DE20202056U1 - Mikrochip zur Bestimmung der Stoffkonzentration von Flüssigkeitsbestandteilen - Google Patents
Mikrochip zur Bestimmung der Stoffkonzentration von FlüssigkeitsbestandteilenInfo
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Description
Neue Gebrauchsmusteranmeldung
Anmelder: Dr. Müller Gerätebau GmbH
Unser Zeichen: 11280 DE (KG/AR)
Datum: 11.02.2002
Mikrochip zur Bestimmung der Stoffkonzentration von Flüssigkeitsbestandteilen
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mikrochip zur Bestimmung der Stoffkonzentration von Flüssigkeitsbestandteilen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Mikrochip zur Bestimmung der Stoffkonzentration von Körperflüssigkeitsbestandteilen.
Bei Analysevorrichtungen besteht die Aufgabe darin, aus einer kleinen Menge an Flüssigkeit, beispielsweise Blut, den Gehalt bestimmter Bestandteile, beispielsweise Glukose, quantitativ zu bestimmen. Dabei soll eine einfache Handhabung der Probenvorbereitung, Messdurchführung und Gerätewartung gewährleistet sein, während unter Verwendung möglichst geringer Flüssigkeitsmengen eine hohe Zuverlässigkeit und Präzision erhalten bleiben soll.
Zudem ist es insbesondere bei der Analyse von Körperflüssigkeiten vorteilhaft, die Analyse vor Ort bei einem Patienten durchzuführen. Hierbei kommen Geräte mit photometrischen Sensoren, Biosensoren oder auch Kombinationen aus antikörperbehafteten Trägern oder reagenzienbeschichteten Trägern mit Photometern zum Einsatz.
Insbesondere bei der Verwendung von reagenzbeschichteten Trägern ist der ermittelte Messwert jedoch von den Messbedingungen, beispielsweise der Temperatur, abhängig. Weiterhin spielt das Alter, die Lagerung und dergleichen des Trägers eine große Rolle, da sich der Träger nach Ablauf eines bestimmten Zeitraums oder unter bestimmten Lagertemperaturbedingungen verändern kann und somit ein verfälschtes Messergebnis liefert.
Derzeit besteht ein Problem darin, dass eine Vielzahl von Anwendungsbereichen existieren, bei denen schnell und vor Ort Analysenergebnisse mit hoher Qualität benötigt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Träger bereitzustellen, der die Messung eines exakten Messwerts unter Verwendung einer geringen Analysenmenge ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Mikrochip gemäß Anspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Mikrochip umfasst eine Aufhahmeposition, in die eine zu analysierende Flüssigkeit aufgebracht wird und an der ein Transportkanal angeordnet ist, der sich mit der aufgebrachten Flüssigkeit durch Kapillarwirkung füllt. Weiterhin weist der Transportkanal eine Pumpe zur Förderung der Flüssigkeit auf. Dieser Transportkanal verbindet die Aufnahmeposition und eine Messposition, die mit einem externen Messystem verbindbar ist und mindestens mit einem Kontrollkanal in Verbindung steht, der eine Pumpe zur Förderung der Flüssigkeit aufweist und zur Meßposition rückgeführt ist, so dass dessen beiden Enden an der Messposition angeordnet sind.
Die vorstehend erwähnten Pumpen sind mikromechanische Pumpen, die beispielsweise mittels eines piezoelektrischen Antriebs betrieben werden.
Vorzugsweise enthält ein Kontrollkanal während der Messung eine vorbestimmte Menge eines zu bestimmenden Flüssigkeitsbestandteils. Weiterhin kann ein Kontrollkanal Enzyme umfasst. Beispielsweise kann der Kontrollkanal immobilisierte Glukoseoxidase und Katalase umfassen, damit ein konventionelles Verfahren zur Glukosebestimmung durchgeführt werden kann.
Vorzugsweise umfasst der erfindungsgemäße Mikrochip weiterhin einen Temperaturfühler. Die Verwendung eines Temperaturfühlers ermöglicht die Durchführung von Kompensationsrechnungen, wenn die Temperatur während der Messung oder bei verschiedenen Messungen nicht konstant ist. Dies ist insbesondere wichtig, wenn die Konzentration eines Bestandteils nach bestimmten Zeitabständen wiederholt gemessen und verglichen werden muss, beispielsweise die Blutzuckerkonzentration bei Diabetikern.
Wenn die zu analysierende Flüssigkeit Blut ist, ist die Aufhahmeposition vorzugsweise mit Ant ikoagulanzien beschichtet, um eine Gerinnung des Bluts zu verhindern.
Das mit der Messposition verbundene externe Messystem ist vorzugsweise ein Sensor, noch bevorzugter ein Biosensor. Das externe Messystem kann jedoch auch eine Elektrodenanordnung oder ein optischer Sensor sein, der den Eigenfarbanteil der Flüssigkeit bestimmt. Weiterhin
können auch mehrere Sensoren gleichzeitig mit der Messposition verbunden sein. Vorzugsweise ist die Messposition mit einem jeweiligen externen Messystem mittels eines jeweiligen Transportkanals verbunden.
Vorzugsweise ist die Messposition von dem Sensor mittels einer Trennwand abgeschirmt. Die Trennwand kann eine poröse Membran oder eine lichtdurchlässige Trennwand sein.
Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Mikrochips wird zuerst eine zu analysierende Flüssigkeit in die Aufhahrneposition aufgebracht, an der ein Transportkanal angeordnet ist, der sich durch Kapillarwirkung mit der Flüssigkeit füllt. Wenn der Mikrochip in ein Messgerät mit einem Sensor eingesetzt wird, wird eine bestimmte Menge Flüssigkeit mittels einer in dem Transportkanal angeordneten Pumpe durch den Transportkanal zu der Messposition geführt und zu dem mit der Messposition verbundenen Sensor geleitet und dort vermessen, wobei der erhaltene Messwert vorzugsweise zwischengespeichert wird. Durch die Aktivierung der sich in einem Kontrollkanal befindlichen Pumpe wird weiterhin eine weitere vorbestimmte Menge an Flüssigkeit von der Messposition durch den reagenzienbeschichteten Kontrollkanal zu der Messposition zurück und dann zu dem Sensor geleitet. Wenn der Kontrollkanal beispielsweise eine definierte Menge des Analyten enthält, setzt sich der erhaltene Messwert aus dem Anteil der zu analysierenden Flüssigkeit und dem Anteil der bekannten Analytenmenge zusammen, so dass die momentane Empfindlichkeit des Sensors aus der Differenz der beiden Messwerte bestimmt werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.
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Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Mikrochip gemäß der vorliegenden Erfindung, der zur Bestimmung von Glukose verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf Figur 1 umfasst der Mikrochip eine Aufhahmeposition 4, die mit Antikoagulanzien beschichtet und an einem Transportkanal 3 angeordnet ist, der sich mit der eingebrachten Blutprobe derart füllt, dass die Probe nicht in den Bereich der Pumpe 5 gelangt. In dem Transportkanal 3 ist zur Temperaturkontrolle ein Temperaturfühler 1 angeordnet, der einen
mittels Siebdruck aufgetragenen temperaturabhängigen Widerstand enthält. Bei dem Einsatz des Mikrochips in ein Messgerät wird die Pumpe 5 aktiviert und transportiert eine vorbestimmte Blutoenge zu der Messposition 6, durch den sie zu dem (nicht gezeigten) Sensor gelangt, wo die Glukosekonzentration der Blutprobe gemessen wird. Durch Aktivierung der Pumpe 7 wird eine vorbestimmte Blutmenge von der Messposition durch den Kontrollkanal 2 zurück zu der Messposition 6 und dann zu dem (nicht gezeigten) Sensor geleitet, wo wiederum die Glukosekonzentration gemessen wird.
In einem Fall kann der Kontrollkanal 2 eine definierte Menge an Glukose umfassen. Anhand bekannter Formeln kann die aktuelle Empfindlichkeit des Sensors anhand der Differenz der beiden erhaltenen Messwerte berechnet werden.
Weiterhin kann der Kontrollkanal 2 Enzyme umfassen, beispielsweise immobilisierte Glukoseoxidase und Katalase. Wenn die Blutprobe durch den Transportkanal 2 geleitet wird, setzt sich die in der Blutprobe enthaltene Glukose mit der Glukoseoxidase zu Glukonolacton und Wasserstoffperoxid um. Das entstandene Wasserstoffperoxid wird durch die Katalase umgesetzt. Unter Anordnung einer Elektrodenanordnung als externes Messystem können dann alle elektrodenaktiven Substanzen ermittelt werden, die einen Einfluss auf den Messwert aufweisen und fur Korrekturrechnungen des Messwertes verwendet werden.
Es sollte klar sein, dass der erfindungsgemäße Mikrochip auch gleichzeitig mehrere Kontrollkanäle aufweisen kann und mit mehreren externen Messystemen verbunden sein kann.
Claims (6)
1. Mikrochip zur Bestimmung der Stoffkonzentration von Flüssigkeitsbestandteilen, aufweisend:
eine Aufnahmeposition (4) für eine zu analysierende Flüssigkeit, an der ein Transportkanal (3) angeordnet ist, der sich durch Kapillarwirkung mit einer in der Aufnahmeposition (4) aufgebrachten Flüssigkeit füllen kann,
eine in dem Transportkanal (3) angeordnete Pumpe (5) zur Förderung der Flüssigkeit,
eine am anderen Ende des Transportkanals (3) vorgesehene Messposition (6), die mit einem externen Messystem verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messposition (6) mit mindestens einem Kontrollkanal (2) in Verbindung steht, der eine Pumpe (7) zur Förderung der Flüssigkeit aufweist, und zur Messposition (6) rückgeführt ist.
eine Aufnahmeposition (4) für eine zu analysierende Flüssigkeit, an der ein Transportkanal (3) angeordnet ist, der sich durch Kapillarwirkung mit einer in der Aufnahmeposition (4) aufgebrachten Flüssigkeit füllen kann,
eine in dem Transportkanal (3) angeordnete Pumpe (5) zur Förderung der Flüssigkeit,
eine am anderen Ende des Transportkanals (3) vorgesehene Messposition (6), die mit einem externen Messystem verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messposition (6) mit mindestens einem Kontrollkanal (2) in Verbindung steht, der eine Pumpe (7) zur Förderung der Flüssigkeit aufweist, und zur Messposition (6) rückgeführt ist.
2. Mikrochip gemäß irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrochip weiterhin einen Temperaturfühler (1) aufweist.
3. Mikrochip gemäß irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeposition (4) mit Antikoagulanzien beschichtet ist.
4. Mikrochip gemäß irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das externe Messystem ein Sensor ist.
5. Mikrochip gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Messposition (6) und dem Sensor eine Trennwand befindet.
6. Mikrochip gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das externe Messystem eine Elektrodenanordnung ist.
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