DE19630160A1 - Analysesystem mit Mitteln zur Erkennung von Unterdosierungen - Google Patents
Analysesystem mit Mitteln zur Erkennung von UnterdosierungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Analysesysteme zur Auswertung von analytischen Testelementen mit
Mitteln zur Feststellung, ob eine ausreichende Menge an Probeflüssigkeit gleichmäßig auf
das Testelement aufgegeben wurde. Für diesen Zweck beinhaltet ein Analysesystem gemäß
einer ersten Ausführungsform eine Steuereinrichtung, mit der mindestens zwei Lichtquellen
getrennt voneinander aktiviert werden können und die Lichtquellen voneinander getrennte
oder zumindest nicht vollständig überlappende Bereiche der Aufgabezone oder Auswerte
zone des Testelementes beleuchten. Von der Auswertezone des Testelementes reflektiertes
oder durch die Auswertezone transmittiertes Licht wird von mindestens einem Sensor de
tektiert, der Ausgangssignale entsprechend der Lichtintensität liefert. Eine Auswerteeinheit
nimmt ein erstes Ausgangssignal auf, während die erste der mindestens zwei Lichtquellen
aktiviert ist und ein zweites Ausgangssignal während die zweite der mindestens zwei
Lichtquellen aktiviert ist. Die Ausgangssignale werden von der Auswerteeinheit in Meß
werte umgewandelt und diese Meßwerte miteinander verglichen. Falls die Abweichung der
Meßwerte voneinander ausreichend gering ist, wurde eine ausreichende Menge an Probe
flüssigkeit auf das Testelement aufgegeben. Überschreitet die Abweichung den vorgegebe
nen Grenzwert, so war die Probenmenge entweder zu gering und/oder wurde unsachgemäß
aufgegeben und das Analysesystem gibt eine entsprechende Fehlermeldung aus.
Im Stand der Technik ist bereits seit geraumer Zeit das Problem bekannt, daß analytische
Testelemente fehlerhafte Resultate liefern, wenn entweder zu wenig Probeflüssigkeit auf ein
Testelement aufgegeben wird oder die Probeflüssigkeit fehlerhaft, d. h. nicht vollständig am
vorbestimmten Ort aufgegeben wird. In der Vergangenheit mußte der Benutzer selbst
visuell kontrollieren, ob die Probeflüssigkeit am richtigen Ort und in ausreichender Menge
aufgegeben wurde. Eine visuelle Kontrolle durch den Benutzer ist jedoch wenig zuverlässig,
insbesondere bei Testelementen zur Feststellung des Blutzuckerspiegels, die von
Diabetikern benutzt werden, deren Sehvermögen häufig durch die Krankheit beeinträchtigt
ist.
Zur Lösung des Problems wird in der europäischen Patentschrift EP-B-0 087 466 eine
Apparatur beschrieben, die aufgrund der Absorption von Wasser im Infrarotbereich eine
Abschätzung vornimmt, ob die Probenmenge ausreichend ist. Die vorgeschlagene Apparatur
ist jedoch für ein tragbares Analysesystem, wie z. B. ein Blutzuckermeßgerät, nachteilig, da
zusätzlich zu den Mitteln für eine quantitative Auswertung ein Infrarotsender und
Empfänger notwendig sind. Weiterhin wird mit der in EP-B-0 087 466 beschriebenen
Apparatur eine integrale Untersuchung vorgenommen, ob genügend Probeflüssigkeit auf
gegeben wurde. Für die Durchführung analytischer Tests mit Testelementen ist jedoch nicht
nur die Gesamtmenge an Probeflüssigkeit von Belang, sondern auch die Verteilung der
Probeflüssigkeit über die Probenaufgabezone. Mit dieser Apparatur sind daher solche Fälle
nicht sicher zu erkennen, bei denen zwar ausreichend Probeflüssigkeit aufgegeben wurde,
diese jedoch so ungünstig plaziert ist, daß der Reagenzbereich des Testelementes ungleich
mäßig oder unvollständig mit Probeflüssigkeit durchfeuchtet wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein Analysesystem vorzuschlagen,
das Mittel beinhaltet, mit denen eine unzureichende Probenmenge oder eine ungeeignete
Aufgabe der Probe auf das Testelement sicher erkannt werden kann. Eine weitere Aufgabe
der vorliegenden Erfindung war es, Mittel zur Feststellung unzureichender Probemengen
vorzuschlagen, die einfach und kostengünstig in kompakte Analysesysteme integriert wer
den können bzw. die bereits in Analysesystemen vorhanden sind.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein Analysesystem zur Auswertung von
Testelementen gelöst, das mindestens zwei Lichtquellen, die voneinander getrennte oder
zumindest nicht vollständig überlappende Bereiche der Aufgabezone oder Auswertezone
des Testelementes beleuchten sowie eine Steuereinrichtung, mit der die mindestens zwei
Lichtquellen getrennt voneinander aktiviert werden können, mindestens einem Sensor, der
von der Auswertezone reflektiertes oder durch die Auswertezone transmittiertes Licht de
tektiert und Ausgangssignale entsprechend der Lichtintensität liefert sowie eine Auswerte
einheit, die ein erstes Signal des Sensors aufnimmt und in einen ersten Meßwert umwandelt,
wenn die erste der mindestens zwei Lichtquellen aktiviert ist, die ein zweites Aus
gangssignal des Sensors aufnimmt und in einen zweiten Meßwert umwandelt, wenn die
zweite der mindestens zwei Lichtquellen aktiviert ist, die die Meßwerte vergleicht und fest
stellt, ob die Abweichung von erstem und zweitem Meßwert ausreichend klein ist.
Analog wird erfindungsgemäß ein Analysesystem zur Auswertung von Testelementen vor
geschlagen, das mindestens zwei Sensoren beinhaltet, die von jeweils einem Bereich der
Aufgabezone oder Auswertezone reflektiertes oder transmittiertes Licht detektieren und
Ausgangssignale entsprechend der Lichtintensität liefern, wobei die Bereiche voneinander
getrennt sind oder zumindest nicht vollständig überlappen sowie mindestens einer Licht
quelle, die die Probenaufgabezone oder Auswertezone beleuchtet, eine Auswerteeinheit, die
ein Ausgangssignal des ersten Sensors aufnimmt und in einen ersten Meßwert umwandelt,
ein Ausgangssignal des zweiten Sensors aufnimmt und in einen zweiten Meßwert um
wandelt, den ersten und zweiten Meßwert vergleicht und feststellt, ob die Abweichung der
Meßwerte ausreichend klein ist.
Analysesysteme zur Auswertung von Testelementen werden einerseits im Bereich der
klinischen Diagnostik eingesetzt, wo es darauf ankommt, hohe Probendurchsätze zu er
reichen. Andererseits werden solche Analysesysteme jedoch im Bereich des sogenannten
Home-Monitoring eingesetzt, bei dem der Patient mit Hilfe geeigneter Testelemente und
eines kompakten Analysesystemes in die Lage versetzt wird, Routinemessungen, wie z. B.
den Blutzuckerspiegel oder das Koagulationsverhalten des Blutes, selbst zu überprüfen.
