DE2436598A1 - Stabiler teststreifen zum nachweis von inhaltsstoffen in fluessigkeiten - Google Patents
Stabiler teststreifen zum nachweis von inhaltsstoffen in fluessigkeitenInfo
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Description
BOEHRINGER MANNHEIM GMBH 1928
Stabiler Teststreifen zum Nachweis von Inhaltsstoffen in
Flüssigkeiten
In der neueren Zeit haben in Verstärktem Umfang sog. Teststreifen
in die Analytik, insbesondere in die klinische Chemie
Eingang gefunden. Es sind dies Stücke saugfähigen Materials,
auf denen sämtliche für eine Nachweisreaktion nötigen Reagenzien imprägniert sind, und auf denen kurz nach dem Benetzen mit der
Untersuchungsflüsi'igkeit die NachweisreaJction abläuft. Es sind
eine ganze Reihe solcher Schnellteste bekannt, von denen eine
Anzahl auch handelsüblich sind. Ein wichtiges Qualitätsmerkmal
eines Schnelltestes ist seine Stabilität auch unter extremen Lagerbedi'jngungen, wie sie beispielsweise in den Tropen vorherrschen1.
Es gibt nun eine Reihe hochempfindlicher Schnellteste, die die.'.-e Eigenschaft leider nicht in zufriedenste!.! eu'i·-
dern Maße besitzen. Es sind dies beispielsweise die Schnellteste zum Nachweis von Blut oder Hämoglobin und von Ketonkörpern im
Harn.
Der Schnelltest zum Nachweis von Blut muß ein organisches bzw. anorganisches Hydroperoxid als Oxidationsmittel neben einem
Oxidationsindikator (z.B. o~Tolidin) enthalten. Es ist klar, dciß die Reaktion dieser beiden, die durch Blut in wässriger
Phase katalysiert wird, auf dem Teststreifen nicht völlig zu unterbinden ist.
Beim Schnelltest zum .Ketonkörpernachwcis liegt Nitropruscid-Natrium
neben einem stark alkalischen Puffer vor. Einerseits funktioniert der Ketoiv-Nachweis nur in stark alkalischer Lösung,
andererseits wird aber Nitroprussid-Natrium durch Alkali rasch
zersetzt.
609808/0452 BAD ORJGiNAL
Zur Behebung dieser Schwierigkeiten sind die verschiedensten Maßnahmen
ergriffen worden, wie z.B. getrenntes Imprägnieren, Mikroverkapselung, Verdünnung durch Filmbildner, Quellstoffe oder
andere Trennsubstanzen. Diese Maßnahmen führten z.T. zu beachtlichen Stabilitätsverbesserungen, sie sind jedoch für extreme
Anforderungen meist nicht wirksam genug.
Eine andere Maßnahme zur Stabilisierung ist die strikte räumliche Trennung der unverträglichen Reagenzien, So sind z.B.
im US-Patent 3,511,608 Schnellteste, beschrieben, bei denen unverträgliche
Reagenzien auf separate Papiere imprägniert sind. Die Papiere werden dann zusammengeheftet/ evtl. unter Zwischenlegung
einer undurchlässigen Trennschicht, die vor Gebrauch entfernt v/erden muß. Diese Schnellteste liefern befriedigende Ergebnisse
dann, wenn die UntersuchungsfJüsiigkeit von oben eindringt
i
und das obere Papier, zur Beurteilung der Reaktionsfarbe des
und das obere Papier, zur Beurteilung der Reaktionsfarbe des
unteren Papiers, entfernt werden kann.
IJun hat sich aber bei den handelsüblichen Schnalltesten eine Form
durchgesetzt, bei der dcis Testpapier ganz in die Untersuchungsflüssigkeit,
z.B. Urin, getemcht wird oder sogar in den Harnstrahl
gehalten wird und danach ohne zusätzliche Manipulation
mit der Vergleichsfarbe verglichen wird.
Zu diesem Zweck sind meist kleine Stücke des Testpapiers einzeln oder zu mehreren auf einer streifenförmigen Halterung aufgebracht.
Bei dieser Art der Handhabung liefert aber die Maßnahme gemäß US-Patent 3,511,608 keine Schnellteste von befriedigender
Empfindlichkeit. Das hat zwei Gründe: Einerseits werden beide Testpapiere nahezu gleichzeitig befeuchtet, da ja mindestens
die Schnittkanten der relativ kleinen Bezirke offen sind. Die
Reagenzien müssen also zueinander diffundieren, was einige
Zeit in Anspruch nimmt. Diese Zeit ist dann besonders lang, wenn eines der Reagenzien schwer löslich ist.
