DE19751363A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von Substanzemissionen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von SubstanzemissionenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen
zum Nachweis von Substanzemissionen.
Die Anreicherung und der Nachweis von Spurenstoffen aus der
Gasphase ist in vielen Anwendungsgebieten von großer Bedeutung.
Besondere Schwierigkeiten ergeben sich beim Nachweis von
Substanzemissionen, also von Gasen, Dämpfen oder Aerosolen, die
aus der Oberfläche von Gegenständen, wie bspw. Verpackungen,
Textilien, Balken, Täfelungen, etc. emittiert werden.
Entsprechende Aufgaben stellen sich in der Lebensmittelanalytik,
wo die Diffusion und/oder Penetration von Substanzen durch
Verpackungsmaterialien nachzuweisen sind, oder der Umwelt
analytik, wo die Ausgasung von Schadstoffen aus Objekten zu
bestimmen ist.
Zur Quantifizierung von Substanzemissionen aus Objekten wird
bisher die Prüfkammermethode (Matthews, T.G. 1987: Atmospheric
Environment 21, 321-329) eingesetzt. Der Nachteil dieser Methode
besteht in der aufwendigen Durchführung der Probenahme und der
anschließenden instrumentellen Analytik, die zeitaufwendig ist
und von Fachleuten durchgeführt werden muß.
In der DE 195 38 075 ist ein Verfahren beschrieben, das die
Anreicherung von Substanzemissionen vereinfacht. Dabei fixiert
man man ein selbstklebendes Probenahmesystem auf dem zu be
probenden Gegenstand, wodurch eine Anreicherung von aus Objekten
ausgasenden Substanzen in einem Sorbens ermöglicht wird. Der
Nachweis des Analyten kann anschließend mittels einer chemischen
oder biochemischen Reaktion erfolgen, die in einem mehrstufigen
Verfahren nach Extraktion des Analyten aus dem Sorbens oder nach
Inkubation des Sorbens in verschiedenen Lösungen auszuwerten ist.
Biochemische Nachweisverfahren sind in der medizinischen
Diagnostik (Hage, D.S. 1993: Analytical Chemistry 65, 420R-424R)
und in der Lebensmittelanalytik bereits etabliert. Entsprechende
Verfahren werden auch in zunehmendem Maße in der Umweltanalytik
eingesetzt (Bangs B.L. und Meza, M.B. 1995: IVD Technology 2).
Aufgrund ihrer breiten Anwendbarkeit und hohen Sensitivität sind
dabei insbesondere die sog. Immunoassays von großem Interesse,
die auf der Antikörper-Antigen-Reaktion basieren.
Im Stand der Technik sind auch Verfahren zum immunchemischen
Nachweis von Analyten aus der Gasphase bekannt. In der DE 41 21 493
ist bspw. ein Verfahren zum Nachweis von Schadstoffen aus der
Gasphase beschrieben, bei dem eine kompetitive Reaktion zwischen
Analyten oder markierten Tracer und Antikörpern angezeigt wird.
Die DE 44 25 963 offenbart demgegenüber Verfahren, bei denen der
gasförmige Analyt durch immunologische Bindung an einen in einer
Trägermatrix vorliegenden Bindungspartner gebunden und an
schließend nachgewiesen wird.
Die EP 650 054 betrifft schließlich Verfahren zum Nachweis von
Analyten aus der Gasphase, bei denen ein Gas durch eine Trägerma
trix geleitet wird, wobei die nachzuweisenden Substanzen an einen
in der Matrix enthaltenen Bindungspartner gebunden werden.
