DE19546535C2 - Metering cartridge for liquid or gaseous samples, process for their operation, and their use - Google Patents

Metering cartridge for liquid or gaseous samples, process for their operation, and their use

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DE19546535C2
DE19546535C2 DE19546535A DE19546535A DE19546535C2 DE 19546535 C2 DE19546535 C2 DE 19546535C2 DE 19546535 A DE19546535 A DE 19546535A DE 19546535 A DE19546535 A DE 19546535A DE 19546535 C2 DE19546535 C2 DE 19546535C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Meßkartusche für flüssige oder gasförmige Proben sowie ein Verfahren zum Betreiben und deren Verwendung, vorzugsweise von Kör perflüssigkeiten, insbesondere von Blut, mittels eines Verfahrens, das eine integrierte Probenvor bereitung, Sensor-Kalibrierung, Validierung und Qualitätssicherung beinhaltet. The invention concerns a metering cartridge for liquid or gaseous samples as well as methods of operation and the use thereof, preferably perflüssigkeiten of Kör, in particular blood, by means of a method which preparation an integrated Probenvor includes sensor calibration, validation and quality assurance.

Bei herkömmlichen invasiven oder minimalinvasiven Blut-Analysen beispielsweise bestehen die Probleme insbesondere darin, daß In conventional invasive or minimally-invasive blood analysis, for example, the problems are, in particular, that

  • a) bei der Blutprobennahme störende, äußere Ein flüsse spätere Fehlmessung verursachen; a) cause disturbing external influences A subsequent incorrect measurements of blood sampling;
  • b) bei der Blutentnahme ein Umfüllen aus der Sprit ze in einen anderen Behälter erforderlich ist, wobei neben Verwechslungen auch Veränderungen nicht ausgeschlossen werden können; b) in the blood, a refilling of the fuel ze required in another container, where in addition to confusion, changes can not be excluded;
  • c) bei der Injektion von Blutproben in ein Analy sengerät u. c) during injection of blood samples in a u sengerät Analy. U. Blut austreten kann und Krank heitserreger freigesetzt werden können; U. may leak blood and patient can be integrated pathogen released;
  • d) zur genauen Bestimmung der wichtigsten Blutpara meter zuviel Zeit vergeht, bis die Analysen-Er gebnisse aus dem Zentral-Labor zur Diagnose vor liegen; d) meter too much time passes to accurately determine the main blood Para until the fall Analytical results of it from the central laboratory for the diagnosis before;
  • e) während der Aufbewahrung sich der pH-Wert und damit das Bicarbonat-Gleichgewicht verändern kann, was wiederum das Bindungsvermögen für Ka tionen (z. B. Ca 2+ ) beeinflußt; e) during storage, the pH value and thus change the balance bicarbonate can, in turn, the binding capacity for Ka functions (e.g., Ca 2+) affected.
  • f) während der Aufbewahrung eine Hämolyse eintritt, die eine Messung verbietet; f) entering hemolysis during storage, which prohibits a measurement;
  • g) es bei dem Umfüllen von der Blutentnahme-Spritze in die Transportgefäße und weiter im Labor aus diesen Gefäßen in die unterschiedlichen Labor meßgeräte zu gefährlichen Verwechslungen kommt; g) wherein the transferring of the blood collection syringe into the receptacles and further in the laboratory of these vessels in the various laboratory devices comes to dangerous confusion;
  • h) es bisher bei einem Bedside-Monitoring mittels eines tragbaren Handmeßgerätes für die wichtig sten Blutparameter keine Qualitätssicherung gab, die die Zuverlässigkeit und Validität der gemes senen Werte garantiert. h), there have been at a bedside monitoring using a portable hand-held measuring the importance of most blood parameters no quality assurance, which guarantees the reliability and validity of the gemes Senen values.

Stand der Technik auf dem Gebiet der Blut-Analytik ist eine venöse oder arterielle Abnahme und ein Um füllen in vorbereitete Spezial-Container, wobei zur Gerinnungshemmung meist noch in der Spritze oder im Proben-Container eine kleine Menge Heparin zugesetzt wird. State of the art in the field of blood analysis is a venous or arterial decrease and a fill order in preparing special container, wherein a small amount of heparin is added for anticoagulation mostly still in the syringe or in the sample container. Weil diese Probennahme-Methode nicht unter Luftausschluß durchgeführt wird, kann sich der Gehalt an gelösten Gasen, hier insbesondere Sauerstoff und Kohlendioxid dabei oder bei dem Transport in das La bor verändern. Because this sampling method is not carried out with exclusion of air, the content of dissolved gases, in particular oxygen and carbon dioxide while in transit or in the La bor can change. Dies kann wiederum wegen zusammenhän gender, chemischer Gleichgewichte zu Veränderungen bei anderen wichtigen Parametern, z. This may in turn due zusammenhän gender, chemical equilibria to changes in other important parameters such. B. dem pH-Wert, dem Protein-Ionenbindungsvermögen führen. As the pH, the protein lead-ionic bonding property. Auch können metabolische Vorgänge in den Probennahmegefäßen die zu messenden Parameter verändern, z. Also metabolic processes in the sample containers can change the parameters to be measured, for example. B. Abbau von Glu cose etc. Die klinisch-chemischen Geräte sind häufig so groß, komplex und teuer, daß nur größere Unterneh men sich solche zentralen Laboratorien leisten kön nen. B. degradation of Glu cose etc. The clinical-chemical devices are often so large, complex and expensive that only larger CONSULTANT Kings make men, such central laboratories nen.

Demgegenüber benötigt aber der Allgemeinmediziner sehr häufig eine rasche und sichere Information über die klinisch-chemischen Parameter, um gegebenenfalls bei ernsthafter Gefahr rechtzeitig eingreifen zu kön nen. In contrast, however, the general practitioner requires very often a rapid and secure information about the clinical chemistry parameters NEN to possibly intervene in time at serious risk of Kings.

Vor allem auf dem Gebiet der Notfall-Medizin wurden in den letzten Jahren große Fortschritte erzielt. Especially in the field of emergency medicine made great progress in recent years. Besonders wichtig war hier die Beschleunigung der Blut-Analyse durch die elektrochemischen Methoden der Elektrolyt-Bestimmung mit Hilfe von entsprechenden Tisch-Automaten, die ionenselektive Elektroden ent halten. the acceleration of the blood analysis by electrochemical methods of electrolyte determination using appropriate table machines that keep ion-selective electrodes ent was particularly important here. Obwohl derartige Geräte stets sofort be triebsbereit sind, müssen die zu analysierenden Blut proben aber trotzdem in ein (Notfall)-Labor gesandt werden, weil diese Geräte nur stationär betrieben werden können und der Aufwand für die notwendige Qua litätssicherung qualifiziertes Personal und einen entsprechenden Arbeitsaufwand erfordert. Although such devices are always immediately be ready for operation, the blood to be analyzed must but samples still in a (emergency) samplings are sent, because these devices can only be operated stationary and the cost of the necessary Qua surance qualified personnel and an appropriate amount of work required ,

Neueste Trends auf dem Gebiet der klinischen Chemie und der Labormedizin zielen darauf ab, die sog. Points of Care näher an den Kranken, dh an das Krankenbett zu bringen. Recent trends in the field of clinical chemistry and laboratory medicine aimed at the so-called. To bring points of care closer to the patient that is to the bedside. In diesem Zusammenhang ge winnt das sog. Bedside-Monitoring, dh das Bestimmen wichtiger Parameter direkt neben dem Patienten, stark an Bedeutung. In this context, the ge called winnt. Bedside monitoring, ie determining important parameters directly next to the patient, much more important. Die große Nachfrage nach Kostenreduzie rung, höheren Probendurchsatz, größere Dezentralisie rung, und reduzierte Ansprüche an die Ausbildung des Personals haben weltweit die Forschung und Entwick lung auf diesem Gebiet dazu motiviert, leicht zu be nutzende, preiswerte, zuverlässige und tragbare Gerä te für Bedside-Messungen zu entwickeln. The high demand for Kostenreduzie tion, higher sample throughput, tion greater decentralization, and reduced demands on the training of personnel around the world have research and devel opment in this field motivated, easy to be-use, inexpensive, reliable and portable de vices for bedside to develop measurements.

Beispielhaft für diese neue und optimale medizinische Diagnostik ist in diesem Zusammenhang die Entwicklung des ersten tragbaren Meßgerätes zur schnellen Bestim mung der Blut-Elektrolyte und weiterer Stoffe durch die US Firma I-Stat. Examples of these new and optimal medical diagnostics in this context is the development of the first portable measuring instrument for rapid Bestim tion of blood electrolytes and other substances by the US company I-Stat. Das betreffende Handmeßgerät stellt die Spitze der Entwicklung dar, die oben er wähnten Anforderungen zu erfüllen versuchen. The hand-held instrument in question represents the peak of development, trying to achieve the above mentioned he needs. Es basiert überwiegend auf elektrochemischen Meß- Methoden mit miniaturisierten Meßelektroden und auf den US Patenten 5 063 081, 5 096 669 und 5 112 455. Das Patent US 5 096 669 beschreibt eine wegwerfbare Vorrichtung für eine Echtzeit-Flüssigkeitsanalyse, die in ein Handgerät zur Auslesung der Daten gesteckt werden muß. It is mainly based on electrochemical measuring methods with miniaturized measuring electrodes and to the US Patents 5,063,081, 5,096,669 and 5 112 455. The patent US 5,096,669 discloses a disposable device for a real-time fluid analysis, in a hand-held device for reading the data must be plugged. Nachteilig bei dieser flach aufgebauten Meßkartusche ist die Proben-Aufgabe. A disadvantage of this metering cartridge constructed flat is the sample object. Bei einer Blutanalyse muß eine bestimmte Blutmenge in einen kleinen Aufnahme-Trog gegeben werden, von dem die Probe dann durch Kapillarkräfte in die Meßstrecke befördert wird nachdem ein kleiner Schnappdeckel geschlossen worden ist. In a blood analysis, a certain amount of blood has to be placed in a small receiving trough, from which the sample is then transported by capillary forces into the measurement section after a small snap-on lid has been closed. Dabei kann bei etwas Unge schicklichkeit Blut verspritzt werden, was u. It can in some Unge propriety blood be splashed what u. U. bei infektiösem Blut zu einer Gefährdung des Bedienungspersonals führt. U. in infectious blood results in a hazard to the operating personnel. Auch kommt es dabei zu einer unerwünschten Äquilibrierung mit der Um gebungsluft, was die Sauerstoff-, die Bicarbonat- und pH-Wert-Bestimmung ungenau macht. It also happens while an undesirable equilibration with the order bient, making the oxygen-carrying bicarbonate and pH determination inaccurate. Bei dem I-Stat-Sys tem wird die Probenkartusche dann in das Handmeßgerät gesteckt, wo dann automatisch entsprechende in der Kartusche vorgehaltene Kalibrierlösungen durch äußeren Druck freigesetzt werden. In the I-Stat-Sys tem, the sample cartridge is then inserted into the hand-held instrument, which then automatically corresponding pre-preserved in the cartridge calibration solutions are released by external pressure. Um die Blutprobe und die Kalibrier-Lösungen an den Sensoren vor beifließen zu lassen, muß als nächster Schritt vom Handgerät aus eine in der Kartusche ebenfalls vorhan dene Preßluft-Kammer geöffnet werden, die Lösungen mittels Überdruck durch die Meßkanäle preßt. To make the blood sample and the calibration solutions to the sensors before beifließen, has to be opened as the next step from the handset a likewise EXISTING dene compressed air in the cartridge chamber, the solutions pressed through the measuring channels by means of overpressure. Nach der eigentlichen Messung, dh Ablesung der Sensor-Sig nale, wird die Kartusche weggeworfen. After the actual measurement, that is, reading of the sensor Sig nal, the cartridge is discarded. Der Aufbau der Kartusche ist wegen dieser komplexen Bauweise nicht einfach und die Herstellung nicht preiswert, weshalb sie nicht unter einigen Dollar angeboten werden kann. The design of the cartridge is not simply because of this complex design and manufacturing not cheap, which is why they can not be offered by a few dollars. Dadurch liegen die Kosten für diese Vor-Ort klinische Analyse wesentlich höher als für die traditionelle Laboranalyse mittels entsprechender Groß-Automaten. Thus, the cost of these clinical on-site analysis be substantially higher than for traditional laboratory analysis using appropriate large machines. Auch sind bei der Konstruktion der Firma I-Stat nach der Analyse die unterschiedlichsten Materialien zu entsorgen, was zusätzliches Geld kosten kann. The different materials must be disposed of in the construction of the company I-Stat according to the analysis, which can cost extra money. Allein aus Kostengründen kann sich dieses System nur in äußersten Notfällen durchsetzen. For cost reasons alone, this system can prevail only in extreme emergencies. Technologisch ist die Kartusche mit den integrierten Chemo- und Biosen soren viel zu komplex und uneinheitlich konstruiert, so daß sich systembedingte Meßfehler nicht ausschließen lassen. Technologically speaking, the cartridge with the integrated chemo- and Biosen sensors is much too complex and non-uniform constructed so that can not be system measurement errors exclude.

Das US Patent 5 063 081 der Firma I-Stat beschreibt die Herstellung einiger der im oben erwähnten Hand meßgerät verwendeten Sensoren mit den Techniken der Mikrofabrikation. The US Patent 5,063,081 of the company I-Stat describes the preparation of some of the above-mentioned hand-held meter sensors used with the techniques of microfabrication. Die verwendete Dünnschicht-Techno logie, die mit Photo-Lithographie und Aufdampf-Pro zessen unter Vakuum arbeitet, ist nicht billig und lohnt sich erst bei sehr großen Stückzahlen, die im Falle der Bedside-Messung noch nicht gegeben sind. The thin-techno logy used, the processes of photolithography and vapor deposition Pro works under vacuum, is not cheap and worthwhile only when very large numbers that are not given in the case of bedside measurement. Auch ist bekannt, daß derartig miniaturisierte Dünn film-Sensoren sehr anfällig gegenüber Temperatur schwankungen, Verschmutzungen etc. reagieren. It is also known that such a miniaturized thin-film sensors fluctuations very susceptible to temperature, dirt etc. react.