Insbesondere im Bereich des Glukosemonitoring haben sich Analysesysteme zur Auswer
tung von Testelementen stark durchgesetzt. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei Diabe
tikern zu hohe aber auch zu niedrige Blutzuckerspiegel zu irreversiblen physiologischen
Schädigungen führen. Insbesondere für diese Geräte, die von der breiten Bevölkerung be
dient werden aber auch für automatisch klinische Analysensysteme ist es von Bedeutung,
daß eine ausreichende Menge Probeflüssigkeit, in der Regel Blut aber auch Urin, Speichel
und dergleichen, auf eine dafür vorgesehene Zone des Testelementes in geeigneter Weise
aufgegeben wird. Diese Forderung, eine bestimmte Probenmenge nicht zu unterschreiten
und auch die Probe geeignet zu positionieren, wird deutlicher wenn man sich die Funk
tionsweise von Testelementen und ihre automatische Auswertung vergegenwärtigt.
Testelemente für analytische Auswertungen sind in der Regel streifenförmig ausgebildet.
Auf einem Halter, der zur Handhabung dient, ist eine Reagenzschicht aufgebracht, die mit
der Probe reagiert und hierbei eine detektierbare Änderung durchläuft. Bei einer Vielzahl
von Analysemethoden ist diese detektierbare Veränderung ein Farbumschlag im sichtbaren
Bereich des Spektrums. Ein derartiges Analyseverfahren mit einem Testelement ist bei
spielsweise in der EP-A-0 354 441 beschrieben. Zur Messung der Gerinnungsfaktoren des
Blutes wird jedoch z. B. auch die Wechselwirkung des Testelementes mit einem Magnetfeld
untersucht. Weiterhin sind auch Testelemente bekannt, deren Fluroeszenzeigenschaft sich in
Abhängigkeit von der Analytkonzentration in der Probe ändert. Die vorliegende Erfindung
ist nicht auf die Anwendung eines spezifischen Analyseprinzips beschränkt, wenngleich auch
ihre Anwendung in Reflektionsphotometern besonders günstig ist.
Analytische Testelemente besitzen gegenüber klinischen Analysen in flüssiger Phase den
Vorteil, daß keine exakte Dosierung der Probeflüssigkeit vorgenommen werden muß,
sondern lediglich bestimmte Mengenbereiche einzuhalten sind. Diese günstige Eigenschaft
von Testelementen erklärt sich aus ihrem Aufbau. Die Probe wird auf eine saugfähige
Schicht aufgegeben, die ein begrenztes Volumen Probeflüssigkeit aufnimmt und an die
Reaktionszone weitergibt. Die Reaktionszone kommt mit einer genau vorbestimmten
Menge an Probeflüssigkeit in Kontakt, so daß eine quantitative Auswertung möglich ist.
Wird eine zu große Probenmenge auf das Testelement aufgegeben, so wird diese aufgrund
der begrenzten Saugeigenschaften der Reaktionszone nicht von dieser aufgenommen und
kann keine Verfälschung des Analyseergebnisses bewirken. Dieses vorteilhafte Verhalten
von analytischen Testelementen ist beispielsweise in EP-A-0 345 781 beschrieben.
Wird hingegen auf ein Testelement eine zu geringe Probenmenge aufgegeben, so führt dies
zu einer starken Verfälschung des Analyseergebnisses, da bei der Auswertung stets davon
ausgegangen wird, daß die Reaktionszone ausreichend mit einer bestimmten Menge Probe
flüssigkeit durchfeuchtet ist. Ein vergleichbares Problem tritt auf, wenn zwar genügend
Probeflüssigkeit auf das Testelement gegeben wird, dies jedoch nicht an geeigneter Stelle
erfolgt. Wird beispielsweise ein Blutstropfen so aufgegeben, daß nur ein Teilbereich der
Reagenzschicht mit der Probe in Berührung kommt, so findet in den übrigen Bereichen der
Reagenzschicht keine Reaktion statt. Auch eine derartige Probenaufgabe täuscht daher eine
zu geringe Probenmenge vor.
Erfindungsgemäß wird geprüft, ob der Bereich der Reaktionszone, welcher ausgewertet
wird, mit Probeflüssigkeit versorgt ist. Dies erfolgt, indem Remissions- oder Transmissions
werte von mindestens zwei Teilbereichen der Aufgabezone oder aber Auswertezone
miteinander verglichen werden.
Testelemente im Sinne der vorliegenden Erfindung besitzen eine Aufgabezone für Probe
flüssigkeit sowie eine oder mehrere Auswertezonen. Bei den heute gängigen Teststreifen für
Reflektionsmessungen wird die Probeflüssigkeit auf die Aufgabezone gegeben und gelangt
von dort in die Reagenzschicht. Die Reagenzschicht ist ihrerseits in der Regel von der der
Aufgabezone abgewandten Seite optisch zugänglich und dient zur Auswertung des Test
elementes, wird daher als Auswertezone bezeichnet. Probenaufgabe und -auswertung erfol
gen demgemäß von zwei gegenüberliegenden Seiten. Es sind weiterhin auch solche Test
elemente für Remissionsmessungen erhältlich, bei denen Probenaufgabe und -auswertung
von der gleichen Seite durchgeführt werden. In diesem Falle sind Aufgabezone und Aus
wertezone miteinander identisch.
Bei Testelementen für Transmissionsmessungen wird die Seite der Probenaufgabe wiederum
als Aufgabezone bezeichnet. Aufgrund der erforderlichen Lichtdurchlässigkeit des Test
elementes dient jedoch die Gesamtheit der Schichten des Testelementes als Auswertezone.
Zur Feststellung, ob auf die Aufgabezone eines Testelementes eine ausreichende Menge
Probeflüssigkeit hinreichend gleichmäßig aufgegeben wurde, wird erfindungsgemäß er
mittelt, ob voneinander verschiedene Bereiche der Aufgabezone oder Auswertezone ähn
liche Transmissions- oder Remissionseigenschaften besitzen. Dieses Meßprinzip setzt
voraus, daß die Probenaufgabe selbst und/oder ein Reaktionsprodukt der Probeflüssigkeit
mit der Reagenzschicht zu einer Veränderung der Remissions- oder Transmissionseigen
schalten führt. Wird beispielsweise eine gefärbte Flüssigkeit, wie Blut, auf einen Teststreifen
aufgegeben, so kann bereits aufgrund dieser Färbung bestimmt werden, ob verschiedene
Bereiche der Aufgabezone durch Probeflüssigkeit benetzt sind. Vorzugsweise wird für die
erfindungsgemäße Bestimmung jedoch eine Remissions- oder Transmissionsänderung her
angezogen, die aufgrund einer Reaktion der Probeflüssigkeit mit der Reagenzschicht des
Testelementes erfolgt. Bei Testelementen für Remissionsmessungen wird die Untersuchung
vorzugsweise von der der Probenaufgabe entgegensetzten Seite vorgenommen. Dies hat
den Vorteil, daß nicht nur ein ungleichmäßiger Probenauftrag erkannt wird, sondern auch
eventuelle Fehler des Testelementes, wie z. B. schwankende Durchlässigkeit für die
Probenflüssigkeit oder schwankende Reagenzkonzentration in der Reagenzschicht, die zu
einer ungleichmäßigen Verfärbung der Auswertezone führen.
