DE1598008B2

DE1598008B2 - Teststreifen

Info

Publication number: DE1598008B2
Application number: DE1598008A
Authority: DE
Inventors: Arne Lennart Dr.Med.Habil. Lund Dahlqvist (Schweden)
Original assignee: Kabi AB
Current assignee: Phadia AB
Priority date: 1966-01-05
Filing date: 1966-12-22
Publication date: 1974-12-19
Also published as: GB1171708A; DE1598008C3; NL6700128A; CH493849A; GB1171788A; NL154597B; US3537906A; US3598704A; BE692196A; DE1598008A1; FR1508430A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen für den Nachweis von Zuckerarten, vorzugsweise Galaktose und Glukose, in einem biologischen Material, vorzugsweise Urin, bestimmten Teststreifen, der mit der Reagenzmischung Peroxidase und Farbindikator, vorzugsweise o-Tolidin, sowie mit einer für die Zuckerart spezifischen Oxidase imprägniert ist und an seinem mit dem Reagenz nicht behandelten Teil, der als Aufsaugzone für die Probe bestimmt ist, adsorbierende Eigenschaften aufweist.

Es ist bereits bekannt, daß man die Empfindlichkeit des enzymatischen Nachweises von Zuckerarten, insbesondere von Galaktose, in biologischen Flüssigkeiten, wie Urin, mit Hilfe eines Teststreifens dadurch erhöhen kann, daß man die zu prüfende Flüssigkeit vor dem Test mit einem Anionen- und Kationenaustauscher behandelt, worauf die auf diese Weise vorbehandelte biologische Flüssigkeit mit einem Teststreifen untersucht wird, der mit einem Nachweisreagenz imprägniert ist (vgl. die USA.-Patentschrift 3 066 081).

Aus der USA.-Patentschrift 2 850 359 ist es bekannt, die Aufsaugzone eines Teststreifens mit einem Adsorbens, wie beispielsweise Aktivkohle, zu imprägnieren.

In der USA.-Patentschrift 3 092 465' werden Teststreifen beschrieben, die mit einer aus einer semipermeablen Membran bestehenden Zone versehen sind, durchweiche nur bestimmte Inhaltsstoffe in die Reaktionszone des Teststreifens eindringen können.

Aus der britischen Patentschrift 888 039 ist es bekannt, Indikatorteststreifen mit zwei oder mehr Zonen unterschiedlicher Imprägnierung herzustellen.

Es stand jedoch bisher noch kein für den Nachweis von Zuckerarten in einem biologischen Material, insbesondere Urin, verwendbarer Teststreifen zur Verfügung, bei dessen Einsatz keine Vorbehandlung der zu untersuchenden Flüssigkeit, wie bei der USA.-Patentschrift 3 066 081, erforderlich ist. Die aus der USA.-Patentschrift 2 820 359 bekannten Streifen haben sich, wie auch die weiter unten folgenden Vergleichsversuche zeigen, bei einem Einsatz zum Nachweis von Zuckerarten in Urin als äußerst unbefriedigend erwiesen, da die verwendeten Adsorbentien offensichtlich nicht die den Nachweis der Zuckerarten störenden Verunreinigungen zu beseitigen vermögen.

Die Tatsache, daß gemäß der USA.-Patentschrift 3 066 081 der mit dem dort beschriebenen Teststreifen, der nur mit einer Indikatorlösung getränkt ist, zu untersuchende Urin einer Vorbehandlung mit einem Kationen- und Anionenaustauschermaterial behandelt wird, sowie das Versagen der mit Aktivkohle, Bentonit usw. an der Aufsaugzone versehenen Teststreifen gemäß der USA.-Patentschrift 2 850 359 zeigen, daß bisher noch kein spezifisches Adsorbens bekannt war, welches die störenden Verunreinigungen aus biologischem Material, insbesondere Urin, zu entfernen

ίο vermag, die den Nachweis darin enthaltener Zucker mittels eines mit einem entsprechenden Nachweisreagenz imprägnierten Teststreifens stören.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Teststreifen zum Nachweis von Zuckerarten in einem biologischen Material, insbesondere Urin, zu schaffen, bei dessen Einsatz keine Vorbehandlung dieses Materials erforderlich ist und der in reproduzierbarer und zuverlässiger Weise alle den Nachweis der Zuckerarten störenden Verunreinigungen ausschaltet.

ao Diese Aufgabe wird bei einem Teststreifen der eingangs geschilderten Gattung dadurch gelöst, daß der mit dem Reagenz nicht behandelte Teil aus Aminoäthylzellulose, Diäthylaminoäthylzellulose oder Ecteolazellulose besteht oder eine derartige Zellulose enthält.