Das US Patent 5 112 455 beschreibt die im oben er wähnten Handmeßgerät angewandte Methode der Meßwert- Auswertung, die im vorliegenden Fall der Entwicklung der Fa. I-Stat unbedingt anders als üblich (= Abwar ten bis sich stabiler Meßwert eingestellt hat) zu erfolgen hat. has (have th = Abwar until stable measured value set) US Patent 5,112,455 describes the hand-held instrument in the above mentioned he used method of measured value evaluation that in this case the development of the company. I-Stat necessarily different than usual to be made , Der Grund liegt darin, daß in der oben erwähnten Proben-Kartusche Mikro-Sensoren verwendet werden, die dort trocken, dh ohne Flüssigkeitskon takt eingebaut sind und so gelagert und ausgeliefert werden. The reason is that micro-sensors are used in the above-mentioned sample cartridge, the dry there, ie are clock installed without Flüssigkeitskon and be stored and delivered. Beim ersten Kontakt von Proben- oder Kalibra tions-Flüssigkeit mit den trockenen Sensoren durch dringt letztere die Sensormembran bis zur inneren Ableit-Elektrode und baut dabei langsam das Meß-Sig nal auf. At the first contact of the sample or Kalibra tions liquid with the dry sensor by the latter penetrates the sensor membrane to the inner drain electrode and builds up slowly, the measuring sig nal to. Dieser Einweichvorgang dauert bis zur Ein stellung aller thermodynamischer Gleichgewichte ziem lich lange (einige Minuten). This soaking process takes up to a position of all thermodynamic equilibrium ziem lengths of time (several minutes). Darum beschreibt das Patent eine chemometrische Extrapolationsmethode, aus der das endgültige analytproportionale Meßsignal be reits nach wenigen Sekunden hervorgeht. Therefore, the patent describes a chemometric extrapolation from which the final analytproportionale measuring signal be already after a few seconds can be seen. Diese Methode ist jedoch weniger zuverlässig als die, die echte Gleichgewichtsdaten zur Auswertung benutzt, weil ein unterschiedliches, probenmatrix-abhängiges Diffu sionsverhalten der potentialbestimmenden Stoffe nicht berücksichtigt wird. However, this method is less reliable than the one used real equilibrium data for evaluation because a different, sample matrix-dependent Diffu sion behavior of the potential-determining substances is not considered. Auch hängt bekanntlich die An sprechzeit einer ionenselektiven Elektrode von der Anzahl und Konzentration von Störionen ab. Also known to be the on response time of an ion selective electrode on the number and concentration of interfering ions depends. Dieses ist nicht normierbar. This is not be standardized. Daher werden in Praxis alle elek trochemischen Messungen üblicherweise nur unter Gleichgewichts- oder Steady-State-Bedingungen durch geführt. Therefore, in practice, all elec trochemischen measurements are usually performed only under equilibrium or steady-state conditions. Bei der Analyse von Blut kann es zusätzlich, je nach dem individuellen Gerinnungsverhalten, zu Proteinablagerungen auf den Sensor-Oberflächen kom men, die mittels der chemometrischen Extrapolations methode nicht erfaßt werden, was zu Fehlmessungen führt. In the analysis of blood, it may also, depending on the individual clotting behavior of protein deposits on the sensor surfaces kom men that are not detected by the chemometric extrapolation method, resulting in incorrect measurements. Auch ist in der Auswert-Einrichtung ein kom plizierter zeitgesteuerter Prozeß der Meßwerterfas sung und Auswertung durchzuführen, was den Preis wei ter erhöht. Also in the evaluation system means a more complicated kom timed process of Meßwerterfas is to perform measurement and evaluation, which increases the price wei ter. Aus all diesen Gründen konnte sich diese Entwicklung der Firma I-Stat auf den Markt noch nicht durchsetzen. For all these reasons, this development the company I-Stat on the market could not prevail. Auch ist die Entsorgung der Meßkartusche wegen der Vielfalt der unterschiedlichen Materialien nicht einfach. The disposal of the metering cartridge because of the diversity of the different materials is not easy.

Aus dem US-Patent 5 114 859 ist eine alternative, elektrochemische Meßmethode bekannt, bei dem sich der Sensor vor der Messung einer Probe in einer Kalibra tinslösung befindet und zur Messung diese Kammer durch eine enge abdichtende Öffnung verläßt, um mit der Probe in Kontakt zu treten. From U.S. Patent 5,114,859 an alternative, electrochemical measuring method is known in which the sensor is located in front of the measurement of a sample in a Kalibra tinslösung and leaves for measuring said chamber by a close sealing aperture to the sample in contact to step. Hier treten natürlich die oben erwähnten, unerwünschten Drifterscheinungen beim Einsatz trockener Sensoren nicht auf. Here, of course, do not occur, the above mentioned unwanted drift in the use of dry sensors. Hier ist eine präzise mechanische Bewegung der Meß-Sensoren in oder durch die einzelnen Kalibrierlösungen notwendig. Here, a precise mechanical motion of the measuring sensors in or through the individual calibration is necessary. Große Probleme ergeben sich bei dieser Version bei der notwendigen dichten Abdichtung zwischen den ein zelnen Flüssigkeitskompartimenten, die mit dem Sensor "abgefahren" werden. Big problems arise in this release when necessary tight seal between an individual fluid compartments that are "worn" with the sensor. Da dabei die analyt-sensitive Zone der Sensoren seitlich angeordnet sein muß, reibt das Abdichtungsmaterial über die empfindliche Meßzone und führt zu unerwünschten Artefakten. Here, since the analyte-sensitive zone of the sensors must be arranged to the side, the sealing material rubs over the sensitive measuring zone and leads to unwanted artifacts. Beispielsweise führen feinste Schleifspuren auf der Oberfläche io nenselektiver Membranen zu einem entsprechend verlän gerten Ansprechvermögen und/oder Zerstörung einer wichtigen, für die richtige Messung erforderlichen Oberflächenschicht. For example, lead finest grinding marks on the surface io nenselektiver membranes to a correspondingly Longer side siege response and / or destruction of an important, necessary for proper measurement surface layer. Ein weiteres Merkmal dieses Pa tentes ist, daß die mit Kalibrierlösung-Kompartimen ten verkomplizierte, sensor-tragende Blutentnahme- Spritze zur Auswertung in ein Tischgerät gelegt wird. Another feature of this Pa tentes that was complicated with calibration-Kompartimen th, sensor-carrying blood collection syringe for evaluation in a desktop device is placed. Dieses übernimmt den mechanischen Relativtransport von Sensor und Meßkompartiment. This takes care of the mechanical relative transport of sensor and Meßkompartiment. Das Patent beschreibt nur Sensoren herkömmlicher, zu kostspieliger Techno logie für einen Einmal-Artikel. The patent describes only sensors traditional to more expensive techno logy for a one-time items. Die Entsorgung ist nicht einfach. The disposal is not easy.

Aus dem US-Patent 5 145 565 ist eine weitere Kartu sche zur Blutabnahme bekannt, die ebenfalls zwischen einer Nadel und einem Spritzenkörper mittels standar disierter Luer-Kupplung eingebaut werden kann. From U.S. Patent 5,145,565 a further Kartu is specific for blood collection are known which can also be installed between a needle and a syringe body by means of standar ized Luer coupling. Diese Kartusche enthält in separaten Komparimenten auch sämtliche Kalibrierlösungen, die für die spätere Mes sung mittels geeigneter Sensoren erforderlich sind, wobei alle Lösungen durch saugfähige, inerte Träger materialien in diesen Kammern verfestigt sind. This cartridge contains in separate Komparimenten also all calibration, which are for later Mes solution by means of suitable sensors required, with all the solutions through absorbent materials, inert carriers are solidified in these chambers. Dies ist zur Messung wichtig. This is important for the measurement. In dieser Blutprobennahme- Kartusche befinden sich keine Sensoren. In this Blutprobennahme- cartridge there are no sensors. Letztere sind davon getrennt und können auch mehrfach benutzt wer den. The latter are separately and can also be used several times who the. Die einzelnen Sensoren sind in einer geeigneten, weiteren Anordnung untergebracht die dann später über die einseitig geöffnete Kartusche bewegt wird. The individual sensors are housed in an appropriate, further arrangement which is then later moved over the cartridge open on one side. Sie stehen in elektrischen Kontakt mit einem größeren Tischgerät, das die Elektronik enthält. They are in electrical contact with a larger table device that contains the electronics. Hier handelt es sich also nicht um ein automatisch arbeitendes Handmeßgerät für Bedside-Messungen. It therefore does not is an automatically operating hand-held instrument for bedside measurements. Nachteilig ist hier, daß die einzelnen Meßkartuschen vom Patienten auf ihrem Weg zum elektrochemischen Ausleser ver tauscht werden können. The disadvantage here is that the individual Meßkartuschen can be exchanged by patients on their way to electrochemical Ausleser ver. Auch hier wird die Sensorober fläche mittels einer "abputzenden" Zone, die eine Übertragung von Probe in die einzelnen Kalibrierlö sungen und umgekehrt verhindern soll, angegriffen. Again, the sensor upper surface is by means of a "abputzenden" zone to a transfer of solutions into the individual sample Kalibrierlö and prevent reversed attacked. Fest steht auch, daß potentialverfälschende Protein ablagerungen so nicht beseitigt werden können. It is also clear that potentialverfälschende protein deposits so can not be eliminated. Elek trodengifte können so von einer Probe auf die nächste übertragen werden. Elek trodengifte can be transferred from one sample to the next way. Nachteilig ist auch der kompli zierte Aufbau der einzelnen Kartuschenversionen, der einer preiswerten Massenproduktion im Wege steht. Another disadvantage is the compliment graced structure of each cartridge versions, which is a low-cost mass production in the way. Auf keinen Fall kann die Vorrichtung in nur einer Hand gehalten betrieben werden. In no case, the device can be operated held in one hand.

Aus der Deutschen Patentschrift DE 30 46 016 C2 ist ein komplettes automatisches Analysegerät mit einer Pipette bekannt. From the German patent DE 30 46 016 C2 a complete automatic analyzer with a pipette is known. Hier werden entsprechende Mikrosen soren im Ansaugkanal einer Pipette untergebracht, so daß bei einer Abpipettierung aus einem Vorratsgefäß gleichzeitig die Sensor-Analyse durchgeführt werden kann. Here corresponding Mikrosen be sensors in the intake port of a pipette housed so that the same can be carried out at a Abpipettierung from a supply vessel, the sensor-analysis. Die sensorbestückte Pipetten-Ansaugspitze ist unten offen und muß natürlich zum Zwecke der Kalibra tion in entsprechende Lösungen getaucht werden. The sensor-equipped pipette aspirator is open at the bottom and must of course be immersed in respective solutions for the purpose of Kalibra tion. Darum ist dieser Automat sehr kompliziert und aufwendig konstruiert. That is why this machine is designed very complicated and expensive. Er kann kaum zu einem Handgerät miniatu risiert werden. He can hardly ized miniatu to a handset. Auch benötigt er bereits eine in ei nem geeigneten Gefäß gesammelte Probe. He also already requires collected in egg nem suitable vessel sample. Er kombiniert nicht die Probennahme mit einer Messung. He does not combine sampling with a measurement.

Aus der Österreichischen Patentschrift Nr. 376 117 ist eine Flüssigkeits- und/oder Gasuntersuchungs-Vor richtung bekannt, die eine Blutanalyse mittels Sen soren durchführt, die in der Probennahme-Spritze selbst an unterschiedlichen Stellen eingebaut sind. From the Austrian Pat. No. 376,117 a liquid and / or gas Investigation Before known device, which performs blood analysis by Sen sensors which are installed in the sampling syringe itself at different locations. Dadurch verteuern sich die Herstellungskosten dieser normalerweise sehr preiswerten Spritzen erheblich. Thus, the production costs of these usually very inexpensive syringes become more expensive considerably. Sie müssen steril geliefert werden. They must be sterile. Auch enthält die ses Patent keine bevorzugte Meßmethode, die Kali bration und Messung vereinfachen würde. The ses patent contains no preferred method of measurement that bration Kali and would simplify measurement. Die Entsor gung dieser komplizierten Spritzen mit integrierten elektrischen Verbindungen stellt ebenfalls ein Pro blem dar. Man kann sie nicht, wie bei Klinik-Müll üblich, verbrennen. The Dispose of supply also provides a pro problem is this complicated syringes with integrated electrical connections. They can not, as with hospital waste common to burn. Die Kabelverbindung zwischen Spritze und Meßgerät erfordert ein umständliches Han tieren. The cable connection between the syringe and meter requires a cumbersome animals Han.

Aus einer inzwischen zurückgezogenen Europäischen Patentanmeldung 0 317 847 A1 ist eine sensorbestückte Kartusche bekannt, die ebenfalls zwischen Spritze und Nadel positioniert werden kann, und die über einen Stecker mit einem elektronischen Meß- und Auswert- Gerät in einem elektrischen Kontakt steht. From a now-retracted European Patent Application 0,317,847 A1 a sensor-equipped cartridge is known which can also be positioned between the syringe and needle, and which is in electrical contact via a connector comprising an electronic measuring and signal conditioning device. Hier fehlt ebenfalls die Beschreibung eines geeigneten und zu verlässigen Meßverfahrens, welches die Wahrschein lichkeit von Meßfehlern stark reduziert und auch un gelerntes Personal ermöglicht. Here also the description of a suitable and reliab measurement method, which greatly reduces the prob friendliness of measurement errors and allows un gelerntes staff. Missing So sind beispielsweise in der Offenlegung keine Hinweise darauf gegeben, wie die Sensoren zu kalibrieren sind. So no instructions are given to, for example, in the disclosure, as the sensors are to be calibrated. Jegliche Kalibrie rung mit zusätzlich anzusaugenden Standardlösungen und oder anderen zusätzlichen Operationen erschwert die Vor-Ort-Analyse, ist fehlerbehaftet und erfordert auch noch auswertende Rechenoperationen. Any calibra tion with addition to be sucked or standard solutions and other additional operations complicates the on-site analysis is flawed and also requires evaluating calculations. Störend ist auch, daß der elektrische Kontakt dieser Kartusche mittels Kabelverbindung mit dem Tischgerät die Bewe gungsfreiheit des Bedienungspersonals einengt. Disturbing is the fact that the electrical contact of the cartridge is concentrated supply freedom of the operator by means of cable connection to the table apparatus, the BEWE. Die sichere Positionierung der gesamten Anordnung während des Meßvorganges ist ebenfalls nicht beschrieben. The reliable positioning of the entire assembly during the measurement process is also not described. Eine frei liegende Spritze ist gefährlich und kann bei infektiösem Material zu einer Gefährdung führen. An exposed syringe is dangerous and can lead to danger when infectious material. Die erfindungsgemäße Sensor-Herstellungstechnologie mit miniaturisierten Versionen der traditionellen, handgefertigten Makro-Elektroden liefert auch keine preiswerte Vorrichtung, die aus Sicherheitsgründen nach jeder Messung weggeworfen werden kann. The inventive sensor manufacturing technology with miniaturized versions of the traditional handmade macro-electrode also provides no inexpensive device that can be discarded for safety reasons after each measurement. Auch ist die erfindungsgemäße Rückführung einer mit diesem Adapter gemessenen Blutprobe in den Körper äußerst problematisch, weil die mit dem Blut in Kontakt kom menden Sensormembranen Materialien enthalten, die hoch toxisch sind. The return of the invention a measured with this adapter blood in the body is extremely problematic because the com with the blood in contact Menden sensor membranes contain materials that are highly toxic.