Für die Feststellung, ob eine ausreichende Menge Probeflüssigkeit gleichmäßig auf die Auf
gabezone gegeben wurde, kann im Rahmen einer ersten Ausführungsform ein Analyse
system verwendet werden, das mindestens zwei Lichtquellen besitzt, die voneinander ge
trennte oder zumindest nicht vollständig überlappende Bereiche der Aufgabezone oder
Auswertezone des Testelementes beleuchten. Mit mindestens einem Sensor wird von der
Auswertezone reflektiertes oder durch die Auswertezone transmittiertes Licht detektiert.
Durch die Betrachtung zweier Bereiche der Auswertezone kann ermittelt werden, ob von
diesen beiden Bereichen ausreichend gleichartige Signale erhalten werden. Ist dies nicht der
Fall, so hat in dem betrachteten Bereich keine gleichmäßige Reaktion von Probe und
Reagenz stattgefunden, was darauf zurückgeht, daß entweder zuwenig Probeflüssigkeit
verwendet wurde, die Probeflüssigkeit nicht gleichmäßig auf die Aufgabezone aufgetragen
wurde oder das Testelement schadhaft ist. In jedem dieser Fälle kann das Testelement nicht
sinnvoll ausgewertet werden, so daß der Bediener des Analysesystems auf diesen Umstand
aufmerksam gemacht werden muß. Werden hingegen von den untersuchten Bereichen aus
reichend gleiche Meßwerte erhalten, so kann, wenn die Bereiche geeignet gewählt wurden,
davon ausgegangen werden, daß die durchgeführte Analyse verwendbar ist und in einem
Nachfolgeschritt quantifiziert werden kann. Um einen Vergleich unterschiedlicher Bereiche
der Auswertezone durchführen zu können, dürfen die untersuchten Bereiche nicht voll
ständig überlappen. Es ist jedoch möglich, daß sich die untersuchten Bereiche teilweise
überschneiden. Reziprok zu der beschriebenen Vorgehensweise kann die Untersuchung
voneinander verschiedener Bereiche der Auswertezone auch durch zwei Sensoren erfolgen,
die Strahlung von unterschiedlichen Bereichen der Auswertezone erhalten.
Bei der ersten Ausführungsform mit mindestens zwei Lichtquellen können selbstverständlich
auch noch mehr Lichtquellen verwendet werden, um zusätzliche Bereiche der Auswerte
zone zu berücksichtigen. In der Praxis hat sich gezeigt, daß mit der erwähnten Ausführungs
form jedoch schon bei Verwendung von nur zwei Lichtquellen eigentlich alle in der Praxis
auftretenden Fälle nicht ausreichender oder ungleichmäßiger Probenaufgabe erkannt werden
können. Analog gilt dies für die zweite Ausführungsform der Erfindung mit mindestens zwei
Sensoren.
Lichtquellen im Sinne der Erfindung sind sowohl solche mit einem im wesentlichen konti
nuierlichen Emissionsspektrum, wie z. B. Glühlampen, als auch solche, die ein sogenanntes
Bandenspektrum besitzen, wie z. B. Leuchtdioden. Leuchtdioden sind für eine Verwendung
in einem tragbaren Analysesystem besonders gut geeignet, da sie einen relativ hohen
Wirkungsgrad besitzen, was für batteriebetriebene Geräte von Bedeutung ist. Weiterhin sind
Leuchtdioden für eine Reihe von Wellenlängenbereichen im sichtbaren sowie auch im Infra
rotbereich erhältlich. Vorzugsweise wird in einem erfindungsgemäßen Analysesystem eine
Lichtquelle eingesetzt, die den Hauptteil ihrer Strahlung in einem Wellenlängenbereich
emittiert, der von der Auswertezone, nachdem sie mit Analyt reagiert hat, stark absorbiert
wird. Beispielsweise wird für eine Testzone, die sich bei Reaktion mit dem Analyten rot
verfärbt, eine grüne Leuchtdiode eingesetzt.
Bei der ersten Ausführungsform werden die Lichtquellen nacheinander aktiviert. Vorzugs
weise liegt zwischen den Zeiten, zu denen die Lichtquellen aktiviert sind, eine Zeitspanne
von weniger als 0,5 s.
Von der Auswertezone des Testelementes reflektierte Strahlung wird bei der ersten Ausfüh
rungsform durch mindestens einen Sensor und bei der zweiten Ausführungsform durch
mindestens zwei Sensoren detektiert. Sensoren im Sinne der Erfindung sind im Stand der
Technik gängige Halbleiterbauelemente, wie Photodioden, Phototransistoren oder photo
voltaische Elemente.
Bei jeder der zwei Ausführungsformen werden die Ausgangssignale des Sensors bzw. der
Sensoren durch eine Auswerteeinheit aufgenommen und in einen Meßwert umgewandelt.
Diese Umwandlung kann eine Konversion analoger Sensorsignale in digitale Meßwerte be
inhalten. Insbesondere ist es jedoch meist notwendig, die Ausgangssignale unter Berück
sichtigung gerätespezifischer Größen in Meßwerte umzurechnen, die miteinander vergleich
bar sind. In einem Idealfall, in dem bei der ersten Ausführungsform die zwei Lichtquellen
gleiche Intensität, identische spektrale Intensitätsverteilungen und auch gleiches Abstrahl
verhalten besitzen, so daß die auf der Aufgabezone beleuchteten Bereiche gleich groß sind
und mit gleicher Intensität ausgeleuchtet werden, kann auf eine Umrechnung gegebenenfalls
verzichtet werden, wenn auch die Strahlengänge von der ersten Lichtquelle über die Auf
gabezone zum Sensor und von der zweiten Lichtquelle über die Aufgabezone zum Sensor
gleich sind. Da dieser Idealfall jedoch in der Praxis kaum anzutreffen ist, sollte mit dem je
weiligen Gerät zumindest werkseitig optional aber auch vor jeder Messung eine Kalibration
durchgeführt werden. Für die erste Ausführungsform mit zwei Lichtquellen kann dies so
erfolgen, daß nacheinander mit beiden Lichtquellen ein homogener Teststreifen beleuchtet
und die gewonnenen Ausgangssignale des Sensors zueinander ins Verhältnis gesetzt wer
den. Der erhaltene Quotient berücksichtigt bereits unterschiedliche Intensitäten, Intensitäts
verteilungen, Strahlungskegel der einzelnen Sensoren sowie gegebenenfalls unterschiedliche
Lichtwege. Mit Hilfe des gewonnenen Quotienten können später an einem zu unter
suchenden Testelement gewonnene Ausgangssignale in Meßwerte umgerechnet und mitein
ander verglichen werden. Im einfachsten Falle erfolgt dies, indem eines der erhaltenen Aus
gangssignale mit dem Quotienten multipliziert wird. In der Praxis wird diese Umrechnung
jedoch in der Regel etwas aufwendiger sein, da z. B. noch eine Dunkelstromkorrektur des
Sensors vorgenommen wird, um Restlicht, das nicht von den Lichtquellen stammt sowie
Verstärkerrauschen und andere elektronische Effekte, zu kompensieren.