Keine der in den genannten Veröffentlichungen beschriebenen
Verfahren oder Vorrichtungen ist jedoch zum Nachweis von Substanz
emissionen aus Gegenständen geeignet.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde,
Verfahren und Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, die als
Probenahme- und Analysesystem einen schnellen und einfachen
Nachweis von Substanzemissionen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst,
bei dem man eine Vorrichtung, die eine selbstklebende Schicht,
eine Sammelmatrix und eine Nachweismatrix aufweist, auf der
Oberfläche eines Gegenstandes fixiert und anschließend den in der
Sammelmatrix akkumulierten Analyt nachweist, indem man den Analyt
durch Zugabe einer Entwicklerlösung in einem einstufigen
Verfahren mit einem Bindungspartner umsetzt, wodurch die
Gegenwart oder Abwesenheit des Analyten in der Nachweismatrix zur
Anzeige gebracht wird. Durch diese einstufige Verfahren ist
lediglich die Zugabe der Entwicklerlösung notwendig, und es
werden keine weiteren Behandlungs- oder Analyseschritte benötigt
wie dies in den bekannten mehrstufigen Verfahren der Fall war.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt einen Nachweis für
Substanzemissionen zur Verfügung, das überraschenderweise hohe
Empfindlichkeit und Selektivität mit schnellem Nachweis und
einfacher Handhabung kombiniert. Das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht erstmals einen vor-Ort-Nachweis von Substanzemissio
nen, wie etwa von Gasen, Dämpfen und/oder Aerosolen, die aus
Gegenständen diffundieren. Der Nachweis kann auch von Nicht-
Fachleuten in kürzester Zeit durchgeführt werden. Ein erfindungs
gemäß durchgeführter Nachweis kann beispielsweise nach drei bis
zehn Minuten ausgewertet werden.
Das Verfahren kann dabei einen quantitativen oder qualitativen
Nachweis ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in vorteilhafter Weise dazu
geeignet, beliebige Analyte nachzuweisen, die aus Gegenständen
diffundieren. Bevorzugt wird ein Nachweis von Geruchs- oder
Aromastoffen, Drogen, Sprengstoffen, Pestiziden oder Umweltschad
stoffen. Dabei kann es sich bspw. Verbindungen wie Cocain,
Tetrahydrocannabinol, Trinitrotoluol, Nitroglycerin, Hexogen,
polyaromatische Kohlenwasserstoffe oder polychlorierte Biphenyle
handeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner so ausgestaltet sein,
daß ein Nachweis mehrerer Analyte mittels einer Vorrichtung
möglich ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
liegen alle für den Nachweis eines Analyten erforderlichen
Reaktionspartner bereits zu Beginn des Nachweises in der
Vorrichtung und/oder der Entwicklerlösung vor. Besondere Vorteile
ergeben sich, wenn der Bindungspartner, der markiert sein kann,
in trockener Form in der Sammel- oder Nachweismatrix vorliegt.
Die Nachweisreaktion wird durch Aufdosieren oder Freisetzen der
Entwicklerlösung initiiert. Ein Vorratsbehälter für die Entwick
lerlösung kann dafür bereits in die Vorrichtung integriert sein.
Bei der Entwicklerlösung kann es sich um eine beliebige Lösung
handeln, in der der Analyt und der Bindungspartner gelöst werden.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind gepufferte, wäßrige Lösungen, die
einen Anteil von bis zu 50 Vol.-% an organischen Lösungsmitteln
und anderen Lösungsvermittlern, wie z. B. Detergentien, enthalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der
Analyt während der Diffusion der Entwicklerlösung durch die
Sammelmatrix in der Lösung angereichert. Dies hat zur Folge, daß
auch sehr kleine Substanzmengen in der nachgeschalteten Nachweis
matrix detektiert werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung initiiert die
Zugabe der Entwicklerlösung die Reaktion zwischen Analyt und
Bindungspartner. Erfindungsgemäß sind Immunglobuline, deren
Fragmente oder Derivate als Bindungspartner bevorzugt. Vorzugs
weise handelt es sich dabei um Antikörper, wobei monoklonale
Antikörper besonders bevorzugt sind.
Der Bindungspartner kann nach im Stand der Technik üblichen
Verfahren markiert sein, wobei eine Markierung mit Enzymen,
Fluorophoren, radioaktiven Isotopen, Metallkoloiden und/oder
gefärbten Partikeln bevorzugt ist. Eine Markierung mit gefärbten
Partikeln und/oder Metallkoloiden ist besonders bevorzugt, da
diese eine unmittelbare, visuelle Auswertung ermöglichen.
Im Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren beschrieben, die
den Nachweis einer Reaktion zwischen Analyt und Bindungspartner
ermöglichen. Die Verwendung entsprechender Nachweisverfahren in
dem erfindungsgemäßen Verfahren wird lediglich durch deren
Eignung für einen sensitiven und schnell auswertbaren Nachweis
begrenzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt dem
Nachweis eine immunchemischen Festphasenreaktion zugrunde, bei
der ein spezifischer Bindungspartner in der Nachweismatrix
immobilisiert wird. Die Kopplung an die Festphase kann adsorptiv,
ionisch, kovalent oder durch Verbrückung des spezifischen
Bindungspartners mit z. B. Protein A, Avidin oder Latexpartikeln
erfolgen.
