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Die
Erfindung betrifft ein analytisches Vorrichtungssystem in Kombination
mit einer Digitalfotokamera zur Bestimmung von Substanzen in Flüssigkeiten
unter Verwendung dieses Systems. Vorzugsweise ist das System mit
einem integrierten Mobiltelefon ausgerüstet, welches eine
Fotokamera aufweist. Das Vorrichtungssystem gestattet in Kombination
mit der Kamera insbesondere Schnelltests anhand der Intensität
einer Trübung, einer Farbänderung, Fluoreszenz
und/oder Komplexbildung bei Antigen-Antikörperreaktionen,
wobei das Ergebnis halbquantitativ optisch oder über ein
Computerprogramm quantitativ bewertet werden kann.
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Methoden
und Geräte zur Bewertung von verschieden gefärbten,
getrübten oder fluoreszierenden Flüssigkeiten
sind für chemische und biochemische Untersuchungen in medizinischen,
biologischen und technischen Bereichen zahlreich bekannt und praktisch
relevant.
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So
gibt es verschiedene Arten von Photometern, Nephelometern, und Fluorimetern
(um nur einige zu nennen), die eine quantitative Bewertung von optischen
Eigenschaften der Flüssigkeiten erlauben. Diese Geräte
sind in der Regel sehr spezifisch für die jeweilige optische
Messung, benötigen viel Zeit zur Probevorbereitung, und
sind nicht sehr preisgünstig. Auf der Basis o. g. Geräte
existieren auch zahlreiche automatische Laborsysteme (z. B. Technikon,
Ebot u. s. w.). Bei Einsatz dieser Systeme werden vom Bedienpersonal
die zu prüfenden Flüssigkeiten in die Spezialgefäße
gegeben und alle Arbeiten und Ergebnisse (als Computerausdruck)
erfolgen automatisch. Aber diese Systeme sind teuer und liegen nur
in großen Krankenhäusern, Zentrallaboren und in
Industriewerken vor.
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In
den meisten Arztpraxen werden z. B. zur schnellen qualitativen und
halbquantitativen Urinanalyse verschiedene Teststreifen angewandt.
Solche halbquantitativen Analysenergebnisse sind ein erstes wichtiges Warnsignal über
eine mögliche Erkrankung. Bekannte Teststreifen haben jedoch
sämtlich den Nachteil, dass ihre Farbskala ziemlich undeutlich
ist und mit großen Konzentrationenabständen ausgefertigt
wird. Dabei bleibt das Farbergebnis auf dem Teststreifen nur wenigen
Minuten beständig und verändert sich schnell.
Das ist unbequem für das Bedienpersonal.
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Weiterhin
gibt es Schnelltests mit fertigen Reagenzien in Probengefäßen
(z. B. Schnelleiweißtest-L, Albumintest, Calciumtest-L
u. a.), die auf dem Vergleich mit Trübungsstandardskalen,
Farblösungsskalen und Fluoreszenzlösungsskalen
beruhen. Diese (Standardskalen) können jedoch bei Aufbewahrung
nicht mehr als 1 Jahr beständig blieben.
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Aufgabe
der Erfindung war es deshalb, ein Gerätesystem bereitzustellen,
das die halbquantitativen analytischen und diagnostischen Methoden
verbessert. Das System soll universell anwendbar sein und insbesondere
einer schnellen, bequemen Bestimmung von Substanzen in Flüssigkeiten
anhand der Intensität einer Trübung, Farbänderung,
Fluoreszenz und/oder Komplexbildung von Antigen-Antikörper-Reaktionen
dienen. Dabei soll dieses System tragbar und bequem sein. D. h.
es soll z. B. bei halbquantitativ Bewertungen ohne Verbindung mit
einem PC mit einer eigenen Monitorskala funktionieren.
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Die
Vorrichtung soll in einem Verfahren Anwendung finden können,
das auch eine einfache quantitative Konzentrationsbestimmungen gestattet.
