analytennachweisvorrichtung kombiniert. Es eignet sich jede Art von Analytennachweisvorrichtung solange sie elektrisch mit den Elektroden (118, 120, 122) des Nachweisstreifens so verbunden werden kann, dass bei Kontakt von Glucose und/oder dem Kation von Interesse mit der jeweiligen Arbeitselektrode ein erzeugtes Stromsignal zu der Nachweisvorrichtung geleitet werden kann. Das geleitete Signal kann dann von der Nachweisvorrichtung prozessiert und konsumentenfreundlich angezeigt werden. Eine geeignete Nachweisvorrichtung kann eine amperometrische Analytennachweisvorrichtung sein. Als nicht einschränkendes Beispiel hierfür sei ein amperometrisches Glukometer zu erwähnen.The present invention further relates to the use of the disposable analyte detection strip disclosed herein ( 100 ) for the simultaneous amperometric detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample. For this purpose, the detection strip ( 100 ) is combined with a suitable analyte detection device. Any type of analyte detection device is suitable as long as it is electrically connected to the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) of the detection strip can be connected so that upon contact of glucose and / or the cation of interest with the respective working electrode, a generated current signal can be passed to the detection device. The conducted signal can then be processed by the detection device and displayed in a consumer-friendly manner. A suitable detection device may be an amperometric analyte detection device. As a non-limiting example, an amperometric glucometer should be mentioned.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher weiterhin ein Verfahren für den gleichzeitigen amperometrischen Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe, das die folgenden Schritte umfasst: a) Kombinieren des wie hierin offenbarten Einweg-Streifens (100) mit einer entsprechenden amperometrischen Analytennachweisvorrichtung so, dass die Elektroden (118, 120, 122) des Substratstreifens (124) elektrisch mit der Nachweisvorrichtung verbunden sind; b) Inkontaktbringen des Streifens (100) mit der flüssigen Probe; c) Prüfen der Nachweisvorrichtung auf eine nachweisbare Reaktion; und d) Korrelieren der nachweisbaren Reaktion mit der Konzentration von Glucose und dem Kation von Interesse in der flüssigen Probe.The present invention therefore further relates to a method for the simultaneous amperometric detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample comprising the steps of: a) combining the disposable strip as disclosed herein ( 100 ) with a corresponding amperometric analyte detection device so that the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) of the substrate strip ( 124 ) are electrically connected to the detection device; b) contacting the strip ( 100 ) with the liquid sample; c) testing the detection device for a detectable reaction; and d) correlating the detectable response with the concentration of glucose and the cation of interest in the liquid sample.

Gemäß der vorliegenden Erfindung führt das Inkontaktbringen des Nachweisstreifens (100) mit der flüssigen Probe zu der Erzeugung von separaten unabhängigen Stromsignalen, wobei ein Stromsignal dem Einfangen des Kations von Interesse an der modifizierten Arbeitselektrode wie hierin beschrieben entspricht und ein anderes Stromsignal der enzymkatalysierten Redox-Reaktion an der zweiten Arbeitselektrode wie hierin beschrieben entspricht. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass, wenn der Streifen mit der zu analysierenden flüssigen Probe in Kontakt gebracht wird, nur dasjenige Ende des Nachweisstreifens, an dem sich die trockene Reagensschicht (116) befindet, mit der flüssigen Probe in Kontakt gebracht wird. So zum Beispiel kann das Inkontaktbringen dadurch erfolgen, dass man einen oder mehrere Tropfen flüssige Probe auf die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) des Streifens platziert. Das Inkontaktbringen des Nachweisstreifens mit der Probe kann jedoch auch das ausreichend lange Eintauchen des Nachweisstreifens in die flüssige Probe beinhalten.According to the present invention, contacting the detection strip ( 100 ) with the liquid sample to produce separate independent current signals, wherein a current signal corresponds to the capture of the cation of interest at the modified working electrode as described herein, and another current signal corresponds to the enzyme-catalyzed redox reaction at the second working electrode as described herein. According to the present invention, when the strip is brought into contact with the liquid sample to be analyzed, only the end of the detection strip on which the dry reagent layer (FIG. 116 ) is brought into contact with the liquid sample. Thus, for example, the contacting can be carried out by applying one or more drops of liquid sample to the liquid attraction layer ( 112 ) of the strip. However, contacting the detection strip with the sample may also include immersing the detection strip in the liquid sample for a sufficient time.