Die Europäische Patentanmeldung 0 399 227 A1 be schreibt eine nahezu gleiche Anordnung wie zuvor nur mit dem Unterschied, daß hier in ein Meß-Assembly einschiebbare, planare, elektrochemische Meß-Sensoren auf Basis der Hochtemperatur-Dickfilm-Technik (Kera mik) verwendet werden und diese nach jedem Gebrauch weggeworfen werden. European Patent Application 0,399,227 A1 be writing an almost same arrangement as before but with the difference that here can be inserted into a measuring assembly, planar electrochemical measuring sensors based on high-temperature thick film technology (Kera mik) are used and they are thrown away after each use. Hier wird die Multi-Analyt-Kali brierlösung entweder in separaten, gasdichten Fla schen mitgeliefert oder eine einzige befindet sich schon vor der Blutprobennahme in der Spritze. Here, the multi-analyte Kali is brier solution either supplied in separate gas-tight Fla rule or a single is already before the blood sampling in the syringe. Da die üblichen medizinischen Spritzen aber nicht aus einem längerfristig gasundurchlässigen Material bestehen, müssen diese Spritzen einen besonderen, gasdichten Überzug erhalten. Since the usual medical syringes but not consist of a long-term gas-impermeable material, these syringes must receive a special gas-tight coating. Man kann daher keine preiswerten Routine-Spritzen dazu verwenden, was die Analyse sehr verteuert. One can therefore use any inexpensive routine spraying on what very expensive analysis. Auch läßt sich durch die hier vorgesehene Ein-Punkt-Kalibrierung keine Fehlfunktion eines Sen sors feststellen. No malfunction of Sen sors can be determined by the intended here one-point calibration. Das Hantieren mit dieser Vorrich tung ist daher wegen fehlender automatischer Kali brierung nur für einen Experten möglich. Fiddling with this Vorrich tung is therefore due to lack of automatic Kali-calibration possible for an expert. Die Handha bung ist ebenfalls sehr kompliziert; The handle lo exercise is also very complicated; das Bedienungs personal hat in einer Hand das Handmeßgerät und in der anderen die Spritze mit dem Sensor-Assembly, die mit einem dicken, abgeschirmten Kabel miteinander verbunden sind. the Operation personnel has in a hand of the hand-held instrument and in the other the syringe with the sensor assembly, which are interconnected with a thick, shielded cable. Es kann keine weiteren Operationen, wie Kalibration, Spülen, Vermessen, etc. mehr durch führen. It can cause no further operations, such as calibration, rinsing, surveying, etc. longer. Außerdem ist bekannt, daß Mikro-Bezugselek troden nicht sehr zuverlässig sind. It is also known that micro-Bezugselek trodes are not very reliable. Eine aus Sicher heitsgründen notwendige Funktionskontrolle wird in dieser Europäischen Patentanmeldungsschrift nicht of fenbart. A necessary for safety reasons functional check is not of fenbart in this European Patent Application Publication. Die Sensor-Arrays auf Keramik-Basis sind wegen ihres Metallanteils für die Leiterbahnen nicht zusammen mit dem anderen Klinikmüll durch Verbrennung zu entsorgen. The sensor arrays on ceramic base should not be disposed due to their metal content for the interconnects with the other hospital waste by incineration.

Eine weitere Entwicklung auf diesem Gebiet beschreibt die Deutsche Patentanmeldung DE 44 27 725 A1. Another development in this area describes the German patent application DE 44 27 725 A1. Hier er spart man sich die Injektion der zu vermessenden Blutprobe in ein dazu geeignetes Handmeßgerät da durch, daß alle für die Blutanalyse notwendigen Meß elektroden in die Probennahme-Spritze verlegt werden. Here he is injecting the blood sample to be measured saves in as a suitable hand-held measuring because by that all the measurement necessary for blood analysis electrodes are moved into the sampling syringe. Bevor die Blutprobe gezogen wird, befinden sich die Meß-Sensoren hinter einem oder zwischen zwei Sprit zen-Kolben in einer geeigneten Kalibrier- und Kondi tionier-Lösung. Before the blood sample is drawn, are the measuring sensors behind one or between two fuel zen flask in a suitable calibration and Kondi tionier solution. Beim Aufziehen der endgültigen Blut probe in die Spritze verdrängt der oder die Spritzen- Kolben die Kalibrierlösung und ersetzt die Kalibrier lösung durch das Blut, wobei ein weicher Kolbenrand die Sensor-Oberflächen von der Kalibrierlösung be freit. When pressing on the final blood sample in the syringe of the syringe piston or the calibration solution and displaces the calibration solution is replaced by the blood, with a soft piston edge, the sensor surfaces of the calibration be freed. Nachteilig bei dieser Innovation ist die Inte gration der einzelnen, zumeist planaren Sensoren in die üblicherweise zylindrische Kolbenwand der Sprit ze, was die notwendige vakuumdichte Kolbenführung erschwert. A disadvantage of this innovation, the inte gration of the individual, generally planar sensors is commonly ze in the cylindrical piston wall of the fuel, which makes the necessary vacuum-tight piston guide. Auch muß vor einem Einsatz dieser Vorrich tung zur Blutentnahme der Raum hinter dem Spritzen kolben herstellungsmäßig mit der Kalibrierlösung ge füllt werden, was eine Spezialfertigung verlangt. The space must processing before use this Vorrich for blood collection after the spraying piston manufacturing standard with the calibration ge be filled, which requires a special production. Zusätzlich müssen die notwendigen Heparin-Einheiten vor der Blut-Entnahme vor den Spritzenkolben gegeben werden, wobei Luftblasen vermieden werden sollten. In addition, the necessary units of heparin must be given prior to blood sampling before the syringe plunger, and air bubbles should be avoided. Dies ergibt konstruktionsmäßig erhebliche Probleme, die u. This results in structurally significant problems that. U. nur durch einen rechteckigen Spritzenaufbau zu lösen sind. U. only be solved by a rectangular syringe assembly. Derartige Spritzen sind aber bisher in der Medizintechnik nicht bekannt, werden wahrschein lich Dichtprobleme haben und wegen der Sonderferti gung nur für diese Anwendung zu teuer sein. Such syringes are not yet known in medical technology, are probable Lich have sealing problems and because of the supply Sonderferti be too expensive for this application. Das Pro blem der Zerstörung von potentialbestimmenden (meß wertbeeinflussenden) Oberflächenschichten durch die Verschiebung des Spritzkolbens bleibt auch hier unge löst. The Pro problem of destruction of the potential-determining (measured value influencing) surface layers by the displacement of the injection plunger remains unge also solves here.

Aufgabe der Erfindung ist es, gegenüber den bekannten Lösungen eine bediensichere, zuverlässige, kostengün stige und verbessert handhabbare Lösung vorzu schlagen. The object of the invention is to propose vorzu compared with the known solutions use a secure, reliable, kostengün Stige and improved use solution.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 12 in Bezug auf die Meßkartusche und durch die Merkmale des Anspruchs 10 bzw. 14 in Bezug auf das Verfahren gelöst. The object of the invention is achieved by the characterizing features of claim 1 and 12, with respect to the metering cartridge and by the features of claim 10 or 14 in relation to the method. Die Verwendung der Meßkartusche wird in den Ansprüchen 32-34 angegeben. The use of the metering cartridge is specified in the claims 32-34. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen an. The subclaims specify advantageous configurations.

Die vorliegende Erfindung löst die Probleme des Stan des der Technik, insbesondere die der Bedienungs sicherheit, Zuverlässigkeit, Richtigkeit, Handhabung, Beengung durch Kabelanschlüsse, Kosten und Entsorgung dadurch, daß alle erforderlichen Sensoren für die Blut-Analyse miniaturisiert so in einer geeigneten Vorrichtung (Meß-Kartusche oder Modul) zwischen han delsüblichen Spritzenkörper und Nadel verwendet wer den, daß erfindungsgemäß die preiswerteste planare Sensor-Art, die auf Papier gedruckt wird, eingesetzt werden kann, die Kalibrierung und qualitätssichernde Funktionskontrolle automatisch erfolgt, so daß man wirklich von einem Verfahren sprechen kann, das in einer Hand abläuft. The present invention solves the problems of the Stan of the art, in particular the safety of the operation, reliability, accuracy, handling, constriction by cable connections, cost and disposal characterized in that all the required sensors for blood analysis miniaturized so in a suitable device (MESS -Kartusche or module) between han mercial syringe body and the needle used who to that according to the invention that is printed on paper, the cheapest planar sensor type can be used, calibration and quality assurance function control takes place automatically, so that one really speak of a method can, which runs in one hand. Die erfindungsgemäße, sensorbes tückte, vorsteckbare Hand-Analyse-Anordnung vor zugsweise für Blut besitzt zwei genormte Luer-Steck- Verbindungs-Ports, einen für einen dichten Anschluß der typischen, unkritischen und damit preiswerten Blut-Entnahme-Spritze und einen zweiten gegenüber liegenden zum Aufstecken der hypodermischen Nadel oder Anschluß an einen arteriellen Katheter. The present invention sensorbes tückte, vorsteckbare hand analysis assembly prior preferably for blood has two standardized luer plug connection ports, one lying for a tight connection of the typical, non-critical and therefore inexpensive blood sampling syringe and a second opposite to attaching the hypodermic needle, or connection to an arterial catheter. Die so leicht aufsteckbare Meß-Kartusche zwischen Nadel und Spritze kann im Sinne eines ergonometrischen Handlings in der äußeren Form dem Durchmesser des Spritzenkörpers angepaßt werden, weil die äußere Form der erfindungsgemäßen Blutmeß- und Sammelvorrichtung unerheblich ist. The so easily attachable measuring cartridge between the needle and syringe may be adjusted in the sense of ergonometric handling in the outer shape of the diameter of the syringe body because the outer shape of the Blutmeß- and collecting device according to the invention is insignificant. Die einzelnen chemischen oder biochemischen Sensoren für die wichtigsten Blut parameter sind leicht entsorgbar, miniaturisiert und stehen in direkter elektrischer Verbindung zu Kontak ten an der äußeren Oberfläche des Meß-Moduls. The individual chemical or biochemical sensors for the most important blood parameters are readily disposable, miniaturized and are in direct electrical connection to Kontakt th on the outer surface of the measuring module. Die entsprechenden Gegenkontakte zur elektrischen Verbin dung, zum Betrieb amperometrischer und impedimetri scher Sensoren sowie zur Ablesung des betreffenden Sensor-Signals befinden sich erfindungsgemäß in einem dazugehörigen speziellen Handmeßgerät. The corresponding counter-contacts for electrical connections are dung, amperometric operation and impedimetri shear sensors as well as for reading the respective sensor signal are according to the invention in an associated special hand-held instrument. Durch eine geeignete, kontrollierte Einschubtechnik, beispiels weise durch einen Nippel im Meß-Modul und eine entsprechende Aussparung in der passenden Öffnung im Hand-Meßgerät lassen sich die sensor-spezifischen Kontakte der einzelnen Sensoren für die Messung prä zise und zuverlässig schließen. By a suitable, controlled insertion art example, by a nipple in the measuring module and a corresponding recess in the appropriate aperture in the hand-held meter can be the sensor-specific contacts of the individual sensors for measuring pre accurate and reliable close.

Bevorzugt besteht die Meßkartusche aus nichtleiten den Materialien wie extrudierbaren Kunststoffen, aus welchen auch medizinische Artikel wie Spritzen ge fertigt werden. Preferably, the metering cartridge consists of not conducting materials such as extrudable plastics, from which even medical supplies such as syringes are ge manufactures. Geeignet sind beispielsweise Poly carbonate, Polypropylen oder PMMA. Suitable are, for example poly carbonate, polypropylene or PMMA. Aus Entsorgungs gründen sollte der Einsatz von Metallen vermieden werden. the use of metals should be avoided for reasons of disposal. Aus diesem Grund werden auch die Sensorver bindungen vorzugsweise aus einem nichtmetallischen elektronenleitenden Material wie Graphit, Glassy Car bon, Kohlepaste oder einem leitfähigen Polymer hergestellt. For this reason, the compounds Sensorver are preferably made of a non-metallic electron-conducting material such as graphite prepared Glassy car bon, carbon paste or a conductive polymer. Bevorzugt werden zur Strukturierung der Kartusche Spritzguß-Techniken verwendet (Anspruch 6, 7, 9). Preference is given to the structuring of the cartridge injection molding techniques used (claim 6, 7, 9).

Die Art der in der Meßkartusche integrierten Chemo- und Biosensoren ist unerheblich. The kind of integrated into the metering cartridge chemical and biological sensors is irrelevant. Prinzipiell können es auch optische sein, insbesondere wenn sie auf Ba sis der integrierten Optik aufgebaut sind. In principle, it can also be optical, especially if they are built on Ba sis integrated optics. Vorzugs weise werden aber einheitlich elektrochemische Mik roprozessoren eingesetzt, die mit einer besonders preiswerten Technologie (Doppelmatrix-Membran-Typus) auf papierähnliche Träger "aufgedruckt" sind. but uniform electrochemical Mik be used roprozessoren preferential example, with a particularly low cost technology (double matrix membrane type) are "printed" on paper-like carrier. Der pH- Wert, pCO 2 -Wert sowie die Elektrolyte Li + , Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl - , und andere werden mit geeigneten ionenselektiven Elektroden potentiometrisch erfaßt, Sauerstoff, Glucose, Lactat, ua werden vorzugsweise mit amperometrisch arbeitenden Biosensoren bestimmt. The pH, pCO2 and electrolytes, Li +, Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, and others are recorded with suitable potentiometric ion-selective electrodes, oxygen, glucose, lactate, including preferably determined with amperometric biosensors working. Mit Hilfe von Biosensoren können mittels immunologi scher und/oder enzymatischer Prinzipien Blut- oder Harnproben beispielsweise auf Drogen oder Dopingmit tel untersucht werden. With the aid of biosensors blood or urine samples can be examined for example, drugs or Dopingmit tel immunological means of shear and / or enzymatic principles. Auch kann die Meßkartusche neben den verschiedenen Kammern zur Aufnahme der Kalibrationslösungen immunologische Spülpuffer und Enzymsubstratlösungen sowie eine Antikörper- oder Antigen-beladene Festphase enthalten. Also, the metering cartridge, besides the various chambers for receiving the calibration solutions immunological wash buffer and enzyme substrate solutions and contain an antibody or antigen-loaded solid phase. Mittels geeig neter Fluidik-Steuerungen sind daher auch alle Im muno-Assays nach der ELISA-Methode durchführbar (Anspruch 22, 23). Means geeig neter fluidic controls are therefore all in muno assays can be carried out according to the ELISA method (claim 22, 23).

