DE2700297B2

DE2700297B2 - Test equipment for determining the density or osmolarity of a liquid sample

Info

Publication number: DE2700297B2
Application number: DE2700297A
Authority: DE
Inventors: Ind. Elkhart; Jerome Greyson; Sisto Nicholas Stiso; Chester L. Annandale N.J. Sutula
Original assignee: Miles Laboratories Inc
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1976-01-08
Filing date: 1977-01-05
Publication date: 1978-06-15
Also published as: JPS6046374B2; DE2700297C3; DE2700297A1; FR2337879B1; BR7700051A; JPS5286366A; AU2013476A; IN155746B; IT1069806B; FR2337879A1; AR210631A1; SE436932B; ES454818A1; SE7700075L

Description

Die Erfindung betrifft ein Prüfmittel zur Bestimmung der Dichte oder Osmolarität bzw. Osmolalität einer Flüssigkeit. Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich besonders für genaue Bestimmungen der Dichte oder Osmolarität einer Flüssigkeit, wenn nichtionisierte Yi gelöste Stoffe, wie Harnstoff und/oder Glucose, in der Probe vorhanden sind.The invention relates to a test means for determining the density or osmolarity or osmolality of a liquid. The method and the device are particularly suitable for precise determinations of the density or osmolarity of a liquid when non-ionized Yi solutes, such as urea and / or glucose, are present in the sample.

Auf zahlreichen Gebieten ist es wichtig, die Osmolarität oder die Dichte einer Flüssigkeit zu kennen. Diese Gebiete umfassen die Brautechnik, Urinanalyse, Μ) Wasserreinigung usw. Selbstverständlich würde ein schnelles und einfaches Verfahren zur Bestimmung dieser Parameter von großem Vorteil sein für verschiedene wissenschaftliche Gebiete sowie alle technische Gebiete, bei denen schnelle und genaue M Bestimmungen dieser Flüssigkeitscharakteristika wichtig sind. So würde z. b., wenn es in einem medizinischen Labor möglich wäre, diese Eigenschaften in Urinproben in der Osm die Osmolarität einer Lösung, Φ die Dissoziationskonstante der gelösten Stoffe, η die Anzahl der dissoziierten Ionen pro Molekül des dissoziierten gelösten Stoffes und in die Molalität der Lösung bedeuten. Daher wird, wenn die gelösten Stoffe eine vollständige Dissoziation erreichen, Φ=1 und die Gleichung reduziert sich zu der FormelThere are many areas where it is important to know the osmolarity or density of a liquid. These areas include brewing technology, urinalysis, Μ) water purification, etc. Of course, a quick and easy method for determining these parameters would be of great advantage in various scientific fields as well as all technical fields where quick and accurate M determinations of these fluid characteristics are important. It would for example, if it were possible in a medical laboratory, these properties in urine samples in the Osm the osmolarity of a solution Φ the dissociation constant of the solute, η the number of dissociated ions per molecule of the dissociated solute and the molality of the solution mean. Therefore, when the solutes reach complete dissociation, Φ = 1 and the equation reduces to the formula

Osm = nm Osm = nm

der Gleichung für einen idealen Elektrolyten.the equation for an ideal electrolyte.

Während ein enger Zusammenhang besteht zwischen der Osmolarität und der Dichte in einer Lösung, die einen einzigen gelösten Stoff enthält, verringert sich der Zusammenhang bzw. die Korrelation bei komplexen Lösungen, die nichtionische Bestandteile enthalten. Urin ist ein wichtiges Beispiel für eine derartige Lösung, die von idealen Elektrolyten abweicht. Zum Beispiel entsprechen nach einer Untersuchung Urindichten von von 1,016 Osmolaritäten im Bereich von 550 bis 910 m Osm/kg (T. R ο d m a η η, et al., Journal of the American Medical Association, 167,172,1958).While there is a close relationship between osmolarity and density in a solution that contains a single solute, the relationship or correlation is diminished in complex solutions that contain nonionics. Urine is an important example of such a solution that deviates from ideal electrolytes. For example, urine densities of 1.016 correspond to osmolarities in the range of 550 to 910 m osm / kg (T. R ο dma η η, et al., Journal of the American Medical Association, 167,172,1958).

Bekannte Verfahren zur Bestimmung der Osmolarität umfassen die Anwendung verschiedener handelsüblicher Osmometer, die von manuellen bis zu vollständig automatisierten zur Verfügung stehen. Für klinische Zwecke wird üblicherweise die Messung des Gefrierpunktes angewandt aufgrund der relativen Einfachheit. Derartige Verfahren besitzen jedoch zahlreiche Nachteile. Sie sind zeitraubend, erfordern ein Zentrifugieren zur Entfernung von Feststoffen, ein Kühlen unter den Gefrierpunkt, Kristallisieren und Abwarten bis die Temperatur auf den tatsächlichen Gefrierpunkt steigt.Known methods of determining osmolarity include the use of several commercially available Osmometers available from manual to fully automated. For clinical For this purpose, measurement of the freezing point is usually used due to its relative simplicity. However, such methods have numerous disadvantages. They are time consuming and require centrifugation to remove solids, cool below freezing point, crystallize and wait for the Temperature rises to actual freezing point.

Bekannte Verfahren zur Bestimmung der Dichte wenden Hydrometer, Urinometer, Pyknometer, Gravimeter und ähnliches an. Obwohl diese bekannten Verfahren ausreichend empfindlich sind, erfordern sieKnown methods for determining density use hydrometers, urinometers, pycnometers and gravimeters and the like. Although these known methods are sufficiently sensitive, they require

alle zerbrechliche, umfangreiche Instrumente, die ständig gereinigt, gewartet und geeicht werden müssen, um ihre Zuverlässigkeit sicherzustellen. Außerdem sind viele Unbequemlichkeiten mit der Handhabung derartiger Instrumente verbunden. Es können Schwierigkeiten bei der Ablesung des Meniskus auftreten. Schaum oder Blasen auf der Oberfläche der Flüssigkeit können die Ablesung stören. Urinometer neigen dazu an den Seiten des Gefäßes hängen zu bleiben, das die Flüssigkeitsprobe enthält. Im Falle von Urin ist das Volumen der Probe häufig nicht ausreichend, um mit einem Urinometer zu arbeiten.all fragile, extensive instruments that have to be constantly cleaned, serviced and calibrated, to ensure their reliability. In addition, many inconveniences with handling are such Instruments connected. Difficulty reading the meniscus may occur. Foam or Bubbles on the surface of the liquid can interfere with the reading. Urinometers tend to be on the sides of the vessel containing the liquid sample. In the case of urine, this is the volume of the sample often not enough to work with a urinometer.

In der DE-AS 19 48 269 ist ein Verfahren zur Bestimmung der osniotischen Zerreißbarkeit organischer Zellen, insbesondere von roten Blutzellen, angegeben, bei dem eine Suspension der zu untersuchenden Zellen nach und nach so weit verdünnt wird, bis die Zellen unter Einfluß des osmotischen Druckes zerreißen. Ein Hinweis auf die Bestimmung der Osmolarität von Flüssigkeitsproben oder gar auf ein Prüfmittel zur einfachen Durchführung einer solchen Bestimmung findet sich in dieser Druckschrift jedoch nicht.DE-AS 19 48 269 specifies a method for determining the osmotic tearability of organic cells, especially red blood cells, in which a suspension of the cells to be examined is gradually diluted until the cells are under the influence of osmotic pressure tear. However, there is no reference to the determination of the osmolarity of liquid samples or even to a test device for the simple implementation of such a determination.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Prüfmittel zu entwickeln, mit dessen Hilfe es möglich ist, auf einfache Weise die Osmolarität einer Flüssigkeitsprobe zu bestimmen. It is the object of the present invention to develop a test device with the help of which it is possible to to easily determine the osmolarity of a liquid sample.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Prüfmittel zur Bestimmung der Dichte oder Osmolarität einer flüssigen Probe, das gekennzeichnet ist durch eine ausreichende Anzahl Mikrokapseln, deren Wände aus semipermeablen polymeren bei bestimmten osmotischen Drucken zerbrechlichen Membranen bestehen, in die eine färbende Substanz eingeschlossen ist.This object is achieved by a test device for determining the density or osmolarity of a liquid sample, which is characterized by a sufficient number of microcapsules, the walls of which are made up semipermeable polymeric membranes that are fragile at certain osmotic pressures exist in which includes a coloring substance.