Unter Verwendung von Videosystemen und Rechnern sollen z. B. bereits
halbquantitativ bestimmte und ausgewählte Proben weiteren
quantitativen Messungen ohne größeren technischen
Aufwand zugänglich sein.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch ein analytisches Vorrichtungssystem, in das eine
Digitalkamera integrierbar oder integriert ist, gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Bestimmung von
Substanzen in Flüssigkeiten mit Hilfe einer solchen Vorrichtung.
Das analytische System, vorzugsweise mit einer Digitalfotokamera
integriert, die z. B. Teil eines Mobiltelefons ist, gestattet vorzugsweise
Schnelltests anhand der Intensität einer Trübung,
einer Farbänderung, Fluoreszenz und/oder Komplexbildung
bei Antigen-Antikörperreaktionen.
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Das
System umfasst einen Behälter 1 (eine so genannte
Beleuchtungsvorrichtung), der aus einem lichtundurchlässigem
Material besteht und mindestens eine austauschbare Lichtquelle 5, 7,
einen Probenständer 4 und eine Öffnung 8 zum
Objektiv einer Fotokamera aufweist. Dabei umfasst das System ggf.
eine Befestigung 10 zur Verbindung der Fotokamera oder
zum mobilen Telefon (Handy) mit der Beleuchtungsvorrichtung Behälter 1.
Der Behälter 1 kann aus dünnem Metall
oder aus anderen lichtundurchlässigen Materialien, wie
z. B. aus Textilien (z. B. in Form kleiner Tragetaschen) Holz, Plastik
oder Leder gefertigt sein. Er kann eine beliebige Form haben, die
die Anordnung der notwendigen Teile erlaubt.
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Als
Lichtquellen 5, 7 für eine erfindungsgemäße
tragbare Vorrichtung dienen bevorzugt elektrische Lampen mit Batterie
oder Akkus. Sie sind austauschbar und unterscheiden sich in Abhängigkeit
von der Bestimmungsmethode in Art, Form, und Intensität
des Lichts, z. B. Neonlicht oder eine Lampe zur Fluoreszenzmessung.
Dabei ist die Lichtquelle 5, 7 so ausgewählt,
dass – bei keinem Messwert, z. B. (Null) Trübung
oder Farbe in der zu prüfenden Flüssigkeit – auf
dem Monitor kein Bild entsteht und das Videofenster verbleibt in der
Hintergrundfarbe bzw. schwarz oder ungefärbt.
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Die
Lampe kann in Abhängigkeit von der Bestimmungsmethode in
verschiedenen Positionen in dem Behälter 1 angebracht
sein, z. B. auf dem Boden (insbesondere zur Bewertung von einer
Trübung oder einer Fluoreszenz) oder an der inneren Wand
des Behälters (zur Bewertung gefärbter Flüssigkeiten).
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Der
Probenständer 4 befindet sich zur Trübungs/Fluoreszenz-Bewertung über
der Lampe 5, vgl. auch 1-1.
In diesem Fall kommt das Licht an die zu untersuchende Probenmischung
(im mindestens einen Gefäß 2 mit einer
zu untersuchenden Probe und zugehörigem Reagenz) von unten.
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Bei
gefärbten Flüssigkeiten befindet sich der Probenständer 4 vor
der Lampe 7 und das Licht geht durch die Mischung, vgl.
auch 1-2.
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Der
erfindungsgemäß konstruierte Behälter 1 wird
mit einer Digitalfotokamera 9 kombiniert, die ggf. auch
in einem Mobiltelefon integriert sein kann (Handy). Als Digitalkamera
kommen alle an sich bekannten Kameras in Frage, vorzugsweise Digitalkameras
ab zwei Megapixel.
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Zur
Bestimmung muss das Fotoobjektiv des Gerätes mit der Öffnung 8 in
dem Behälter, ggf. mittels einer Befestigungsvorrichtung 10 verbunden
werden. Ggf. wird ein Lichtfilter 6 eingesetzt. Des weiteren
kann die Vorrichtung mit einem Deckel 3, der ggf. Öffnungen
zum Einsetzen der Probegefäße aufweist, versehen sein.