Die einzelnen Meß-Sensoren sind erfindungsgemäß in der Meß-Kartusche aus einer spritzgußfähigen oder anders massenproduzierbarer Kunststoff-Art vorzugs weise in Serie positioniert und stehen mit ihrer ana lytsensitiven Meß-Oberflächen nach entsprechender Kalibrierung in direktem Kontakt zu der mittels der Spritze gezogenen Probe. The individual measuring sensors according to the invention in the measuring cartridge of an injection-moldable or otherwise massenproduzierbarer plastic type preference, in series positioned and stand with their ana lytsensitiven measuring surfaces after appropriate calibration in direct contact with the drawn by means of the syringe sample. Der Meßkanal zwischen den beiden Luer-Steckern kann beliebige Formen und Abmes sungen haben. The measuring channel between the two luer connectors can have any shape solutions and dimen. Er kann gerade oder aber auch bei sehr vielen Sensoren mäanderförmig verlaufen. It may be straight or meander even with very many sensors. Eine beson ders bevorzugte Ausführungsform ergibt sich, wenn der am Eingang und Ausgang vorhandene kreisrunde Quer schnitt im Bereich der Sensor-Meßzone rechteckig und linear aufgebaut ist, weil dann produktionstechnisch nur ein genau passender Multi-Sensor-Streifen aus einem geeigneten Träger (z. B. Papier oder Kunststoff- Folie) so eingelegt und eingeklebt werden muß, daß die einzelnen Meß-Sensoren in diesem Streifen in dem später durch Zusammenfügen der Modulteile entstehen den Meßkanal zu liegen kommen, während die ebenfalls in dieser einfachen Doppelmatrix-Membran-Technologie gefertigten planaren Sensorableitungen (= Signal-Lei tung) dadurch konstruktionsbedingt automatisch bis zum Rand des Meßmoduls geführt werden. A particular DERS preferred embodiment is obtained when the existing inlet and outlet circular cross-section in the region of the sensor measuring zone rectangular and has a linear structure, because then production technology only an exact matching multi-sensor strip (of any suitable carrier such. B . paper or plastic foil) must be so placed and glued in that the individual measuring sensors in this strip the measuring channel come to lie in the later formed by assembling the module parts, while also made in this simple double matrix membrane technology planar sensor leads (= signal-Lei tung) are thereby automatically performed by design to the edge of the measuring module. Dort können sie von Gegenkontakten im Handmeßgerät kontaktiert werden. There they can be contacted by mating contacts in the hand-held instrument. Aus Entsorgungsgründen besteht diese Verbin dung zum Kontakt erfindungsgemäß aus einem nichtme tallischen Elektronenleiter wie z. For disposal reasons, The joints dung to the contact according to the invention from a nichtme-metallic electron conductor such. B. Graphit oder einem leitfähigen Polymer gefertigt sein. As graphite or a conductive polymer may be manufactured.

Anstelle von elektronenleitenden Meßsignalableitun gen zwischen der vorzugsweisen planaren Meßelektro den-Rückseite und den Abgriffkontakten auf dem Meß kartuschengehäuse können auch mit Elektrolytgel ge füllte Vertiefungen als Innenableitung der planaren ionenselektiven und gasdurchlässigen Membranen ver wendet werden. Instead of electron-conducting Meßsignalableitun gen between the preferred planar Meßelektro the back and Abgriffkontakten on the measuring cartridge housing can ge with electrolyte gel filled cavities as internal dissipation of the planar ion-selective and gas-permeable membranes ver applies to. Dieser Aufbau eignet sich besonders für amperometrische Meßzellen. This structure is particularly suitable for amperometric measuring cells. Eine thermodynamisch reversible innere Potentialableitung für die verwen deten Sensoren läßt sich auch dadurch realisieren, daß in der ionenselektiven Membran, der inneren Elektrolytlösung und in der Phase der elektronenlei tenden Verbindung (z. B. Graphit, Graphit plus Polypyrol, Polypyrol, Polyetylen) stabile und leicht entsorgbare Redox-Systeme mit höher Standardaus tauschstromdichte in einem Konzentrationsbereich von 0,1% bis gesättigt eingebracht sind (Anspruch 10, 11). A thermodynamically reversible internal potential derivation for the used does sensors can also be realized that stable in the ion-selective membrane of the inner electrolyte solution and in the phase of elektronenlei Tenden compound (eg. As graphite, graphite plus polypyrrole, polypyrrole, Polyethylene), and easily disposable redox systems with higher Standardaus exchange current density in a concentration range of 0.1% to saturated introduced (claim 10, 11).

Produktionstechnisch kommt es wegen des hier nicht erforderlichen Abdichtproblems auf die genaue Paßform der planaren Sensoren im Proben- (Blut)-Kanal nicht an, was die Herstellung wesentlich vereinfacht. Production-wise it is because of the unnecessary here Abdichtproblems to the exact fit of the planar sensors in the sample (blood) channel not what significantly simplifies production. Die einzelnen Sensoren arbeiten potentiometrisch, impedi metrisch (Wechselstrom bei verschiedenen Frequenzen) oder amperometrisch gemäß den bekannten prinzipiellen Aufbauten. The individual sensors operate by potentiometry, impedi metric (alternating current at different frequencies) or amperometric principle according to the known constructions. Eine bevorzugte und besonders preiswerte Sensor Herstellungsform ist das der Siebdrucktechnik (hier Niedertemperatur-Dickfilmtechnik) oder das der automatischen Bedruckung von Fließ oder Filterpapier oder Materialien mit ähnlichen Eigenschaften mittels eines Dispensers (s. DE 41 37 261 C2). A preferred and particularly inexpensive sensor manufacturing form is the screen printing technology (here low-temperature thick-film technique), or the automatic printing of flow or filter paper or materials with similar properties, by means of a dispenser (see Fig. DE 41 37 261 C2). Hier konnte ge zeigt werden, daß die Chargen-Streuungen so gering sind, daß man mit einer Einpunkt-Kalibrierung aus kommt. Here could be ge shows that the batch variations are so small that it comes with a single-point calibration off.

Der einfach an der Stelle des später durch Zusammen führen der beiden Teilkartuschen entstehenden Meßka nal einzuklebende Multi-Sensor-Teststreifen liefert konstruktionsbedingt Kontaktleitungen zum äußeren Rand des Meß-Moduls mit. The simply formed at the location of later by merging of the two cartridges Meßka nal einzuklebende multi-sensor test strip supplies by design contact lines with the outer edge of the measurement module. Es können aber erfindungs gemäß auch Redox-Systeme und/oder Elektrolytgel gel gefüllte Hohlräume dazwischen geschaltet werden. However, it is according to Inventive redox systems and / or electrolyte gel gel-filled cavities are switched therebetween. Letztere sind durch entsprechend geformte Vertiefun gen im Meßkanal ebenfalls mit der Spritzgußtechnik leicht herstellbar. The latter are by correspondingly shaped Vertiefun gen in the measuring channel also with the injection molding technique easy to manufacture. Durch die Einbeziehung eines tra ditionellen Elektrodenaufbaus mit innerem Potential ableitelektrolyten werden erfindungsgemäß besonders temperaturunempfindliche Sensoren geschaffen. inventively particularly insensitive to temperature sensors are ableitelektrolyten by the inclusion of a tra ditional electrode assembly with inner potential created. Zweck mäßigerweise wird die erfindungsgemäße Meßkartusche in zwei zueinander passenden Hälften produziert. Expediently the metering cartridge according to the invention is produced in two mating halves. Dann ist die Zugänglichkeit zum Meßkanal gegeben. Then the accessibility exists for measuring channel. Es be steht erfindungsgemäß auch die Möglichkeit beide Hälften mit Sensoren zu versehen, so daß sich die einzelnen Meß-Sensoren später nach dem Zusammenfügen der Hälften und Verkleben auch gegenüber liegen. It is inventively be the opportunity both halves to be provided with sensors so that the individual measuring sensors are later after joining the halves and bonding also against. Da durch lassen sich pro cm leicht 4 bis 10 dieser preiswerten Sensoren unterbringen. As can be accommodated by slightly from 4 to 10 per cm of inexpensive sensors.

Erfindungsgemäß sind für Mikro-Meßmodule für Mikro- Blutproben aber auch ähnlich einfache und preiswerte, durch Silizium-Technologie (z. B. Containment-Sensoren nach DE 41 15 414 C2) in Massen herstellbare, Sensoren, die in entsprechende Aussparungen der planaren Meß- Kanäle einpreß- und klebbar sind, einsetzbar. According to the invention for micro-measuring modules for micro blood samples but also similar simple and inexpensive, by silicon technology (eg. B. containment sensors according to DE 41 15 414 C2) can be produced in mass, sensors in corresponding recesses of the planar measurement Press-channels, and are glued, can be used. Bei entsprechenden Mikro-Sensoren kann in diesem Fall bei entsprechend hohen Stückzahlen auch der Meß-Kanal in Si-Technologie ausgelegt werden. In corresponding micro-sensors, the measuring channel can be designed in Si technology in this case at correspondingly high quantities. Bei dieser Version lassen sich wesentlich mehr Sensoren pro Meß-Kanal- Strecke unterbringen. In this version is much more sensors per measuring channel distance can be accommodated. Die einzelnen Mikrosensoren werden rückseitig mit der betreffenden Verbindung zu den Außenkontakten in Kontakt gebracht. The individual micro-sensors are brought into contact with the rear side of the respective connection to the external contacts. Bei einer minimalinvasiven Probennahme (z. B. bei Säuglingen) wird bevorzugt die Si-technologische Lösung einge setzt, weil hier nur eine Blutmenge von weit unter 1 ml zur zuverlässigen Messung ausreicht. In a minimally invasive sampling (eg. As in infants) is preferably sets the Si-technological solution is because only a quantity of blood from well below 1 ml for reliable measurement is sufficient.

Erfindungsgemäß können alle potentiometrischen Meß- Elektroden mit ein und derselben Mikro-Referenz-Elek trode vermessen werden, oder jede eine eigene besit zen, während für die amperometrischen Sensoren ande re, weniger polarisierbare verwendet werden. According to the invention all potentiometric measuring electrode with one and the same micro-reference elec trode to be measured, or any own besit zen, while for the amperometric sensors oth er, are less polarizable used. Alterna tiv kann aber auch bei dem Einschub der erfindungs gemäßen Spritzen-Meß-Kartuschen Anordnung in das Handmeßgerät die Nadel ein Septum durchstoßen und dahinter in einen gelverfestigten oder nichtverfe stigten Stromschlüssel-Elektrolyten einer sich im Handgerät befindlichen Makro-Bezugselektrode eindrin gen, wodurch ebenfalls ein besonders stabiles, sogar leicht strombelastbares Bezugspotential entsteht, womit die in den jeweiligen Mikro-Sensoren integrier ten Bezugselektroden auf ihre einwandfreie Funktion hin überprüft werden, was auf eine qualitätssichernde Maßnahme hinausläuft. Alterna tively can but also for the insertion of the fiction, modern syringe measuring cartridge assembly the needle penetrated into the hand-held measuring a septum and behind eindrin in a gelverfestigten or nichtverfe stigten current key electrolyte of a is located in the handset macro-reference electrode gene, thus also a particularly stable, even slightly current-loadable reference potential is created, bringing design that integrates the respective micro-sensors th reference electrodes are checked for proper function out what amounts to a quality assurance measure.

Erfindungsgemäß wird der Meßvorgang bei der Blutana lyse automatisch dadurch gestartet, daß beim Schlie ßen dieser elektrolytischen Verbindung zwischen Meß kanal in der Kartusche und externer Bezugselektrode ein Widerstandsmeßkreis mit einer Kontaktzone im Sen sorbereich geschlossen wird (drastische Widerstands erniedrigung). According to the invention the measuring operation in the Blutana analysis is started automatically in that the electrolytic connection between the measuring channel in the cartridge and external reference electrode SEN during closing a resistance measuring circuit having a contact zone in Sen is sorbereich closed (drastic reduction resistance). Erfindungsgemäß ist die Off-set-Span nung zwischen den Mikro-Bezugselektroden im Meß-Mo dul, die konstruktionsbedingt keinen größeren Strom schlüssel aufweisen können, und der Makro-Bezugs- Elektrode im Handmeßgerät auf wenige Mikrovolt genau bekannt. According to the invention, the off-set clamping voltage between the micro-reference electrode in measuring Mo is dul, which by design can not have a larger current key, and the macro-reference electrode in the hand-held instrument to a few microvolts precisely known. Dies wird bei der Mikroprozessor-Auswertung berücksichtigt. This is considered in the microprocessor evaluation. Die Bezugselektrode im Handmeßgerät kann von der gleichen Art sein wie die Sensorab leitung. The reference electrode in the hand-held instrument can be of the same type as the Sensorab line. Der Stromschlüsselelektrolyt entspricht einer Gesamtmenge von mindestens 0,01 Gramm-Äquiva lenten (Anspruch 12). The current key electrolyte corresponds to a total amount of at least 0.01 gram Äquiva Lenten (claim 12).

Erfindungsgemäß können anstelle der potentiometri schen oder amperometrischen Sensoren (Chemo- und Bio sensoren) auch impedimetrische verwendet werden. According to the invention (chemo- and bio sensors) also impedimetric can be used instead of potentiometri rule or amperometric sensors. Bei letzteren wird zur Gehaltsermittlung die komplexe Wechselstrom-Widerstandsebene bei höheren Frequenzen ausgewertet. In the latter, the complex AC resistance level is evaluated at higher frequencies for content determination. Sie benötigen neben einer sehr dünnen analytselektiven Membran nur zwei elektronenleitende Mikro-Ableit-Elektroden und keine potentialkonstanten Bezugselektroden und sind ebenfalls extrem preiswert planar herstellbar. in addition to a very thin analyte-selective membrane you only need two electron-conducting micro-leadout electrodes and any potential constant reference electrodes and are also extremely inexpensive planar produced.