Wenn die Kapseln mit einer Lösung in Berührung kommen, die eine andere Osmolarität als diejenige innerhalb der Kapseln besitzt, entsteht über die Kapselwände ein osmotischer Druckgradient. Dieser Gradient führt dazu, daß Lösungsmittel durch die Kapselwände hindurchgeht in der Richtung der höheren Osmolarität. Wenn daher die innere Flüssigkeit eine größere Anzahl von Teilchen pro Volumeneinheit enthält als die Probe, fließt Lösungsmittel in die Kapseln und führt dazu, daß der Inhalt verdünnt wird. Dadurch nimmt der hydrostatische Druck innerhalb der Kapseln zu, was zu einer Quellung bzw. Vergrößerung und/oder einem Reißen und einer damit verbundenen Freisetzung der färbenden Substanz führt. Die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Freisetzung des Inhalts aus den Mikrokapseln ist eine Funktion des ursprünglichen osmotischen Druckgradienten über die Kapselwände und damit der Osmolarität oder Dichte der äußeren Flüssigkeit.If the capsules come into contact with a solution that has a different osmolarity than the one has inside the capsules, an osmotic pressure gradient is created across the capsule walls. This Gradient causes solvent to pass through the capsule walls in the direction of the higher one Osmolarity. Therefore, if the inner liquid has a larger number of particles per unit volume contains as the sample, solvent flows into the capsules and causes the contents to be diluted. Through this the hydrostatic pressure inside the capsules increases, which leads to swelling or enlargement and / or tearing and associated release of the coloring substance. The speed and the degree of release of the contents from the microcapsules is a function of the original one osmotic pressure gradient across the capsule walls and thus the osmolarity or density of the outer Liquid.

Durch dieses Mikrokapsel-Verfahren wird es für den Laboranten möglich, einfach eine Trägermatrix in eine Urinprobe zu tauchen, diese zu entfernen und eine auftretende Farbänderung zu beobachten. Die Mikrokapseln stellen somit eine deutliche Verbesserung gegenüber den bekannten Verfahren dar.This microcapsule process makes it possible for the laboratory technician to simply insert a carrier matrix into a Dip the urine sample, remove it and observe a change in color. The microcapsules thus represent a significant improvement compared to the known processes.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Prüfmittels zur Bestimmung der Dichte oder Osmolarität einer Flüssigkeit, die einen nichtionischen ionisierbaren Stoff enthält, wird die Flüssigkeit mit einem ionisierenden Mittel zusammengebracht, das imstande ist, den gelösten Stoff zu ionisieren und mit dem Prüfmittel, das imstande ist, eine Farbreaktion hervorzurufen, die von der Dichte oder Osmolarität der Flüssigkeit, die den gelösten Stoff in ionisierter Form enthält, abhängt. Die Intensität der auftretenden Farbreaktion ist eine mathematische Funktion der zu bestimmenden Eigenschaft und kann leicht abgelesen werden. Man muß nur die Farbe beobachten und mit einer Farbkarte vergleichen, wobei die Farbintensität eine Funktion der Dichte oder Osmolarität ist. Ein bevorzugtes Prüfmiuei umfaßt eine Trägermatrix, in der ein Mittel enthalten ist, umfassend mindestens ein ionisierendes Mittel, das imstande ist, bei Berührung mit einer Flüssigkeit, dieWhen using the test agent according to the invention to determine the density or osmolarity of a Liquid that contains a nonionic ionizable substance becomes the liquid with an ionizing one Combined agent that is able to ionize the solute and with the test agent that is able to produce a color reaction which depends on the density or osmolarity of the liquid containing the contains solute in ionized form, depends. The intensity of the color reaction that occurs is one mathematical function of the property to be determined and can be read off easily. You just have to Observe the color and compare it with a color card, the color intensity being a function of the Is density or osmolarity. A preferred test medium comprises a carrier matrix which contains an agent comprising at least one ionizing agent capable of, upon contact with a liquid, the

ίο einen nichtionischen oder ionisierbaren Stoff en'.hält, diesen zu ionisieren und ein Mittel, das bei Berührung mit einer Flüssigkeit, die den gelösten Stoff in ionisierter Form enthält, eine nachweisbare Faroreaktion ergibt, die eine Funktion der Dichte oder Osmolarität dieser Flüssigkeit ist.ίο contains a non-ionic or ionizable substance, ionize this and a means that, on contact with a liquid, transforms the solute into ionized Form contains a detectable Faroreaction which is a function of the density or osmolarity of these Liquid is.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Prüfmittels gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung sowie den Zeichnungen hervor. In den Zeichnungen ist F i g. 1 eine graphische Darstellung, bei der dieThe advantages of the test equipment according to the invention can be found in the following detailed description as well as the drawings. In the drawings, F i g. 1 is a graph showing the

2<i Wirkung von Urease auf die Farbstoff-Freisetzung aus Mikrokapseln in wäßrigen Harnstofflösungen auf der ,f-Achse gegen die Absorption auf der V-Achse für verschiedene Konzentrationen aufgetragen ist und F i g. 2 eine graphische Darstellung, die die Änderung der prozentualen Reflexion von Prüfmitteln in Beziehung auf die Harnstoffkonzentration zeigt, wobei die Harnstoffkonzentration auf der X-Achse und die prozentuale Reflexion auf der Y- Achse aufgetragen ist. Die für das erfindungsgemäße Prüfmittel geeigneten 2 <i Effect of urease on the dye release from microcapsules in aqueous urea solutions on the, f-axis is plotted against absorption on the V-axis for various concentrations, and FIG. Figure 2 is a graph showing the change in percent reflectance of test media in relation to urea concentration, with urea concentration on the X-axis and percent reflectance on the Y- axis. Those suitable for the test equipment according to the invention

jo Mikrokapseln besitzen eine bei bestimmten osmotischen Drucken zerbrechliche Wand aus einer semipermeablen polymeren Membran, in die eine innere Flüssigkeit eingeschlossen werden kann, enthaltend einen gelösten Stoff und eine geeignete färbendejo microcapsules have a certain osmotic Print fragile wall made of a semipermeable polymer membrane into which an inner one Liquid can be included containing a solute and a suitable coloring agent