Neben einer relativen Korrektur der beiden Lichtquellen gegeneinander kann auch eine ab
solute Kalibration vorgenommen werden. Hierzu werden mit den verwendeten Lichtquellen
nacheinander ein Testelement bekannter Remission oder Transmission beleuchtet und Kali
brationsfaktoren ermittelt, die eine Umrechnung der Sensorsignale in absolute Remissions-
oder Transmissionswerte ermöglichen. Da dieses Kalibrationsverfahren für jede der Licht
quellen durchgeführt wird, werden auch für jede der Lichtquellen geeignete Kalibrations
faktoren erhalten. Vorteilhaft wird die Kalibration nicht nur an einem einzigen Testelement
bekannter Remission oder Transmission durchgeführt sondern an zwei oder mehreren mit
unterschiedlichen optischen Eigenschaften. Bei dieser Vorgehensweise werden für jede
Lichtquelle zwei oder mehr Wertepaare aus Sensorsignalen und Remissions- bzw. Trans
missionswerten erhalten, so daß anhand der Wertepaare eine Kalibrationsgerade oder
allgemein eine Kalibrationskurve zur Umrechnung von Sensorsignalen in Remissionswerte
aufgestellt werden kann.
Bei einer zweiten Ausführungsform mit mindestens zwei Sensoren wird so vorgegangen,
daß bei Beleuchtung eines Testelementes die Ausgangssignale der mindestens zwei Senso
ren aufgenommen werden. Die Kalibration einer solchen Anordnung kann analog der be
schriebenen Vorgehensweise für die erste Ausführungsform vorgenommen werden.
Bei jeder der beiden genannten Ausführungsformen werden von der Auswerteeinheit
schließlich die Meßwerte miteinander verglichen und anhand ihrer Abweichung festgestellt,
ob die untersuchten Bereiche der Auswertezone hinreichend gleiche Remissions- bzw.
Transmissionseigenschaften aufweisen. Diese Untersuchung wird vorzugsweise durch eine
Differenzbildung der ermittelten Meßwerte vorgenommen. Zur Bildung der Differenzen
beinhaltet die Auswerteeinheit ein Modul zur Differenzbildung, das beispielsweise mit einem
Operationsverstärker realisiert werden kann.
Als Kriterium, ob eine ausreichende Menge Probe auf das Testelement aufgegeben wurde,
wird der Betrag der Differenz herangezogen. Das Testelement wird als geeignet zur quanti
tativen Auswertung erkannt, wenn die Betragsdifferenz unter einem vorgegebenen Grenz
wert liegt. In der Praxis sind bei stärkeren Verfärbungen der Auswertezone auch höhere
Abweichungen der Meßwerte tolerierbar als dies bei kleinen Analytkonzentrationen und den
daraus resultierenden geringeren Verfärbungen der Fall ist. Für verschiedene Bereiche der
gemessenen Remission können vorteilhaft unterschiedliche Grenzwerte der Meßwertab
weichung verwendet werden. Günstig ist es auch, statt der Meßwertdifferenz eine relative
Abweichung der Meßwerte voneinander zu verwenden, da bei dieser bereits die absolute
Höhe der Meßwerte mit einfließt und dieser Vorgehensweise der vorangehend beschriebene
Vorteil mehrerer Grenzwerte bereits inhärent ist. Die relative Abweichung der Meßwerte
kann ermittelt werden, indem die Betragsdifferenz der Meßwerte zum Mittelwert der Meß
werte ins Verhältnis gesetzt wird. Werden bei der ersten Ausführungsform mehr als zwei
Sensoren eingesetzt, so können entsprechend auch mehrere Differenzen zwischen den
einzelnen Meßwerten gebildet und ihre Abweichungen voneinander untersucht werden. Ent
sprechendes gilt für die Verwendung mehrerer Sensoren bei der zweiten Ausführungsform.
Neben einer Meßwertdifferenz und einer relativen Abweichung der Meßwerte voneinander
kann erfindungsgemäß auch der Quotient der beiden Meßwerte gebildet werden, um zu
erkennen, ob die Auswertezone ausreichend homogen für eine quantitative Auswertung ist.
Bei der Verwendung des Quotienten als Erkennungskriterium wird geprüft, wie nahe der
Quotient an eins liegt. Es können Grenzwerte unterhalb und oberhalb eins gewählt werden,
die nicht unter- bzw. überschritten werden dürfen.
Die zulässigen Abweichungen der Meßwerte, bei denen noch eine ausreichend homogene
Auswertezone des Testelementes vorliegt, um ein quantitativ richtiges Ergebnis zu liefern,
können in Experimentalserien ermittelt werden. In der Regel wird es lediglich notwendig
sein, den zulässigen Grenzwert einmalig für eine bestimmte Gerätebauform und einen be
stimmten Testelementetyp zu ermitteln. Der Grenzwert kann in einem Speicher des
Analysesystems als vorgegebener Grenzwert einmalig abgelegt werden. Es ist jedoch auch
vorteilhaft möglich, in der gebräuchlichen Codierung von Teststreifen auch diesen
Grenzwert mit anzugeben. Das Analysesystem kann bei dieser Vorgehensweise flexibler auf
verschiedene Testelementetypen oder herstellungsbedingte Schwankungen der Testelemente
reagieren.
Die Bestrahlung der Auswertezone des Testelementes und Detektion der transmittierten
oder reflektierten Strahlung erfolgt bevorzugt mehrfach an dem gleichen Testelement. Bei
einer solchen Vorgehensweise wird entweder Probe auf das Testelement aufgegeben und
dieses darauf in ein erfindungsgemäßes Analysesystem überführt oder die Aufgabe der
Probeflüssigkeit erfolgt, während sich das Testelement bereits im Analysesystem befindet.