Erfindungsgemäß können alle oben bei der Beschreibung des Standes der Technik erwähnten Kalibrierungs-, Handhabungs- und Funktionskontrollprobleme dadurch gelöst werden, daß in die Meßkartusche neben der Meß kammer (Meßkanal) weitere miteinander verbundene Kam mern oder Kompartimente und mindestens ein Transport kanal für die zu ziehende Probe eingebracht werden, deren Inhalt sich automatisch gemäß den erfindungsge mäßen Verfahren an den Sensoren vorbeibewegt. According to the invention all can be achieved above in the description of the prior art mentioned calibration, handling and function control problems that in the metering cartridge next to the measuring chamber (measurement channel) further interconnected Kam chambers or compartments and at least one transport channel for the to be drawn sample is placed, whose contents are automatically moved past the sensors according to the erfindungsge MAESSEN method. Zwi schen den Kartuschenhälften kann ein kanalbildender Spacer angeordnet sein. Zvi rule the cartridge halves, a channel-forming spacers to be disposed. Dieser läßt sich auch zum Andruck und zur Abdichtung der Sensorfolie einsetzen (Anspruch 9). This can be employed (claim 9) and for pressing and sealing the sensor film. Der Meßkanal kann auch durch Mikro- Aussparungen in einer Kartuschenhälfte und anodisches Bonding gegen eine Glasplatte gebildet werden. The measuring channel can also be formed by micro recesses in a cartridge half and anodic bonding to a glass plate. Auf diese Weise lassen sich Durchflußzellen mit Fas sungsvermögen im Mikroliterbereich realisieren (Anspruch 13). In this way, flow cells with Fas blank sungsvermögen in the microliter range realize (claim 13). Die Kammern können herstellungsseitig in einer oder beiden Kartuschen-Montagehälften ein gelassen sein. The chambers can be allowed to manufacture each other in one or two cartridge mounting halves. Eine dieser Kammern, die ein wesentlich größeres Volumen als der Meßkanal (z. B. 3 ml gegenüber 300 µl) hat, beinhaltet erfindungsgemäß mindestens zwei, leicht durch Druck verschiebbare Kolben, die definierte Multi-Analyt-Kalibrierlösungen voneinander trennen, die durch einen vom äußeren Spritzenkolben verursachten Luftdruck (beispiels weise) oder durch die Probe hintereinander (nach einander) mit den Sensoren in Kontakt gebracht wer den, was eine wesentlich zuverlässigere Zwei-Punkt- Kalibrierung ergibt. One of these chambers has a substantially larger volume than the measuring channel (z. B. 3 ml against 300 ul), contains according to the invention at least two, easily by pressure slidable piston separating defined multi-analyte calibration solutions from each other by the through a outer syringe plunger caused air pressure (as example) or one after the other by the sample is brought into contact (in succession) with the sensors who to, resulting in a much more reliable two-point calibration. Letztere verlangt von den Biosensoren wesentlich einfachere Konstruktionsbedin gungen da die Steigung der Kalibriergeraden nicht bekannt sein muß, was wiederum die Verwendung ein facher, preiswerter, amperometrischer Einmal-Sensoren auf Papierbasis ermöglicht. The latter requires the biosensors much simpler Konstruktionsbedin conditions as the gradient of the calibration need not be known, which in turn, a simpler, cheaper, amperometric sensors disposable paper-based allows the use. Für die potentiometris chen Chemosensoren ergibt sich durch eine Zwei-Punkt- Kalibrierung eine wesentlich höhere Genauigkeit bei längerer Lagerfähigkeit, da die Nernst-Steilheit dabei auch bestimmt wird. For the potentiometris chen Chemosensors results from a two-point calibration, a much higher accuracy at longer shelf life because the Nernst slope is then also determined.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, die Kalibrierlösung in zwei verschiedene, voneinander getrennte Kammern in einer oder beiden Kartuschenhälften einzubringen, die durch gasdichte Folien, die bei entsprechendem Druck reißen, abgedichtet sind. In a further embodiment of the invention, it is also possible to introduce the calibration in two different, separate chambers in one or both cartridge halves, which are sealed by a gas-tight film, the rupture at the appropriate pressure. Eine weitere, nicht zwin gend notwendige Kammer kann ein Adsorbermaterial beinhalten und als Auffang- oder Transportbehälter für die vermessenen Lösungen dienen. A further, not necessary zwin quietly chamber may include an adsorbent material and serve as a receiving or transport container for the measured solutions.

Die erfindungsgemäße Meßkartusche besitzt vor den beiden genormten Luer-Steck-Verbindungsports zum dichten Anschluß einer preiswerten, handelsüblichen Spritze und hypodermischen Nadel eine einfache, be wegliche Fluidiksteuerung, durch die einzelnen Kam mern mit dem Meßkanal oder entsprechend den Anfor derungen des betreffenden Verfahrens miteinander, bzw. mit der Nadel und der Spritze verbunden werden können. The metering cartridge of the invention has before the two standard male luer connection ports for the tight connection of a low-cost, standard syringe and hypodermic needle a simple, areas moving fluidic control, through the individual Kam chambers with the measuring channel or according to the require ments of the subject method to each other, or . with the needle and the syringe can be connected. Als Fluidik-Steuerelemente sind beispiels weise Schiebe- oder Rückschlagventile geeignet. As fluidic controls example as sliding or non-return valves are suitable. Die Stellung der Ventile hängt vom jeweiligen Verfahrens schritt (Kalibrierung, Probenmessung) ab (Anspruch 6). The position of the valves depends on the particular process step (calibration, sample measurement) from (claim 6).

Das erfindungsgemäße Verfahren der zuverlässigen Bed side-Messung der wichtigsten Blutparameter mittels eines automatisch messenden Handmeßgerätes geschieht in einer Ausführungsversion durch Ansaugen des Blutes in die Spritze, was durch entsprechende, so ausgelie ferte Stellung der Fluidiksteuerung erreicht wird. The inventive method of reliable Bed side-measurement of the most important blood parameters by means of an automatically measured hand-held measuring is done in one embodiment version by suction of the blood in the syringe, which is achieved by appropriate so ausgelie ferte position of the fluidic control. Um das zu ziehende Blutvolumen - auf die Meßkartusche abgestimmt - konstant zu halten, kann der Spritzen kolben erfindungsgemäß bis zu einem Anschlag oder dem maximalen Spritzenvolumen bewegt werden. In order to be drawn blood volume - matched to the metering cartridge - to keep constant, the spraying may piston according to the invention up to a stop or to the maximum syringe volume to be moved. Danach wird erfindungsgemäß die komplette Spritzen-Anordnung mit Nadel und Meßkartusche in eine dazu vorgesehene Öff nung des Handmeßgerätes geschoben, wobei erfindungs gemäß die Fluidiksteuerung durch automatischen Ein paßdruck so umgeschaltet wird, daß zunächst die bei den Kalibrierlösungen mit den Sensoren in Kontakt treten können, wenn der Spritzenkolben in Richtung Entleerung bewegt wird. Thereafter, the complete syringe assembly with needle and metering cartridge in a provided for this purpose Publ of the hand-held measuring according to the invention voltage pushed, wherein Invention is switched so fitting pressure according to the fluidic control by automatic on that first of which can come into contact with the calibration solutions to the sensors, if the syringe plunger is moved in the direction of emptying. Außerdem wird durch die Flui diksteuerung eine für die externe Bezugselektrode notwendige elektrolytische Verbindung zwischen Meß kammer und Nadel geschaffen. In addition, a necessary for the external reference electrode electrolytic connection between the measuring chamber and needle is created by the diksteuerung flui. Der automatische Meßvor gang wird dadurch gestartet, wenn eine einwandfreie elektrolytische Verbindung festgestellt worden ist. The automatic Meßvor gear is started by when a proper electrolytic joint has been established. Üblicherweise liefern die erfindungsgemäßen Doppelma trix-Membran-Sensoren ihr Gleichgewichtspotential in wenigen Sekunden. Usually Doppelma trix membrane sensors according to the invention provide their equilibrium potential in a few seconds. Der Spritzenkolben wird erfindungs gemäß durch einen im Handmeßgerät integrierten, vor zugsweise Feder-Spann-Mechanismus, unter konstantem Druck so in die Spritze gedrückt, daß genügend Zeit für die Bildung und Erfassung der Meßsignale unter Einfluß der Kalibrierlösungen bleibt. The syringe plunger is depressed so fiction, according to an integrated in the hand-held instrument, preferably in front of the spring-release mechanism, under constant pressure in the syringe, allowing sufficient time for the formation and detection of the measurement signals remains under the influence of the calibration solutions. Anstelle dieses energiesparenden Federkraftantriebes kann bei Verwen dung wiederaufladbarer Kraft-Akkus, wie sie von Bohrmaschinen bekannt sind, auch ein Stellmotor die Schubstange des Spritzenkolbens in die gewünschte Richtung bewegen. Instead of this energy-saving spring drive, a servo motor can at USAGE dung rechargeable power batteries, such as are known from drilling to move the push rod of the syringe plunger in the desired direction. Nach den verschiedenen Kalibrier- und Konditionierlösungen erreicht die Probe (vorzugs weise Blut) die Sensoren und kann entsprechend analy siert werden. After the various calibration and conditioning solutions the sample reaches (preferred example blood) the sensors and can be Siert analy accordingly. Danach wird sie wie auch die Kalibrier lösungen in die Auffang- oder Transportkammer der Meßkartusche geleitet. Then it is as well as the calibration solutions directed to the collecting or transport chamber of the metering cartridge. Sie können wegen der bekannten und minimalen Verdünnung mit den bekannten Kalibrier lösungen auch zur Bestimmung anderer Parameter so weiter in ein Labor transportiert werden. You can because of the known and minimal dilution to the known calibration solutions and to determine other parameters so on are transported to a laboratory.

In einer weiteren erfindungsgemäßen, bevorzugten Aus führungsform ist die Meßkartusche bereits hersteller mäßig mit einer geeigneten für alle Sensoren gemein samen, möglichst sterilen Kalibrier-Lösung gefüllt. In another invention, preferred from management form the metering cartridge is already busy manufacturer equipped with a suitable for all sensors in common, filled sterile as possible calibration solution. Dazu sind die Ein- und Ausgangs-Ports mit einer gas dichten, erst unmittelbar vor der Blutabnahme zu ent fernenden Folie verschlossen und das gesamte Meßmodul befindet sich zusätzlich noch eingeschweißt in einer gasdichten, metallisierten Kunststoff-Folie. For this purpose, the input and output ports with a gas-tight, sealed to ent remote foil until immediately prior to blood sampling and the entire measuring module is additionally are still sealed in a gas-tight, metallized plastic film. Vor der eigentlichen Blutentnahme wird das Meß-Modul erfin dungsgemäß für wenige Sekunden in das dazugehörige Handmeß-Gerät gelegt, wobei dort die Daten für eine genaue Einpunkt-Kalibrierung für die spätere Blut- Messung gespeichert werden. Before the actual blood, the measuring module is placed in the associated Handmeß device according OF INVENTION dung for a few seconds, whereby there, the data for an accurate one-point calibration for later blood measurement are stored. Das Handmeßgerät ist bevorzugt batterie- oder akkubetrieben und weist keine störenden Verbindungskabel auf. The hand-held instrument is preferred battery or battery powered and has no disturbing connection cable. Die Datenaus gabe kann über Displays, Drucker oder mittels Daten fernübertragung erfolgen. The data is output may be via display, printer, or by means of remote data transmission. Bevorzugt weist das Handmeßgerät eine Kontrollanzeige auf, welche Störungen, Meßfehler, usw. anzeigt (Anspruch 19, 20). Preferably, the hand-held instrument to a control display which disorders, measurement errors, etc. indicates (Claim 19, 20). Die technische Reife der planaren Doppelmatrix- Membran-Sensoren ist durch den Automatisierungsgrad so hoch, daß die Exemplar-Streubereiche gut bekannt sind und Ein-Punkt-Kalibrierungen (konstante Kalibrierkurven-Steilheit) ermöglichen. The technical maturity of the planar membrane Doppelmatrix- sensors is through the level of automation so high that the copy-scattering regions are well known and allow one-point calibrations (constant calibration slope). Sobald ein Sensor diese Bereiche verläßt, kann das Handgerät anzeigen, welcher Parameter u. Once a sensor leaves these areas, the handset can display, and which parameter. U. weniger zuverlässig sein könnte. U. could be less reliable. Dadurch ergibt sich eine automatische Qualitätssicherung. This provides an automatic quality assurance. Danach werden die gasdichten Folien an den beiden Luer-Enden der Kartusche entfernt, die Nadel und Spritze angeschlossen und die Probe bis zu einem bestimmten Volumen, das groß gegenüber dem Volumen des Meßkanals ist, gezogen. Thereafter, the gas-tight sheets are removed at the both ends of the Luer-cartridge connected the needle and syringe, and the sample up to a certain volume which is large compared to the volume of the measuring channel, drawn. Dabei wird die Kalibrationslösung aus dem kleinen Meßkanal (ca. 0,3 ml) verdrängt und vermischt sich mit der Probe im Spritzenkolben. The calibration solution from the small measuring channel (about 0.3 ml) is displaced and mixes with the sample in the syringe plunger. Dann wird die gesamte Anordnung, wie in der ersten erfindungsgemä ßen Version mehr oder weniger mit der Nadel nach un ten zeigend (Luftblase oben) in das Handmeßgerät ge setzt. Then, the entire arrangement more as in the first version according to the invention SEN or less after un th pointing with the needle (bubble above) ge in the hand-held instrument is suspended. Dabei durchstößt die probengefüllte Nadel wie der ein Septum hinter dem sich der Stromschlüssel elektrolyt einer externen Makro-Bezugselektrode be findet. The sample-filled needle pierces like a septum behind the current key electrolyte an external macro reference electrode be found. Gleichzeitig wird dabei eine Fluidiksteuerung hinter dem Nadel-Luer-Port so durch Anpaßdruck ver ändert, daß ein Diaphragma den elektrolytischen Kon takt des Meßkanals mit der externen Bezugselektrode aufrechterhält, die Probe aber bei einer Spritzenkol benbewegung in Entleerungsrichtung in eine Auffang- oder Transportkammer befördert wird. At the same time doing a fluidic control is ver changes behind the needle-luer port so by Anpaßdruck that a diaphragm clock electrolytic Kon of the measuring channel with the external reference electrode maintains, but the sample benbewegung at a Spritzenkol transported in the emptying direction into a collecting or conveying chamber is , Eine im Handmeß gerät untergebrachte Software vergleicht sodann die Bezugselektrodenpotentiale der Mikro-Sensoren mit dem der externen Makro-Bezugselektrode wobei vorgeschrie bene Toleranzgrenzen nicht überschritten werden dür fen. A device in Handmeß housed software then compares the reference electrode potentials of micro-sensors with which the external macro-reference electrode being prescribed tolerance limits are not exceeded Dür fen. Dann werden die Probenmeß-Signale erfaßt und entsprechend der vorangegangenen Kalibrierung die Meßwerte errechnet. Then, the Probenmeß signals are detected and calculated according to the previous calibration, the measured values. Danach wird der Spritzenkolben automatisch in Richtung Entleerung bewegt und die Probe/Standardmischung aus der Spritze verdrängt da bei die reine Probe im engen Meßkanal. Thereafter, the syringe plunger is automatically moved in the direction of discharge and the sample / standard mixture from the syringe displaced since in the pure sample in the narrow measuring channel. Diese Mischung wird ebenfalls mit den Sensoren vermessen und von der Software im Handgerät nach der bekannten Methode der Standard-Addition ausgewertet. This mixture is also measured by the sensors and evaluated by the software in the handset to the known method of standard addition. Durch die erfindungs gemäß automatisierte zweite Messung nach der Stan dard-Addition kann der Verdacht einer fehlerhaften oder unzuverlässigen Messung bestätigt oder entkräf tet werden. By the Invention according automated second measurement after the stan dard addition of suspected faulty or unreliable measurement can be confirmed or entkräf tet. Innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen kann aus beiden Meßwerten ein Mittelwert gebildet werden. Within predetermined tolerance limits, an average value can be formed from the two measured values. Da die bei einer Standard-Additions-Auswer tung systematischen Meßfehler sofort erkannt werden, liefert dieses Verfahren mit redundanten Meßwerten eine drastisch erhöhte Zuverlässigkeit. Since the processing in a standard addition Auswer systematic measurement errors are detected immediately, this method provides a drastically increased reliability with redundant measurements. Es ist eine qualitätssichernde Maßnahme. It is a quality assurance measure.

