DE2462715C2

DE2462715C2 -

Info

Publication number: DE2462715C2
Application number: DE19742462715
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokio Ishikawa
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1973-07-31
Filing date: 1974-07-31
Publication date: 1980-08-14
Also published as: JPS53317B2; JPS5034895A; DE2462715B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Analysestreifen zur Verwendung in automatischen chemischen Analysegeräten, der aus einem durchsichtigen Material besteht, auf dem mehrere absorptive Reagenzträger angeordnet sind, und auf dem eine Information betreffend den Typ der auf dem Prüfelement verwendeten Reagenzträger in codierter Form gespeichert ist.

Es ist bekannt, die Konzentration von bestimmten chemischen Bestandteilen einer Flüssigkeit (einschl. der Bestimmung des pH-Wertes, also der Konzentration an Wasserstoffionen) mit Hilfe von streifenförmigen Prüfelementen, meistens auch kurz »Prüf streif en« genannt, durchzuführen. Der Prüfstreifen besteht dabei aus einem schmalen transparenten Substrat, auf dem nebeneinander und mit Abstand voneinander eine Mehrzahl von Trägern angeordnet sind, die mit unterschiedlichen chemischen Reagenzien beschichtet oder imprägniert sind, und zwar vorzugsweise derart, daß jeweils ein Träger mit dem darin enthaltenen Reagenz auf einen bestimmten Bestandteil der Flüssigkeit anspricht. Dieser Prüfstreifen wird in die zu untersuchende Flüssigkeit (nachfolgend die »Prüfflüssigkeit« genannt) eingetaucht, oder alternativ dazu wird die Prüfflüssigkeit auf die jeweiligen Träger aufgetropft. In jedem Fall findet daraufhin zwischen den betreffenden Bestandteilen der Prüfflüssigkeit und dem zugeordneten Reagenz eine chemische Reaktion statt, die eine Farbänderung der Träger zur Folge hat. Diese Farbänderung gibt den Reaktionsgrad (auch als Ausmaß oder Abstufung bezeichnet) der abgelaufenen Reaktion an, wobei es gegebenenfalls notwendig sein kann, für die betreffende Reaktion eine vorgeschriebene Zeitdauer vorzusehen. Anschließend werden die geänderten Farben der jeweiligen Träger mit einer Farbskala, die in einer kolorimetrischen Karte vorgegeben ist, verglichen. Aus diesem Farbvergleich lassen sich die Ausmaße der abgelaufenen Reaktionen, oder genauer die aufeinanderfolgenden Positionen des Reaktionsgrades der jeweiligen chemischen Reaktionen, feststellen, so daß z. B. die Zusammensetzung der Prüfflüssigkeit angegeben werden kann.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Art der Untersuchung einer Prüfflüssigkeit mittels eines Prüfstreifens beträchtliche Mangel insbesondere in der Stufe des Vergleichs der Farben der jeweiligen Träger mit der vorgegebenen Farbskala aufweist. Dieser Vergleich muß mit dem bloßen Auge durchgeführt werden. Das ist bei feineren Farbunterschieden nicht immer ganz einfach und führt überdies grundsätzlich zu der Gefahr, daß die Untersuchungsergebnisse durch z. B. ein unterschiedliches Farbunterscheidungsvermögen der die die Untersuchung durchführenden Personen beeinträchtigt werden können.

Durch die US-PS 35 26 480 ist es daher bekannt geworden, den Teststreifen mit einer Lichtquelle abzutasten und aus dem reflektierten Licht in einem fotoelektrischen Wandler ein der spektralen Zusammensetzung des Lichtes entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen, das jeweils ein Maß für die in den jeweiligen Reagenzträgern abgelaufenen chemischen Reaktionen ist

Es ist weiterhin bekannt, die durch optische Abtastung von den Reagenzträgern gewonnenen elektrischen Signale mit Referenzdaten zu vergleichen, die von Bezugsreaktionen abgeleitet sind und in einem Speicher gespeichert sind.

Die bekannten Anordnungen schließen menschliche Fehlerquellen zwar weitgehend aus, jedoch ist ihnen der Nachteil gemeinsam, daß noch manuell eine Zuordnung erfolgen muß, wie und mit welchen Reagenzträgern der Teststreifen bestückt ist. Ferner muß auch festgestellt werden, welcher Reagenzträger jeweils zur Vergleichsmessung ansteht. Hierdurch ergibt sich das Problem, daß ein automatisch arbeitendes Prüfsystem sehr kompliziert wird. Die bekannten Anordnungen erfordem daher immer noch einen beträchtlichen zeitlichen und auch lohnintensiven manuellen Aufwand, bei dem zudem Verwechslungen nicht ausgeschlossen sind, so daß insbesondere in größeren medizinischen Laboratorien derartige Untersuchungsverfahren verbesserungsbedürftig sind.