Der Start der Messung kann beispielsweise von dem Benutzer durch Betätigung einer Taste
initiiert werden oder auch durch eine automatische Erkennung eines Testelementes im
Analysesystem, beispielsweise durch eine Lichtschranke, einen Mikroschalter oder der
gleichen. Vorzugsweise werden nach dieser Initiierung vom Analysesystem wiederholt
Messungen in zeitlichen Abständen durchgeführt. So kann die Entwicklung der Farbbildung
auf der Auswertezone verfolgt und die Abweichung der Meßwerte voneinander überwacht
werden. Sollte die Abweichung der Signale nach einer ausreichenden Zeit nicht unter den
gesetzten Grenzwert absinken, so wird das Testelement zurückgewiesen und keine quanti
tative Auswertung durchgeführt. Auf der anderen Seite ist es wichtig, daß nicht bereits eine
Auswertung erfolgt, bevor eine Veränderung der Auswertezone stattgefunden hat, da dies
eine ausreichende Probenmenge vortäuschen könnte. Daher ist es vorteilhaft, neben den
Abweichungen der Meßwerte voneinander auch die Absolutwerte der einzelnen Meßwerte
zu berücksichtigen. Besonders einfach gelingt dies, wenn die Sensorsignale in Meßwerte
umgewandelt werden, die relativen oder auch absoluten Remissionen bzw. Transmissionen
entsprechen. Solche Meßwerte können vor Durchführung der Auswertung daraufhin über
prüft werden, ob ihr Wert einerseits zeitlich ausreichend konstant ist und damit die analy
tische Reaktion in ausreichendem Maße abgeschlossen ist und ob überhaupt eine Reaktion
in ausreichendem Maße erfolgt ist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung können insbesondere Testelemente vor
teilhaft verwendet werden, bei denen die Aufgabezone für Probeflüssigkeit mit einem Netz
überzogen ist. Das Netz führt dazu, daß die Bereiche der Aufgabezone, auf der sich die
Probeflüssigkeit ausbreitet, relativ scharf begrenzt ist. Dies hängt mit einer Triggerfunktion
des Netzes zusammen. Aufgrund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit in Netzen besteht
eine Tendenz, daß sich Netzmaschen entweder vollständig mit einem Flüssigkeitsfilm füllen
oder aber keine Flüssigkeit aufnehmen. Dieses "Alles oder Nichts" Prinzip führt zur Ausbil
dung ausgeprägter Flüssigkeitskanten entlang der Netzlinien, die von einer erfindungsge
maßen Vorrichtung besonders gut ausgewertet werden können.
Geeignete Netze zum Abdecken der Probeaufgabezone besitzen in der Regel quadratische
oder rechteckige Maschen und bestehen vorzugsweise aus einem hydrophilen Material, das
keine wesentlichen Mengen an Flüssigkeit aufnimmt. Geeignete Netzmaterialien sind bei
spielsweise monofile, grobmaschige Kunstfasergewebe aus Polyester, Polyamid usw., be
vorzugt sind die Netze mit Detergenzien imprägniert. Erfindungsgemäß hat es sich als vor
teilhaft herausgestellt, wenn die Verbindungslinie zwischen den beleuchteten Bereichen auf
der Auswertezone mit den Fäden des Netzes einen Winkel von 45 bildet. Analoges gilt für
die zweite Ausführungsform, bei der die Verbindungslinie zwischen den Bereichen, von
denen die Sensoren Strahlung aufnehmen, mit den Fäden des Netzes einen Winkel von 45
bildet.
Die vorliegende Erfindung kann vorteilhaft auch mit Lichtquellen unterschiedlicher spek
traler Intensitätsverteilung durchgeführt werden. Bei der ersten Ausführungsform werden
dabei Sätze von mindestens zwei Lichtquellen verwendet, die weitgehend in ihrer spektralen
Intensitätsverteilung übereinstimmen. Innerhalb jeden Satzes kann die erfindungsgemäße
Vorgehensweise angewandt werden, wobei ein Vergleich der mit den unterschiedlichen
Sätzen gewonnenen Untersuchungen eine zusätzliche Absicherung ermöglicht. Weiterhin
können die Lichtquellen unterschiedlicher spektraler Intensitätsverteilung auch herange
zogen werden, um eine quantitative Auswertung der Testelemente bei verschiedenen
Wellenlängen zu ermöglichen. Entsprechend sind bei der zweiten Ausführungsform der Er
findung zwei oder mehr Lichtquellen unterschiedlicher spektraler Intensitätsverteilung an
wendbar.
Die vorliegende Erfindung wird anhand einiger Figuren näher erläutert.
Fig. 1 Schematische Darstellung eines Systems gemäß Ausführungsform 1
Fig. 2 Schematische Darstellung eines Systems gemäß Ausführungsform 2
Fig. 3 Aufsicht auf die Abdeckung für die Optik eines Analysesystems gemäß Ausfüh
rungsform 1
Fig. 4 Querschnitt durch Fig. 3 entlang Linie A-A
Fig. 5 Querschnitt durch Fig. 3 entlang Linie B-B
Fig. 6 Darstellung von beleuchteten Bereichen auf einem Testelement
Fig. 7 Teststreifen mit aufgegebener Probe von oben (Aufgabezone) und unten
(Auswertezone)
Fig. 8 Verfahrensschritte zur Feststellung ob auf die Aufgabezone eines Testelementes
eine ausreichende Menge an Probeflüssigkeit gleichmäßig aufgegeben wurde
Fig. 9 Auswertekurve für verschiedene Blutvolumina mit einem Blutzuckermeßgerät
und Testelement des Standes der Technik
Fig. 10 Meßkurve eines Blutzuckermeßgerätes mit einer erfindungsgemäßen Auswerte
vorrichtung
Fig. 11 Bilder von Testelementen mit aufgegebener Probe.
Fig. 1 stellt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gemäß Aus
führungsform 1 dar. Die Figur zeigt ein Testelement (T) mit einer darauf befindlichen Aus
wertezone (A), die von zwei Lichtquellen (L₁, L₂) beleuchtet wird. Jede der Lichtquellen
wird durch eine Linse bzw. ein Linsensystem auf einen zugehörigen Bereich (B₁, B₂) auf der
Auswertezone abgebildet. Von diesen Bereichen diffüs reflektierte Strahlung wird von dem
Detektor (D) aufgenommen und das Ausgangssignal an die Auswerteeinheit (E) weiterge
leitet. Die Auswerteeinheit ermittelt aus den Ausgangssignalen des Sensors, ob auf die Auf
gabezone des Testelementes eine ausreichende Menge Probeflüssigkeit gleichmäßig aufge
geben wurde, indem die Remissionswerte der Bereiche B₁ und B₂ miteinander verglichen
werden. Stimmen die Remissionswerte ausreichend gut überein, so kann eine entsprechende
Anzeige auf der Anzeigevorrichtung (Z) dargestellt werden. In der Regel wird jedoch in
diesem Fall direkt eine quantitative Auswertung des Testelementes vorgenommen und das
Auswerteergebnis auf der Anzeigeeinheit dargestellt. Sollte jedoch die Differenz der Re
missionswerte der Bereiche B₁ und B₂ den vorgegebenen Grenzwert überschreiten, so wird
auf der Anzeigevorrichtung (Z) ein entsprechender Hinweis ausgegeben.