Durch die Erfindung wird erstmalig ein Teststreifen zur Verfugung gestellt, der einen einfachen und zuverlässigen Nachweis von in biologischem Material, insbesondere Urin, vorhandenen Zuckerarten gestattet, da seine Schaffung auf der Erkenntnis beruht, daß Aminoäthylzellulose, Diäthylaminoäthylzellulose sowie Ecteolazellulose in wirksamer Weise alle den Nachweis der Zuckerarten störenden Verunreinigungen durch Adsorption zu beseitigen vermag. Im Hinbück auf die Komplexität der Zusammensetzungen von biologischen Materialien, insbesondere Urin, ist diese Erkenntnis überraschend und wird nicht durch den weiter oben abgehandelten Stand der Technik nahegelegt.

Der erfindungsgemäße Teststreifen besteht in üblicher Weise aus einem filterpapierartigen Material, wobei die Aufsaugzone entweder aus Aminoäthylzellulose, Diäthylaminoäthylzellulose oder Ecteolazellulose besteht oder eine derartige Zellulose enthält.

Im letzteren Falle kann man die Aufsaugzone in der Weise herstellen, daß man ein übliches zellulosehaltiges Papiermaterial entsprechenden chemischen Reaktionen unterzieht. Beispielsweise kann man ein Diäthylaminoäthylzellulose enthaltendes Papier in der Weise herstellen, daß man in Form von Natriumsalz oder eines anderen Alkalisalzes vorliegende Zellulose mit Diäthylaminoäthylchlorid umsetzt. Ecteolazellulose enthaltendes Papier kann man durch Behandeln von Zellulose in Form des Alkalisalzes mit Epichlorhydrin und nachfolgender. Umsetzung mit Triäthanolamin herstellen. Aminoäthylzellulose enthaltendes Papier kann durch Behandlung von Natriumzellulose mit Aminoäthylchlorid erhalten werden. Vorzugsweise wird in der Weise vorgegangen, daß man zuerst die jeweiligen Zellulosen herstellt und anschließend in bekannter Weise aus diesen Materialien Papiere erzeugt.

Die Reagenzmischung, welche für den Nachweis von Zuckerarten, vorzugsweise Galaktose und Glukose, auf den Teststreifen aufgebracht wird, ist bereits bekannt (vgl. beispielsweise »Analytical Biochemistry«, 3 [1962], S. 230 bis 235).
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

3 4

. 0,75 g o-Tolidin in 50 ml Methanol hergestellt ist,

Beispiel 1 _un(j j_m £>_UI1kelraum getrocknet. Das Papier wird

Diäthylaminoäthyl-Ionenaustausch-Papier, das man dann in Streifen von etwa 10 χ 60 mm geschnitten.

durch Behandlung von einem aufsaugenden Zellulose- Falls nur ein Teil des Papierstreifens, z. B. das

haltigen Material — in dem die Zellulose als Natrium- 5 halbe Papier, befeuchtet werden soll, werden etwa

oder anderes Alkalisalz vorliegt — mit Diäthyl- 40 μΐ einer Lösung folgender Zusammensetzung pro

aminoäthylchlorid erhalten hat, wird nach Auswaschen Streifen appliziert:

mit Wasser und nachheriger Trocknung während y _{2 mJ Q 5 M NatriumphoS}p_hatp_Uffer, pH = 6,9,

10 Minuten mit 0,01 M Natriumphosphatpuffer, ₅₀ Polyäthylenglykol, Molgewicht etwa 4000,

pH = 7,0, behandelt und danach wieder mit destil- io ₂ * _Pero_xydase

liertem Wasser gewaschen und getrocknet. ₅ Galaktoseoxydase.