Abhängig vom Format des immunchemischen Nachweises kann die
Festphasenreaktion in der Ausbildung des Komplexes aus immobili
siertem Bindungspartner, nachzuweisender Substanz und Bindungs
partner (Zweiseitentest) oder des Komplexes aus immobilisiertem
Bindungspartner und weiterem Bindungspartner (kompetitiver Test)
bestehen.
Im kompetitiven Test werden neben den spezifischen Bindungs
partnern oder deren Fragmenten die nachzuweisende Substanz bzw.
deren Derivate, die an Makromoleküle gekoppelt sein können, als
weitere Bindungspartner verwendet.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch Verfahren zum Nachweis von
Substanzemissionen, bei denen die Freisetzung von Analyten aus
dem zu beprobenden Gegenstand durch Erwärmen des Gegenstandes
oder durch Verwendung elektrochemischer Verfahren, bspw. der
Iontophorese, verstärkt wird.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Vorrichtungen zur Durch
führung der erfindungsgemäßen Nachweisverfahren. Entsprechende
Vorrichtungen weisen eine selbstklebende Schicht, eine Sammelma
trix und eine Nachweismatrix auf und sind so ausgestaltet, daß
ein in der Sammelmatrix akkumulierter Analyt in einem einstufigen
Verfahren durch Zugabe einer Entwicklerlösung mit einem Bindungs
partner umgesetzt und die Reaktion anschließend in der Nachweis
matrix zur Anzeige gebracht werden kann.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind Vorrichtungen, bei denen die
selbstklebende Schicht bei Fixierung der Vorrichtung auf dem zu
beprobenden Gegenstand einen geschlossenen Probenahmeraum
zwischen dem Gegenstand und der Sammelmatrix entstehen läßt.
Umgebungseinflüsse, wie Konvektion, sichtbares Licht und
Staubkonzentration werden dadurch ausgeschlossen. Die Probennahme
wird nur durch die Temperatur beeinflußt.
Zusätzlich kann die selbstklebende Schicht die Fixierung des
Probenahmesystems auf dem Gegenstand selbst ermöglichen. Als
Materialien für die selbstklebende Schicht oder Barriere können
sowohl rigide Gehäuse aus verschiedenen Kunststoffen oder
Metallen verwendet werden als auch flexible Klebefolien, die den
Vorteil haben, sich der Topographie des beprobten Objektes
anzupassen.
Bei dem Material für die Sammelmatrix kann es sich um beliebiges
Material handeln, das im trockenen Zustand eine Adsorption und
Anreicherung des jeweiligen Analyten ermöglicht. Der Analyt muß
sich ferner durch Zugabe einer Entwicklerlösung aus der Sammelma
trix eluieren lassen. Dafür muß die Sammelmatrix auch über eine
kapillaraktive Wirkung verfügen. Erfindungsgemäß wurde festge
stellt, daß Membranen oder Vliese als Sammelmatrix geeignet sind.
Als besonders vorteilhaft haben sich Vliese aus Glasfasern,
Cellulose, Kunststoffen oder Silika erwiesen.
Erfindungsgemäß bevorzugt werden Vorrichtungen, deren Sammel
matrix aus einem Material besteht, das eine lineare Wasserauf
nahmerate zwischen 1 mm/min und 10 cm/min und/oder einen Poren
durchmesser zwischen 0,1 µm und 50 µm, wobei Materialien mit
einem Porendurchmesser zwischen 0,5 µm und 10 µm und/oder einer
linearen Wasseraufnahmerate zwischen 5 mm/min und 5 cm/min
besonders bevorzugt sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
weist die Sammelmatrix eine Dicke zwischen 100 µm und 1 cm auf.