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Mit
der Vorrichtung kann ein Verfahren zur Bestimmung von Substanzen,
vorzugsweise als Schnelltest, durchgeführt werden.
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Für
einen Schnelltest verwendet man mindestens ein Probengefäß 2,
z. B. ein Reagenzröhrchen (vorzugsweise aus durchsichtiger
Plastik), das ein spezifisches Reagenz erhält. Bei Kontakt
mit dem Reagenz bilden bestimmte Stoffe schnell ein getrübtes,
gefärbtes Fluoreszenz Produkt oder einen Komplex aus Antigen/Antikörper.
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Vor
der Durchführung der Bewertungsprozedur muss man je nach
Messungsziel eine entsprechende Lichtquelle (Lampe) in das Vorrichtungssystem
integrieren (z. B. zur Trübungsbewertung wird eine Neonlampe gewählt)
und das Fotoobjektiv des Gerätes wird mit der Öffnung 8 des
Behälters 1 verbunden. Dann, je nach gewähltem
Schnelltest setzt man die analysierten Proben mit dem Reaktionsprodukt
in einem Probengefäß 2 in den Ständer 4 i.
d. R. von oben und kann ab sofort ein Bild auf dem Monitor beobachten.
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Es
wird zuerst eine Referenzreihe an Konzentrationen von den zu prüfenden
Stoffen erstellt, analysiert und die erstellten Bilder werden in
den Digitalkamera-(ggf. Handy)- Speicher eingegeben; anschließend
wird die zu prüfende Probe analysiert und mit der Referenzskala
auf dem Monitor oder mit einer ausgedruckten Referenzskala verglichen.
Als alternative (auch visuell halbquantitative Methode) bleibt noch
die Möglichkeit die zu prüfenden Proben mit nebenstehenden
Standardproben sofort zu vergleichen.
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Alternativ
kann man die erfindungsgemäße Vorrichtung auch
für die Bearbeitung und Erstellung von Referenzreihen an
Konzentrationen auf einer Monitorskala einsetzen, wobei jedes Bild
einer zu prüfenden Flüssigkeit mit einem photometrischen
Rechnerprogramm (z. B. PhotoM 121, oder PhotoM 131) bearbeitet und
ausgewertet werden kann. Dabei können die gefärbten,
getrübten und fluoreszierten Flüssigkeiten in
optischen Einheiten (z. B. Extinktion) gemessen werden, wobei anschließend
die Konzentrationen der zu prüfenden Stoffen quantitativ
bestimmt werden können. So wird die Aufgabe weiterhin durch
Adaptation an an sich bekannte photometrische Rechnerprogramme gelöst,
die die quantitative Konzentrationsbestimmung von zu prüfenden
Stoffe gestatten.
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Das
Verfahren zur Bewertung von Substanzen in Flüssigkeiten
kann wie folgt durchgeführt werden:
Zuerst wird eine
Referenzreihe an Konzentrationen von zu prüfenden Stoffen
erstellt, mit einem an sich bekannten Schnelltest analysiert und
z. B. in einen Handyspeicher eingegeben, anschließend wird
die zu prüfende Probe analysiert und die erstellten Bilder
werden mit der Referenzskala auf dem Monitor des Gerätes
verglichen und in ein paar Sekunden kann so das Ergebnis z. B. der
Eiweißgehalt halbquantitativ bestimmt werden.
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Um
eine Quantitativbestimmung durchführen zu können,
müssen alle Bilder (z. B. von einer entstandenen Trübung)
von der Digitalfotokamera (ggf. Handy) auf dem Rechner, der ein
photometrisches Programm enthält, übertragen und
als Dateien gespeichert werden. (Photometrische Programme sind dem
Fachmann bekannt; Erfindungsgemäße Verwendung
können z. B. die PhotoM-Programme PhotoM 121 oder PhotoM
131 finden
http://softsearch.ru/programs/9-788-photom-download.shtml
http://softsearch.ru/programs/115-308-photom-download.shtml
http://www.softar.ru/index.php?action=progam&program=2839
http://www.download.ru/soft/science/education/photom/6975).