Bei der zu analysierenden flüssigen Probe kann es sich um eine beliebige Art von flüssiger Probe handeln. Als nicht einschränkende Beispiele hierfür seien eine biologische Probe wie Vollblut, Plasma, Serum, Harn, usw., eine Wasserprobe und eine Nahrungsmittelprobe erwähnt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann eine zu analysierende Probe bearbeitet werden, bevor sie mit dem Nachweisstreifen gemäß der vorliegenden Erfindung in Kontakt gebracht wird. Da gemäß bestimmten Ausführungsformen die flüssige Probe eine wässrige Probe sein kann, kann das Bearbeiten einer zu analysierenden Probe das Lösen und/oder Verdünnen der Probe mit (endionisiertem) Wasser umfassen.The liquid sample to be analyzed may be any type of liquid sample. By way of non-limiting examples, mention may be made of a biological sample such as whole blood, plasma, serum, urine, etc., a water sample and a food sample. In the context of the present invention, a sample to be analyzed may be processed before being brought into contact with the detection strip according to the present invention. Because, according to certain embodiments, the liquid sample may be an aqueous sample, processing a sample to be analyzed may involve dissolving and / or diluting the sample with (endionized) water.

Gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das Kation von Interesse aus der Gruppe bestehend aus H+, NH4 +, Alkalimetallkationen, Erdalkalimetallkationen und Übergangsmetallkationen ausgewählt werden. So zum Beispiel kann das in einer flüssigen Probe unter Verwendung des Nachweisstreifens gemäß der vorliegenden Erfindung nachzuweisende Kation von Interesse ein Kaliumkation (K+), Caesiumkation (Cs+) oder ein Rubidiumkation (Rb+) sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Kation von Interesse ein Kaliumkation.According to certain embodiments of the present invention, the cation of interest may be selected from the group consisting of H + , NH 4 + , alkali metal cations, alkaline earth metal cations, and transition metal cations. For example, the cation of interest to be detected in a liquid sample using the detection strip according to the present invention may be a potassium cation (K + ), cesium cation (Cs + ) or a rubidium cation (Rb + ). In a preferred embodiment of the present invention, the cation of interest is a potassium cation.

Die Erfindung ist hierin weit und generisch beschrieben worden. Jede der engeren Spezies und subgenerischen Gruppierungen, die in die generische Offenbarung fallen, ist ebenfalls Teil der Erfindung. Hierzu gehört die generische Beschreibung der Erfindung mit der Maßgabe oder negativen Einschränkung, die irgendeinen Gegenstand aus dem Genus entfernt, unabhängig davon, ob das entfernte Material hierin spezifisch angeführt ist oder nicht. Andere Ausführungsformen finden sich in den folgenden Ansprüchen. Außerdem wird der Fachmann dort, wo Merkmale oder Aspekte der Erfindung in Form von Markush-Gruppen beschrieben sind, erkennen, dass die Erfindung dadurch auch in Form jedes einzelnen Mitglieds oder jeder einzelnen Untergruppe von Mitgliedern der Markush-Gruppe beschrieben ist.The invention has been widely and generically described herein. Each of the narrower species and subgeneric groupings that fall within the generic disclosure is also part of the invention. These include the generic description of the invention with the proviso or negative limitation that removes any item from the genus, whether or not the removed material is specifically recited herein. Other embodiments can be found in the following claims. Moreover, where features or aspects of the invention are described in terms of Markush's groups, those skilled in the art will recognize that the invention is thereby also described in terms of each individual member or subset of members of the Markush group.