Das Gesamtvolumen der isotonischen, physiologischen Multi-Analyt-Kalibrier-Lösung, die herstellerseitig im Meß-Modul dauerhaft eingeschlossen ist, beträgt in der Regel weniger als ein Milliliter. The total volume of isotonic physiological multi-analyte calibration solution that is factory-included permanently in the measuring module, usually less than one milliliter. Zweckmäßiger weise enthält diese Kalibrier-Lösung erfindungsgemäß auch noch die notwendige Menge Heparin, die eine Blutgerinnung verhindert sowie Substanzen, die das Bezugselektroden-Potential stabilisieren. Expediently as this calibration solution contains according to the invention also the necessary amount of heparin, which prevents blood clotting as well as substances that stabilize the reference electrode potential. Die externe Bezugselektrode ist so ausgelegt, daß sie für ampero metrische Messungen im Mikro-Amperbereich strombe lastbar ist, dadurch können kompliziertere Drei-Elek troden-Meßanordnungen mit den dazugehörigen Potentio staten entfallen. The external reference electrode is designed so that it strombe for Ampero metric measurements in the micro-ampere range is lastbar, characterized may be omitted Staten complicated three-trodes Elek-measuring arrangements with the associated potentiometer.

Nach einer so erfindungsgemäß durchgeführten Blut- Analyse liegt die Spritze und die Nadel so vor, wie sie auch bisher zur Entsorgung anfällt. After so inventively performed blood analysis, the syringe and the needle is present as they were previously incurred for disposal. Die Meßkartu sche mit der Blutprobe kann also getrennt entsorgt werden, oder zur Untersuchung auf weitere Parameter unter Berücksichtigung der Verdünnung durch die genau inhaltlich bekannten Kalibrationslösungen ins Labor geschickt werden. The Meßkartu specific with the blood sample can therefore be disposed of separately, or for the investigation to be sent to the laboratory for further parameters taking into account dilution by the content exactly known calibration solutions. Bei einer verbrennungstechnischen Entsorgung ist zu berücksichtigen, daß dieses Modul bei Verwendung nichtmetallischer Elektronenleiter kein Metall enthalten kann. In a technical combustion disposal is to be considered that this module can contain metal when using non-metallic electron conductor. Bei einigen Sensoren am perometrischer Art fallen ggfs. Gold- und Silbermengen im Bereich unter ein millionstel Gramm an. Some sensors on perometrischer way possibly fall. Gold and silver levels in the range below one millionth of a gram on. Die Mem bran-Chemikalien für die potentiometrischen Mikro- Elektroden liegen im Mikrogramm-Bereich und enthalten keine FCKW, so daß bei einer evtl. Verbrennung auch keine Dioxin-Bildung befürchtet werden muß. The Mem bran chemicals for micro potentiometric electrodes are in the microgram range and contain no CFCs, so that no dioxin formation must be feared even in a possible combustion.

Dieses einfache, erfindungsgemäße Vorgehen löst somit alle weiter oben erwähnten Probleme. This simple, inventive procedure thus solves all the problems mentioned above. Die Gefahr, daß das zu vermessende Patientenblut unkontrolliert frei gesetzt wird oder durch zu langen Kontakt mit der Luft irreversibel verändert wird, ist bei der Erfin dung ausgeschlossen. The risk that the patient's blood to be measured is set in an uncontrolled free or is irreversibly altered by prolonged contact with the air, is excluded from the dung OF INVENTION. Sie ermöglicht ein sicheres qua si automatisches Bedside-Monitoring mit integrierter Qalitätssicherung auf einfachste Art und Weise, ohne daß bestimmte weitere Kalibrier- und Kontroll-Opera tionen durch das Bedienungspersonal die Verwendung eines Handgerätes stark einschränken. It enables a secure qua si automatic bedside monitoring with integrated Qalitätssicherung in the easiest way without certain other calibrators and control opera tions restricted by the operator using a hand-held device strong.

Erfindungsgemäß ist das Meß-Modul entsprechend ge kennzeichnet, so daß das Handmeßgerät die jeweilige Sensor-Bestückung und die notwendigen Werte der Kali brier-Lösung beim ersten Einsetzen übernehmen kann. According to the invention the measurement module is correspondingly terized so that the hand-held measuring the respective sensor assembly and the necessary values ​​of the brier potash solution can take over the first insertion. Dies kann durch mechanische oder elektrische Vorrich tungen, aber auch mittels eines einfachen Barcode- Lesers geschehen. This can obligations by mechanical or electrical Vorrich, but also be done using a simple bar code reader.

Es versteht sich von selbst, daß ein Fachmann weitere Versionen geeigneter Fluidik-Schaltungen nutzen kann, um den Effekt der einfachen und quasi-automatischen Zwei-Punkt-Kalibrierung oder der Standard-Addition durchzuführen. It goes without saying that an expert can use other versions suitable fluidic circuits to perform the effect of simple and quasi-automatic two-point calibration or standard addition.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausfüh rungsform der Meßkartusche zur Blutprobennahme und -Analyse und den einfachen Aufbau aus zwei Montage hälften. Fig. 1 shows schematically a preferred form of metering cartridge exporting approximately blood sampling and analysis and halves the simple construction of two mounting.

Die Fig. 2 skizziert schematisch die einzelnen Ver fahrensschritte bei Kalibrierung und Messung nach der Methode der Zwei-Punkt-Kalibrierung. The Fig. 2 schematically outlines the individual Ver method steps for calibration and measurement by the method of two-point calibration.

Die Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform, bei der die Multi-Analyt-Kalibrier-Lösung schon her stellerseits im Meßkanal aufbewahrt wird und als Standard-Additions-Lösung verwendet wird. FIG. 3 shows schematically an embodiment in which the multi-analyte calibration solution is already her hand manufacturers stored in the measuring channel and is used as a standard addition solution.

Die Fig. 4 zeigt schematisch eine weitere Ausfüh rungsform für das Verfahren der Zwei-Punkt-Kalibra tion über Kalibrierlösungen die mittels bewegbarer Kolben getrennt sind. Fig. 4 schematically shows a further exporting approximate shape for the process of two-point calibration over Kalibra tion which are separated by means of movable piston.

Ausführungsbeispiel 1 Embodiment 1 Version der Meßkartusche mit laminierten Papier-Sen soren Version of the metering cartridge with laminated paper-Sen sors

Die beiden Hälften der Meßkartusche 1 a und 1 b in Fig. 1 können in dieser Formgebung mit hinreichender Pro duktionstoleranz aus einem geeigneten, leicht zu ent sorgenden Kunststoffmaterial preiswert hergestellt werden. The two halves of the metering cartridge 1 a and 1 b in Fig. 1 can duktionstoleranz be manufactured inexpensively from a suitable, easy to caring ent plastic material in this shape with sufficient Pro. Sie sollen aus Handhabungsgründen zusammen gefügt nicht wesentlich größer als der Spritzenkörper sein. They should for reasons of handling together not added substantially larger than the syringe body to be. Hier ist von Vorteil, daß wegen der bekannten Konstruktion der Doppelmatrix-Membran-Sensoren kein schwerer zu entsorgender, metallischer Leiter in das Kunststoffmaterial eingebracht werden muß. The advantage here is that no serious to be disposed because of the known construction of the double matrix membrane sensors, metallic conductor must be introduced into the plastic material. Der Strei fen 4 mit einer beliebigen Anzahl von laminierten Papierstreifen 4 a... 4 z hat vorzugsweise so eine Form, daß die Kontaktflächen beim Einlegen in das entspre chend geformte Gehäuse bis zur Aussparung 7 im Deckel 1 b reichen und dabei die Kontaktflächen 5 bilden. The Stripes fen 4 with an arbitrary number of laminated paper strips 4a ... 4 z preferably has such a shape that the contact surfaces during insertion into the accordingly formed housing to the recess 7 in the lid 1 rich b, thereby forming the contact surfaces 5 ,

In der einen Hälfte oder in beiden (nicht gezeigt) werden durch Spritzguß oder andere formgebende Mas senproduktionsverfahren mindestens eine, vorzugsweise aber 3 Vorratskammern 8 , 9 , 10 zusätzlich zum Meß kanal 6 eingebracht, wobei letzterer ein Volumen von weniger als 10% des der Kammern 8 , 9 , 10 auf weist, während mindestens eine weitere, nicht gezeig te Kammer unter der Sensorebene 4 so groß ist ( Fig. 1 nicht maßstäblich), daß sie alle Kammervolumen und das Pro benvolumen zusammen aufnehmen kann. In one half, or both (not shown) by injection molding or other shaping Mas senproduktionsverfahren at least one, but preferably 3 supply chambers 8, 9, 10 in addition to the measuring channel introduced 6, the latter a volume of less than 10% of the chambers 8, 9, 10 has, for at least a further, not gezeig te chamber is so large at the sensor plane 4 (Fig. 1 is not to scale) that they all benvolumen chamber volume and Pro can hold together.

Die Kammern 8 und 9 beinhalten definierte Multi- Analyt-Kalibrierlösungen entsprechend der Sensor-Ana lyte in je einem unteren und oberen Konzentrations bereich, so daß durch eine Zwei-Punkt-Kalibrierung die wichtige Steigung der Kalibriergeraden und ihre Lage zuverlässig ermittelt werden kann. The chambers 8 and 9 include defined multi-analyte calibration solution in accordance with the sensor Ana lyte in a respective lower and upper concentration range, so that the slope of the calibration key and its location can be reliably determined by a two-point calibration. Werden dabei bestimmte im Handmeßgerät softwaremäßig installierte Mindestkriterien nicht erfüllt, wird eine Unzuverläs sigkeitsanzeige für diesen Parameter signalisiert. Will it meets certain not by software installed in the hand-held measuring minimum criteria, a Unzuverläs is signaled sigkeitsanzeige for this parameter. Die Kalibrierlösungen enthalten zum Zwecke der Kondi tionierung und Konservierung auch noch weitere Stoffe und gegebenenfalls auch noch ein schwerlösliches Salz, daß bei Transport durch den Meßkanal dort an den Wandungen hängen bleibt und dadurch auch die Pro be mit einer dem Löslichkeitsprodukt entsprechenden, konstanten Ionenkonzentration eines Ions, daß in der Probe niemals enthalten ist, versetzt. The calibration solutions contain for the purpose of condi tioning and preservatives also other materials and may also be a sparingly soluble salt that during transport through the measuring channel remains hanging on the walls there, and thereby also the Pro be with a corresponding to the solubility product constant ion concentration of an ion that is never contained in the sample, are added. Dadurch läßt sich mittels eines weiteren ionenselektiven Sensors für eines dieser Ionen (Kationen oder Anion) eine zusätzliche Mikrobezugselektrode ohne störendes Dif fusionspotential aufbauen. This allows to means of a further ion-selective sensor for one of these ions (cations or anion) to build an additional micro-reference electrode potential fusion without interfering Dif. Als Beispiel sei die Zu gabe einer Lanthanfluorid-Suspension genannt. An example is the For reproducing a lanthanum-suspension. Meßelek trode ist hier eine fluoridselektive Elektrode. Meßelek trode is a fluoride-selective electrode here. Die Vorratskammern werden nach dem Befüllen gasdicht ver schlossen, was beispielsweise mit Hilfe einer metal lisierten Folie geschehen kann, die dann zum Gebrauch bei einem definierten Druck bricht. The storage chambers are closed gastight ver after the filling, which can be done for example with the aid of a metal ized foil which then breaks for use at a defined pressure. Bei der Lagerung von Kalibrierlösungen, die Gas-Standards enthalten, wird das gesamte Meßmodul in einer gasdichten Folie eingeschweißt und in diese Folie zum Ausgleich des Partialdruckes der betreffenden Meßgase auch etwas Kalibrierlösung gebunden oder ungebunden eingebracht. For storage of calibration solutions containing gas standards, the entire measuring module is sealed in a gas-tight foil and also bound somewhat calibration solution in this slide to compensate for the partial pressure of the respective measuring gases or unbound introduced.

Die Kammer 10 dient zur Zwischenlagerung ei nes Teils der Probe. The chamber 10 is used for intermediate storage ei nes portion of the sample. Hier wird gegebenenfalls her stellerseits eine kleine Menge des schwerlöslichen Salzes zusammen mit etwas Heparin (im Falle einer Blutprobe) eingelagert. Here manufacturers hand, a small amount of the slightly soluble salt together with a little heparin is optionally incorporated forth (in the case of a blood sample).

Die Kammer 10 werden ebenso wie der Meßkanal 6 offen gelassen. The chamber 10 can be left open, as well as the measuring channel. 6 Sie werden durch die in der Ausspa rung 3 eingebrachte Fluidiksteuerung verschlossen oder geöffnet. They are closed by the tion in the Ausspa 3 introduced fluidic control or opened. Die Fluidiksteuerung verstellt sich durch mechanischen Gegendruck beim Einlegen des Meß moduls (oder Kartusche) in das Handmeßgerät, entspre chend den Anforderungen des jeweiligen Verfahrens. The fluidic control adjusted by mechanical back pressure when inserting the measuring module (or cartridge) into the hand-held instrument, entspre the requirements of the process accordingly.

Die beiden Meßkartuschen-Hälften werden mit einem abdichtenden Kunststoff-Spacer zusammengeführt und verklebt. The two Meßkartuschen halves are brought together with a sealing plastic spacer and glued. Daraufhin erfolgt das gasdichte Verschlie ßen der beiden Luer-Ports 2 a, 2 b, wobei 2 a die Nadel seite und 2 b die Spritzenseite darstellt. Then, the gas-tight SEN Verschlie takes place of the two Luer ports 2 a, 2 b, where b 2 a represents the side of the needle and the syringe 2 side.