Als Materialien für die Nachweismatrix kommen alle Arten von
Material in Frage, die einen Fluidkontakt zur vorgeschalteten
Sammelmatrix bilden können und die dadurch gekennzeichnet sind,
daß die nachzuweisenden Substanzen nicht oder nur in geringem
Maße an das Material binden. Die Nachweismatrix kann aus nur
einem Material oder aus mehreren unterschiedlichen Materialien
bestehen, die im Fluidkontakt zueinander stehen. Erfindungsgemäß
bevorzugt sind Membranen oder Vliese, die eine Dicke zwischen 100 µm
und 1 cm und/oder einen Porendurchmesser zwischen 0,1 µm und
50 µm und/oder eine lineare Wasseraufnahmerate von 1 mm/min bis
10 cm/min aufweisen. Die Nachweismatrix kann aus demselben
Material wie die Sammelmatrix bestehen.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können ferner einen Ab
standhalter aufweisen, der einen direkten Kontakt zwischen der
Sammelmatrix und der Oberfläche des beprobten Gegenstandes
verhindert. Dabei ist es besonders bevorzugt einen Abstandhalter
zu verwenden, der eine netzartige Struktur mit einer freien
Fläche von mehr als 50% und einer Dicke zwischen 10 µm und 100 µm
aufweist. Als Materialien können bspw. dünne Metall-, Textil- oder
Kunststoffgewebe verwendet werden, die keine oder nur eine
geringe Adsorption gegenüber der nachzuweisenden Substanz
aufweisen sollten.
Wird die Vorrichtung für ein kompetitives Nachweisverfahren
verwendet, so sind Ausgestaltungen der Vorrichtung bevorzugt, die
eine Abfangzone aufweisen. Diese Abfangzone hat die Aufgabe nicht
an Analyte gekoppelte Bindungspartner zu immobilisieren. Dieses
Prinzip ist aus der Durchbruchchromatographie bekannt (vgl. C.R.
Lowe und P.D.G. Dean, Affinity Chromatography, Wiley & Sons, New
York, 1974; und EP 052 769) und hat zur Folge, daß nur die durch
brechenden Bindungspartner die Nachweiszone erreichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die
Vorrichtung so ausgestaltet, daß die Applikation der Entwick
lerlösung an einer bestimmten Stelle der Vorrichtung möglich ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
in den Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1: eine Querschnittansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum objektbezogenen Nachweis von Substanz
emissionen zeigt;
Fig. 2a: eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit unidirektionalem Flüssigkeitstransport darstellt;
Fig. 2b: eine Aufsicht einer analogen Vorrichtung mit
radialem Flüssigkeitstransport zeigt; und
Fig. 3: eine bevorzugte Ausführungsform mit unidirektionalem
Flüssigkeitstransport schematisch als Aufsicht darstellt.
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtungen sollen den
prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtungen
erläutern. Die jeweilige Darstellung schließt jedoch nicht aus,
daß ein anderer Aufbau gewählt und/oder weitere Komponenten in
die Vorrichtung integriert werden können.
Die Vorrichtung in Fig. 1 besteht aus den Komponenten selbst
klebende Schicht 2, Sammelmatrix 3 und Abstandhalter 4 und wird
auf der Oberfläche eines substanzfreisetzenden Gegenstands 1
fixiert. Die über die Oberfläche des Gegenstandes 1 emittierte
Substanz dringt durch den Abstandhalter in die Sammelmatrix ein
und wird dort angereichert.
Die selbstklebende Schicht oder Barriere 2 hat die Aufgabe,
äußere Einflüsse weitestgehend auszuschließen und stellt die
Gasdichtigkeit gegenüber der gesammelten Substanz sicher.
Als Sammelmatrix 3 können unterschiedliche Materialien als
Membranen oder Vliese eingesetzt werden. Der Abstandhalter 4
verhindert im Falle der Diffusionsbeprobung den direkten Kontakt
der Sammelmatrix mit der Oberfläche des beprobten Objekts.
In Fig. 2a ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit unidirektio
nalem Flüssigkeitstransport dargestellt. Nach Aufgabe der
Entwicklerlösung am distalen Ende x der Sammelmatrix 3 gelangt
die Probenflüssigkeit durch kapillare Saugwirkung in die
Nachweismatrix 5, in der die immunchemische Nachweisreaktion
erfolgt.
Analog zu dieser Vorrichtung zeigt Fig. 2b eine Vorrichtung mit
radialem Flüssigkeitstransport. Infolge des lateralen Flüssig
keitstransports durch die Sammelmatrix wird der Analyt in der
Flüssigkeitsfront angereichert. Dies hat zur Folge, daß auch sehr
kleine Substanzmengen in der nachgeschalteten Nachweismatrix 5
detektiert werden können.