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Dann
werden diese Bilder so bearbeitet, dass die gefärbten,
getrübten und fluoreszierten Flüssigkeiten in
optischen Einheiten (z. B. Extinktion) gemessen werden können
und anschließend kann die Konzentration von den zu prüfenden
Stoffen quantitativ bestimmt werden.
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Im
Detail: Die Photobilder von der Monitorskala, der zu prüfenden
Probe, einer Kontrollprobe (vorzugsweise Wasser mit dem Schnelltest)
und ggf. einer Standardprobe werden zum Beispiel ins Fenster des
Programms ”PhotoM 121” eingesetzt und werden (bei
der Trübungsmessung) ins Negativ transformiert. Die Kontrollprobe
wird speziell markiert. Dann (z. B. nach einzelnen Maus-Klicks)
entstehen in Ziffern-Einheiten optischer Dichte im Verhältnis
zur Kontrolle von jeder Probe. So kann man leicht die Konzentration
von den zu prüfenden Stoffen bestimmen. Dabei, nach der
Fachmeinung, kann man das photometrische Rechnerprogramm auch ins
Handyprogramm verarbeiten und so kann ein bequemes universell tragbares
optisches Messgerät bereitgestellt werden.
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So
kann das System für die Bewertung von Farbe-Fluoreszenz
und Trübungsgehalt in Flüssigkeiten aber auch
zur Bestimmung von Form und Zustand eines Komplexes von Antigen-Antikörper
bei immunchemischen Untersuchungen (z. B. bei Albuminbestimmungen)
verwendet werden. Dabei eignet sich dieses System auch zu kinetischen
Untersuchungen mit Enzymen, wenn dynamische Serien von Bildern entstehen,
können diese mittels Mikrofilm aufgenommen werden.
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Ein
weiterer Vorteil dieses Systems besteht darin, dass man das erhaltene
Ergebnis im Handy ab sofort in (Bildern und Ziffern) speichern kann
und so der Verlaufsprozess von einer Behandlung oder einem Sportzustand
dynamisch registriert werden kann. Darüber hinaus kann
man mit diesem System das Analyseergebnis über jede Entfernung
beobachten, bewerten, und mit Fachleuten besprechen und konsultieren.
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Mit
diesem System (insbesondere für die Bewertung des Trübungs-
und Farb-Gehaltes) kann man z. B. auch Calcium, Kalium, Phosphor
u. a. Stoffe im Wasser und Boden bewerten.
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Das
System ist sowohl in medizinischen (bei Laboruntersuchungen) als
auch in technischen Bereichen nutzbar. Dabei ist dieses System ganz
objektiv, schnell und preisgünstig einsetzbar, da es auf
Teilen basiert, die bereits fast in jeder Praxis und Familie vorliegen.
Somit kann es ganz leicht konstruiert werden.
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Anschließend
wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher
erläutet.
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Legende zu den Abbildungen
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1-1, 1-2:
Varianten des erfindungsgemäßen Vorrichtung-Systems
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1-1 Batterielampe mit Licht von unten nach oben
mit 90 Grad zur Richtung von Handyobjektiv bei Trübung
oder Fluoreszenz zu bewerten, und
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1-2 Lampe mit dem durchgehende Licht gerade nach
Handyobjektiv mit entsprechenden Filter:
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- 1
- Behälter
(Beleuchtungsvorrichtung)
- 2
- Probegefäß mit
Produkt von Reaktion: Stoffe/Reagenz)
- 3
- Deckel
mit Öffnungen zu Probegefäßen
- 4
- Ständer
für Probengefäße
- 5
- Lampe
in der Horizontalposition mit äußerem Schalter
5-1); Licht von unten nach oben mit 90 Grad zur Richtung von Handyobjektiv
zur Bewertung von Trübung oder Fluoreszenz
- 6
- Optischer
Filter (Lichtfilter)
- 7
- Lampe
in Vertikalposition mit dem Schalter 7-1); mit durchgehende Licht
gerade nach Handyobjektiv mit entsprechenden Filter
- 8
- Öffnung
zum Objektiv der Fotokamera vzw. vom Handy.