Zur Durchführung der Feststellung ob genügend Probeflüssigkeit ausreichend gleichmäßig
aufgegeben wurde, wird von der Steuereinheit (S) zunächst die Lichtquelle L₁ aktiviert und
gleichzeitig von der Steuereinheit an die Auswerteeinheit die Information weitergegeben,
daß das ankommende Ausgangssignal des Sensors zur Lichtquelle L₁ gehört. Nachdem die
Lichtquelle L₁ deaktiviert wurde, wird der entsprechende Vorgang mit der Lichtquelle L₂
wiederholt. Auf Basis der erhaltenen Ausgangssignale wird nach Umrechnung in Meßwerte
wie bereits beschrieben die Feststellung getroffen. Für eine gegebenenfalls nachfolgende
quantitative Auswertung des Testelementes können die Lichtquellen nacheinander aktiviert
werden und entweder die Meßwerte oder daraus gewonnene Konzentrationswerte gemittelt
werden. Weiterhin können die Lichtquellen L₁ und L₂ simultan aktiviert werden und das
nunmehr am Detektor anliegende Ausgangssignal ausgewertet werden. Es kann jedoch für
diese nachfolgende Messung auch eine weitere Lichtquelle verwendet werden, die vorzugs
weise einen kleineren Bereich der Auswertezone (A) beleuchtet als die Lichtquellen L₁ und
L₂. Erfindungsgemäß ist es jedoch vorteilhaft, die Auswertung mit den Lichtquellen L₁ und
L₁ vorzunehmen, da keine weiteren Lichtquellen in das Analysesystem integriert werden
müssen und außerdem für die Bereiche B₁ und B₂ bereits verifiziert wurde, daß sie geeignet
mit Probeflüssigkeit versorgt sind. Es wird bei dieser Vorgehensweise zwar in der Regel nur
ein relativ kleiner Teil der Auswertezone verwendet und Informationen aus anderen Be
reichen der Auswertezone nicht berücksichtigt, dafür kann jedoch auch weitestgehend aus
geschlossen werden, daß durch andere Bereiche als B₁ und B₂ Falschinformationen in die
Auswertung hineingelangen.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform. Eine
Leuchtdiode (L) beleuchtet durch eine Linse bzw. ein Linsensystem einen Bereich (B) der
Auswertezone (A) des Testelements (T). Von der Auswertezone reflektierte Strahlung wird
durch die Detektoren D₁ und D₂ an die Auswerteeinheit (E) weitergeleitet. Aufgrund der
geometrischen Anordnung empfängt der Detektor D₁ Strahlung aus dem Teil A′ der Aus
wertezone stärker als aus dem Bereich A′′. Der Detektor D₂ hingegen empfängt Strahlung
aus dem Bereich A′′ stärker als aus dem Bereich A′. Durch die Auswerteeinheit (E) werden
die Ausgangssignale der Detektoren in Meßwerte umgewandelt und festgestellt, ob der Be
trag der Differenz der Meßwerte kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist. Die Aus
werteeinheit (E) ist mit der Steuereinheit (S) gekoppelt, die die Lichtquelle (L) ansteuert.
Somit kann gewährleistet werden, daß von der Auswerteeinheit die Signale der Detektoren
aufgenommen werden, während die Lichtquelle aktiviert ist. Ergebnisse der Auswertung
können auf einer Anzeigeeinheit (Z) dargestellt werden, die ihrerseits mit der Auswerteein
heit verbunden ist.
Fig. 3 zeigt die Aufsicht auf eine Abdeckung (10) für den Meßbereich des Analysesystems.
Die Abdeckung (10) besteht aus einem schwarzen, lichtabsorbierenden Kunststoff. In ihr
befindet sich ein optisches Fenster (11) aus transparentem Kunststoff, unter dem der Detek
tor (D) angeordnet ist. Neben einer Kante des Detektors (D) befinden sich zwei Linsen
(12), durch die Licht von den darunter liegenden Lichtquellen auf die Auswertezone des
Testelements abgebildet werden. In Fig. 3 ist durch eine Schraffierung auf dem optischen
Fenster (11) bereits angedeutet, wie die Netzlinien eines Testelementes mit Netz auf den
Detektor abgebildet wird. Es ist zu erkennen, daß die Netzlinie mit der Verbindungslinie
A-A zwischen den optischen Linsen (12) (und somit zwischen den Lichtquellen) einen 45°
Winkel bilden.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch ein Analysesystem gemäß Fig. 3 entlang der Schnitt
linie A-A. In dieser Darstellung ist die Anordnung der Lichtquellen (L₁, L₂) relativ zu den
optischen Linsen (12) sowie dem Teststreifen (T) deutlich zu erkennen. Die Lichtquellen
befinden sich unterhalb der optischen Linsen (12), die sich in der Abdeckung (10) befinden.
Die Linsen bestehen im dargestellten Fall aus einem transparenten Kunststoff, wie z. B.
Polymethylmetacrylat. Die dargestellten Lichtquellen sind Leuchtdioden mit einer lichtaus
sendenden Ebene in der Größe von 0,2 x 0,2 mm. Oberhalb der Abdeckung (10) befindet
sich eine Teststreifenauflage (13), die konusförmig ausgebildet ist und sich in Richtung auf
die Auswertezone (A) des Testelementes (T) hin verengt.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Fig. 3 entlang der Linie B-B. In dieser Dar
stellungsweise ist zu erkennen, daß unterhalb jeder optischen Linse zwei Leuchtdioden
nebeneinander angeordnet sind. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist es möglich,
platzsparend und ohne zusätzliche optische Elemente (Linsen) zwei Sätze von jeweils zwei
Typen Leuchtdioden unterzubringen. Die erste der in Fig. 5 dargestellten Leuchtdioden
(L₁′) hat ihren Emissionsschwerpunkt im grünen Bereich, während die zweite Leuchtdiode
(L₁′′) ihren Emissionsschwerpunkt im roten Bereich hat. Aus Fig. 5 ist ebenfalls zu er
kennen, daß die Teststreifenauflage (13) eine geometrische Form besitzt, die von der Aus
wertezone (A) reflektierte Strahlung möglichst vollständig auf den Detektor (D) fallen läßt.
Die in Fig. 5 eingezeichneten Größenangaben in mm liefern ferner eine Vorstellung, wie
stark ein Analysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung miniaturisiert werden kann.
Fig. 6 zeigt zwei Testelemente von der Oberseite mit ihren Auswertezonen (A). Die auf
den Auswertezonen eingezeichneten Kreise bezeichnen die Bereiche, die mittels der
Leuchtdioden und der Linsensysteme beleuchtet werden. Bei dem oberen Testelement sind
zwei kreisförmige Bereiche beleuchtet, die vollständig innerhalb der Auswertezone liegen
und sich geringfügig überlappen. Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn die Überlappung
der beleuchteten Bereiche kleiner als 50% der Fläche eines einzelnen Leuchtfleckes ist.
Weiterhin ist zu erkennen, daß die gesamte beleuchtete Fläche größer ist als der unbe
leuchtete Bereich, was sich ebenfalls als vorteilhaft im praktischen Einsatz erwiesen hat. Aus
einer Zusammenschau von Fig. 3 und Fig. 6 ergibt sich, wie ein Testelement während der
Messung relativ zu den Lichtquellen angeordnet ist.
Im unteren Bereich von Fig. 6 ist ein Testelement dargestellt, bei dem die Auswertezone
mit vier verschiedenen Lichtquellen etwa gleicher Wellenlänge beleuchtet wird. Dieses
Ausleuchtungsmuster kann mit vier in etwa quadratisch angeordneten Lichtquellen erzeugt
werden. Wie bereits erwähnt, bietet die Verwendung einer größeren Zahl von Lichtquellen
eine erhöhte Sicherheit zur Erkennung von Unterdosierungen oder fehlerhaften Testelemen
ten, insbesondere wenn die Probenaufgabezone nicht von einem Netz bedeckt ist.