Es ist ferner ein Analysestreifen aus einem durchsichtigen Material bekannt, auf dem mehrere absorptive Reagenzträger angeordnet sind, die mit unterschiedlichen Konzentrationen einer Testflüssigkeit versehen

*o sind, um die antibiotische Empfindlichkeit von in der Testflüssigkeit enthaltenen Bakterien zu bestimmen, wobei auf dem Analysestreifen neben den Reagenzträgern Markierungen angebracht sind, die den Typ oder die Konzentration der Bestandteile der Testflüssigkeit angeben. Diese Markierungen ermöglichen zwar eine Zuordnung, mit welchen Reagenzträgern der Teststreifen bestückt ist, jedoch läßt sich daraus nicht ableiten, welcher Reagenzträger jeweils zur Vergleichsmessung ansteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Möglichkeit zur Identifizierung der Reagenzien der einzelnen Reagenzträger eines Teststreifens und damit der Natur der auf diesen Trägern ablaufenden Reaktionen zu schaffen, so daß ein Einsatz in einem automatisch arbeitenden Prüfsystem ohne manuelle Tätigkeit ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf dem Teststreifen zusätzlich mindestens ein lichtundurchlässiger Bereich angeordnet ist, und daß

*o die Anzahl der Reagenzträger und des mindestens einen lichtundurchlässigen Bereichs und der Abstand zwischen dem lichtundurchlässigen Bereich und dem diesem Bereich benachbarten Reagenzträger die codierte Information darstellen.

^ Durch die Erfindung lassen sich somit der Reagenzirager selbst und auch dessen Zweck bzw. Bestimmung in codierter Form anzeigen. Die Anzahl der Reagenzträger und ein auf dem durchsichtigen Substrat

angeordneter lichtundurchlässiger Bereich sowie der Abstand zwischen dem Bereich und dem diesem Bereich benachbarten Reagenzträger bilden einen Code, der den Typ der auf dem Testelement verwendeten Reagenzträger darstellt

Zum besseren Verständnis wirrf die Erfindung nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 perpektivisch einen bekannten Prüfstreifen,

Fig.2 die Draufsicht einer Ausführungsform von mehreren früfstreifen,

F i g. 3 perpektivisch ein Beispiel einer Methode zum Ableiten eines Positionssignals zur Steuerung einer intermittierenden Bewegung des Prüfstreifens,

Fig.4 in Draufsicht weitere Beispiele für Ausführungsformen von Prüfstreifen gemäß der Erfindung,

Fig.5 eine Darstellung der Beziehungen zwischen der Anzahl an Reagenzien im Prüfstreifen und den Codes, die diese Reagenzien anzeigen,

F i g. 6 ein Blockschaltbild eines Schaltkreises zur Beurteilung der Typen an Reagenzien unter Verwendung der Codes aus F i g. 5,

F i g. 7 ein Blockschaltbild für einen Schaltkreis zur Beurteilung der Typen der Reagenzträger und

F i g. 8 eine Darstellung von Signalformen in Verbindung mit dem Betrieb der Schaltung gemäß F i g. 6.

Fi g. 1 zeigt einen bekannten Prüfstreifen 11, der aus einem durchsichtigen Substrat 10 und darauf aufgebrachten Trägern 11 a— 1 l^besteht