Etwa 50 X 50 cm des so behandelten Papiers werden

hierauf mit o-Tolidin-methanol — einem Färb- Die Papierstreifen müssen im Dunkelraum trocknen

indikator — imprägniert, hergestellt durch Auflösung und werden trocken verwahrt. An Stelle von o-Tolidin

von 0,75 g o-Tolidin in 50 ml Methanol, und im 15 kann ein anderer Farbindikator mit gleichen Charak-

Dunkelraum getrocknet. Das Papier wird dann in teristika, z. B. o-Dianisidin, gewählt werden.

Streifen von etwa 10 χ 60 mm geschnitten. . .

Falls nur ein Teil des Papierstreifens, z. B. das Beispiel 4

halbe Papier, befeuchtet werden soll, werden etwa Nachweis von Galaktose im Urin. Man wendet 1 bis

40 μΐ einer Lösung von folgender Zusammensetzung 20 2 ml Urin in einem 10-ml-Becher an. Ein Teststreifen,

pro Streifen appliziert: hergestellt gemäß der Erfindung, wird mit seinem

2 ml 0,5 M Natriumphosphatpuffer, pH = 6,9, ionenaustauschpräpanerten Teil teilweise in die Probe

50 mg Polyäthylenglykol, Molgewicht etwa 4000, eingesenkt, die durch Kapillarkraft in den mit dem

2 mg Peroxydase Reagenz imprägnierten Teil hinaufgesaugt wird. Wah-

5 mg Galaktoseoxydase. ^a5 rend des Durchgangs durch das Ionenaustausch-Pa-

pier werden die Substanzen im Urin, welche mit der

Die Papierstreifen müssen im Dunkelraum trocknen Galaktosebestimmunginterferieren:und dieselbe stören

und werden trocken verwahrt. An Stelle von o-Tolidin würden, absorbiert, während anwesende Galaktose

kann ein anderer Farbindikator mit gleichen Charakte- die Aufsaugzone passiert und einen Ausschlag in. der

ristika gewählt werden, z. B. o-Dianisidin. .3°. mit dem Farbindikator und dem Reagenz präparierten

. -it . Zone bewirkt. Bei o-Tolidin tritt sehr bald ein. blau-

Beispiel 2 blaugrüner Farbton bei Anwesenheit von Galaktose

Ecteola-Ionenaustausch-Papier, erhalten durch Be- in der Probe auf. Eine Urinprobe von einem Patienten

handlung von Zellulose in Form des Alkalisalzes mit Galaktosurie und einem Galaktosegehalt von

mit Epichlorhydrin und nachfolgender Umsetzung mit 35 400 mg/100 ml ergibt eine Farbreaktion innerhalb

Triäthanolamin unter Wasseraustritt, wird nach 15 Sekunden. .

Waschen und Trocknen während 15 Minuten mit Eine Urinprobe mit einem Galaktose-Gehalt von

0,014 M Natriumphosphatpuffer, pH = 7,0, behandelt 100 mg/100 ml ergibt eine Farbreaktion innerhalb von

und hierauf getrocknet. 1 bis 2 Minuten. Eine Urinprobe ohne Galaktose

Etwa 50 χ 50 cm des so behandelten Papiers werden 40 ergibt keine Farbreaktion. ■ ,...·. '...·,

hierauf mit einem Farbindikator — o-Tolidin-metha- _ . .. ._: ·,·.-.'■ .

nol — imprägniert, der durch Auflösung von 0,75 g Beispiels

o-Tolidin in 50 ml Methanol hergestellt ist, und im Diäthylaminoäthyl-Ionenaustausch-Papier, erhalten

Dunkelraum getrocknet. Das Papier wird dann in durch Behandlung eines aufsaugenden zellulosehaltigen

Streifen von etwa 10 χ 60 mm geschnitten. 45 Materials, in dem die Zellulose als Natrium- oder

Falls nur ein Teil des Papierstreifens, z. B. das anderes Alkalisalz vorliegt, mit Diäthylaminoäthyl-

halbe Papier, befeuchtet werden soll, wird pro Streifen Chlorid, wird nach Auswaschen mit Wasser und nach-

etwa 40 μΐ einer Lösung folgender Komposition herigem Trocknen während 10 Minuten mit 0,01 M

appliziert: Natriumphosphatpuffer, pH = 7,0, behandelt und

2 ml 0,5 M Natriumphosphatpuffer, pH = 6,9, ⁵° ^daf^{ch wieder mit} destilliertem Wasser gewaschen