- 9
- Handy
oder Kamera
- 10
- Befestigungsvorrichtung
für Kamera oder Handy
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2 Oben:
Schematische Handymonitorskala zur Bewertung der Trübungsintensität
zwecks Bestimmung des Gesamteiweißgehaltes
(von links
nach rechts in mg/L: 0–20–75–150–200);
Unten:
zu prüfende Probe 20 und 150 mg/L
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3 Handymonitorskala
zur Bewertung der Trübungsintensität zwecks Bestimmung
des Calciumgehaltes
(von links nach recht in mg/L: 0–50–100–150–200)
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4 oben:
Handymonitorskala zur Bewertung der Farbintensität zwecks
Bestimmung des Pyruvatgehaltes
(von links nach rechts in Extinzeinheiten:
0–40–80–120–160)
unten:
zu prüfende Probe 80
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5 Handymonitorskala
zur Bewertung der Fluoreszenzeinheiten zwecks Bestimmung des Kreatingehaltes
(von
links nach rechts in Einheiten von Fluoreszenz 100–400)
entsprechend von: 0, 1, 2, und 4 Mikromol Creatin
Eigenart
von Farben und Farbtöne siehe im Beispiel vier.
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Beispiel 1
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A) Untersuchungen mit Eiweißlösungen
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Die
Testformulierung hatte eine Zusammensetzung gemäß
DE-A1 10 2004 046
326 ; Reagenzgefäße 12 × 55 mm
o. a. aus Polystyrol enthielten 40 Mikroliter (mkl) der Reagenzmischung.
Es wurde eine Reihe Lösungen (mit 0,9% Natriumchlorid)
mit menschlichem Albumin mit folgenden Konzentrationen:
0 20
75 150 und 200 mg/l vorbereitet.
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1
ml von jede Lösung werden in einzelne Reagenzgefäße
gegeben, dann werden die verstopften Proben kurz geschüttelt
und eine entstehende Trübung (falls ein Eiweiß vorliegt)
mit dem Vorrichtungssystem und dem Verfahren erfindungsgemäß bewertet.
Untersuchungen wurden mit dem Vorrichtung-System mit Handy Nokia-6120
mit Fotokamera von 2 Megapixel durchgeführt. Eine Batterielampe
5 Watt mit weißem Filter befindet sich unten dem Ständer.
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Bilder
von dieser Reihe wurden als Monitorhandyskala gespeichert. Dann
wurden Bilder von einzelnen (separat analysierten) chiffrierten
Proben mit 20 und 150 mg/L mit dieser Skala verglichen (einschließlich
mit unabhängigen Laien) und so bewertet.
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Die
Ergebnisse werden in 2 schematisch vorgestellt.
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Aus
diesen Abbildungen kann man ersehen, dass jede geprüfte
Eiweißlösung (mit entsprechender Trübung)
in der Reihe von 0 bis 200 mg/l, mit dem erfindungsgemäßen
System auf dem Handymonitor ein besonderes Bild mit deutlicher Unterscheidung
in Farbe und Farbton voneinander zeigt.
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So
zeigt die Probe mit keinem Eiweiß ein schwarzes Bild, mit
20 mg/L – dunkelgrün, mit 75 – hellgrün, mit
150 – hellgrau, mit 200 mg/L – weiß.
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Das
erlaubt den Eiweißgehalt in diesem Bereich schnell (in
einen Augenblick, sogar vor dem Fotografieren), objektiv, sehr deutlich
und bequemer, als mit dem Standard der Trübungen halbquantitativ
zu bestimmen. (Siehe zu prüfende Proben von unten). Die
zu prüfende und gedruckte Probe (Bilder) kann man auch
mit gedruckter Fotoskala (Referenzskala) vergleichen, jedoch die
Bilder auf dem Monitor waren noch besser sichtbar, als auf dem Papier.
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Alle
Laien konnten fehlerlos entsprechende Proben bestimmen.