Die markierten Bindungspartner können in der Sammelmatrix 3 oder
in der Nachweismatrix 5 in trockener Form enthalten sein. Infolge
des Flüssigkeitstransports der Entwicklerlösung werden die
markierten Bindungspartner aus der Matrix herausgelöst und in die
Zone transportiert, in der eine immunchemische Festphasenreaktion
stattfindet.
In Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform mit unidirektionalem
Flüssigkeitstransport schematisch als Aufsicht dargestellt.
Dem Abstandhalter 4 liegt die immunchromatographische Teststrecke
auf, die aus den Komponenten Sammelmatrix 3 und Nachweismatrix
5 besteht und von der Schicht 2 abgedeckt wird. Die Schicht 2
weist eine Aussparung 6, die zur Applikation der Entwicklerlösung
dient, und eine optische Apertur 7 auf, die eine Detektion des
immunchemischen Signals in der Nachweismatrix ermöglicht. Die
Aussparung 6 kann während der Sammelphase mit Hilfe einer
Klebefolie abgedeckt sein und wird unmittelbar vor dem Aufbringen
der Entwicklerlösung entfernt.
Die Durchführung der Bestimmung erfolgt in der Weise, daß die
Vorrichtung mit Hilfe der an der Schicht 2 enthaltenen Klebeflä
chen auf dem zu beprobenden Gegenstand aufgeklebt wird. Nach
einer bestimmten Sammeldauer wird die Entwicklerlösung auf die
Aussparung 6 aufdosiert oder freigesetzt und somit der immun
chromatographische Nachweis der gesammelten Substanz ausgelöst.
Das Signal wird über die optische Apertur 7 visuell abgelesen und
ausgewertet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Vorrichtung zum
Nachweis einer Pentachlorphenol (PCP)-Freisetzung aus Hölzern und
eines entsprechenden Nachweisverfahrens beispielhaft beschrieben:
Verschiedene 2 cm2 große Vliese oder Membranen wurden für 4
Stunden mit einer luftundurchlässigen Klebefolie auf ein
Modellholz geklebt, das mit 1 g PCP/m2 behandelt war. Ein
Abstandhalter (Estal Mono PE 220 HC Super, Schweizer
Seidengazefabrik, Schweiz) verhinderte einen direkten
Kontakt der Sammelmatrix mit der beprobten Oberfläche.
Anschließend wurden die Sorbentien in 2 ml 0,1 M Natrium
phosphatpuffer pH 8,0 im Ultraschallbad extrahiert und der
PCP-Gehalt der Extrakte mit Hilfe eines Mikrotiterplatten-
ELISA analysiert. Es ergaben sich deutliche Unterschiede in
der Anreicherungseffizienz verschiedener Sammelmatrizes.
Sammelmatrix | |
Angereicherte PCP-Menge (ng/cm2) | |
LN0038 (Nicolon, NL) | 10,7 |
F39Z (Hollingsworth & Vose, UK) | 4,0 |
Nitrocellulose, 3 µm (Schleicher & Schüll, D) | 2,25 |
F286-13 (Whatman, UK) | 2,5 |
F075-14 (Whatman, UK) | 15,2 |
50 ng PCP in Methanol wurde auf verschiedene 2 cm2 große
Vliese oder Membranen aufpipettiert. nach Abdampfen des
Methanols wurden die Sorbentien in 2 ml 0,1 M Natrium
phosphatpuffer pH 8,0 (PBS-Puffer) im Ultraschallbad
extrahiert und der PCP-Gehalt der Extrakte mit Hilfe eines
Mikrotiterplatten-ELISA analysiert.
Es zeigten sich größere Unterschiede bei der Extraktions
effizienz verschiedener Sammelmatrizes:
Sammelmatrix | |
Extraktionseffizienz (%) | |
LN0038 (Nicolon, NL) | 85 |
F39Z (Hollingsworth & Vose, UK) | 90 |
Nitrocellulose, 3 µm (Schleicher & Schüll, D) | 55 |
F286-13 (Whatman, UK) | 80 |
F075-14 (Whatman, UK) | 85 |
Immunodyne, 5 µm (Pall, D) | 25 |
0,5 L destilliertes und filtriertes (0,2 µm) Wasser wurden
in einem silikonisierten Becherglas unter Rühren zum Sieden
erhitzt und 5 ml 1%ige Goldsäure wurde hinzugefügt. Die
Lösung wurde weitere 5 Minuten gekocht und dann wurde 20 ml
1%ige Natriumcitrat-Lösung rasch hinzugegeben. Nach weiteren
10 Minuten zeigte ein Farbumschlag von blau nach rot das
Ende der Reaktion an. Das Kolloid wurde im Eisbad auf RT
abgekühlt und durch Zugabe von 5 ml 2%iger NaN3-Lösung und
von 0,5 ml 1%igen PEG (Polyethylenglykol) 20 000 stabili
siert (alle Angaben dieses Abschnitts sind in Gew.-%).