Der automatisierte Ablauf des erfindungsgemäßen Meß verfahrens ist schematisch in der Fig. 2 skizziert. The automated flow of the measuring method according to the invention is schematically sketched in FIG. 2. Im ersten Schritt (a) und (b) fördert die Spritze lediglich eine definierte Luftmenge in die Meßkartu sche, wodurch eine erste Kalibrierlösung 11 über eine entsprechende Ventilsteuerung 3 in den Meßka nal 6 transportiert wird und ihn ausfüllt, was durch die gleiche Schraffierung dargestellt wird. In the first step (a) and (b) promotes the syringe only a defined amount of air specific to the Meßkartu, thereby forming a first calibration solution 11 is conveyed via a corresponding valve control system 3 in the Meßka nal 6 and fills it, which is represented by the same hatching , Im zweiten Schritt (b) und (c) wird mittels der entspre chenden Fluidiksteuerung die Probe (das Blut) 13 über die Kammer (das Kompartiment) 10 entnommen. In the second step (b) and (c), the sample (blood) via the chamber 13 (the compartment) removed 10 by means of fluidic control entspre sponding. Ein Teil des Blutes befindet sich dabei auch in der Spritze. A portion of the blood is doing well in the syringe. Nun wird die Meßkartusche mitsamt der Sprit ze und Nadel in eine entsprechende Öffnung des Hand meßgerätes eingelegt, wobei dabei gleichzeitig und automatisch die Fluidiksteuerung umgeschaltet wird und die einzelnen Chemo- und Biosensoren über einen Einrastmechanismus an ihren Kontakten 5 mit den entsprechenden Gegenkontakten des Handmeßgerätes kon taktiert werden. Now, the metering cartridge is ze together with the fuel and needle inserted instrument in a corresponding opening of the hand, wherein at the same time and automatically, the fluidic control is switched, and the individual chemical and biological sensors on a latching mechanism at its contacts 5 with the corresponding counter contacts of the hand-held measuring kon taktiert become. Gleichzeitig wird dadurch die Nadel spitze durch das Septum in den Stromschlüsselelektro lyten der externen Bezugselektrode geschoben. Same time, the needle tip is inserted through the septum into the stream key electric LYTEN the external reference electrode. Der automatische Meßvorgang wird dadurch gestartet, daß dabei eine einwandfreie elektrolytische Verbindung festgestellt wird. The automatic measuring process is started in that case a proper electrolytic joint is detected.

Die verwendeten Doppelmatrix-Membran-Sensoren haben bereits nach diesen minimalen Bedienungsoperationen ihren stabilen Meßwert erreicht. The double matrix membrane sensors used have reached a stable measured value after this minimal operation operations. Eine im Handmeßgerät eingebaute Software-Logik vergleicht sodann alle Sen sorsignale, die in Kontakt mit der ersten Kalibrier lösung anfallen mit dem bekannten, kleinen Streuungen der Herstellungstechnologie und signalisiert ggf. bereits dann eventuelle Abweichungen. A built-in hand-held measuring software logic then compares all sorsignale Sen incurred in contact with the first calibration solution with the well-known, small variations of the manufacturing technology and signals may already be possible deviations. Nach einer ge wissen Wartezeit von wenigen Sekunden bewegt sich der Spritzenkolben automatisch durch den im Handmeßgerät integrierten Mechanismus in Richtung Entleerung und drückt so die Probe (das Blut) 13 unter konstanten Druck in die Meßkartusche. After a ge know waiting time of a few seconds, the syringe plunger is moved automatically by the built-in hand-held measuring mechanism in the direction of emptying and so pushes the sample (blood) 13 under constant pressure in the metering cartridge. Die Probe strömt dabei von der Fluidiksteuerung gelenkt über die Kammer 10 ( Fig. 2c-d) zurück und wird von der Fluidiksteuerung am Nadelende in die Kammer 9 umgelenkt, in dem es dort, durch eine Luftblase vor einer Durchmischung geschützt, die zweite Kalibrierlösung 12 verdrängt, die wiederum durch die Fluidiksteuerung am Spritzen ende in den Meßkanal 6 an den Sensoren 4 vorbeiströmt und ihrerseits die zuvor dort eingebrachte erste Ka librierlösung 11 in die Kammer 8 verdrängt, bevor sie wieder durch die gleiche Fluidiksteuerung am Nadel ausgang ebenfalls in die Kammer 8 gelangt. The sample then flows directed from the fluidic control over the chamber 10 (Fig. 2c-d) back and is deflected by the fluidic control at the needle end in the chamber 9, where it there, protected by a bubble of air prior to mixing the second calibration solution 12 displaced flowing past again passing through the fluidic control the spraying into the measuring channel 6 to the sensors 4 and in turn the previously introduced therein first Ka libri redemption 11 displaced into the chamber 8, before going through the same fluidic control on the needle also exit back into the chamber 8 arrives. Die Fig. 2e zeigt dann den Endzustand. Fig. 2e then shows the final state. Die Probeflüssigkeit hat die zweite Kalibrierlösung komplett aus dem Meßkanal verdrängt und kann vermessen werden. The sample liquid has displaced the second calibration solution completely out of the measuring channel and can be measured.

Ausführungsbeispiel 2 Embodiment 2 Version mit Sensoren auf Basis der Silizium-Technolo gie Version with sensors based on silicon Technolo gy

In einer vorteilhaften Mikro-Version wird eine kom plett in Silizium-Technologie ausgeführte Mikrosen sor-bestückte Durchfluß-Konstruktion mit rückseitigen Kontakten in eine entsprechende Aussparung in beiden Meßkartuschen-Hälften 1 a und 1 b gedrückt und geklebt. In an advantageous version a micro-com plete in silicon technology Mikrosen executed is pressed sor-tipped flow structure with rear contacts in a corresponding recess in both Meßkartuschen halves 1 a and 1 b and glued. Dabei muß nur dafür gesorgt werden, daß die Rücksei tenkontakte leitend mit den entsprechenden Meßkartu sche-Durchführungen verbunden werden. It must only be ensured that the back print tenkontakte be conductively connected to the corresponding Meßkartu specific feedthroughs. Mit der Mikro- Version lassen sich selbstverständlich alle Verfah rensversionen auch durchführen. With the micro version of all procedural can of course rensversionen also perform.

Ausführungsbeispiel 3 Embodiment 3 Vorrichtung zur Durchführung des Alternativ-Verfah rens der Ein-Punkt-Kalibrierung mit Standard-Addition Apparatus for implementing the procedural alternative proceedings of the one-point calibration with standard addition

Die Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des alternativen Verfahrensmittels der Meßwertabsicherung durch die Standard-Additions-Aus wertmethode. Fig. 3 shows an advantageous apparatus for performing the alternative method, by means of the Meßwertabsicherung by the standard addition-off value method. Hier kann auf die Fluidiksteuerung ver zichtet werden, wenn die Nadelspitze nach dem Ein dringen durch das Septum durch ein verfestigtes Gel einen Strömungswiderstand erhält, so daß ein einfa ches Schlitz-Überdruck-Ventil in der Meßkartusche beim Zurückinjezieren der Probe geöffnet wird, das die Kalibrierlösung in die Kammer 14 strömen läßt. Here can be dispensed ver to the fluidic control, when the needle tip after the A permeate obtained through the septum by a solidified gel has a flow resistance, so that a simp ches slot overpressure valve in the metering cartridge is opened when Zurückinjezieren the sample, calibration solution, the allowed to flow into the chamber fourteenth In dieser Version des Verfahrens und der Vorrichtung befindet sich die Kalibrierlösung bereits hersteller seitig im Meßkanal 6 in Kontakt mit den Sensoren 4 a...z. In this version of the method and apparatus, the calibration is already by the manufacturer in the measuring channel 6 in contact with the sensors 4 a ... z. Hier geschieht der Meßablauf, wie oben ge schildert, so daß zunächst die Meßkartusche allein im Meßgerät vermessen wird. Here, the measurement process is done, such as GE above describes, so that first the metering cartridge is measured alone in the measuring instrument. Dann wird sie nach Entfernen der gasdichten Verschlüsse über die Luer-Verbindungen 2 a und 2 b mit Nadel und Spritze bestückt und die Pro be wird gezogen. Then, it is after removal of the gas-tight closures pulled over the Luer connections 2 a and 2 b equipped with needle and syringe and will be Pro. Der Rest, der Einbau der kompletten Anordnungen in das Handmeßgerät, geschieht analog zum ersten Ausführungsbeispiel. The rest, the installation of the complete orders into the hand-held measuring is done similarly to the first embodiment. Wegen des sehr engen und kleinen Meßkanals 6 vermischt sich die dort befindli che Probe nicht sehr schnell mit dem Spritzeinhalt. Because of the very narrow and small measuring channel 6, the sample mixed there befindli che not very fast with the syringe contents. Daher kann zunächst die Probe vermessen werden und danach die Probe, vermischt mit der Standardlösung. Therefore, first, the sample to be measured and then the sample is mixed with the standard solution. Wenn das Volumen des Meßkanals und damit das der Standardlösung (Kalibrierlösung) gegenüber der gezogenen Probenmenge vernachlässigt werden kann, vereinfacht sich die Auswertung. If the volume of the measurement channel and thus the standard solution (calibration) can be neglected compared to the drawn amount of sample, the analysis easier. Eine weitere vor zugsweise Ausführungsform auf dieser Basis entsteht, wenn die Probe über einen zweiten ventilgesteuerten By-Pass in die Spritze gesogen wird. Another prior embodiment preferably is formed on this basis, when the sample through a second valve controlled by-pass is sucked into the syringe. Dann ist die Handhabung genau wie beim ersten Beispiel. Then, the operation is just like the first example. Nach dem Einsetzen in das Handgerät mit den entsprechenden, automatischen Ventilverschiebungen wird zunächst die Multi-Analyt-Kalibrierlösung, die in der Mitte der zu erwartenden Konzentrationen liegen soll, vermessen. After insertion into the handset with the respective automatic valve shifts, first, the multi-analyte calibration solution which should lie in the middle of the expected concentrations measured. Danach überprüft eine Logik-Software die Plausibili tät dieser Werte anhand der bekannten Exemplarstreu ungen. Erst dann gibt das Gerät grünes Licht für den Mechanismus der Spritzenentleerung dabei vermischen sich Probe und Standard nach Verdrängung der Kali brierlösung aus dem Meßkanal in einer Sammelkammer. Thereafter, a logic software checks the Plausibili ty of these values ​​based on the known copy scattering Ungen. Only then the device clears the mechanism of the syringe emptying thereby to sample and standard mix according to displacement of the Kali brier solution of the measuring channel in a collecting chamber. nach der Messung der Probensignale bewegt sich hier bei der Spritzenkolben wieder in Richtung Füllung und bringt die Proben-Standard-Mischung aus der Kammer wieder in den Meßkanal, wo eine weitere Messung stattfindet. after the measurement of sample signals moved here in the syringe plunger back in the direction of filling and brings the sample standard mixture from the chamber back into the measuring channel, where a further measurement takes place. Wegen des kleinen Volumens des Meßkanals verglichen zum Probenvolumen kann die nicht vermisch te Restmenge an Probe vernachlässigt werden. Because of the small volume of the measurement channel compared to the sample volume are not vermisch te residual amount of sample can be neglected.

Ausführungsbeispiel 4 Embodiment 4

Ausführungsbeispiel 4 beschreibt eine Meßkartusche und ein Verfahren mit Zweipunkt-Kalibrierung mittels kolbengetrennter Kalibrierlösungen 11 , 12 . Embodiment 4 describes a metering cartridge and a method with two-point calibration using calibration separate piston 11, 12th Wie in Fig. 4 oben und in der Darstellung a skizziert, sind Meßkammer 6 und Kalibrationskammer 15 über eine Öff nung 17 verbunden. As outlined in Fig. 4 above and in the representation a, measuring chamber 6 and calibration chamber 15 are connected via a voltage 17 is connected Publ. Das Volumen der Meßkammer 6 ist deutlich geringer als das Volumen der Kalibrations kammer 15 (z. B. 300 µl zu 3 ml). The volume of the metering chamber 6 is significantly less than the volume of the calibration chamber 15 (eg., 300 .mu.l to 3 ml).

Inder Kalibrationskammer 15 sind zwei Kalibrier lösungen 11 und 12 durch drei Stempel 16 in abge trennten Bereichen angeordnet. Indian calibration chamber 15, two calibration solutions 11 and 12 are arranged by three punch 16 in abge separated areas. Bei den Stempeln 16 handelt es sich um leicht bewegliche, abdichtende Kolben. When the punches 16 is easily movable sealing pistons. In einem ersten Verfahrensschritt wird die Probe 13 in eine nicht dargestellte Probensammelkam mer oder in eine Spritze gezogen. In a first method step, the sample is drawn in a non-illustrated Probensammelkam mer or in a syringe. 13 Anschließend wird die Meßkartusche in ein Handmeßgerät eingelegt, wo die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte ab laufen. Then the metering cartridge is inserted in a hand-held instrument, where the process steps described below run from. Durch den Spritzendruck bei der Entleerung der Meßkartusche wird die Probe 13 in die Kalibra tionskammer 15 befördert und die einzelnen Stempel 16 an der Öffnung 17 vorbeibewegt (Darstellungen b und c in Fig. 4 unten). Through the syringe pressure at the emptying of the metering cartridge, the sample 13 is conveyed into the Kalibra tion chamber 15 and the individual punch 16 at the opening 17 moves past (panels b and c in Fig. 4 below). Durch den daraus resultierenden Stempeldruck werden nacheinander die beiden Kalibrierlösungen 11 , 12 (Zweipunkt-Kalibrierung) und anschließend die Probe 13 selbst (Auswertung, Darstellung d) durch die Meßkammer 6 geleitet. Due to the resulting pressure-pad in succession, the two calibration solutions 11, 12 (two-point calibration) and then the sample 13 to be self-guided (evaluation, presentation d) through the measuring chamber. 6

Claims (34)