50 mg Polyäthylenglykol, Molgewicht etwa 4000, ^und getrocknet

0 mσ PpmYvriüsc Etwa 50 X 50 cm des so behandelten Papiers werden

5 mg Galaktoseoxydase. hierauf imprägniert mit o-Tohdm-niethanol - einem

Farbindikator —, welches durch Auf losung von 0,75 g

Die Papierstreifen müssen im Dunkelraum trocknen 55 o-Tolidin in 50 ml Methanol hergestellt wurde, und

und werden trocken verwahrt. An Stelle von o-Tolidin im Dunkelraum getrocknet. Das Papier wird dann in

kann ein anderer Farbindikator mit gleichen Charakte- Streifen von etwa 10 X 60 mm geschnitten,

ristika gewählt werden, z. B. o-Dianisidin. Falls nur ein Teil des Papierstreifens, z. B. das

. -ίο halbe Papier, befeuchtet werden soll, werden etwa

Beispiel 3 60 40μ1 einer Lösung von folgender Zusammensetzung

Aminoäthyl - Ionenaustausch - Papier, hergestellt pro Streifen appliziert:

-Γ^^Τ"™/ ^VOI\^Naii^umzeI1"i^{OSe mit Ami} _u ⁿ⁰" 2 ml 0,5 M Natriumphosphatpuffer, pH - 6,9,

athylch orid, wird mit destil lertem Wasser gewaschen ₅₀ Polyäthylenglykol, Molgewicht etwa 4000,

und getrocknet. Das Material wird mit einer Puffer- ₂ mg Peroxvdase ^bJÖ

lösung, pH = 7,0, getränkt und getrocknet. 6_S _u _m° _GIukoseo '_dase

Etwa 50 χ 50 cm des so behandelten Papiers werden

indikator — imprägniert, der durch Auflösung von und werden trocken verwahrt. An Stelle von o-Tolidin

5 6

kann ein anderer Farbindikator mit gleichen Charakte- Die Papierstreifen müssen im Dunkelraum trocknen

ristika gewählt werden, z. B. o-Dianisidin. und werden trocken verwahrt. An Stelle von o-Tolidin

kann ein anderer Farbindikator mit gleichen Charakte-

Beispiel 6 ristika gewählt werden, z. B. o-Dianisidin.

Ecteola-Ionenaustausch-Papier, erhalten durch Be- B e ι s ρ ι e 1 8
handlung von Zellulose in Form des Alkalisalzes mit Diäthylaminoäthyl-Ionenaustausch-Papier, erhalten Epichlorhydrin und nachfolgender Umsetzung mit durch Behandlung eines aufsaugenden zellulose-Triäthanolamin unter Wasseraustritt, wird nach ■ haltigen Materials, in dem die Zellulose als Natrium-Wäschen und Trocknen während 15 Minuten mit io oder anderes Alkalisalz vorliegt, mit Diäthylamino-0,014 M Natriumphosphatpuffer, pH = 7,0, behan- äthylchlorid, wird nach Auswaschen mit Wasser und delt und danach getrocknet. nächheriger Trocknung während 10 Minuten mit

Etwa 50 χ 50 cm des so behandelten Papiers werden 0,01 M Natriumphosphatpuffer, pH = 7,0, behandelt

hierauf mit o-Tolidin-methanol — einem Färb- und danach wieder mit destilliertem Wasser gewaschen

indikator —, hergestellt durch Auflösung von 0,75 g 15 und getrocknet.

o-Tolidin in 50 ml Methanol, imprägniert und im Etwa 50 χ 50 cm des so behandelten Papiers werden

Dunkelraum getrocknet. Das Papier wird dann in hierauf mit o-Tolidin-methanol — einem Farbindi-

Streifen von etwa 10 χ 60 mm geschnitten. kator, erhalten durch Auflösung von 0,75 g o-Tolidin

Falls nur ein Teil des Papierstreifens, z. B. das in 50 ml Methanol — imprägniert und im Dunkelraum

halbe Papier, befeuchtet werden soll, werden etwa »o getrocknet. Das Papier wird dann in Streifen von

40 μΐ einer Lösung folgender Zusammensetzung pro etwa 10 X 60 mm geschnitten.