Fig. 7a zeigt ein Testelement, das vorteilhaft in einem erfindungsgemäßen Analysesystem
verwendet werden kann, von der Oberseite. Die Probenaufgabezone ist mit einem Netz (14)
bedeckt, das quadratische Maschen besitzt. Im linken oberen Bereich der Probenaufgabe
zone ist ein grauer Bereich dargestellt, der exemplarisch zeigt, wie sich eine aufgegebene
Probeflüssigkeit ausgebreitet hat.
Fig. 7b zeigt dasselbe Testelement von der Unterseite. In dem Trägermaterial des Test
elementes ist eine kreisförmige Öffnung vorgesehen, durch die die Auswertezone (A) op
tisch zugänglich ist. Die aufgegebene Probeflüssigkeit führt auf der Auswertezone zu einer
Verfärbung, die durch ein schwarzes Kreissegment dargestellt ist.
Fig. 9 zeigt eine Kurve zur Blutzuckerbestimmung, die mit einem herkömmlichen Analyse
system unter Verwendung geeigneter Testelemente erhalten wurde. Als Probeflüssigkeit
diente eine Blutprobe mit 150 mg/dl Glukose. Auf der X-Achse der Fig. 9 ist die Menge
an Probevolumen (in µl) aufgetragen, die auf das Testelement aufgegeben wurde. Die
Y-Achse zeigt das Analysenresultat in mg/dl Glukose. Aus dem Kurvenverlauf ist zu erkennen,
daß für Probevolumina unterhalb 8 µl falsche Meßergebnisse erhalten werden.
Fig. 10 zeigt eine Serie vergleichbarer Experimente unter Verwendung des erfindungsge
mäßen Analysesystems. Die obere der Kurven wurde mit einer Blutprobe von 230 mg/dl
Glukosegehalt gewonnen und die untere Kurve mit einer Probe von 50 mg/dl Glukose. Die
genaueren Resultate der Analyse unterhalb 8 µl sind bedingt durch ein verbessertes Test
element. Fig. 10 zeigt jedoch, daß das Gerät unterhalb 3 µl keine Meßwerte mehr liefert,
sondern eine Fehlermeldung ausgibt. Somit kann sichergestellt werden, daß durch die Auf
gabe zu geringer Probevolumina auf das Testelement keine falschen Meßwerte angezeigt
werden.
Fig. 11 zeigt Bilder realer Testelemente, die in einem erfindungsgemäßen Analysesystem
ausgewertet wurden. Dabei wurden die folgenden Resultate erhalten:
Die in der obigen Tabelle aufgeführten Remissionen sind relative Remissionen bezogen auf
ein trockenes Testelement, dessen Remission zu 100% gesetzt wurde. Aus der Tabelle geht
hervor, daß die inhomogen mit Probe benetzten Testelemente 1 bis 3 sehr sicher erkannt
werden. Bei den ebenfalls inhomogen benetzten Testelementen 5 und 7 sind die Differenzen
der gemessenen Remissionen verhältnismäßig gering, was daran liegt, daß die Benetzung
entlang einer Diagonale auf der Auswertezone von oben links nach unten rechts fast symme
trisch ist. Da die Messungen für Tabelle 1 mit einem Analysesystem gemäß den Fig. 1
und 3 durchgeführt wurde, waren die beleuchteten Bereiche ihrerseits auch entlang der ge
nannten Diagonalen von oben links nach unten rechts angeordnet und konnten daher die
Unterdosierung relativ schwer erkennen. Die Testelemente 5 und 7 wurden willentlich in
dieser symmetrischen Art und Weise benetzt, um die Grenzen des Verfahrens auszuloten.
Derartig symmetrische Benetzungen treten bei einer praktischen Anwendung äußerst selten
auf.
Das Testelement (6) in Fig. 11 weist nur eine sehr kleine Differenz der gemessenen
Remissionswerte auf, da es ideal homogen benetzt ist. Aus der annähernden Gleichheit der
relativen Remissionen in der ersten Nachkommastelle ist zu erkennen, mit welcher Genauig
keit die Remissionen ermittelt und verglichen werden können. Bei geeigneter Wahl des
Grenzwertes für die Differenz der Remissionen, vorzugsweise unterhalb von 2%
Remission, können daher inhomogen benetzte Testelemente sicher erkannt werden.
Bezugszeichenliste
A Auswertezone
T Testelement
B₁, B₂ beleuchtete Bereiche
L, L₁, L₂ Lichtquellen
S Steuereinheit
D, D₁, D₂ Detektoren
E Auswerteeinheit
Z Anzeigeeinheit
(10) Abdeckung
(11) optisches Fenster
(12) optische Linse
(13) Teststreifenauflage
(14) Netz
T Testelement
B₁, B₂ beleuchtete Bereiche
L, L₁, L₂ Lichtquellen
S Steuereinheit
D, D₁, D₂ Detektoren
E Auswerteeinheit
Z Anzeigeeinheit
(10) Abdeckung
(11) optisches Fenster
(12) optische Linse
(13) Teststreifenauflage
(14) Netz
Claims (25)
1. Analysesystem zur Auswertung von Testelementen mit Mitte!n zur Feststellung, ob
auf die Aufgabezone eines Testelementes eine ausreichende Menge Probeflüssigkeit
gleichmäßig aufgegeben wurde, beinhaltend
- a) mindestens zwei Lichtquellen, die voneinander getrennte oder zumindest nicht vollständig überlappende Bereiche der Aufgabezone oder Auswertezone des Testelements beleuchten,
- b) eine Steuereinrichtung mit der die mindestens zwei Lichtquellen getrennt vonein ander aktiviert werden können,
- c) mindestens einen Sensor, der von der Auswertezone reflektiertes oder durch die Auswertezone transmittiertes Licht detektiert und Ausgangssignale entsprechend der Lichtintensität liefert,
- d) eine Auswerteeinheit,
die ein erstes Ausgangssignal des Sensors aufnimmt und in einen ersten Meßwert
umwandelt, wenn die erste der mindestens zwei Lichtquellen aktiviert ist,
die ein zweites Ausgangssignal des Sensors aufnimmt und in einen zweiten Meßwert umwandelt, wenn die zweite der mindestens zwei Lichtquellen aktiviert ist,
die die Meßwerte vergleicht und feststellt, ob die Abweichung der Meßwerte vonein ander ausreichend gering ist.
die ein zweites Ausgangssignal des Sensors aufnimmt und in einen zweiten Meßwert umwandelt, wenn die zweite der mindestens zwei Lichtquellen aktiviert ist,
die die Meßwerte vergleicht und feststellt, ob die Abweichung der Meßwerte vonein ander ausreichend gering ist.
2. Analysesystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Abweichung der Meßwerte vonein
ander durch Bildung des Betrages der Differenz der Meßwerte ermittelt wird und
diese Betragsdifferenz mit mindestens einem vorgegebenen Grenzwert verglichen
wird.
3. Analysesystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Abweichung der Meßwerte vonein
ander als relative Abweichung bestimmt wird und mit mindestens einem vorgegebenen
Grenzwert verglichen wird.
4. Analysesystem gemäß Anspruch 1, das weiterhin eine Anzeigeeinheit beinhaltet, mit
der eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn die Abweichung der Meßwerte
größer als ein vorgegebener Grenzwert ist und mit der ein Analyseergebnis ausgege
ben werden kann, wenn die Abweichung der Meßwerte kleiner als der Grenzwert ist.
5. Analysesystem gemäß Anspruch 1, bei dem die vom Sensor detektierte Strahlung
diffus reflektierte Strahlung ist.
6. Analysesystem gemäß Anspruch 1, bei dem die beleuchteten Bereiche der Aufgabe
zone oder Auswertezone gleich groß sind.
7. Analysesystem gemäß Anspruch 1, bei dem die mindestens zwei Lichtquellen in einer
gemeinsamen, der Auswertezone parallelen Ebene, angeordnet sind.
8. Analysesystem gemäß Anspruch 1, bei dem die mindestens zwei Lichtquellen in ihrer
spektralen Intensitätsverteilung und ihrem Strahlungskegel im wesentlichen überein
stimmen.
9. Analysesystem gemäß Anspruch 1, bei dem sich die Strahlengänge zwischen Licht
quelle, Auswertezone und Sensor für die mindestens zwei Lichtquellen wie Bild und
Spiegelbild zueinander verhalten.
10. Analysesystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Aufgabezone
des Testelements mit einem Netz überzogen ist.
11. Analysesystem gemäß Anspruch 10, bei dem das Netz quadratische oder rechteckige
Maschen hat.
12. Analysesystem gemäß Anspruch 10 oder 11, bei dem die Verbindungslinie zwischen
den Mittelpunkten der beleuchteten Bereichen auf der Auswertezone mit den Fäden
des Netzes einen Winkel von 45° bildet.
13. Analysesystem gemäß Anspruch 1 oder 6, bei dem der mindestens eine Sensor Strah
lung von den mindestens zwei beleuchteten Bereichen unter dem gleichen Winkel
relativ zur Aufgabezone oder Auswertezone und im gleichen Abstand von den be
leuchteten Bereichen aufnimmt.
14. Analysesystem gemäß Anspruch 1, bei dem die mindestens zwei Lichtquellen sowie
der mindestens eine Sensor zur quantitativen Auswertung des mit der Probeflüssigkeit
reagierten Testelements verwendet werden.
15. Analysesystem gemäß Anspruch 1, mit mindestens zwei Sätzen untereinander gleicher
Lichtquellen, wobei die Lichtquellen aus verschiedenen Sätzen unterschiedliche
spektrale Intensitätsverteilungen aufweisen.
16. Analysesystem gemäß Anspruch 1, bei dem zur Umwandlung der Ausgangssignale in
Meßwerte Kalibrationsfaktoren verwendet werden, die in einer Speichereinheit des
Analysegerätes gespeichert sind.
17. Analysesystem zur Auswertung von Testelementen mit Mitteln zur Feststellung, ob
auf die Aufgabezone eines Testelementes eine ausreichende Menge Probeflüssigkeit
gleichmäßig aufgegeben wurde, beinhaltend
- a) mindestens zwei Sensoren, die von jeweils einem Bereich der Aufgabezone oder Auswertezone reflektiertes oder transmittiertes Licht detektieren und Ausgangs signale entsprechend der Lichtintensität liefern, wobei die Bereiche voneinander getrennt sind oder zumindest nicht vollständig überlappen,
- b) mindestens eine Lichtquelle, die die Probenaufgabezone oder Auswertezone be leuchtet,
- c) eine Auswerteeinheit,
die ein Ausgangssignal des ersten Sensors aufnimmt und in einen ersten Meßwert um
wandelt,
die ein Ausgangssignal des zweiten Sensors aufnimmt und in einen zweiten Meßwert umwandelt,
die den ersten und den zweiten Meßwert vergleicht und feststellt, ob die Abweichung der Meßwerte voneinander ausreichend gering ist.
die ein Ausgangssignal des zweiten Sensors aufnimmt und in einen zweiten Meßwert umwandelt,
die den ersten und den zweiten Meßwert vergleicht und feststellt, ob die Abweichung der Meßwerte voneinander ausreichend gering ist.
18. Verfahren zur Feststellung, ob auf die Aufgabezone eines Testelements eine aus
reichende Menge an Probeflüssigkeit gleichmäßig aufgegeben wurde, mit den
Schritten
- a) Aufgabe von Probenflüssigkeit auf die Aufgabezone,
- b) Bestrahlung eines ersten Bereiches der Aufgabezone oder Auswertezone mit einer ersten Lichtquelle,
- c) Detektion von der Aufgabezone oder Auswertezone reflektierten oder trans mittierten Lichtes mit einem Sensor, wobei ein erstes Ausgangssignal generiert wird,
- d) Bestrahlung eines zweiten Bereiches der Aufgabezone oder Auswertezone mit einer zweiten Lichtquelle, wobei der zweite Bereich von dem ersten Bereich ge trennt ist oder zumindest nicht vollständig mit dem ersten Bereich überlappt,
- e) Detektion von der Aufgabezone oder Auswertezone reflektierten oder trans mittierten Lichtes mit einem Sensor, wobei ein zweites Ausgangssignal generiert wird,
- f) Umwandlung des ersten und zweiten Ausgangssignals in einen ersten und einen zweiten Meßwert,
- g) Vergleich des ersten und zweiten Meßwertes durch eine Auswerteeinheit um festzustellen, ob die Abweichung der Meßwerte voneinander ausreichend klein ist.
19. Verfahren gemäß Anspruch 18, bei dem in Schritt c) und e) derselbe Sensor ver
wendet wird.
20. Verfahren gemäß Anspruch 18, bei dem die Lichtquellen sequentiell aktiviert werden.
21. Verfahren gemäß Anspruch 18, bei dem vor Schritt a) ein Verfahren gemäß den
Schritten b) bis e) an mindestens einem Testelement mit bekannten Remissions- oder
Transmissionseigenschaften durchgeführt wird, Faktoren zur Umwandlung der Aus
gangssignale für jede der mindestens zwei Lichtquellen in Meßwerte bestimmt werden
und diese Faktoren in Schritt f) des Verfahrens verwendet werden.
22. Verfahren gemäß Anspruch 18, bei dem vor Schritt a) ein Verfahren gemäß den
Schritten b) bis e) an einer homogenen Oberfläche durchgeführt, der Quotient aus
erstem und zweitem Ausgangssignal gebildet und zur Umwandlung der Ausgangs
signale in Meßwerte verwendet wird.
23. Verfahren gemäß Anspruch 18, bei dem die Zeit zwischen den Schritten b) und d)
kleiner als 0,5 s ist.
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