Es versteht sich für den Durchschnittsfachmann, dass sich die vorliegende Erfindung gut für die Bewältigung der Aufgaben und zum Erreichen der erwähnten Ziele und Vorteile, sowie den diesen innewohnenden, eignet. Weiterhin wird dem Fachmann einleuchten, dass verschiedene Substitutionen und Modifikationen an der hierin offenbarten Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang und Gedanken der Erfindung abzuweichen. Die hierin beschriebenen Zusammensetzungen, Verfahren, Vorgehensweisen, Behandlungen, Moleküle und spezifischen Verbindungen sind derzeit für bevorzugte Ausführungsformen repräsentativ, sind beispielhaft und sollen den Erfindungsumfang nicht einschränken. Veränderungen hierbei und andere Verwendungen werden dem Fachmann klar werden, diese sind vom Gedanken der Erfindung umfasst und vom Umfang der Ansprüche definiert. Die Aufzählung oder Diskussion eines vorveröffentlichten Dokuments in dieser Patentschrift gilt nicht zwangsweise als Bestätigung, dass das Dokument Teil des Stands der Technik oder allgemeines Fachwissen ist.It will be understood by one of ordinary skill in the art that the present invention is well suited to accomplishing the objects and attainment of the stated objects and advantages, as well as those inherent therein. Furthermore, it will be apparent to those skilled in the art that various substitutions and modifications can be made to the invention disclosed herein without departing from the scope and spirit of the invention. The compositions, methods, procedures, treatments, molecules and specific compounds described herein are presently representative of preferred embodiments, are exemplary and are not intended to limit the scope of the invention. Changes in this and other uses will become apparent to those skilled in the art, which are within the scope of the invention and defined by the scope of the claims. The enumeration or discussion of a prepublished document in this specification is not necessarily a confirmation that the document is part of the prior art or common knowledge.

Die hier veranschaulichend beschriebene Erfindung kann in Abwesenheit eines oder mehrerer Elemente oder einer oder mehrerer Einschränkungen, die hier nicht speziell offenbart sind, auf geeignete Weise ausgeübt werden. So sind beispielsweise die Begriffe „umfassen”, „beinhaltend”, „enthaltend” usw. umfangreich und ohne Einschränkung zu lesen. Demgemäß gilt, dass das Wort ”umfassen” oder Variationen wie ”umfasst” oder ”umfassend” den Einschluss einer angegebenen ganzen Zahl oder von Gruppen von ganzen Zahlen impliziert, jedoch nicht den Ausschluss von einer beliebigen anderen ganzen Zahl oder Gruppe von ganzen Zahlen. Außerdem dienen die hier verwendeten Begriffe und Ausdrücke der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es ist nicht beabsichtigt, dass durch die Verwendung solcher Begriffe und Ausdrücke jegliche Äquivalente der gezeigten und beschriebenen Merkmale oder Teile davon ausgeschlossen werden, sondern es wird anerkannt, dass verschiedene Modifikationen im Rahmen des beanspruchten Schutzbereichs der Erfindung möglich sind. So gilt, dass die vorliegende Erfindung zwar durch beispielhafte Ausführungsformen und fakultative Merkmale spezifisch offenbart worden ist, der Fachmann aber Modifikationen und Variationen der hier ausgeführten Erfindungen vornehmen kann, und dass solche Modifikationen und Variationen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen sollen.The invention illustratively described herein may be suitably practiced in the absence of one or more elements or one or more limitations not specifically disclosed herein. For example, the terms "comprising,""including,""containing," etc. are to be read extensively and without limitation. Accordingly, the word "comprising" or variations such as "comprises" or "comprising" implies the inclusion of a given integer or groups of integers, but not the exclusion of any other integer or group of integers whole numbers. In addition, the terms and expressions used herein are words of description rather than limitation, and it is not intended that the use of such terms and expressions would exclude any equivalents of the features shown or described or portions thereof, but it is recognized that various modifications may be made are possible within the scope of the invention claimed. Thus, while the present invention has been specifically disclosed through exemplary embodiments and optional features, those skilled in the art may make modifications and variations of the inventions herein, and such modifications and variations are intended to be within the scope of the present invention.