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Andererseits entwickelt sich die Hauptmenge der Reaktionsfarbe zwischen den beiden Papieren/ ist also nicht gut sichtbar. Zur
Verbesserung der Sichtbarkeit kann man zwar als oberes Papier sehr dünne Qualitäten wählen, bei diesen ist aber die Reagenzienaufnahmekapazität
sehr begrenzt, und die Schwierigkeiten bei der Verarbeitung sind wegen der mechanischen Stabilität beträchtlich.
Es bestand nun die Aufgabe, einen stabilen Teststreifen zum Machweis
von Inhaltsstoffen in Flüssigkeiten zu entwickeln, der die
oben genannten Nachteile nicht aufweist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein stabiler Teststreifen
zum Nachweis von Inhaltsstoffen in Flüssigkeiten, bestehend
aus zwei Indikatorschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Indikatorschicht aus wasserlöslichem Papier besteht.
Es wurde hamlich überraschenderweise gefunden, daß bei Verwendung eines wasserlöslichen Papieres für die eine Indikatorschicht
ein schneller Stoffaustausch stattfindet und gleichzeitig
eine gut sichtbare Farbentwicklung gewährleistet ist.
Prinzipiell sind als Bestandteile von wasserlöslichen Papieren
alle die Materialien geeignet, die faserige Struktur mit schneller Wasserquellbarkeit verbinden. Diese wasserlöslichen Papiere zerfallen
im Wasser fast vollständig unter starker Quellung und werden dabei je nach Fremdfasergehalt mehr oder weniger transparent,
Solche Papiere werden beispielsweise gemäß DOS 2.042.781 oder Brit. Pat. Spec. 1.071.706 aus Carboxymethylcellulose allein
oder unter Zumischung anderer Fasern (bis zu 30 %) hergestellt.
Die Carboxymethylcellulose wird nach der Blattbildung durch Benetzung mit Alkali und nachheriges Trocknen in ihr wasserquellbares
Alkalisalz überführt. Andere wasserlösliche Papiere bestehen beispielsweise aus Methylcellulose-Fasern mit einem
CH3O-Gehalt von 5-15 % (UdSSR-Patente 324.329 und 324.330).
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Sollten den wasserlöslichen Papieren von der Herstellung her noch Alkalireste anhaften, so können sie mit flüchtigen organischen
Säuren in Organischen Lösungsmitteln neutralisiert werden, ohne daß die Quellbarkeit beeinflußtwird.
Die wasserlöslichen Papiere können Flächengewichte von 10 bis
2 2
100 g/m , vorzugsweise 25 bis 60 g/m besitzen.
Für das untere Reagenzpapier kann nahezu beliebiges Filterpapier oder Faservlies gewählt werden, es muß nur eine einigermaßen
lockere Struktur besitzen, damit die Diffusion der Reagenzien nicht zu stark behindert ist.
Die Mengen der Reagenzien auf beiden Papieren können im allgemeinen
ähnlich wie bei bekannten Testpapieren gewählt v/erden, es empfiehlt sich manchmal, sie etwas höher zu dosieren.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schnellteste kann man wie folgt verfahren:
Das in seiner Stabilität gefährdete Reagenz wird beispielsweise aus einem organischen Lösungsmittel auf das wasserlösliche
Papier imprägniert, gegebenenfalls zusammen mit anderen stabilitätsneutralen oder Stabilitätserhöhenden Zusätzen. Die
übrigen Reagensien imprägniert man z.B. auf gewöhnliches Filterpapier
oder Faservlies. Die Verteilung der Reagenzien kann natürlich auch umgekehrt erfolgen, wichtig ist die räumliche
Trennung der unverträglichen Reagenzien. Zweckmäßig sollte die für die Farbreaktion wichtige Komponente im löslichen Papier
lokalisiert werden. Beide imprägnierten Papiere werden nun aufeinandergelegt, wobei das wasserlösliche Papier nach oben
kommt und beide Papiere zusammen vorzugsweise zwischen einer Kunststoff-Folie und einem feinmaschigen Netzwerk gemäß
DBP 2.118.455 eingesiegelt werden. Man kann auch das untere Papier auf einen Kunststoff-Streifen aufkleben, und das wasserlösliche
Papier mittels eines wasserlöslichen Klebers oder einer
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Klebstoff-Rasterung darauf befestigen. Bei Teststreifen dieser Art besteht jedoch die Gefahr, daß das lösliche Papier nach der
Befeuchtung abgewischt oder abgespült wird, beispielsweise bei der Anwendung im HarnstrahI.
Der erfindungsgemäße Teststreifen zum Nachweis von Blut im Harn wird unter Verwendung der üblichen Reagenzien hergestellt.