Der pH-Wert der Goldkolloid-Lösung wurde durch Zugabe von
0,2 M K2CO3 auf pH 9 eingestellt. 10 mg eines für PCP
spezifischen, monoklonalen Antikörpers wurde zur Lösung
zugegeben und für 30 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert.
Nach der Zugabe von 200 mg Protein C zur Lösung wurde für
weitere 30 Minuten inkubiert und anschließend für 15 min bei
40 000 × g zentrifugiert. Die Konjugate aus Antikörper und
Goldmarker wurden erhalten, indem das Pellet in 0,1 M HEPES
(Hydroxyethyl-Piperazin-Ethansulfonsäure)-Puffer, pH 7,0,
mit 0,1% Protein C und 0,05% PEG 20000 aufgenommen wurde.
1 mg 5-(4-Hydroxy-2,3,5,6-Tetrachlorphenoxy)-Valeriansäure
wurden zusammen mit 1,7 mg N-Hydroxy-Succinimid (NHS) und
6,2 mg N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid (DCC) in DMF gelöst und
für 18 h bei RT inkubiert. Anschließend gab man die Mischung
tropfenweise zu einer Lösung von 2 mg Ziegen-IgG in 2 ml
0,15 M Natriumhydrogencarbonat-Lösung, inkubierte weitere 3 h
und dialysierte für 2 Tage gegen PBS-Puffer.
F075-14 Glasfaservliesmaterial (Whatman, UK) wurde in 1 cm
breite Streifen geschnitten, in der Goldmarker-Konjugat
Lösung (Optische Dichte bei 520 nm auf 10 eingestellt)
getränkt und bei 40°C für 20 Minuten im Umluftofen getrock
net.
F-286-13 carboxylgruppenmodifiziertes Glasfaservliesmaterial
(Whatman, UK) wurde in 1 cm breite Streifen geschnitten und
in einer Lösung aus 0,2 mg/ml PCP-Konjugat und 0,1 mg/ml 1-
Ethyl-3(3-Dimethylaminopropyl)-carbodiimid in PBS, pH 7,0
für 2 h bei RT inkubiert. Anschließend wurde das Vliesmate
rial 4 h mit PBS gewaschen und bei 40°C für 20 Minuten im
Umluftofen getrocknet.
Entsprechend Fig. 2a wurde eine immunchromatographische
Teststrecke, die durchgängig eine Breite von 0,5 cm aufwies,
mit Hilfe eines doppelseitigen Klebebands auf einem Kunst
stofflaminat mit einer Stärke von 1 mm fixiert. Die Sammel
matrix (3) wurde aus einem 2 cm langen Glasfasermaterial
F075-14 (Whatman-, UK) und angrenzend aus der Goldmarkerzone
(f) zusammengefügt. Die Nachweismatrix (5), die im Fluidkon
takt mit der Sammelmatrix stand, setzte sich aus der
Abfangzone (g) und einer angrenzenden Anzeigezone aus 1 cm
langem Glasfaservlies GFF (Whatman, IJK) zusammen. Der
Fluidkontakt zwischen den Elementen wurde durch Überlappung
der Zonen um 1 mm erzielt.
Die immunchromatographische Teststrecke aus der Stufe H
wurde mit der plastifizierten Seite auf einem luftundurch
lässigen Klebeband in der Art fixiert, daß zu allen Seiten
eine Klebesaum von 2 cm Länge bestand. Der Abstandhalter
(Estal Mono PE 220 HC Super, Schweizer Seidengazefabrik,
Schweiz) wurde anschließend über der immunchromatographi
schen Teststrecke aufgespannt, indem er durch Überlappung um
0,5 cm auf der Klebefolie befestigt wurde.