Der Inhalt aller hierin zitierten Dokumente und Patentdokumente wird voll inhaltlich durch Bezugnahme aufgenommen.The content of all documents and patent documents cited herein are incorporated by reference in their entirety.

BEISPIELEEXAMPLES

Beispiel 1: Multiplex-Blutteststreifen für die gleichzeitige Messung von Glucose und K+.Example 1: Multiplexed blood test strips for the simultaneous measurement of glucose and K + .

Ein Einweg-Teststreifen (100) für die gleichzeitige amperometrische Messung von Glucose und einem Kation von Interesse ist in 1 beispielhaft dargestellt.A disposable test strip ( 100 ) for the simultaneous amperometric measurement of glucose and a cation of interest is in 1 exemplified.

Eine modifizierte Elektrode wie hierin beschrieben wird als K+-selektive Arbeitselektrode genommen, wobei eine kaliumselektive Membran oben auf der Elektrode angebracht ist. Eine typische Zusammensetzung für eine kaliumselektive Membran wird im Folgenden zusammengefasst: Tabelle 1: Bestandteile einer kaliumselektiven Membran Funktion Komponente Menge Polymer Poly(vinylchlorid) 33 mg Weichmacher Bis(2-ethylhexyl)sebacat 65,5 mg Ionophor Valinomycin 2 mg Anionausschlussmittel Kaliumtetrakis(4-chlorphenyl)borat 0,5 mg A modified electrode as described herein is taken as a K + selective working electrode with a potassium selective membrane mounted on top of the electrode. A typical composition for a potassium-selective membrane is summarized below: TABLE 1 Components of a potassium-selective membrane function component amount polymer Poly (vinyl chloride) 33 mg softener Bis (2-ethylhexyl) sebacate 65.5 mg ionophore valinomycin 2 mg Anionausschlussmittel Potassium tetrakis (4-chlorophenyl) borate 0.5 mg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (11)