J5 Substanz, wie einen Farbstoff oder eine Farbstoffvorstufe. Ein geeigneter gelöster Stoff wird in ausreichender Menge eingeschlossen, um eine gewünschte innere Dichte oder Osmolarität zu erzielen. Der Ausdruck »osmotisch zerbrechlich« bezeichnet die Fähigkeit der Kapselwand, auf den inneren hydrostatischen Druck durch ein Zerbrechen oder eine andere Änderung der physikalischen Eigenschaften der Wand, zu reagieren, die eine Freisetzung der inneren Phase ermöglichen. Der Ausdruck »semipermeabel« bezeichnet die Fähigkeit der Membran, für das Lösungsmittel der äußeren zu untersuchenden Flüssigkeit durchlässig zu sein und undurchlässig für den gelösten Teil der inneren Phase. Die Dichte bzw. das spezifische Gewicht einer Flüssigkeit ist definiert als Verhältnis der Dichte der Flüssigkeit zu derjenigen einer Standardflüssigkeit, z. B. Wasser. Im Zusammenhang dieser Beschreibung sollte die Flüssigkeit, deren Dichte oder Osmolariiät bestimmt werden soll, ein reines Lösungsmittel oder ein Gemisch von Substanzen in Lösung sein, wobei es sich um eine homogene Lösung handeln soll. Die Osmolarität ist definiert als die Zahl Osmole einer Lösung pro kg Lösungsmittel. Ein Osmol ist eine Einheit des osmotischen Druckes, bezogen auf die Konzentration der gelösten Teilchen in Lösung.J5 substance, such as a dye or dye precursor. A suitable solute is included in sufficient amount to provide a desired interior Achieve density or osmolarity. The term "osmotically fragile" denotes the ability of Capsule wall, on the internal hydrostatic pressure due to a rupture or some other change in the physical properties of the wall to react, which allow a release of the inner phase. The term "semi-permeable" denotes the ability of the membrane to absorb the solvent from the outer membrane liquid to be examined to be permeable and impermeable to the dissolved part of the inner phase. The density or the specific gravity of a liquid is defined as the ratio of the density of the Liquid to that of a standard liquid, e.g. B. water. In the context of this description should the liquid whose density or osmolarity is to be determined, a pure solvent or a mixture of substances be in solution, which should be a homogeneous solution. The osmolarity is defined as the number of osmoles of a solution per kg of solvent. An osmol is a unit of the osmotic Pressure, based on the concentration of the dissolved particles in solution.

w) Eine starke Verbesserung der Empfindlichkeit von Osmolaritätsbestimmungen wird bei dem erfindungsgemäßen Prüfmittel erreicht durch Ionisierung von gelösten Stoffen, die die Bestimmung stören können. Da im Falle von Urin, wenn nichtionische gelöste Stoffe,w) A great improvement in the sensitivity of osmolarity determinations is achieved with the Test equipment achieved by ionizing dissolved substances that can interfere with the determination. There in the case of urine, if non-ionic solutes,

b5 wie Harnstoff und/oder Glucose, vorhanden sein können, diese Substanzen ionisiert werden können, sodaß, wenn die Flüssigkeit mit den Prüfmitteln zusammengebracht wird, die Reaktion der Prüfmittelb5 such as urea and / or glucose, can be present, these substances can be ionized, so that when the liquid is brought into contact with the test means, the reaction of the test means

die Konzentration des gelösten Stoffes in der Probe angibt, einschließlich des nichtionisierten gelösten Stoffes, der ursprünglich dann vorhanden war.indicates the concentration of the solute in the sample, including the non-ionized solute Material that was originally available.

Die Ionisierung der gelösten Stoffe wird erreicht durch die Anwendung eines lonisierungsmittels. Allgemein kann das irgendein Mittel sein, das den nichtionischen gelösten Stoff in eine ionische Verbindung umwandelt. Üblicherweise wird jedoch ein chemisches oder katalytisches Mittel angewandt, wie im Falle von Harnstoff ein hydrolysierendes Enzym. Beispiele hierfür umfassen Urease und Harnstoffcarboxylase (hydrolysierend). Im Falle von Glucose kann ein ionisierendes Mittel, wie Glucoseoxidase, angewandt werden.The ionization of the dissolved substances is achieved through the use of an ionizing agent. Generally this can be any agent that converts the nonionic solute into an ionic compound converts. Usually, however, a chemical or catalytic agent is used, as in Case of urea a hydrolyzing enzyme. Examples include urease and urea carboxylase (hydrolyzing). In the case of glucose, an ionizing agent such as glucose oxidase can be used will.

Die Mikrokapseln können auf verschiedene bekannte Arten hergestellt werden. Beispiele für solche Verfahren sind angegeben in Angewandte Chemie, Internationale Edition, 14, 539 (1975), und den dort zitierten Literaturstellen. Verfahren, wie Grenzschichtpolykondensation (interfacial polycondensation), Koazervation und ähnliches, führen zur Bildung von Mikrokapseln. Andere Verfahren, wie Zentrifugieren, Sprühtrocknen und andere physikomechanische Verfahren, finden ebenfalls Anwendung zur Herstellung von Mikrokapseln. The microcapsules can be manufactured in a number of known ways. Examples of such procedures are given in Angewandte Chemie, Internationale Edition, 14, 539 (1975) and those cited there References. Processes such as interfacial polycondensation, coacervation and the like, lead to the formation of microcapsules. Other methods such as centrifugation, spray drying and other physico-mechanical processes are also used to make microcapsules.

Die Grenzschichtpolykondensation ist ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Mikrokapseln, da sie verhältnismäßig leicht durchführbar ist. Bei diesem Verfahren werden zwei reaktionsfähige Substanzen (Comonomere oder Oligomere) an der Grenzschicht eines Mehrphasen-Systems miteinander umgesetzt. Dort tritt Polykondensation ein und es entsteht ein dünner polymerer Film, der in dem Medium, das die Monomeren enthält, unlöslich ist. Geeignete Mikrokapseln wurden hergestellt, indem man eine erste Comonomerkomponente, wie ein polyfunktionelles Amin in einer wäßrigen Phase, enthaltend die färbende Substanz, löst. Diese wäßrige Phase ist vorzugsweise eine Lösung eines Farbstoffes oder einer Farbstoffvorstufe und eines gelösten Stolfes, sodaß die Lösung eine hohe Dichte oder Osmolarität gegenüber dem zu erwartenden Osmolaritätsbereich der zu untersuchenden Flüssigkeit besitzt. Diese wäßrige Phase wird dann in einer mit Wasser nicht mischbaren Phase, wie Mineralöl dispergiert oder emulgiert. Ein zweites Comonomer, wie ein polyfunktionelles Acylhalogenid, wird dann zu der Suspension oder Emulsion zugegeben. Wenn de Comonomere polyfunktionelle Amine und Acylhalogenide sind, werden Polyamidmikrokapseln gebildet, von denen jede einen Teil der wäßrigen Phase, d. h. der färbenden Substanz enthält.The interfacial polycondensation is a preferred method of making the microcapsules because it is relatively easy to carry out. This process uses two reactive substances (Comonomers or oligomers) reacted with one another at the boundary layer of a multiphase system. There, polycondensation occurs and a thin polymeric film is formed, which in the medium that the Contains monomers is insoluble. Suitable microcapsules were made by adding a first Comonomer component such as a polyfunctional amine in an aqueous phase containing the coloring Substance, dissolves. This aqueous phase is preferably a solution of a dye or a dye precursor and a dissolved stole so that the solution has a high density or osmolarity relative to that expected osmolarity range of the liquid to be examined. This aqueous phase is then dispersed or emulsified in a water-immiscible phase, such as mineral oil. A second Comonomer such as a polyfunctional acyl halide is then added to the suspension or emulsion. When the comonomers are polyfunctional amines and acyl halides, they become polyamide microcapsules each of which forms part of the aqueous phase, i.e. H. contains the coloring substance.

Geeignete polymere Substanzen, die zur Bildung von osmotisch zerbrechlichen semipermeablen Membranwänden der Mikrokapseln geeignet sind, umfassen neben Polyamid Polyester, Polyurethan, Polyharnsloff und ähnliches.Suitable polymeric substances which lead to the formation of osmotically fragile semipermeable membrane walls The microcapsules that are suitable include polyamide, polyester, polyurethane, and polyuret and similar.