Einem PBS-Basispuffer, pH 8,0, wurde 0,1% Natriumazid, 0,5%
Triton X-100 und 0,5% Polyethylenglycol 2000 zugesetzt.
Die in Stufe I erstellte Vorrichtung wurde auf ein Modell
holz auf geklebt, das mit 1 g PCP/m2 behandelt war. Als
Referenz wurde eine entsprechende Vorrichtung auf einer
Stahlplatte fixiert.
Nach 10stündiger Exposition wurden die Probenahme- und
Analysesysteme von den beprobten Gegenständen entfernt und
mit der nicht-klebenden Seite auf eine horizontale Ober
fläche abgelegt. . Durch Aufdosieren von 200 µl der Entwick
lerlösung (J) mit Hilfe einer Tropflasche am Anfang der
Sammelmatrix (s. Fig. 2a, x) wurde der immunchemische
Nachweis des in der Sammelmatrix akkumulierten PCPs in Gang
gesetzt.
Nach 5 Minuten ergab sich für das PCP-Modellholz in der
Anzeigezone eine rote Färbung, während im Falle der Stahl
platte keine Färbung sichtbar wurde.
Claims (26)
1. Verfahren zum Nachweis von Substanzemissionen, bei dem man
eine Vorrichtung, die eine selbstklebende Schicht, eine
Sammelmatrix und eine Nachweismatrix aufweist, auf der
Oberfläche eines Gegenstandes fixiert und anschließend den
in der Sammelmatrix akkumulierten Analyt nachweist, dadurch
gekennzeichnet, daß man den Analyt durch Zugabe einer
Entwicklerlösung. In einem einstufigen Verfahren mit einem
Bindungspartner umsetzt, wodurch die Gegenwart oder Ab
wesenheit des Analyten in der Nachweismatrix zur Anzeige
gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Nachweis quantitativ oder qualitativ erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei den Substanzemissionen um Gase, Dämpfe
und/oder Aerosole handelt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß es sich bei dem Analyten um Geruchs- oder
Aromastoffe, Drogen, Sprengstoffe, Pestizide oder Umwelt
schadstoffe handelt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß es sich bei dem Analyten um Cocain, Tetrahy
drocannabinol, Trionitrotoluol, Nitroglycerin, Hexogen,
polyaromatische Kohlenwasserstoffe oder polychlorierte
Biphenyle handelt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß alle für den Nachweis eines Analyten erforder
lichen Reaktionspartner in der Vorrichtung und/oder der
Entwicklerlösung vorliegen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß es sich bei der Entwicklerlösung um eine
gepufferte, wäßrige Lösung handelt, die einen Anteil von
bis zu 50% organische Lösungsmittel und Lösungsvermittler
enthalten können.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Analyt bei der Diffusion der Entwick
lerlösung durch die Sammelmatrix in der Lösung angereichert
wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß es sich bei dem Bindungspartner um Immunglobu
line, deren Fragmente oder Derivate handelt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es
sich bei dem Bindungspartner um Antikörper handelt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es
sich bei dem Bindungspartner um monoklonale Antikörper
handelt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bindungspartner markiert ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bindungspartner mit Enzymen,
Flourophoren, radioaktiven Isotopen, Metallkoloiden und/oder
gefärbten Partikeln markiert ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nachweisreaktion eine Festphasenre
aktion umfaßt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nachweisreaktion ein kompetitives
oder nicht-kompetitives Format aufweist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nachweisreaktion einen Zweiseiten
test umfaßt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Freisetzung von Analyten aus dem zu
beprobenden Gegenstand durch Erwärmen des Gegenstandes oder
durch Verwendung elektrochemischer Verfahren verstärkt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das elektrochemische Verfahren Iontopho
rese ist.