Einweg-Analytennachweisstreifen (100) für den gleichzeitigen amperometrischen Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe, der Folgendes umfasst: a) einen Substratstreifen (124), der ein Substratmaterial, zwei Arbeitselektroden (118, 122) und eine Gegenelektrode (120) umfasst; b) eine trockene Reagensschicht (116), die sich auf dem Substratstreifen (124), befindet und die Folgendes umfasst: (i) mindestens ein Matrixmaterial; (ii) mindestens eine glucosespezifische Oxidoreductase; und (iii) mindestens ein Mediatorreagens, sowie (c) eine Flüssigkeitsanziehungsschicht (112), die sich auf der Seite der trockenen Reagensschicht (116) gegenüber dem Substratstreifen (124) befindet, wobei eine der beiden Arbeitselektroden (118, 122) so modifiziert ist, dass sie für das Kation von Interesse selektiv ist.Disposable analyte detection strips ( 100 ) for the simultaneous amperometric detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample, comprising: a) a substrate strip ( 124 ), one substrate material, two working electrodes ( 118 . 122 ) and a counter electrode ( 120 ); b) a dry reagent layer ( 116 ), which are located on the substrate strip ( 124 ), and comprising: (i) at least one matrix material; (ii) at least one glucose-specific oxidoreductase; and (iii) at least one mediator reagent, and (c) a fluid attracting layer ( 112 ) located on the side of the dry reagent layer ( 116 ) opposite the substrate strip ( 124 ), one of the two working electrodes ( 118 . 122 ) is modified so that it is selective for the cation of interest. Streifen nach Anspruch 1, wobei die modifizierte Arbeitselektrode eine Metallhexacyanoferrat-modifizierte Elektrode, vorzugsweise eine Eisen(III)-hexacyanoferrat-, eine Kupfer(II)-hexacyanoferrat-, eine Nickelhexacyanoferrat-, eine Silberhexacyanoferrat-, eine Indiumhexacyanoferrat-, eine Chromhexacyanoferrat-, eine Kobalthexacyanoferrat-, eine Ruteniumhexacyanoferrat- oder eine Osmiumhexacyanoferrat-modifizierte Elektrode ist.A strip according to claim 1, wherein the modified working electrode comprises a metal hexacyanoferrate modified electrode, preferably a ferric hexacyanoferrate, a copper (II) hexacyanoferrate, a nickel hexacyanoferrate, a silver hexacyanoferrate, an indium hexacyanoferrate, a chromium hexacyanoferrate, a cobalt hexacyanoferrate, a ruthenium hexacyanoferrate or an osmium hexacyanoferrate modified electrode. Streifen nach Anspruch 1 oder 2, der weiterhin eine ionenselektive Membran (316), die sich an einer der beiden zu modifizierenden Arbeitselektroden (118, 122) befindet, umfasst, die Folgendes umfasst: (i) mindestens ein Polymer; (ii) mindestens einen Weichmacher; (iii) mindestens einen Ionophor; und (iv) mindestens ein Anionenausschlussmittel, wobei der Ionophor so ausgewählt ist, dass das Kation von Interesse fähig ist, die ionenselektive Membran (316) zu durchwandern, um die Arbeitselektrode zu erreichen.A strip according to claim 1 or 2, which further comprises an ion-selective membrane ( 316 ), which are located on one of the two working electrodes to be modified ( 118 . 122 ), which comprises: (i) at least one polymer; (ii) at least one plasticizer; (iii) at least one ionophore; and (iv) at least one anion exclusion agent, wherein the ionophore is selected such that the cation is of interest, the ion-selective membrane (US Pat. 316 ) to reach the working electrode. Streifen nach Anspruch 3, wobei – das mindestens eine Polymer der ionenselektiven Membran (316) aus der Gruppe bestehend aus Agarose, Gelatine, Carrageen, einem Alginat, Alginsäure, einem Xanthangummi, einem Guargummi, einem Acrylat, einem Poly(vinylalkohol), einem Poly(vinylchlorid), einem Copolymer der Acrylsäure, Carboxymethylcellulose, Hydroxybutycellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxymethylcellulose und Kombinationen davon ausgewählt ist; und/oder – der mindestens eine Weichmacher aus der Gruppe bestehend aus Ester-Weichmachern ausgewählt ist; und/oder – der mindestens eine Ionophor aus der Gruppe bestehend aus einem Coronanden, einem Podanden, Valinomycin, einem Macrotetralid-Actin, Monenesin und Kombinationen davon ausgewählt ist; und/oder – das mindestens eine Anionenausschlussmittel aus der Gruppe bestehend aus Tetraphenylboratderivaten, wie Kaliumtetrakis(4-chlorphenyl)borat und Natriumtetraphenylborat, ausgewählt ist.A strip according to claim 3, wherein - the at least one polymer of the ion-selective membrane ( 316 ) from the group consisting of agarose, gelatin, carrageenan, an alginate, alginic acid, a xanthan gum, a guar gum, an acrylate, a poly (vinyl alcohol), a poly (vinyl chloride), a copolymer of acrylic acid, carboxymethyl cellulose, hydroxybutyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose , Hydroxymethylcellulose and combinations thereof; and / or - the at least one plasticizer is selected from the group consisting of ester plasticizers; and / or - the at least one ionophore is selected from the group consisting of a coronand, a podand, valinomycin, a macrotetralid actin, monenesin, and combinations thereof; and / or - the at least one anion exclusion agent is selected from the group consisting of