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Kapseln, die die osmotischc Zerbrechlichkeit und Permeabilität der Kapselwand bestimmen, können weitgehend variieren, je nach der Dichte oder Osmolarität und der Art der zu untersuchenden Flüssigkeit. Es isl bekannt, Vernetzungsmittel für Polymere zu verwenden, um die Undurchlässigkeit, die F.mpfindlichkcit und die mechanische Festigkeit der Polymeren zu erhöhen. Oberflächenaktive Mittel, wie Detergentien, können zugesetzt werden, um die Größe der Kapseln zu verringern. Die Reaktionszeiten für die Monomeren können verlängert werden, um die Dicke der Kapselwand zu erhöhen. Andere bekannte Verfahren, wie die Regelung der Reaktionsbedingungen, die Polymerauswahl, Lösungsmittelauswahl und ähnliches, können auch angewandt werden, um die osmotische ι Zerbrechlichkeit und/oder Permeabilität der Kapselwand so zu variieren, daß sie für die spezielle beabsichtigte Anwendung geeignet ist.The physical and chemical properties of the capsules, which are fragile and osmotic Determine permeability of the capsule wall can vary widely, depending on the density or Osmolarity and the type of fluid being examined. It is known to use crosslinking agents Use polymers to improve the impermeability, sensitivity and mechanical strength of the To increase polymers. Surfactants, such as detergents, can be added to the size of capsules to decrease. The response times for the Monomers can be elongated to increase the thickness of the capsule wall. Other known methods such as the regulation of the reaction conditions, the selection of polymers, the selection of solvents and the like, can also be used to reduce the osmotic fragility and / or permeability of the capsule wall vary so as to suit the particular application envisaged.

Es hat sich gezeigt, daß die Lagerungsstabilität von Mikrokapseln, die eine innere flüssige Phase enthalten,It has been shown that the storage stability of microcapsules containing an internal liquid phase

κι überraschend verbessert werden kann, wenn man die Mikrokapseln trocknet. Die Kapseln können getrocknet werden durch bequeme Maßnahmen, wie Vakuumtrocknen, Vakuumtrocknen unter Verwendung eines Trockenmittels, Gefriertrocknen, Trocknen am kriti-It can be surprisingly improved if the microcapsules are dried. The capsules can be dried are carried out by convenient measures such as vacuum drying, vacuum drying using a Desiccant, freeze drying, drying at critical

r> sehen Punkt und ähnliches. Zum Beispiel können Polyamidmikrokapseln, die eine innere wäßrige Phase, enthaltend den gelösten Stoff und den Farbstoff oder die Farbstoffvorstufe, enthalten, in ungefähr 2 bis 30 Stunden unter vermindertem Druck bei beispielsweise 10-' bis ΙΟ-⁴ Torr getrocknet werden. Auf diese Weise hat es sich gezeigt, daß die getrockneten Mikrokapseln lange Zeit unter harten Lagerbedingungen stabil sind.r> see point and the like. For example, polyamide microcapsules are dried an inner aqueous phase containing containing the solute and the dye or dye precursor, in about 2 to 30 hours under reduced pressure at, for example, 10 'to ΙΟ- ⁴ Torr can. In this way, it has been found that the dried microcapsules are stable for a long time under severe storage conditions.

Geeignete gelöste Stoffe, die in der wäßrigen Phase angewandt werden, um deren Osmolarität festzulegen,Appropriate solutes to be used in the aqueous phase to determine its osmolarity,

2") sollten in der zu untersuchenden flüssigen Phase löslich sein. Daher kann, wenn die zu untersuchende Flüssigkeit wäßrig ist, wie z. B. Urin, irgendein wasserlösliches Salz angewandt werden. Diese umfassen organische und anorganische Salze, wobei sich Natriumchlorid als2 ") should be soluble in the liquid phase to be examined be. Therefore, if the liquid to be examined is aqueous, such as. B. urine, any water soluble salt can be applied. These include organic and inorganic salts, with sodium chloride being known as

ίο besonders geeignet erwiesen hat. Die Konzentration des gelösten Stoffes kann weitgehend variieren, um für die beabsichtigte analytische Anwendung geeignet zu sein. Es ist lediglich notwendig, daß die innere Phase der Mikrokapseln eine Dichte oder Osmolarität besitzt, dieίο has proven particularly suitable. The concentration the solute can vary widely to be suitable for the intended analytical application be. It is only necessary that the internal phase of the microcapsules have a density or osmolarity that

r> ausreichend viel größer ist, als diejenige der zu untersuchenden Flüssigkeit, sodaß ein anfänglicher osmotischer Druckgradient über die Kapselwand auftritt bei Berührung mit der zu untersuchenden Flüssigkeit. Es ist für den Fachmann klar, daß die Dichter> is sufficiently much larger than that of the to examining liquid, so that an initial osmotic pressure gradient across the capsule wall occurs on contact with the liquid to be examined. It is clear to those skilled in the art that the density

4(i oder Osmolarität der inneren Phase hoch genug sein muß, sodaß zumindest ein Teil der Kapseln bei Berührung mit der flüssigen Probe aufbricht und die färbende Substanz freisetzt. Beispiele für färbende Substanzen, die angewandt werden können, sind4 (i or osmolarity of the inner phase must be high enough must, so that at least some of the capsules break open on contact with the liquid sample and the releases coloring substance. Examples of coloring substances that can be used are

■ei Alizarin, Bromthymolblau, Kristallviolett, Evansblau, Malachitgrün, Methylorange, Preußischblau und ähnliche Farbstoffe.■ egg alizarin, bromothymol blue, crystal violet, Evans blue, Malachite green, methyl orange, Prussian blue and similar dyes.

Als färbende Substanzen haben sich auch Farbstoffvorstufen als geeignet erwiesen, die mit komplementä-Dye precursors have also proven to be suitable as coloring substances, which with complementary

■)(i ren Substanzen reagieren können, die in der zu untersuchenden Probe enthalten sind. Zum Beispiel können Farben entwickelt werden durch Diazoniumkupplung, Oxidation, Reduktion, pH-Änderung und andere ähnliche Reaktionen. Eine bevorzugte Vorstufe■) (i ren substances can react in the to the sample to be examined. For example, colors can be developed through diazonium coupling, Oxidation, reduction, pH change and other similar reactions. A preferred preliminary stage

r, ist eine chromotrope Säure, die nach Freisetzung aus den Mikrokapseln mit Diazoniumsalzcn reagieren kann, wie mit diazotierten! 2,4-Dichloranilin unter Bildung einer roten Farbe.r, is a chromotropic acid which, after being released from the microcapsules, can react with diazonium salts, as with diazotized! 2,4-dichloroaniline with formation a red color.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfin-In a preferred embodiment of the invention

Wi dungsgemäßen Prüfmittels werden die oben beschriebenen Mikrokapseln auf oder in einer Trägcrmalrix festgehalten und als Prüfinittcl zum Eintauchen und Ablesen angewandt. Ein solches Prüfmittcl kann nach verschiedenen bekannten Verfahren hergestellt werden,Wi proper test equipment are those described above Microcapsules held on or in a carrier crmalrix and used as a test tool for immersion and Reading applied. Such a test device can be produced according to various known methods,

h'i wie Imprägnieren einer absorbierenden Matrix mit den oben beschriebenen Mikrokapseln, wodurch in und auf der Matrix ein feintciligcs inniges Gemisch der Mikrokapseln fcsigchiilien wird.h'i like impregnating an absorbent matrix with the microcapsules described above, whereby in and on the matrix a fine intimate mixture of Microcapsules will become plastic.

Bindemittel haben sich auch als geeignet erwiesen, um die Mikrokapseln in bzw. an der Matrix festzuhalten. Dabei hat sich Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat, Hydroxypropylcellulose und Polyvinylpyrrolidon als besonders geeignet erwiesen. Bindemittel, die angewandt werden können, sind mit der zu untersuchenden Probe nicht mischbar und ermöglichen, daß die Probe in die Trägermatrix absorbiert wird.Binders have also proven to be suitable for holding the microcapsules in or on the matrix. Cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, hydroxypropyl cellulose and polyvinylpyrrolidone have proven to be useful proved particularly suitable. Binders that can be applied are to be examined with the Sample immiscible and allow the sample to be absorbed into the carrier matrix.