Bei den in F i g. 2 dargestellten Prüfstreifen sind ein oder mehrere Reagenzträger auf einem Substrat it.· der Reihenfolge und an den Stellen angeordnet, die für die verwendeten Reagenzien vorgesehen sind, so daß das Maß der chemischen Reaktionen zwischen einer Prüfflüssigkeit und den in den so angeordneten Trägern enthaltenen Reagenzien in der vorgegebenen Reihenfolge bestimmt werden kann. In Fig.2 sind die unterschiedliche Reagenzien enthaltenden Träger lla—11^ auf schmalen, durchsichtigen Substraten 101 bis 104 in der Reihenfolge und an den Stellen angeordnet, die für die verschiedenen Reagenzien vorgesehen sind. Die Reagenzträger Ua- Hg· sind nicht immer auf allen Substraten 101 bis 104 vorhanden. Der Prüfstreifen 112 ist mit den Reagenzträgern lla— He und 11^· vorgesehen, der Prüfstreifen 113 mit den Reagenzträgern lift, lla He und Hg, und der Prüfstreifen 114 nur mit dem Reagenzträger 112>, jedoch sind alle Träger jeweils an der gleichen Stelle und in der gleichen Reihenfolge vorhanden. Daher können die in Fig. 2 dargestellten Prüfstreifen 11 — 114 als zum so gleichen Typ gehörend angesehen werden, so daß eine automatische Festststellung der chemischen Reaktion möglich ist, ohne daß zuvor der Typ des Prüfstreifens unterschieden worden ist. Der Grund hierfür besteht darin, daß bei Einsetzen der in Fig.2 dargestellten Prüfstreifen in eine vorgegebene Position in einer automatischen Prüfvorrichtung die Reagenzträger sich an den Stellen befinden, die für die darin enthaltenen Reagenzien bestimmt sind, und daß es bei Fehlen eines Trägers an einer dafür vorgesehenen Stelle ausreicht, das Fehlen eines Trägers &a dieser Stelle zu bestätigen. Die Tatsache, daß die Prüfstreifen gemäß F i g. 2 als zum gleichen Typ gehörend angesehen werden können, ermöglicht die Durchführung der Bestimmung in gleichen Zeitabschnitten, wodurch die Präzision der Bestimmung erhöht wird.

Gemäß Fig. 4 hat ein Streifen 11-1 sechs Reagenzträger Wa bis Π ί die Befestigungspositionen (3 bis t% ensprechen, und ferner ist ein lichtundurchlässiger Bereich Hw zusätzlich auf dem Teststreifen an der Befestigungsposition rl angebracht In gleicher Weise sind Bereiche Π wund vorgeschriebene Reagenzträger auf dem Prüfstreifen 11-2, Ii-3 und 11-4 an den vorgegebenen Befestigungsstellen angebracht Wenn lichtundurchlässige Abschnitte mit den Reagenzträgern und Bereichen, die an den Befestigungsstellen ti, t2... 8 angebracht sind, nun als »1« und die verbleibenden lichtdurchlässigen Abschnitte, die keinen Reagenzträger und keinen lichtundurchlässigen Bereich aufweisen, als »0« ausgedrückt werden, können die Prüfstreifen 11-1,11-2,11-3 und 11-4, die sich gemäß F i g. 4 in ihrem Typ unterscheiden, durch einen Code entsprechend ihrem Typ ausgedrückt werden. Beispielsweise wird der Prüfstreifen IM durch den Code 10111111 und der Prüfstreifen 11-2 durch den Code 01111111 ausgedrückt Somit können beide Prüfstreifen leicht voneinander unterschieden werden, selbst wenn die Zahl der Reagenzträger auf einem Prüfstreifen mit der Zahl der Reagenzträger auf dem anderen Prüfstreifen identisch ist Insbesondere wenn — was später noch erläutert wird — die Abtastung mit einem fotoelektrischen Wandlerelement durchgeführt wird, wird ein bei dieser Abtastung gewonnenes Feststellungssignal unmittelbar ein spezifisches codiertes Signal, das den Typ des abgetasteten Prüfstreifens angibt, so daß es erwünscht ist, diese Prüfstreifen in einem automatischen Prüfgerät einzusetzen.

Wenn gemäß F i g. 5 die Codierung von Prüfstreifen unter Verwendung des lichtundurchlässigen Bereichs 11 w in der zuvor beschriebenen Weise bewirkt wird und acht lichtundurchlässige Bereichs- oder Reagenzträgerpositionen rl, /2 ... ti vorgesehen werden, können insgesamt achtundzwanzig Prüfstreifen voneinander unterschieden werden. Diese Zahl reicht in der Praxis aus. Eine mit einem Kreis umschlossene 1 in F i g. 5 ist eine typische Beurteilungsmarke.

Nachfolgend wird eine Vorrichtung zur Beurteilung des Typs von Prüfstreifen beschrieben. In F i g. 3 ist dargestellt, daß bei dieser Vorrichtung ein Prüftisch 214 vorgesehen ist, der in Längsrichtung bewegt wird, und auf dem ein Prüfstreifen befestigt ist. Oberhalb des Prüfstreifens 11 ist der Kopf 12 des ersten fotoelektrischen Wandlerelementes 219 so angeordnet, daß er beispielsweise dem Reagenzträger 116 zugekehrt ist. Die Löcher 230 sind im Prüftisch 214 entsprechend und benachbart zu den jeweiligen Befestigungspositionen rl, f2,... (8, Fig.4 eines lichtdurchlässigen Bereiches 11 tv und der Reagenzträger auf dem Prüfstreifen 11 angeordnet. Die Lichtquelle 231 und das fotoelektrische Wandlerelement 232 sind so angeordnet, daß zwischen ihnen die Löcher 230 liegen, und somit vcm Wandlerelement 232 jeweils ein Positionssignal abgegeben werden kann.