Vorteilhaft kann man in Anlehnung an DBP 2.235.127 und DAS 2.235.152 wie folgt vorgehen: Ein Filterpapier oder Faservlies
wird mit einer Lösung, welche ein festes organisches Hydroperoxid, ein Phosphorsäuretriamid, ein Benzochinolin, einen Puffer
und ein langkettiges organisches BuIfonat enthält, imprägniert,
Ein wasserlösliches Papier wird mit einer methanolischen Lösung von o-Tolidin oder eines seiner Salze und eines Phosphorsäuretriamids
getränkt. Beide Papiere werden zusammen zwischen einer Kunststoff-Folie und einem feinmaschigen Netzwerk eingesiegelt.
Der Teststreifen, der auf diese Weise hergestellt wurde, reagiert bei Eintauchen in Harn praktisch genauso wie ein Streifen, bei
dem alle Reagenzien auf ein Papier imprägniert wurden, ist aber im Gegensatz zu diesem nahezu unbegrenzt haltbar.
Der erfindungsgemäße Teststreifen zum Nachweis von Ketonkörpern im Urin wird unter Verwendung der üblichen Reagenzien hergestellt.
Vorteilhaft kann man in Anlehnung an DAS 1.256.920 vorgehen: Das Filterpapier oder Faservlies wird mit einer Lösung von Phosphatpuffer
und Glycin imprägniert. Das wasserlösliche Papier tränkt man mit einer methanolischen Lösung von Nitroprussid-Natrium und
siegelt beide Papiere wie oben beschrieben ein.
Der erfindungsgemäße Teststreifen zum Nachweis von Nitrat im Harn wird unter Verwendung der üblichen Reagenzien hergestellt.
Vorteilhaft keinn man über ein mit Zinkstaub bestrichenes Filterpapier
ein lösliches Papier siegeln, welches mit Nitrit-Nachweis-Reagenzien gemäß DBP 1.941.370 getränkt ist. Ein solcher Schnelltest
ist auf einem bisher verwendeten Testpapier nicht herstell-
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— Ό
:>ar, da Zink in Gegenwart des sauren Nitrit-Reagenzes nicht
stabil ist.
Durch folgende Beispiele soll die Herstellung der Teststreifen näher erläutert werden:
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Beispiel 1
Blut-Test
25 ml | g |
0,5 | g |
1,6 | g |
1,0 | g |
12,7 | g |
1,0 | ml |
35,0 | ml |
100,0 |
Filterpapier (2316 von Schleicher & Schüll) wird mit einer Lösung folgender Zusammensetzung getränkt und anschließend getrocknet:
1,2 molarer Citratpuffer pH 5,25
Äthylendiarnintetraessigsäure, Dinatriumsalz
Äthylendiarnintetraessigsäure, Dinatriumsalz
2,5-Dimethylhexan-2,5-dihydroperoxid
(etwa 80 %ig)
Phenanthridin
Phosphorsäuretrimorpholid
Dioctylnatriumsulfosuccinat
Methanol
Wasser, dest. ad
Testpapier_B
Ein wasserlösliches Papier aus 90 % Carboxymethylcellulose und
2
% Cellulose (Flächengewicht 30 g/m ) wird mit einer Lösung folgender Zusammensetzung j-mprägniert und anschließend getrocknet:
% Cellulose (Flächengewicht 30 g/m ) wird mit einer Lösung folgender Zusammensetzung j-mprägniert und anschließend getrocknet:
o-Tolidin 1,0 g
Phosphorsäuretrimorpholid 3,0 g
Eisessig 8,0 ml
Wasser, dest. 10,0 ml
Methanol ad 100,0 ml
Die Testpapiere A und B werden in 6 ltim breite .Streifen geschnitten
und zusammen, B über A, zwischen Bändern aus PoIyäthylen-kaschierter
Polyesterfolie und feinmaschigem Nylonnetz eingesiegelt. Die Bänder werden quer in 6 mm breite Streifen
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geschnitten und man erhält auf diese Weise Teststäbchen, die nahe dem unteren Ende den quadratischen reaktiven Bezirk unter dem
Netzwerk tragen.
Taucht man diese Teststäbchen in bluthaltigen Urin, so erhält man je nach Blutkonzentration mehr oder weniger starke blaugrüne Färbungen. Die Nachweis-Empfindlichkeit ist etwa gleich
der eines singulären Testpapieres, welches aus Testpapier A durch Imprägnieren mit einer Lösung von 0,2 g o-Tolidin in
100 ml Toluol und anschließendes Trocknen hergestellt wird. Während jedoch dieses Testpapier nach ca. halbjähriger Lagerung
erheblich an Empfindlichkeit einbüßt, ist die Reaktivität des erfindungsgemäßen Teststreifens praktisch nicht verändert.