Geeignete absorbierende Matrizes, die angewandt werden können, umfassen Papier, Cellulose, Holz, Fließstoffe aus synthetischen Harzen, Glasfaserpapier, Polypropylenfilse, Vliesstoffe und Gewebe und ähnliches. Die imprägnierte Matrix wird vorteilhaft auf irgendeine geeignete Weise mit einem Träger bzw. Griff, wie einem polymeren Streifen, verbunden, um die Handhabung zu erleichtern.Suitable absorbent matrices that can be used include paper, cellulose, wood, Nonwovens made of synthetic resins, fiberglass paper, polypropylene films, nonwovens and fabrics, and the like. The impregnated matrix is advantageously coated with a carrier in any suitable manner. Handle, like a polymeric strip, connected to facilitate handling.

Bei einer anderen Ausführungsform sind die oben beschriebenen Mikrokapseln zusammen mit einem lonisierungsmittel in einer Trägermatrix enthalten und werden in Form eines Prüfmittels zum Eintauchen und Ablesen angewandt. Dieses Prüfmittel kann auf verschiedene bekannte Arten hergestellt werden, z. B. durch Imprägnieren einer absorbierenden Matrix mit den Mikrokapseln und einem lonisierungsmittel, das imstande ist, nichtionische gelöste Stoffe, die in der zu untersuchenden Probe enthalten sind, zu ionisieren. Wenn die Probe Urin ist, kann das ionisierende Mittel Urease oder Harnstoffcarboxylase (hydrolysierend) und/oder Glucoseoxidase sein. Das zuletzt genannte Enzym hydrolysiert Glucose, während die beiden anderen Harnstoff hydrolysieren.In another embodiment, the microcapsules described above are along with a Ionizing agents contained in a carrier matrix and are in the form of a test agent for immersion and Reading applied. This test equipment can be manufactured in a number of known ways, e.g. B. by impregnating an absorbent matrix with the microcapsules and an ionizing agent, the is able to ionize non-ionic solutes contained in the sample to be examined. If the sample is urine, the ionizing agent may be urease or urea carboxylase (hydrolyzing) and / or glucose oxidase. The latter enzyme hydrolyzes glucose while the two do hydrolyze other urea.

Bei der Anwendung des Prüfmittels wird die imprägnierte Matrix in die zu untersuchende Flüssigkeit eingetaucht und sofort wieder daraus entfernt. Wenn die zu untersuchende Flüssigkeit eine geringere Dichte oder Osmolarität besitzt als die innere Phase der Mikrokapseln, dringt ein Teil des Lösungsmittels aus der Probe durch die Kapselwände hindurch und führt zu einer Erhöhung des inneren Druckes, der wiederum zu einer Freisetzung der inneren Phase führt, wodurch in der Matrix eine Färbung auftritt. Die so erzeugte Färbung wird dann mit vorher geeichten Farbstandards verglichen, um die Dichte oder Osmolarität der untersuchten Probe zu bestimmen. Die Farbstandards werden hergestellt, indem man Testflüssigkeiten mit bekannter Dichte oder Osmolarität und ähnliche Prüfmittel verwendet, wie sie für die Analyse angewandt werden. Neben dem visuellen Vergleich können verschiedene instrumentellc Methoden ebenfalls angewandt werden, um die Art der entwickelten Farbe zu bestimmen, wodurch jede subjektive Farbbestimmung, die bei einer Beobachtung mit dem menschlichen Auge, auftritt, vermieden wird.When the test agent is used, the impregnated matrix is immersed in the liquid to be tested immersed and immediately removed from it. When the liquid under investigation has a lower density or osmolarity as the internal phase of the microcapsules, some of the solvent penetrates from the Sample passes through the capsule walls and leads to an increase in the internal pressure, which in turn increases leads to a release of the internal phase, as a result of which a color occurs in the matrix. The one created in this way Staining is then compared to previously calibrated color standards to determine the density or osmolarity of the to determine the examined sample. The color standards are established by using test liquids known density or osmolarity and similar test equipment used as applied for the analysis will. In addition to the visual comparison, various instrumental methods can also be used to determine the type of color developed, eliminating any subjective color determination, which occurs when observing with the human eye, is avoided.

Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Prüfmittel sehr empfindlich sind. Die wie oben beschrieben hergestellten Prüfmittel sind imstande, 0,010 Einheiten der Dichte in einem Dichtebereich von ungefähr 1,000 bis 1,050 zu unterscheiden. Sie sind besonders geeignet zur Bestimmung der Dichte und Osmolarität von Flüssigkeiten wie Salzlösungen und Urin. Andere Bereiche der Dichte können bcstimmi werden unter Verwendung von Mikrokapseln, einer entsprechenden osmotischcn Zerbrechlichkeit und Permeabilität und einer inneren Phase geeigneter Dichte oder Osmolarilät. Die Parameter der Mikrokapseln können vom Fachmann leicht so bestimmt werden, diili sie für viele verschiedene Bereiche der Dichte und Osmolaritiit geeignet sind.It has been shown that the invention Test equipment is very sensitive. The test equipment manufactured as described above is able to 0.010 units of density in a density range of approximately 1,000 to 1,050. they are particularly suitable for determining the density and osmolarity of liquids such as saline solutions and Urine. Other ranges of density can be determined using microcapsules, a appropriate osmotic fragility and permeability and an inner phase more suitable Density or osmolarity. The parameters of the microcapsules can easily be determined by those skilled in the art to suit many different ranges of density and Osmolaritiit are suitable.

Die Erfindung wird durch die folgenden nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert:The invention is illustrated in more detail by the following non-limiting examples:

A. Herstellung des Prüfmittels
Beispiel 1A. Manufacture of the test equipment
example 1

Herstellung von Mikrokapseln für Flüssigkeits-Suspensions-Vorversuche Production of microcapsules for liquid suspension preliminary tests

ι» Dieses Beispiel zeigt ein typisches Verfahren zur Herstellung von Polyamidmikrokapseln, die als Indikator für die erfindungsgemäßen Prüfmittel angewandt werden können.ι »This example shows a typical process for the production of polyamide microcapsules, which are used as indicators can be used for the test equipment according to the invention.

In einen Kolben wurden gegeben:In a flask were placed:

^r' 55 ml Mineralöl ^r '55 ml of mineral oil

25 ml CCl₄ 25 ml CCl ₄

I g BentonitI g bentonite

3 μ! Sorbit-trioleat3 μ! Sorbitol trioleate

2() In ein erstes Becherglas wurden gegeben:2 () The following were placed in a first beaker:

3 ml 1-mNaCt
0,4 g NaOH
0,75 ml Äthylendiamin
0,75 ml Diäthylentriamin
^2l 0,5 g Evansblau3 ml 1-mNaCt
0.4 g NaOH
0.75 ml of ethylenediamine
0.75 ml of diethylenetriamine
^2l 0.5 g Evans blue

In ein zweites Becherglas wurde gegeben:In a second beaker was placed:

6 ml CCI₄
6 ml N-Pentan
3 ml Sebacylchlorid6 ml CCI ₄
6 ml of N-pentane
3 ml of sebacyl chloride

Die wäßrige Lösung aus dem ersten Becherglas wurde unter Rühren mit Hilfe eines Magnesrührers mit höchster Geschwindigkeit innerhalb von 20 SekundenThe aqueous solution from the first beaker was stirred with the aid of a magnetic stirrer highest speed within 20 seconds

j) zu dem Inhalt des Kolbens gegeben. Die Rührgeschwindigkeit wurde dann soweit verringert, daß sie gerade ausreichte, um ein Absetzen der dispersen Phase zu vermeiden. Anschließend wurde der Inhalt des zweiten Becherglases schnell zu dem Kolben zugegeben. Es wurde ungefähr 1 Stunde weitergerührt und anschließend die festen Mikrokapseln aus dem Reaktionsmedium durch Filtrieren entfernt. Die isolierten Kapseln wurden dann mit Petroläther gewaschen und an der Luft getrocknet. Die entstehenden Kapseln besaßen diej) added to the contents of the flask. The stirring speed was then reduced to the point that it was just sufficient to allow the disperse phase to settle avoid. The contents of the second beaker were then quickly added to the flask. It stirring was continued for about 1 hour and then the solid microcapsules from the reaction medium removed by filtration. The isolated capsules were then washed with petroleum ether and allowed to air dried. The resulting capsules owned the

4-> folgenden Durchmesser 20%>500μιη, 60% 250 bis 500 μιη und 20% 250 < μΐη.4-> the following diameter 20%> 500μιη, 60% 250 to 500 μm and 20% 250 <μm.