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Anschließend
werden die o. g. Reihe von Eiweißlösungen (Bilder)
vom Handymonitor auf einen Rechner übertragen und das Ergebnisses
wird mittels fotometrischem PhotoM-121 Programm quantitativ bewertet (Tabelle
1).
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Aus
der Abbildung und Tabelle kann man ersehen, dass man mit diesem
Programm PhotoM 121 quantitativ mit genügend Richtigkeit
und Genauigkeit den Eiweißgehalt bestimmen kann. Tabelle 1 Optische Dichte von Eiweißtrübung
mit Bewertung nach PhotoM-Programm Rohdaten
| Konz. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | X | Cv |
| 20 | 0,100 | 0,108 | 0,111 | 0,102 | 0,099 | 0,097 | 0,103 | 5,33 |
| 75 | 0,632 | 0,738 | 0,708 | 0,680 | 0,664 | 0,643 | 0,678 | 5,91 |
| 150 | 1,750 | 1,740 | 1,640 | 1,760 | 1,680 | 1,620 | 1,696 | 3,63 |
| 200 | 2,340 | 2,320 | 2,190 | 2,350 | 2,210 | 2,160 | 2,260 | |
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Aus
der Abbildung und Tabelle kann man ersehen, dass man mit diesem
Programm PhotoM 121 quantitativ mit genügend Richtigkeit
und Genauigkeit den Eiweißgehalt bestimmen kann. Eine gute
Linearität geht insbesondere bis zu einer Eiweißkozentrationen
von 150 mg/L.
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Fast
die gleichen Ergebnisse wurden beobachtet bei Untersuchungen mit
Eiweißlösungen bei Anwendung eines erfindungsgemäßen
Systems mit der Digitalkamera Caplio 4. Aber die Anwendung als Videodetektor
Handy mit Digitalfotokamera ist hauptsächlich besser, da
er mehr funktionell, tragbar und überhaupt bequemer ist.
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B) Untersuchungen mit Urinproben von Diabetikern
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Es
wurden zehn Urinproben von fünf Diabetikern erfindungsgemäß mit
Handy und dann mit dem Photom 121 (wie oben) bewertet und parallel
mit einer Standard-Eiweißlösung mit Photometer
PF 11 untersucht. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 vorgestellt. Tabelle 2 Bewertung und Bestimmung die Eiweißkonzentration
im Urin vom Diabetiker mit PhotoM-Programm
| Optische
Eiweißgehalt | Optische
Eiweißgehalt |
| Nr
Probe | Dichte | mg/L | Nr
Probe | Dichte | mg/L |
| 1 | 1,511 | 134 | 1.1 | 1,619 | 143 |
| 2 | 0,518 | 57 | 2.1 | 0,624 | 69 |
| 3 | 1,030 | 91 | 3.1 | 0,991 | 84 |
| 4 | 0,224 | 43 | 4.1 | 0,261 | 50 |
| 5 | 0,129 | 25 | 5.1 | 0,093 | 20 |
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Parallel
wurde Untersuchungen von diesen Urinproben mit Photometer PF 11
(als Standard-Albuminlösung 150 mg/L durchgeführt),
diese zeigten ziemlich übereinstimmte Ergebnisse.
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Beispiel 2
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Untersuchungen mit Calciumlösungen
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Ein
trockenes Reagenzgemisch (in Reagenzgefäßen 10 × 75
mm aus Polystyrol) und Verfahren zur Calciumbestimmung mit Schnelltest
Ca-Test-L wurde gemäß Gebrauchsmuster Nr. 201
14 916.8 vorbereitet und durchgeführt.
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Es
wurde eine Reihe Lösungen mit Calciumchlorid (mit entsprechendem
Calciumgehalt mit folgenden Konzentrationen):
0 50 100 150
und 200 mg/1 vorbereitet.
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1
ml von jeder Lösung wurde in einzelne Reagenzgefäße
gegeben, dann wurden die verschlossenen Proben kurz geschüttelt
und anschließend mit dem erfindungsgemäßen
System (mit Handy und Verfahren wie in dem Beispiel 1) bewertet.