tetraphenylborate derivatives, such as potassium tetrakis (4-chlorophenyl) borate and sodium tetraphenylborate. Streifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das mindestens eine Matrixmaterial aus der Gruppe bestehend aus Agarose, Gelatine, Carrageen, einem Alginat, Alginsäure, einem Xanthangummi, einem Guargummi, einem Acrylat, einem Poly(vinylalkohol), einem Poly(vinylchlorid), einem Copolymer der Acrylsäure, Carboxymethylcellulose, Hydroxybutycellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxymethylcellulose und Kombinationen davon ausgewählt ist; und/oder – die mindestens eine glucosespezifische Oxidoreductase eine Glucoseoxidase oder eine Glucosedehydrogenase ist; und/oder – das mindestens eine Mediatorreagens ein Cyanoferrat(III)-Ion, ein Ferrocenderivat oder ein Osmium-Bipyridyl-Komplex ist.A strip according to any one of the preceding claims, wherein The at least one matrix material selected from the group consisting of agarose, gelatin, carrageenan, an alginate, alginic acid, a xanthan gum, a guar gum, an acrylate, a poly (vinyl alcohol), a poly (vinyl chloride), a copolymer of acrylic acid, carboxymethyl cellulose, hydroxybutyl cellulose Hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxymethyl cellulose and combinations thereof; and or - the at least one glucose-specific oxidoreductase is a glucose oxidase or a glucose dehydrogenase; and or - The at least one mediator reagent is a cyanoferrate (III) ion, a ferrocene derivative or an osmium-bipyridyl complex. Streifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) aus der Gruppe bestehend aus Filterpapier, Chromatographiepapier, einem hydrophilen Polymer und Kombinationen davon ausgewählt ist. A strip according to any one of the preceding claims, wherein the liquid attractant layer ( 112 ) is selected from the group consisting of filter paper, chromatography paper, a hydrophilic polymer and combinations thereof. Streifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der weiterhin mindestens eine Isolierschicht (114), die sich zwischen der trockenen Reagensschicht (116) und der Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) befindet, umfasst.Strip according to one of the preceding claims, further comprising at least one insulating layer ( 114 ) between the dry reagent layer ( 116 ) and the liquid attraction layer ( 112 ). Verwendung des Einweg-Analytennachweisstreifens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für den amperometrischen Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe, wobei der Einwegstreifen (100) mit einer entsprechenden Analytennachweisvorrichtung kombiniert ist.Use of the disposable analyte detection strip ( 100 ) according to one of claims 1 to 7 for the amperometric detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample, wherein the disposable strip ( 100 ) is combined with a corresponding analyte detection device. Verfahren für den amperometrischen Nachweis von Glucose und einem Kation von Interesse in einer flüssigen Probe, das Folgende umfasst: a) Kombinieren des Einweg-Streifens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer entsprechenden amperometrischen Analytennachweisvorrichtung, so dass die Elektroden (118, 120, 122) des Substratstreifens (124) mit der Nachweisvorrichtung elektrisch verbunden sind; b) Inkontaktbringen des Streifens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit der flüssigen Probe; c) Überprüfen der Nachweisvorrichtung auf eine nachweisbare Reaktion; und d) Korrelieren der nachweisbaren Reaktion mit der Konzentration von Glucose und dem Kation von Interesse in der flüssigen Probe.A method for the amperometric detection of glucose and a cation of interest in a liquid sample, comprising: a) combining the disposable strip ( 100 ) according to one of claims 1 to 7 with a corresponding amperometric analyte detection device, so that the electrodes ( 118 . 120 . 122 ) of the substrate strip ( 124 ) are electrically connected to the detection device; b) contacting the strip ( 100 ) according to any one of claims 1 to 7 with the liquid sample; c) checking the detection device for a detectable reaction; and d) correlating the detectable response with the concentration of glucose and the cation of interest in the liquid sample. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die Probe eine biologische Probe, eine Wasserprobe oder eine Nahrungsmittelprobe ist; und/oder – wobei die flüssige Probe eine wässrige Probe ist.Method according to one of the preceding claims, wherein - the sample is a biological sample, a water sample or a food sample; and or - wherein the liquid sample is an aqueous sample. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kation von Interesse aus der Gruppe bestehend aus H+, NH4 +, Alkalimetallkationen, Erdalkalimetallkationen und Übergangsmetallkationen, vorzugsweise K+, ausgewählt ist.A process according to any one of the preceding claims wherein the cation of interest is selected from the group consisting of H + , NH 4 + , alkali metal cations, alkaline earth metal cations and transition metal cations, preferably K + .
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