Beispiel 2
Bevorzugtes Herstellungsverfahren für KapselnExample 2
Preferred manufacturing method for capsules

Es wurde das Verfahren des Beispiels 1 wiederholt mit der Ausnahme, daß in dem Kolben die folgenden Bestandteile enthalten waren:The procedure of Example 1 was repeated except that the following were kept in the flask Components included:

550 ml Mineralöl
400 ml CCU
25 μΙ Sorbittriolcat550 ml mineral oil
400 ml CCU
25 μΙ sorbitol triolcat

I1 g Bentonit
2,5 g Syloid 65I1 g of bentonite
2.5 g Syloid 65

w) Der Inhalt des Kolbens wurde mit einem Magnctrührcr mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit gerührt, um die Dispersion aufrechtzuerhalten.
In ein erstes Bcchcrglas wurden gegeben:w) The contents of the flask were stirred with a magnetic stirrer at a relatively high speed to maintain dispersion.
In a first cup were placed:

h'i 50 ml einer chromotropcn Saure Lösung*)
12 ml Diäthylentruimin
12 ml Äthylendiamin
10 ρ NaClh'i 50 ml of a chromomotropic acid solution *)
12 ml of diethylenetruimine
12 ml ethylenediamine
10 ρ NaCl

In ein zweites Becherglas wurden gegeben:In a second beaker were placed:

60 ml CCI₄
60 ml n-Pentan
30 ml Sebacylchlorid
0,15 gTrimesoylchlorid60 ml CCI ₄
60 ml of n-pentane
30 ml of sebacyl chloride
0.15 g trimesoyl chloride

*) Die chromotrope Saure Lösung wurde hergestellt durch Zugabe von ausreichend Wasser zu 65 g NaOH und 10 g chromotroper Säure, um insgesamt 500 ml zu erhalten.*) The chromotropic acid solution was prepared by Add enough water to 65 g NaOH and 10 g chromomotropic acid to make a total of 500 ml.

Die wäßrige Lösung aus dem ersten Becherglas wurde zu dem Inhalt des Kolbens unter Rühren mit einem Magnetrührer mit höchster Geschwindigkeit innerhalb von ungefähr 20 Sekunden zugegeben. Die Rührgeschwindigkeit wurde soweit verringert, daß sie gerade ausreichte, um ein Absetzen der dispersen Phase zu verhindern. Anschließend wurde der Inhalt des zweiten Becherglases schnell zu dem Kolben gegeben. Es wurde ungefähr eine Stunde weiter gerührt und anschließend die festen Mikrokapseln von dem Reaktionsmedium abfiltriert. Die isolierten Kapseln wurden dann mit Petroläther gewaschen und an der Luft getrocknet. Die entstehenden Kapseln wurden gesiebt und diejenigen mit einem Durchmesser im Bereich von 90 bis 125 μΐη wurden gesammelt.The aqueous solution from the first beaker was added to the contents of the flask with stirring added to a magnetic stirrer at full speed within about 20 seconds. the The agitation speed was reduced to the point that it was just sufficient to allow the disperse phase to settle to prevent. The contents of the second beaker were then quickly added to the flask. The stirring was continued for about an hour and then the solid microcapsules were removed from the reaction medium filtered off. The isolated capsules were then washed with petroleum ether and allowed to air dried. The resulting capsules were sieved and those ranging in diameter from 90 to 125 μm were collected.

Example 3

Einbau des bevorzugten Mittels
in eine TrägermatrixIncorporation of the preferred agent
into a carrier matrix

Dieses Beispiel zeigt den Einbau von Mikrokapseln nach Beispiel 2 und eines lonisierungsmittels (Urease) in eine Trägermatrix.This example shows the incorporation of microcapsules according to Example 2 and an ionizing agent (urease) in a support matrix.

Als Trägermatrix wurde ein, diazotiertes 2,4-Dichloranilin enthaltendes, Papier verwendet. Das Papier wurde in Stücke von etwa 0,5 χ 1,0 cm geschnitten. Eine Lösung, enthaltend 2% (Gewicht pro Volumen) Hydroxypropylcellulose in Chloroform, wurde hergestellt. Urease wurde in der Lösung in einer Menge von ungefähr 20 mg/ml (20000 internationale Einheiten/ml) suspendiert und die Suspension homogenisiert, indem sie zwischen einem Glasrohr und einem dichtsitzenden Stempel aus Polytetrafluorethylen hindurchgepreßt wurde. Die Urease wurde hergestellt aus getrockneten Bohnen (canavalia [ensiformis]).A diazotized 2,4-dichloroaniline was used as the carrier matrix containing paper used. The paper was cut into pieces approximately 0.5 1.0 cm. One Solution containing 2% (weight by volume) hydroxypropyl cellulose in chloroform was prepared. Urease was present in the solution in an amount of approximately 20 mg / ml (20,000 international units / ml) suspended and the suspension homogenized by placing it between a glass tube and a tight fitting Polytetrafluoroethylene punch was pressed through. The urease was made from dried Beans (canavalia [ensiformis]).

1 g der Kapseln nach Beispiel 2 wurde zu 10 ml der Ureasesuspension gegeben und die entstehende Aufschlämmung mit Hilfe einer Rakel, die so eingestellt war, daß ein nasser Film von 305 μιη entstand, auf das das Diazoniumsalz enthaltende Papier aufgetragen. Das beschichtete Papier wurde dann ungefähr 3 Minuten in einem Ofen bei 67°C getrocknet, wobei die Urease und die Mikrokapseln mit der Matrix und Hydroypropylceilulose fest verbunden wurden.1 g of the capsules according to Example 2 became 10 ml of the Given urease suspension and the resulting slurry with the help of a doctor blade set so was that a wet film of 305 μm was formed on the the diazonium salt containing paper applied. The coated paper was then in about 3 minutes dried in an oven at 67 ° C, leaving the urease and the microcapsules with the matrix and Hydroypropylceilulose were firmly connected.

Example 4

Einbau der bevorzugten Mikrokapseln
in die absorbierende TrägermatrixIncorporation of the preferred microcapsules
into the absorbent carrier matrix

Eine wäßrige Natriumchloridlösung wurde in situ hergestellt unter Verwendung von NaOH zur Ncutralisierung des bei der Polymerbildung entstehenden HCI's und zusammen mit der Farbstoffvorstufe chromatotroper Säure in eine Polyamidmembran eingekapselt.An aqueous sodium chloride solution was prepared in situ using NaOH for neutralization of the HCl produced during polymer formation and, together with the dye precursor, is chromatotropic Acid encapsulated in a polyamide membrane.