1. Meßkartusche für flüssige oder gasförmige Proben mit 1. metering cartridge for liquid or gaseous samples
einem ersten Anschluß ( 2 a) für eine Probenent nahme-Vorrichtung, a first terminal (2 a) for a Probenent acquisition device,
einem zweiten Anschluß ( 2 b) für eine Pumpvor richtung, und a second terminal (2 b) for a Pumpvor direction, and
mindestens zwei zwischen dem ersten Anschluß ( 2 a) und dem zweiten Anschluß ( 2 b) angeordneten Kammern, at least two between the first terminal (2 a) and the second terminal (2 b) arranged chambers,
wobei mindestens eine der Kammern eine oder meh rere Kalibrier- oder Konditionierlösungen ent hält (Kalibrationskammer ( 8 , 9 , 15 )), wherein at least one of the chambers, one or meh eral calibration or conditioning solutions keeps ent (calibration chamber (8, 9, 15)),
dadurch gekennzeichnet , characterized in
daß im Bereich mindestens einer der Kammern (Meßkammer ( 6 )) mindestens ein chemischer oder biochemischer Sensor ( 4 a bis 4 z) angeordnet ist und that ((measuring chamber 6)) in the region of at least one of the chambers at least one chemical or biochemical sensor (4 a to 4 z) and
zwischen einzelnen Kammern und/oder den beiden Anschlüssen ( 2 a, 2 b) und einzelnen Kammern Flui dik-Steuerelemente angeordnet sind. between individual chambers and / or the two terminals (2 a, 2 b) and the individual chambers flui dik controls are arranged.
2. Meßkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Meßkammer ( 6 ) mit einer Kalibrier- oder Konditionierlösung gefüllt ist. 2. metering cartridge according to claim 1, characterized in that the measuring chamber (6) is filled with a calibration or conditioning solution.
3. Meßkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kammern parallel zueinander angeordnet sind. 3. metering cartridge according to any one of the preceding claims, characterized in that the individual chambers are arranged in parallel.
4. Meßkartusche nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidik-Steuerelemente jeweils als Ab schluß an gegenüberliegenden Enden der einzelnen Kammern ausgebildet sind. Metering cartridge according to any one of the preceding claims, characterized in that the fluidic control circuit in each case as Ab are 4 formed at opposite ends of the individual chambers.
5. Meßkartusche nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidik-Steuerelemente zwischen den je weiligen Enden der Kammern und einem der beiden Anschlüsse ( 2 a, 2 b) angeordnet sind. 5. metering cartridge according to any one of the preceding claims, characterized in that the fluidic control between each weiligen ends of the chambers and one of the two connectors (2 a, 2 b) are arranged.
6. Meßkartusche nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkartusche eine Probensammelkammer ( 10 ) umfaßt. That the metering cartridge comprises 6. metering cartridge according to any one of the preceding claims, characterized in that a sample collection chamber (10).
7. Meßkartusche nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkartusche eine weitere Kammer ( 9 ) mit einer zweiten Kalibrier- oder Konditionierlösung ( 12 ) umfaßt. 7. metering cartridge according to any one of the preceding claims, characterized in that the metering cartridge further comprises a chamber (9) with a second calibration or conditioning solution (12).
8. Meßkartusche nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, 8. metering cartridge according to any one of the preceding claims, characterized in that
daß die Meßkammer ( 6 ) mit einer Kalibrationskam mer ( 15 ) verbunden ist und that the measuring chamber (6) is connected to a Kalibrationskam mer (15) and
daß in der Kalibrationskammer ( 15 ) mindestens eine Kalibrier- oder Konditionierlösung zwischen verschiebbaren Stempeln angeordnet ist. that at least one calibration or conditioning solution is disposed between movable punches in the calibration chamber (15).
9. Meßkartusche nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß in der Kalibrationskammer ( 15 ) zwei Kali brier- oder Konditionierlösungen ( 11 , 12 ) zwi schen drei verschiebbaren Stempeln ( 16 ) angeord net ist. 9. metering cartridge according to claim 8, characterized in that in the calibration chamber (15) brating two potash or conditioning solutions (11, 12) interim rule three movable punches (16) is angeord net.
10. Verfahren zum Betreiben einer Meßkartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Schritte: 10. A method for operating a metering cartridge according to any one of the preceding claims 6 to 9, characterized by the following steps:
  • 1. Probennahme 1. Sampling
    • 1. Befüllen der Probensammelkammer ( 10 ) und/ oder der Pumpvorrichtung mit der Probe ( 13 ) 1. Fill the sample collection chamber (10) and / or the pumping device with the sample (13)
  • 2. Kalibrierung 2. calibration
    • 1. Einlegen der Meßkartusche ( 1 ) in ein Hand meßgerät 1. Inserting the metering cartridge (1) in a meter hand
    • 2. In Kontakt bringen des mindestens einen Sensors ( 4 a bis 4 z) mit einer Kalibrierlö sung ( 11 ) 2. contacting the at least one sensor (4 a to 4 z) with a Kalibrierlö solution (11)
  • 3. Messung 3. measurement
    • 1. In Kontakt bringen des mindestens einen Sensors ( 4 a bis 4 z) mit der Probe ( 13 ) aus der Probensammelkammer ( 10 ) und/oder der Pumpvorrichtung. 1. In contacting the at least one sensor (4 a to 4 z) with the sample (13) from the sample collection chamber (10) and / or the pumping device.
wobei Probe ( 13 ) und Kalibrierlösung ( 11 ) durch Luft und/oder Stempel voneinander getrennt sind und die Kalibrierung vor und/oder nach der Pro bennahme stattfindet. said sample (13) and calibration (11) are separated by air and / or die and the calibration, before and / or after the bennahme Pro takes place.
11. Verfahren zum Betreiben einer Meßkartusche nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt: 11. A method for operating a metering cartridge according to claim 10, characterized by the following further step:
  • 1. In Kontakt bringen des mindestens einen Sensors ( 4 a bis 4 z) mit einer zweiten Kali brierlösung ( 12 ) (Zweipunkt-Kalibrierung), 1. In contacting the at least one sensor (4 a to 4 z) with a second Kali brier solution (12) (two-point calibration),
wobei Probe ( 13 ) und die einzelnen Kalibrierlö sungen ( 11 , 12 ) durch Luft und/oder Stempel von einander getrennt sind. said sample (13) and the individual Kalibrierlö solutions (11, 12) are separated by air and / or stamp from each other.
12. Meßkartusche für flüssige oder gasförmige Proben mit 12 metering cartridge for liquid or gaseous samples
einem ersten Anschluß ( 2 a) für eine Probenent nahme-Vorrichtung, a first terminal (2 a) for a Probenent acquisition device,
einem zweiten Anschluß ( 2 b) für eine Pumpvor richtung, und a second terminal (2 b) for a Pumpvor direction, and
mindestens einer zwischen dem ersten Anschluß ( 2 a) und dem zweiten Anschluß ( 2 b) angeordneten Kammer, dadurch gekennzeichnet, at least one between said first terminal (2 a) and the second terminal (2 b) located chamber, characterized in that
daß die Kammer ( 6 ) eine oder mehrere Kalibrier- oder Konditionierlösungen enthält und that the chamber (6) contains one or more calibration or conditioning solutions and
im Bereich der Kammer ( 6 ) mindestens ein chemi scher oder biochemischer Sensor ( 4 a bis 4 z) an geordnet ist. in the region of the chamber (6) is at least one shear chemical or biochemical sensor (4 a to 4 z) of sorted.
13. Meßkartusche nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen der einen oder den mehreren Kammern und den beiden Anschlüssen ( 2 a, 2 b) und/oder zwischen mehreren Kammern Fluidik-Steuerelemente angeordnet sind. 13. metering cartridge according to claim 12, characterized in that the fluidic control elements are disposed between the one or more chambers and the two terminals (2 a, 2 b) and / or between a plurality of chambers.
14. Verfahren zum Betreiben einer Meßkartusche nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch fol gende Schritte: 14. A method for operating a metering cartridge according to claim 12 or 13, characterized by constricting fol steps of:
  • 1. Kalibrierung 1. calibration
    • 1. Einlegen der Meßkartusche ( 1 ) in ein Hand meßgerät 1. Inserting the metering cartridge (1) in a meter hand
    • 2. Kalibration des in Kontakt mit der Kali brierlösung stehenden mindestens einen Sen sors ( 4 a bis 4 z) 2. calibration of the brier solution in contact with the at least one Kali Sen sors (4 a to 4 z)
  • 2. Probennahme 2. Sampling
    • 1. Entnahme der Meßkartusche ( 1 ) aus dem Hand meßgerät Meter 1. removal of the metering cartridge (1) out of the hand
    • 2. Befüllen einer Kammer mit der Probe 2. Fill a chamber with the sample
  • 3. Messung 3. measurement
    • 1. Einlegen der Meßkartusche ( 1 ) in das Hand meßgerät Meter 1. Inserting the metering cartridge (1) in the hand
    • 2. Messung der Probe mittels des in Kontakt mit der Probe stehenden mindestens einen Sensors ( 4 a bis 4 z) 2. Measurement of the sample by means of contacting the sample with at least one sensor (4 a to 4 z)
15. Verfahren zum Betreiben einer Meßkartusche nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch folgenden wei teren Schritt: 15. A method for operating a metering cartridge according to claim 14, characterized by the following wei direct step of:
  • 1. Standard-Additions-Verfahren 1. standard addition method
    • 1. Messung der mit der Kalibrationslösung ver mischten Probe mit Hilfe des mindestens einen Sensors ( 4 a bis 4 z) 1. Measurement of the ver with the calibration solution mixed sample with the aid of the at least one sensor (4 a to 4 z)
16. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidik-Steuerelemente Verbindungskanäle zwischen den einzelnen Kammern und/oder Umlen kungen und/oder Ventile wie Schiebe- oder Dreh ventile oder bei Druck reißende Folien sind. 16. metering cartridge according to any one of claims 1 to 9 or claim 13, characterized in that the fluidic connection channels controls fluctuations between the individual chambers and / or Umlen and / or valves, such as valves, sliding or rotary or tearing in printing films.
17. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer ( 6 ) eine Mäanderform aufweist. 17. metering cartridge according to one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that the measurement chamber (6) has a meander shape.
18. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer ( 6 ) einen rechteckigen Quer schnitt aufweist. 18. A metering cartridge according to one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that the measurement chamber (6) has a rectangular cross-section.
19. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer ( 6 ) ein Volumen weniger als 1000 µl aufweist. 19. metering cartridge according to one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that the measurement chamber (6) has a volume less than 1,000 ul.
20. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Meßkartuschenkammer als Aus sparung in mindestens einer Meßkartuschenhälfte ( 1 a, 1 b) ausgestaltet ist. 20. metering cartridge according to one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that at least one Meßkartuschenkammer savings as off in at least one Meßkartuschenhälfte (1 a, 1 b) is designed.
21. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Meßkartuschenkammer als Aussparung in einem zwischen zwei Meßkartuschen hälften ( 1 a, 1 b) angeordneten Spacer ausgestal tet ist. 21. metering cartridge according to one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that at least one Meßkartuschenkammer as a recess in a two halves between Meßkartuschen (1 a, 1 b) disposed spacer is ausgestal tet.
22. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenentnahme-Vorrichtung eine hypoder mische Nadel oder ein Anschluß an einen arteriellen Katheter ist. 22. metering cartridge according to any one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that the sampling device is a needle hypoder mix or a connection to an arterial catheter.
23. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung eine Spritze ist. 23. metering cartridge according to one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that the pumping device is a syringe.
24. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sensor ( 4 a bis 4 z) ein impedimetrischer, amperometrischer, potentiome trischer oder optischer Sensor ist. 24. metering cartridge according to any one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that the at least one sensor (4 a to 4 z) is an impedimetric, amperometric, potentiometric or tric optical sensor.
25. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sensor ( 4 a bis 4 z) ein Doppelmatrix-Membran-Sensor oder ein mittels Siliziumtechnologie strukturierter Containment- Sensor ist. 25. metering cartridge according to any one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that the at least one sensor (4 a to 4 z) a double matrix membrane or sensor is a sensor by means of silicon technology structured containment.
26. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Sensorzu- und Sensorablei tungen mit im Bereich des Meßkartuschengehäuses angeordneten Kontakten ( 5 ) leitend verbunden sind. 26. metering cartridge according to one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that the electrical Sensorzu- and obligations with Sensorablei arranged in the region of the Meßkartuschengehäuses contacts (5) are conductively connected.
27. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem mindestens einem Sensor ( 4 a bis 4 z) und den elektrischen Sensorzu- und Sensor ableitungen ein gelförmiger Elektrolyt oder ein Redox-System angeordnet ist. 27. metering cartridge according to any one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that arranged between the at least one sensor (4 a to 4 z) and the electrical sensor and derivatives Sensorzu- a gel-type electrolyte or a redox system.
28. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Meßkammer ( 6 ) mindestens eine Referenzelektrode angeordnet ist. 28. metering cartridge according to one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that in the region of the measuring chamber (6) at least one reference electrode is arranged.
29. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkartusche ( 1 ) aus Kunststoff oder Silizium besteht und mittels Spritzguß oder Halbleiterstrukturierungstechniken strukturiert ist. 29. metering cartridge according to any one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that the metering cartridge is (1) made of plastic or silicon, and is structured by means of injection molding or semiconductor patterning techniques.
30. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrier- oder Konditionierlösung ( 11 , 12 ) weitere Inhaltsstoffe wie Heparin oder schwerlösliche Salze enthält. 30, metering cartridge according to any one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that the calibrating or conditioning (11, 12) contains other ingredients such as heparin or sparingly soluble salts.
31. Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Meßkartusche ( 1 ) eine mechanische oder elektrische Markierung oder eine Barcode- Markierung zur Erfassung spezifischer Daten der Meßkartusche angebracht ist. 31, metering cartridge according to any one of claims 1 to 9, 12 or 13, characterized in that is mounted on the metering cartridge (1) a mechanical or electrical label or a bar code label for detecting specific data of the metering cartridge.
32. Verwendung einer Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12, 13 oder 16 bis 31 zur Analyse von Körperflüssigkeiten wie Blut oder Harn auf Drogen, Dopingmittel, Elektrolyte (z. B. Li + , Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl - , HCO 3 , NH 3 ), Sauer stoff, Kohlendioxid, pH-Wert oder metabolische Faktoren wie Glukose, Lactat, Harnstoff (BUN), Harnsäure, Kreatinin, Pyrovat, Ascorbin, Phosphat, Cholesterol, Blutfette, Triglyceride, Phenylalanin, Bilirubin, Thyrosin, Protein sowie Enzyme wie Lactat-Dehydrogenase, Creatinkinase (CK), Aspartat-Amino-Transferase (ASAT), alkali sche und saure Phosphatase, Lipase, Amylase oder Cholinesterase. 32. Use of a metering cartridge according to any one of claims 1 to 9, 12, 13 or 16 to 31 for the analysis of body fluids such as blood or urine, for drugs, doping agents, electrolytes (eg., Li +, Na +, K +, Ca 2 +, Mg 2+, Cl -, HCO 3, NH 3), acid, carbon dioxide, pH, or metabolic factors, such as glucose, lactate, urea (BUN), uric acid, creatinine, pyruvate, ascorbic, phosphate, cholesterol, blood lipids , triglycerides, phenylalanine, bilirubin, tyrosine, protein and enzymes such as lactate dehydrogenase, creatine kinase (CK), aspartate amino transferase (ASAT), alkaline-specific and acid phosphatase, lipase, amylase or cholinesterase.
33. Verwendung einer Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12, 13 oder 16 bis 31 in ei nem Handmeßgerät. 33. Use of a metering cartridge according to one of claims 1 to 9, 12, 13 or 16 to 31 in hand-held measuring egg nem.
34. Verwendung einer Meßkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 12, 13 oder 16 bis 31 in ei nem Handmeßgerät mit integrierter Bezugselektro de. 34. Use of a metering cartridge according to one of claims 1 to 9, 12, 13 or 16 to 31 in hand-held measuring egg nem with integrated reference electric de.
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