Streifen appliziert: Falls nur ein Teil des Papierstreifens, z. B. das

halbe Papier, befeuchtet werden soll, werden etwa

2 ml 0,5 M Natriumphosphatpuffer, pH = 6,9, 40 μ.1 einer Lösung folgender Zusammensetzung pro

50 mg Polyäthylenglykol, Molgewicht etwa 4000, ₂₅ Streifen appliziert:

2 ml 1 0 M Natriumphthalatpuffer, pH = 6,7, 20 mg Albumin,

^. ^ . .» .. . ^ , , , 2 mg Peroxydase,

Die Papierstreifen müssen im Dunkelraum trocknen ₁₃ ° Glukoseoxydase
und werden trocken verwahrt. An Stelle von o-Tolidin 30

kann ein anderer Farbindikator mit gleichen Charakte-

Beispiel7 ristika gewählt werden, z. B. o-Dianisidin.

Aminoäthyl-Ionenaustauscher, erhalten durch Be- e 1 s ρ 1 e

handlung von Natriumzellulose mit Aminoäthyl- Nachweise von Glukose im Urin. Bei einem Testchlorid, wird mit destilliertem Wasser gewaschen streifen ohne Ionenaustauscheigenschaften in dem und getrocknet. Das Material wird mit einer Puffer- aufsaugenden Teil liegt die Empfindlichkeitsgrenze lösung, pH = 7,0, getränkt und getrocknet. 40 bei 30 bis 60 mg/100 ml. Positive Reaktion kann Etwa 50 χ 50 cm des so behandelten Papiers werden zuweilen bereits bei etwa 20 mg/100 ml und negativer hierauf mit o-Tolidin-methanol — einem Färb- Bescheid bei etwa 130 mg/100 ml erhalten werden, indikator, hergestellt durch Auflösen von 0,75 g Über 95 % einer Normalbevölkerung weist geringere 0-Tolidin in 50 ml Methanol — präpariert und im Werte als 20 mg/100 ml auf. Die Werte, die mit einem Dunkelraum getrocknet. Das Papier wird dann in 45 nicht präparierten Teststreifen erhalten werden, sind Streifen von etwa 10 X 60 mm geschnitten. hierdurch ganz unsicher. Es liegt ein diagnostischer Falls nur ein Teil des Papierstreifens, z. B. das Bedarf vor, Glukosemengen von einer Größenhalbe Papier, befeuchtet werden soll, werden etwa Ordnung kleiner als 3 mg/100 ml nachzuweisen. Dies 40 μΐ einer Lösung folgender Zusammensetzung pro ist mit einem in den vorhergehenden Beispielen Streifen appliziert: 50 beschriebenen Teststreif en möglich, welcher einen Nachweis von den Größenordnungen 0,5 bis 3 mg/100 ml

2 ml 0,5 M Natriumphosphatpuffer, pH = 6,9, Urin bei positiver Farbreaktion innerhalb von 3 Mi-

50 mg Polyäthylenglykol, Molgewicht etwa 4000, nuten gestattet. Bei einem Niveau von mehr als

2 mg Peroxydase, 4 mg/100 ml wird eine positive Farbreaktion bereits

13 mg Glukoseoxydase. 55 innerhalb von etwa 1 Minute erhalten.

Claims

Patentanspruch:

Für den Nachweis¹ von Zuckerarten, vorzugsweise Galaktose und Glukose, in einem biologischen Material, vorzugsweise Urin, bestimmter Teststreifen, der mit der Reagenzmischung Peroxidase und Farbindikator, vorzugsweise o-Tolidin, sowie mit einer für die Zuckerart spezifischen Oxydase imprägniert ist und an seinem mit dem Reagenz nicht behandelten Teil, der als Aufsaugzone für die Probe bestimmt ist, adsorbierende Eigenschaften aufweist, dadurch gekennz e i c:h η et, daß der; mit dem Reagenz nicht behandelte Teil aus Aminoäthylzellulose, .Diäthylaminoäthylzellulose sowie Ecteolazellulose besteht oder eine derartige-Zellulose enthält. . ·.