Keton-Test
Ein Cellulose-Polyamid-Mischvlies wird mit einer Lösung folgender
Zusammensetzung getränkt und anschließend getrocknet:
Trinatriumphosphat-Dodekahydrat 21,0 g
Dinatriumhydrogenphosphat 9,0 g
Glycin · 18,7 g
Wasser, dest. 100,0 ml
Testpapier B
Ein lösliches Papier aus 100 % Carboxymethylcellulose vom
Flächengewicht 60 g/m wird zunächst mit einer Lösung von je 5 % Eisessig und Wasser in Methanol imprägniert und getrocknet.
Danach wird mit einer 3 %igen methanolischen Lösung von Nitroprussid-Natrium
nachimprägniert und erneut getrocknet.
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w Q _
Die Testpapiere A und B werden in 6-mm breite Streifen geschnitten
und zusammen, B über A, wie in Beispiel 1 beschrieben, eingesiegelt,
Die erhaltenen Teststäbchen reagieren mit Acetoacetat-haltigera
Urin mit violetter Farbe und behalten ihre Reaktivität auch nach einwochiger Temperaturbelastung bei 60 C.
Ein singuläres Testpapier, welches durch Nachimprägnation von Testpapier A mit einer einprozentigen methanolischen Lösung
von Nitroprussldnatrium hergestellt wurde, ist nach dieser Belastung
fast vollständig zerstört.
Nitrat-Test
Testpapie£_A
Filterpapier wird mit einem Brei aus Zinkstaub und 1 %iger methanolischer Lösung von Polyvinylpyrrolidon dünn bestrichen
und getrocknet.
Ein lösliches Papier aus 100 % Carboxymethylcellulose vom
Flächengewicht 60 g/m wird mit einer Lösung folgender Zusammensetzung
imprägniert und anschließend getrocknet:
Sulfanilamid 0,17 g
3-Hydroxy-l,2,3,4-tetrahydrobenzo(h)chinolin 0,98 g
Weinsäure 2,5 g
Eisessig 8 ml
Wasser · 20 ml
Methanol ad 100 ml
Die Testpapiere A und B werden in 6 mm breite Streifen geschnitten
und zusammen, B über A, wie in Beispiel 1 beschrieben, eingesiegelt.
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Die erhaltenen Teststäbchen reagieren mit nitrathaltigen Flüssigkeiten
mit roter Farbe und zwar auch nach dreitägiger Temperaturbelastung bei 60 C. Bei einem singulären Testpapier wird das
metallische Zink durch die Säure in kurzer Zeit zersetzt, wobei das Testpapier unbrauchbar wird.
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Claims (10)
1.) Stabiler Teststreifen zum Nachweis von Inhaltsstoffen in
Flüssigkeiten, bestehend aus zwei Indikatorschichten dadurch
gekennzeichnet, daß die eine Indikatorschicht aus wasserlöslichem Papier besteht.
2. Teststreifen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Papier aus Methylcellulose oder dem Alkali-Salz
der Carboxymethylcellulose, gewünschtenfalls mit einem
Zusatz an anderen Fasern, besteht.
3. Teststreifen gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die zusätzlichen Fasern aus Cellulose bestehen.
4. Teststreifen gernäß Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß das wasserlösliche Papier ein Flächengewicht von 10 -
2
100 g/m besitzt.
100 g/m besitzt.
5. Teststreifen gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das wass
besitzt.
besitzt.
das wasserlösliche Papier ein Flächangewicht von 25 - 60 g/m
6. Teststreifen gemäß Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Indikatorschicht aus saugfähigem Papier oder
Vlies besteht.
7. Stabiler Teststreifen zum Nachweis von Blut im Harn, bestehend
aus zwei Indikatorschichten, welche mit den üblichen Reagenzien zum Blut-Nachweis imprägniert sind, wobei die eine Indikatorschicht
aus wasserlöslichem Papier besteht.
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8. Stabiler Teststreifen zum Nachweis von KetonkÖrpern im Harn, bestehend aus zwei Indikatorschichten, welche mit
den üblichen Reagenzien zum Ketonkörper-Nachweis imprägniert sind, wobei die eine Indikatorschicht aus wasserlöslichem
Papier besteht.
9. Stabiler Teststreifen zum Nachweis von Nitrat im Harn, bestellend
aus zwei Indikatorschichten, welche mit den üblichen
Reagenzien zum Nitrat-Nachweis imprägniert sind, wobei die
eine Indikatorschicht aus wasserlöslichem Papier besteht.
10. Verfahren zur Herstellung von stabilen Teststreifen zum Nachweis von Inhaltsstoffen in Flüssigkeiten, wobei man
zwei Indikatorschichten jeweils mit einem Teil der üblichen
Reagenzien imprägniert und trocknet, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Indikatorschicht aus wasserlöslichem Papier besteht.
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