In einen Kolben wurden gegeben:In a flask were placed:

55 ml Mineralöl
25 ml Tetrachlorkohlenstoff
I₁Og Bentonit55 ml mineral oil
25 ml carbon tetrachloride
I ₁ og bentonite

In ein erstes Becherglas wurden gegeben:In a first beaker were placed:

3,0 ml H₂O3.0 ml H ₂ O

0,4 g NaOH0.4 g NaOH

0,75 ml Äthylendiamin0.75 ml of ethylenediamine

0,75 ml Diäthylendiamin0.75 ml diethylenediamine

0,1 g 4,5-Dihydroxynaphthalin-2,7-0.1 g 4,5-dihydroxynaphthalene-2,7-

disulfonsäure (chromotrope Säure)disulfonic acid (chromomotropic acid)

In ein zweites Becherglas wurden gegeben:In a second beaker were placed:

6,0 ml Tetrachlorkohlenstoff
6,0 ml Pentan
3,0 ml Sebacylchlorid
25,0 μΐ Trimesoylchlorid6.0 ml carbon tetrachloride
6.0 ml of pentane
3.0 ml of sebacyl chloride
25.0 μΐ trimesoyl chloride

Unter Verwendung der oben angegebenen Gemische wurden Mikrokapseln nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt.Using the mixtures given above, microcapsules were made according to that described in Example 1 Process made.

Die komplementäre Farbstoffkomponente für die chromotrope Säure, d. h. diazotiertes 2,4-Dichloranilin, wurde in eine Imprägnierlösung gebildet, die nach dem in der US-PS 35 85 001 angegebenen Verfahren hergestellt worden war durch Zusammengeben der folgenden Bestandteile in der angegebenen Reihenfolge unter kontinuierlichem Mischen.The complementary dye component for the chromotropic acid, i.e. H. diazotized 2,4-dichloroaniline, was formed into an impregnation solution prepared according to the method given in US Pat. No. 3,585,001 was prepared by adding the following ingredients together in the order given with continuous mixing.

Verbindunglink Mengelot MethanolMethanol 20,0 ml20.0 ml 2,4-Dichloranilin2,4-dichloroaniline 0,20 g0.20 g Destilliertes H2ODistilled H2O 20,0 ml20.0 ml NatriumnitritSodium nitrite 0,10 g0.10 g !,5-Naphthalindisulfonsäuredinatriunisalz!, 5-naphthalenedisulfonic acid dinatrium salt 0,60 g0.60 g NatriumlaurylsulfatSodium lauryl sulfate 1,50 g1.50 g SulfosalicylsäureSulfosalicylic acid 2,0 g2.0 g MethanolMethanol 60,0 ml60.0 ml

Filterpapier wurde in die oben angegebene Lösung getaucht und sofort entfernt. Das imprägnierte Papier wurde dann in der Luft getrocknet und in Quadrate von 5x5 mm geschnitten. Jede so hergestelle imprägnierte Trägermatrix wurde am Ende eines Polystyrolstreifens mit Hilfe eines Doppelklebebandes befestigt.Filter paper was dipped in the above solution and removed immediately. The impregnated paper was then air dried and cut into 5x5mm squares. Each so made impregnated The carrier matrix was attached to the end of a polystyrene strip with the aid of double-sided adhesive tape.

Die wie oben beschrieben hergestellten Mikrokapseln wurden mit der Trägermatrix, die die komplementäre Komponente enthielt, nach dem folgenden Verfahren verbunden. Ungefähr 50 μΐ einer 2%igen (Gew./Vol.) Lösung von Hydroxypropylcellulose in Chloroform wurden auf die imprägnierte Matrix aufgebracht und die Mikrokapseln dann gleichmäßig über die Oberfläche der Matrix verteilt. Innerhalb von Minuten wurde das Chloroform verdampft, wobei die Mikrokapseln gleichmäßig auf und in der imprägnierten Matrix bzw. dem Hydroxypropylcellulose-Bindemittel verteilt wurden und das fertige Prüfmittel entstand.The microcapsules produced as described above were made with the carrier matrix, which was the complementary Component contained, connected according to the following procedure. About 50 μΐ of a 2% strength (W / v) solutions of hydroxypropyl cellulose in chloroform were applied to the impregnated matrix applied and the microcapsules then distributed evenly over the surface of the matrix. Within Minutes the chloroform was evaporated, the microcapsules evenly on and in the impregnated Matrix or the hydroxypropyl cellulose binder were distributed and the finished test equipment was created.

Um die Empfindlichkeit dieser Prüfmittel zu bestimmen, wurden die Matrixteile der fertigen Prüfmiltel jeweils augenblicklich in wäßrige Restlösungen, enthaltend NaCI-Konzentrationen von 0,0,4,0,8,1,2 bzw 1,6 m, eingetaucht und sofort daraus entfernt. Diese Salzkonzentrationen entsprechen Dichten von 1,0,1,01,1,02,1,03 bzw. 1,04 Dichteeinheiten. Es entwickelte sich eine tiefe rote oder burgunderrote Farbe und stabilisierte sich auf der Matrix innerhalb von ungefähr 6 Minuten, nachdem die Matrix in die zu untersuchende Lösung eingetaucht worden war. Die Intensität der Farbe änderte sich umgekehrt mit der Konzentration an NaCI und damit der Dichte der zu uiv ersuchenden Lösung. Die Farbe wurde erzeugt durch Reaktion der aus den Mikrokap-In order to determine the sensitivity of these test media, the matrix parts of the finished test media were used in each case instantaneously in aqueous residual solutions containing NaCl concentrations of 0,0,4,0,8,1,2 or 1,6 m, immersed and immediately removed from it. These salt concentrations correspond to densities of 1,0,1,01,1,02,1,03 or 1.04 density units. A deep red or burgundy color developed and stabilized of the matrix within approximately 6 minutes after the matrix is immersed in the solution to be tested had been. The intensity of the color changed inversely with the concentration of NaCl and thus the density of the solution to be requested. The color was generated by the reaction of the microcapsules

sein freigesetzten chromotropen Säure und der komplementären Farbstoffkomponente, die in der Trägermatrix imprägniert war. Durch visuellen Vergleich war es möglich, Farbunterschiede zu unterscheiden, die bei Berührung mit Testlösung auftraten, die sich nur durch 0,01 Dichteeinheiten unterschieden. Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten unter Verwendung verschiedener anderer wäßriger Salzlösungen einschließlich Urin anstelle der oben beschriebenen Salzlösungen.its released chromotropic acid and the complementary dye component contained in the Support matrix was impregnated. Visual comparison made it possible to distinguish color differences, which occurred on contact with test solution, which differed only by 0.01 density units. Similar Results were obtained using various other aqueous salt solutions including Urine instead of the saline solutions described above.

B. Wirkung von Urease auf die Empfindlichkeit
verschiedener HarnstoffkonzentrationenB. Effect of urease on sensitivity
different urea concentrations

Beispiel 5
VergleichskapselnExample 5
Comparison capsules

Es wurden Mikrokapseln entsprechend Beispiel 1 hergestellt und untersucht, um die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Farbsioffabgabe unter Versuchsbedingungen zu bestimmen. Ungefähr 25 g getrocknete Mikrokapseln wurden in 3 Standard-Spektrophotometer-Küvetten gegeben. Drei wäßrige Lösungen von simuliertem Urin wurden dann hergestellt mit üblichen physiologischen Konzentrationen an NaCI und P(V-, die jedoch unterschiedliche Konzentrationer, an Harnstoff enthielten. Die Konzentrationen an NaCI und PO₄ ²- betrugen 10 bzw. 2 g/l in jeder Lösung. Die Harnstoffkonzentrationen betrugen 0,5, 2 (normal) und 8 g %.Microcapsules were produced and examined according to Example 1 in order to determine the rate and extent of the dye release under test conditions. Approximately 25 grams of dried microcapsules were placed in 3 standard spectrophotometer cuvettes. Three aqueous solutions of simulated urine were then prepared with usual physiological concentrations of NaCl and P (V-, but containing different concentrations of urea. The concentrations of NaCl and PO ₄ ² - were 10 and 2 g / l, respectively, in each solution The urea concentrations were 0.5, 2 (normal) and 8 g%.