19. Vorrichtung zur Verwendung in einem Nachweisverfahren nach
einem der Ansprüche 1 bis 18, die eine selbstklebende
Schicht, eine Sammelmatrix und eine Nachweismatrix aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung so ausgestaltet
ist, daß ein in der Sammelmatrix akkumulierter Analyt in
einem einstufigen Verfahren durch Zugabe einer Entwick
lerlösung mit einem Bindungspartner umgesetzt und die
Reaktion anschließend in der Nachweismatrix zur Anzeige
gebracht werden kann.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
die selbstklebende Schicht bei Fixierung der Vorrichtung auf
einem zu beprobenden Gegenstand einen geschlossenen Probe
nahmeraum zwischen dem Gegenstand und der Sammelmatrix
entstehen läßt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeich
net, daß es sich bei der Sammel- und/oder Nachweismatrix um
Membranen oder Vliese handelt.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sammel- und/oder Nachweismatrix aus
Glasfaser, Cellulose, Kunststoffen oder Silika besteht.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sammel- und/oder die Nachweismatrix
aus einem Material besteht, das einen Porendurchmesser
zwischen 0,1 µm und 50 µm und/oder eine lineare Wasser
aufnahmerate zwischen 1 mm/min und 10 cm/min und/oder eine
Dicke zwischen µm 100 µm und 1 cm aufweist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner einen Abstandhal
ter aufweist, der einen direkten Kontakt zwischen der
Sammelmatrix und der Oberfläche des beprobten Gegenstandes
verhindert.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Abfangzone auf
weist, in der nicht an Analyten gekoppelte Bindungspartner
abgefangen werden.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung so ausgestaltet ist, daß
die Applikation der Entwicklerlösung an einer bestimmten
Stelle der Vorrichtung möglich ist.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19913220A1 (de) * | 1999-03-24 | 2000-10-12 | Gsf Forschungszentrum Umwelt | Verfahren zur Detektion von Spurenstoffen und/oder Umgebungseigenschaften |
DE10142781B4 (de) * | 2001-08-31 | 2006-10-12 | Wakil, Mostafa, Dr. | Verfahren zur Feststellung und/oder Bestimmung von Ausgasungen, Geruchs-, Geschmacks- und/oder Schadstoffen |
DE102008017196A1 (de) * | 2008-04-04 | 2009-10-08 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Verfahren zur Inbetriebnahme und zum Betrieb einer Messvorrichtung |
US8377709B2 (en) | 2008-04-02 | 2013-02-19 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Device and process for the chromatographic detection of a substance |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4121493A1 (de) * | 1991-06-28 | 1993-01-07 | Draegerwerk Ag | Analysevorrichtung zur quantitativen, immunologischen bestimmung von schadstoffen |
DE19538075C1 (de) * | 1995-10-13 | 1996-11-28 | Draegerwerk Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Anreicherung von gasförmig, dampfförmig und/oder als Aerosol aus einem Gegenstand austretenden Stoffemissionen |
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- 1998-07-23 CA CA 2243801 patent/CA2243801A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4121493A1 (de) * | 1991-06-28 | 1993-01-07 | Draegerwerk Ag | Analysevorrichtung zur quantitativen, immunologischen bestimmung von schadstoffen |
DE19538075C1 (de) * | 1995-10-13 | 1996-11-28 | Draegerwerk Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Anreicherung von gasförmig, dampfförmig und/oder als Aerosol aus einem Gegenstand austretenden Stoffemissionen |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19913220A1 (de) * | 1999-03-24 | 2000-10-12 | Gsf Forschungszentrum Umwelt | Verfahren zur Detektion von Spurenstoffen und/oder Umgebungseigenschaften |
DE19913220C2 (de) * | 1999-03-24 | 2001-07-05 | Gsf Forschungszentrum Umwelt | Verfahren zur Detektion von Spurenstoffen und/oder Umgebungseigenschaften |
DE10142781B4 (de) * | 2001-08-31 | 2006-10-12 | Wakil, Mostafa, Dr. | Verfahren zur Feststellung und/oder Bestimmung von Ausgasungen, Geruchs-, Geschmacks- und/oder Schadstoffen |
US8377709B2 (en) | 2008-04-02 | 2013-02-19 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Device and process for the chromatographic detection of a substance |
DE102008017196A1 (de) * | 2008-04-04 | 2009-10-08 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Verfahren zur Inbetriebnahme und zum Betrieb einer Messvorrichtung |
DE102008017196B4 (de) * | 2008-04-04 | 2010-10-07 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Verfahren zur Inbetriebnahme und zum Betrieb einer Messvorrichtung |
US8262999B2 (en) | 2008-04-04 | 2012-09-11 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Process for putting into operation and for operating a measuring device |
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EP2806269A4 (de) * | 2012-09-18 | 2015-03-25 | Suntory Holdings Ltd | Geruchadsorbierendes material, geruchsnachweiskit und verwendungsverfahren dafür |
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