Der durchsichtige Prüftisch 214 ist in dem Bereich, in dem der Prüfstreifen angeordnet ist, mit einem Schlitz versehen, damit verhindert wird, daß von diesen Teilen des Substrats, auf denen kein Kissen und keine Reagenzträger vorhanden sind. Licht reflektiert wird, sondern daß das Licht durch diesen Schlitz verläuft, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Bei einer solchen Anordnung bewirkt die Bewegung des Prüftisches 214, dab das erste Element 219 den Prüfstreifen 11 und das zweite Element 232 das Loch 230 abtastet. Daher wird vom ersten Element 219 über einen Verstärker 239 und einen Schmitt-Trigger 245 (F i g. 6) ein einen Prüfstreifen darstellendes codiertes Signal entsprechend F i g. 8b

oder in anderen Worten das Meßpositionsanzeigesignal des zweiten Elements 232 gewonnen.

Wenn daher die Anordnung so getroffen wird, daß das Meßpositionsanzeigesignal von einem Zähler 248 (Fig.6) über eine »One-Shot-Schaltung« 247 gezählt wird, wird de: gezählte Ausgang von einem Decoder decodiert, von dem die stufenweise fortschreitenden Signale gemäß F i g. 8c bis 8j gewonnen werden. Diese Signale werden jeweils durch eine Differenzierschaltung 250 differenziert und dadurch in die differenzierten Signale 8Jt bis ir umgewandelt, die jeweils UND-Toren 251 zugeführt werden. Gleichzeitig wird das codierte Signal über die Parallelschaltung der UND-Tore 251 Flip-Flop-Schaltungen Fl bis FS zugeführt, die eine vorübergehende Speichervorrichtung 252 bilden, und das codierte Signal wird den Flip-Flop-Schaltungen entsprechend dem Meßpositionsanzeigesignal zugeführt.

Wenn demzufolge das codierte Signal einen Code 10111111 besitzt, dann hat der gespeicherte Inhalt der Flip-Flop-Schaltungen Fl bis F8, d.h. die zeitweilige Speichervorrichtung 252 ebenfalls einen Code 10111111.

Wenn Ausgänge von der zeitweiligen Speichervorrichtung 252, nämlich die Ausgänge s—z gemäß F i g. ( durch eine zur Beurteilung dienende, logische Torschal tung geschickt werden, die durch eine Umsetzergruppt 253 und eine Gruppe von UND-Toren 254-1, 254-2 254-3 und 254-4 gebildet wird, werden von der UND-Toren 254-1 bis 254-4 jeweils Typenbeurteilungs signale Sl, 52, 53 und S4 gewonnen. Es wird dafüi

ίο gesorgt, daß die Typenbeurteilungssignale Sl, 52, 52 und 54 jeweils den oben erwähnten Prüfstreifen 11-1 11 -2,11 -3 und 11 -4 gemäß F i g. 4 entsprechen.

Wenn die Anordnung entsprechend F i g. 7 se getroffen wird, daß die gewonnenen Typenbeurteilungs signale S1, S2, S3 und S4 sowie die vom Decoder 245 gewonnenen, den Befestigungspositionen il bis f 8 ir F i g. 4 entsprechenden Signale f 2,13 ... 18 durch eine aus UND-Toren 255 und ODER-Toren 256 bestehend« logische Produkttorschaltung zusammengefaßt werden werden den Typ unterscheidende Signale A, B, C, D, E F, G und H, die die Reagenzträger lla—11Λ darstellen gewonnen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

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Patentanspruch:

Analysestreifen zur Verwendung in automatischen chemischen Analysegeräten, der aus einem durchsichtigen Material besteht, auf dem mehrere absorptive Reagenzträger angeordnet sind, und auf dem eine Information betreffend den Typ der auf dem Prüfelement verwendeten Reagenzträger in codierter Form gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Teststreifen (II) zusätzlich mindestens ein lichtundurchlässiger Bereich (Ww) angeordnet ist, und daß die Anzahl der Reagenzträger (11 a— 11 h)\ind des mindestens einen lichtundurchlässigen Bereichs (Ww) und der Abstand zwischen dem lichtundurchlässigen Bereich (Ww) und dem diesem Bereich benachbarten Reagenzträger (Wa-Wh) die codierte Information darstellen.