Die Kurve bei Ca-Messungen war nur von 0 bis 200 mg/L (ohne Verdünnung)
linear.
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Die
Ergebnisse (schematisch) werden in 3 vorgestellt.
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Vorteile
des erfindungsgemäßen Systems bei Bewertungen
von Ergebnissen des Ca-Tests im Vergleich zum Trübungsstandard
(oder zu der Fotoskala) waren wie in Beispiel 1. Die Analyse war
fehlerfrei, schnell, bequem und objektiv. Das wurde für
jede Ca Konzentration (chiffrierte Proben) durch unabhängige
Laien bestätigt.
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Bei
quantitativen Messungen (mit PhotoM) des Calciumgehaltes im Urin
von vier Frauen mit Osteoporose im Älter zwischen 50 und
60 war (Morgenurin, n mg/L): 279, 220, 373, 417 gegen vier Männer
in gleichem Alter 167, 74, 112, 136. So wurde gezeigt, dass es mit
dem erfindungsgemäßen System eine Möglichkeit
gibt, bei dieser Krankheit die Calciumausscheidung (d. h. Knochenresorbtion)
leicht zu kontrollieren.
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Mit
dem erfindungsgemäßen System konnte auch der Calciumgehalt
in Kranwasser und in einigen Arten von Mineralwasser erfolgreich
bewertet werden.
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Beispiel 3
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Untersuchungen mit gefärbte Flüssigkeiten
(Lösungen von Pvruvatsäure im Urin)
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Pyruvatsäure
ist ein wichtiges Zeichen von Kohlenhydratstoffwechsel bei Gesundheit-
und Sportkontrolle.
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Die
Bestimmungen von Pvruvatsäure wurde gemäß Freedemann
und Haugen mit 2,4-Dinitrophenylhydrazin durchgeführt (0.
Biol. Chem., 1943, 147, 415).
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Es
wurde eine Reihe Lösungen von Pyruvatsäure mit
folgenden Konzentrationen
0–40–80–120
und 160 mg/L vorbereitet
und gemäß o. g.
Autoren bearbeitet und dann (zur Kontrolle) mit Photometer Pf 11
bei 470 nm (Filter Nr. 3) gemessen.
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Zur
Bewertung dieser gefärbten Lösungen mit dem erfindungsgemäßen
System wurde eine Lampe mit 5 Watt und weißem Filter gestellt.
Die Lampe befindet sich dabei hinter dem Ständer mit den
zu prüfenden Proben (1-2),
so dass das Licht durch die gefärbten Flüssigkeiten
geht. Die erhaltenen gefärbten Fotobilder (braun-rot) entstehen
auf dem Handymonitor und (zuerst als Monitorskala) wurden gespeichert.
Dann wurden einzelne Proben von Pyruvatsäure (z. B. mit
80 mg/l) in den Probeständer gestellt und dieses Bild mit der
Monitorskala verglichen und so eine Farbebewertung und die halbquantitativ
Bestimmung des Pyruvatgehaltes durchgeführt (4).
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Auf
diesem Bild kann man deutlich ersehen, dass die unten liegende zu
prüfende Probe entsprechend Farbe und Intensität
der Probe auf der Monitorskala dem Pyruvatgehalt von 80 mg/1 entspricht.
Dabei bleibt eine Möglichkeit, diese gefärbten
Bilder noch mit PhotoM-Programm quantitativ zu messen, erhalten.
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Das
erfindungsgemäße System erlaubt im Ständer
bevorzugt gleichzeitig bis zu fünf Probengefäße einzustellen
und deren Substanzen zu messen, wodurch schnell und bequem quantitative
Ergebnisse erhalten werden. Tabelle 3 Optische Dichte von Pyruvatsäure
bei erfindungsgemäßer Bewertung nach PhotoM-Programm
Konzentration Rohdaten
| mg/L | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | X | Cv |
| 40 | 0,275 | 0,261 | 0,282 | 0,271 | 0,283 | 0,301 | 0,279 | 4,84 |
| 80 | 0,604 | 0,603 | 0,583 | 0,554 | 0,560 | 0,602 | 0,584 | 4,07 |
| 120 | 0,724 | 0,708 | 0,710 | 0,720 | 0,745 | 0,675 | 0,714 | 3,24 |
| 160 | 0,763 | 0,667 | 0,794 | 0,757 | 0,710 | 0,762 | 0,742 | |
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Aus
dieser Tabelle kann man ersehen, dass die erfindungsgemäße
Bestimmung von Pyruvatsäure im Konzentrationsbereich 40–120
mg/L mit genügender Genauigkeit und Linearität
erfolgt.
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Beispiel 4
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Untersuchungen von Creatin mit fluorometrische
Methode
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Creatin
ist wichtiger Marker des energetischen Stoffwechsels des Muskelgewebes
und seine Untersuchungen werden in der Medizindiagnostik und im
Sport breit durchgeführt. Creatin wird in der Niere, der
Leber und in der Bauchspeicheldrüse synthetisiert.
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Es
wurde eine Möglichkeit gefunden, Creatin mit fluorimetrischer
Methode zu bestimmen und das erfindungsgemäße
System zu nutzen.
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Die
fluometrische Methode wurde nach I. Krasnov mit Ninhydriv-Alkohollösung
mit der Zugabe 4 N KOH, durchgeführt (J. Histochem., Citochem
21, 6, 568).
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Dabei
befand sich die Lampe mit einem ersten Lichtfilter bei 390 nm unter
dem Ständer mit den Probengefäßen (ein
zweiter Lichtfilter entsteht bei 495 nm).
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Es
wurden drei Lösungen von Creatin vorbereitet mit Konzentrationen
von eins, zwei und vier Mikromol und nach o. g. Methoden mit erfindungsgemäßem
System jede gegen ein Kontrolle (Wasser mit Reagenzien) sieben Mal
parallel untersucht.
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Ergebnisse:
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Es
wurde in erster Linie beobachtet, dass Lösungen mit verschiedenen
Konzentrationen von Creatin mit Reagenzmischungen ganz eigenartige
Fluoreszenzbilder auf dem Handymonitor mit besonderen Farben und
Farbtönen zeigen.
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So
enthielt das Probegefäß mit einem Mikromol Creatin
dunkelgrünblaue Flüssigkeit; mit zwei Mikromol-hellgrünblaue
Flüssigkeit; mit vier Mikromol-gelb-grün.
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Das
Wasser mit dem Reagenz (Kontrolle) zeigte immer ein schwarz-blaues
oder dunkelblaues Bild. So kann das erfindungsgemäße
System als Fluoroskop für visuell halbquantitative Bestimmung
von Creatin in Flüssigkeiten verwendet werden.
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0.
g. Bilder erlauben in kurzer Zeit die Bestimmung der Fluoreszenzstoffe
durch einen Vergleich mit der Monitorskala oder mit einer gedruckten
Papierskala. Ergebnisse von quantitativen Messungen Tabelle 4 Untersuchungen der Creatinwerte von Handymonitor-Bildern
mit PhotoM Programm Paralleldaten (Fluoreszenzintensität)
| Konzentration
von Creatin in μmol | | | | | | | | | Variations-Koeffizient |
| | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | X | Cv |
| 1,0 | 0,199 | 0,200 | 0,193 | 0,179 | 0,210 | 0,195 | 0,161 | 0,191 | 8,42 |
| 2,0 | 0,390 | 0,398 | 0,375 | 0,372 | 0,364 | 0,52 | 0,18 | 0,367 | 7,22 |
| 4,0 | 0,600 | 0,553 | 0,528 | 0,555 | 0,627 | 0,587 | 0,608 | 0,577 | 6,13 |
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Aus
o. g. Tabelle kann man ersehen, dass das erfindungsgemäße
System zur Bewertung der Fluoreszenzintensität, d. h. zur
quantitativen Bestimmung von Creatin in Flüssigkeiten geeignet
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004046326
A1 [0037]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - http://softsearch.ru/programs/9-788-photom-download.shtml [0022]
- - http://softsearch.ru/programs/115-308-photom-download.shtml [0022]
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