Ungefähr 3 ml der zu untersuchenden Lösung wurden in eine Küvette gegeben, die die Mikrokapseln enthielt, und 15 Sekunden stehengelassen. )ede Küvette wurde dann kurz bewegt und in ein Spektrophotometer gegeben. In Intervallen von 30 Sekunden wurde die prozentuale Absorption der Küvette bei 575 nm als Funktion der Zeit gemessen. Diese Daten wurden aufgetragen und es zeigte sich, daß eine Änderung der Harnstoffkonzentration die Ergebnisse nicht meßbar beeinflußte. Diese Daten sind in Fig. 1 als Kurve A angegeben.About 3 ml of the solution to be tested was placed in a cuvette containing the microcapsules and allowed to stand for 15 seconds. Each cuvette was then briefly moved and placed in a spectrophotometer. The percentage absorption of the cuvette at 575 nm was measured as a function of time at intervals of 30 seconds. These data were plotted and it was found that changing the urea concentration did not measurably affect the results. These data are shown as curve A in FIG.

Beispiel 6
Wirkung vcn UreaseExample 6
Effect of urease

Die zu untersuchenden Lösungen wurden anschließend auf die in Beispiel 5 angegebene Weise untersucht mit der Ausnahme, daß die Lösungen 10 mg/ml (1000 Internationale Einheiten/ml) Urease enthielten. Jede Lösung wurde 10 Minuten inkubiert, um die Hydrolyse von Harnstoff zu ermöglichen. Jede Probe wurde dann in das Spektrophoiometer gegeben und die prozentuale Absorption bei 575 nm als Funktion der Zeil aufgciiagen. Die F i g. 1 zeigt diese Kurven und die Kurven B, C und D geben eine geringe (0,5 g %), mittlere (2,0 g %) und hohe (8,0 g %) Harnstoffkonzentration an. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, führt die Urease zu deutlichen Unterschieden in der Absorption bei unterschiedlichen Harnstoffkonzentrationen, während kein Unterschied in Abwesenheit von Urease beobachtet wird.The solutions to be tested were then tested in the manner given in Example 5, with the exception that the solutions contained 10 mg / ml (1000 international units / ml) urease. Each solution was incubated for 10 minutes to allow urea to hydrolyze. Each sample was then placed in the spectrophotometer and the percentage absorbance at 575 nm plotted as a function of the cell. The F i g. 1 shows these curves and curves B, C and D indicate low (0.5 g%), medium (2.0 g%) and high (8.0 g%) urea concentrations. As can be seen from FIG. 1, the urease leads to marked differences in the absorption at different urea concentrations, while no difference is observed in the absence of urease.

C. Einwirkung von Urease in dem PrüfmittelC. Exposure to urease in the test medium

Beispiel 7
VergleichsteststreifenExample 7
Comparison test strips

Es wurden Teststreifen wie in Beispiel 3 hergestellt mit der Ausnahme, daß keine Urease in den Mikrokapseln und der Matrix enthalten war. Drei Lösungen unterschiedlicher Harnstoffkonzentration (0,5, 2 bzw. 8 g %) wurden hergestellt und jeweils ein Prüfmittel mit jeder Lösung benetzt durch Aufpipettieren von 40 μ! Lösung auf die Matrix.Test strips were prepared as in Example 3 with the exception that no urease was present in the Microcapsules and the matrix was included. Three solutions with different urea concentrations (0.5, 2 or 8 g%) were prepared and a test agent was wetted with each solution by pipetting on of 40 μ! Solution to the matrix.

Jeder Streifen wurde dann in ein Reflexionsphotometer (integrating sphere reflectance photometer) gegen und die prozentuale Reflexion bei 580 nm eine Minute nach dem Benetzen gemessen. Die prozentuale Reflexion wurde dann als Funktion der Harnstoffkonzentration aufgetragen (Fig. 2, Kurve -4). Es bestand nur eine geringe Einwirkung auf die prozentuale Reflexion, was anzeigt, daß das Prüfmittel das Vorliegen von Harnstoff in der Testlösung nicht genau anzeigt.Each strip was then opposed in an integrating sphere reflectance photometer and the percentage reflectance measured at 580 nm one minute after wetting. The percentage Reflection was then plotted as a function of urea concentration (Fig. 2, curve -4). It consisted little effect on percent reflection, indicating that the test equipment is present of urea in the test solution does not accurately indicate.

Beispiel 8
Prüfmittel, enthaltend UreaseExample 8
Test media containing urease

Entsprechend Beispiel 3 hergestellte Prüfmittel (d. h. ureasehöltige) wurden auf die in Beispiel 6 angegebene Weise mit den gleichen Prüflösungen untersucht. Die prozentuale Reflexion wurde aufgetragen als Funktion der Harnstoffkonzentration (Fig. 2, Kurve B). Aus dieser Kurve kann man sehen, daß das Vorhandensein von Urease die Empfindlichkeit der Prüfmiltel gegenüber Harnstoff wesentlich erhöht. Diese Daten zeigen damit sehr deutlich die stark verbesserte Genauigkeit bei der Bestimmung der Dichte und Osmolarität, die erfindungsgemäß erreicht werden kann.Test agents produced according to Example 3 (ie containing urease) were tested in the manner indicated in Example 6 with the same test solutions. The percentage reflection was plotted as a function of the urea concentration (FIG. 2, curve B). From this curve it can be seen that the presence of urease significantly increases the sensitivity of the test agents to urea. These data thus show very clearly the greatly improved accuracy in determining the density and osmolarity that can be achieved according to the invention.

Hierzu 2 Blau ZcichniineenFor this purpose 2 blue drawings

Claims

Patent claims:

1. Test equipment for determining the density or osmolarity of a liquid sample, geke η η - -> is characterized by a sufficient number of microcapsules, the walls of which are made of semipermeable, polymeric membranes that are fragile at certain osmotic pressures and that contain a coloring substance. ι <>

2. Means according to claim 1, characterized in that the capsules in addition to the coloring substance contain so much of a solute that the density of the capsule contents is greater than that the liquid to be examined. ι ί

3. Composition according to claim 1 or 2, characterized in that the microcapsules as coloring Substance contain a dye or a dye precursor.

4. middle) according to claim 1 to 3, characterized 2i> that the coloring substance Evans Blue dye is.

5. Composition according to claim 1 to 3, characterized in that the coloring substance is chromotropic acid. 2 ^r >

6. Composition according to claim 1 to 5, characterized in that the walls of the microcapsules comprise a polyamide polymer.

7. Composition according to claim 1 to 6, characterized in that there is also at least one. jo contains ionizing agent.

8. Composition according to claim 7, characterized in that the ionizing agent or urease Is urea carboxylase (hydrolyzing) or glucose oxidase. i>

9. Composition according to claim 1 to 8, characterized in that the microcapsules firmly with a Carrier matrix are connected.

10. Composition according to claim 9, characterized in that the coloring substance is a dye preliminary fe and a complementary dye component is contained in the matrix.

11. Composition according to claim 10, characterized in that the dye precursor is chromotropic Acid and the complementary dye component 4-> is diazotized 2,4-dichloroaniline.

To measure accurately within seconds, not only can the patient get quick results that match the Doctor help with diagnosis, but it would also increase the efficiency of the laboratories as much a lot more analyzes could be performed than is currently possible.

Although the method and the device according to the invention are used for very many different purposes are appropriate, for the sake of simplicity, the discussion will largely relate to the determination the osmolarity or the density or the specific gravity of urine. the Application to other fields results from an understanding of how the method according to the invention is used for Urinalysis can be applied.

The determination of the osmolarity of urine is of considerable value for understanding and clinical Treatment of disorders of the electrolyte water balance. Therefore, a full urinalysis should be like it generally also include the determination of osmolarity.

The osmolarity is a concentration-dependent property of a given solution and therefore depends along with the freezing point, melting point, boiling point, vapor pressure and osmosic pressure that are also concentration-related. It is a function of the number of solute particles as opposed to it to their weight or density.

Osmolarity is mathematically defined by the following equation: