DE2752352C3 - Prüfmittel zum Nachweis und zur Bestimmung einer Komponente in einer Probe - Google Patents
Prüfmittel zum Nachweis und zur Bestimmung einer Komponente in einer ProbeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Prüfmittel zum Nachweis
und zur Bestimmung einer Komponente in einer Pri)be, umfassend eine tuchförmige Trägermatrix, die
ein Reaktionssystcm aus mindestens einem Bestandteil enthält, das bei Berührung mit der Komponente
der Probe eine nachweisbare Reaktion ergibt, und wobei die tuchförmige Matrix aus einer Vielzahl von
Fäden besteht.
Es gibt zur Zeit verschiedene Prüf mittel, besonders ι auf dem Gebiet der medizinischen Diagnostik, mit
Hilfe deren das Vorhandensein einer bestimmten Komponente in einer Probe nachgewiesen werden
kann. Neben den zahlreichen elektronischen und mechanischen Vorrichtungen bzw. Prüfmitteln füi diesen
ίο Zweck hat eine bestimmte Form des visuellen Nachweises
verbreitete Anwendung und Anerkennung gefunden. Die sogenannten »dip-and-read« (»Eintauch-
und Ables«)-Reagensstreifen werden verbreitet angewandt, insbesondere zur chemischen Analyse von
π biologischen Flüssigkeiten, aufgrund ihrer verhältnismäßig
niedrigen Kosten, einfachen Anwendung und Schnelligkeit, mit der die Ergebnisse erhalten werden.
Derartige Reagensstreifen verwenden im allgemeinen Reaktionssysteme, die in einem saugfähigen Träger,
2n wie Papier, enthalten sind.
Es sind viele verschiedene Formen für derartige saugfähige Träger bekannt. Zum Beispiel ist in der
US-PS 3 846 247 die Anwendung von Filzen, porösen Keramikstreifen und gewebten oder verfilzten Glas-
:> fasern angegeben. Als Ersatz für Papier wird in der
US-PS 3552948 die Verwendung von Holzstäben, Tuch, Schwammat&rial und tonartigen Substanzen
angegeben. Die Anwendung von Vliesen aus synthetischem Harz und Glafaserfilzen anstelle von Papier ist
jn in der GB-PS 1369139 angegeben. In der GB-PS
1 349623 wird die Verwendung eines lichtdurchlässigen Gewirkes aus dünnen Fasern bzw. Fäden angegeben,
das eine darunterliegende Papiermatrix bedeckt. Dabei ist auch erwähnt, daß das Papier mit einem Teil
!> des Reaktionssystems imprägniert sein kann und das
Gewirk mit anderen, möglicherweise unverträglichen Reagentien. Schließlich lehrt die FR-PS 2170397 die
Anwendung von Tragcrmatrices mit mehr als 50 c/c
Polyamidfäden.
4Ii Bei all den obenerwähnten Druckschriften ist das
Reaktionssystem (d. h. die Reagentien, die zum Nachweis der unbekannten Komponente dienen) homogen
in einer fertigen Matrix verteilt. Infolgedessen werden im Falle von Tuch oder gewebten Matrices,
4> Filzen und Vliesen die Bestandteile durch Imprägnieren
in das fertige Tuch eingebracht, üblicherweise durch Eintauchen in eine Lösung und anschließendes
Trocknen.
Eines der Probleme, dem der Fachmann auf dem
ν· Bereich von diagnostischen Teststreifen gegenübersteht,
ist das der Trennung miteinander unverträglicher Bestandteile eines Reaktionssystems. Zum Beispiel
hat es sich bei einem Reaktionssystem, das geeignet ist zum Nachweis von okkultem Blut in Urin,
-,·, gezeigt, daß organische Peroxide in Gegenwart eines
indikator . wie o-Tolidin, nach längerer Lagerung sich
verfärben. F.in anderes Beispiel für unverträgliche Reagentien liegt vor bei Teststreifen, die auf Keton
im Urin ansprechen. In diesem Falle können mögli-
Mi cherweisc der Nitroprussidindikator und der alkalische
Puffer miteinander reagieren. Daher wäre eine Trägermatrix, die imstande ist, diese Bestandteile
physikalisch voneinander zu trennen, günstig und würde wesentlich zur Verbesserung des Standes der
„-, Technik beitragen.
Ferner ist bisher kein bequemes Verfahren bekannt, um Prüfmittel herzustellen, die selbst geeicht
sind. Bei der zur Zeit üblichen Anwendungsweise wird
ein Teststreifen in eine Urinprobe eingetaucht, und der Laborant muß eine vorbestimmte Zeit warten, bevor
er den Teststreifen mit einer Standrad-(Farb)-karte vergleicht. Der Farbfleck auf der Karte, der dem
Farbton am ähnlichsten ist, der sich während einer vorbestimmten Zeitdauer auf dem Teststreifen entwickelt,
ist ein Zeichen für den Gehalt an Komponente in dem System. Ein derartiges Verfahren besitzt
jedoch zahlreiche Nachteile. Erstens erhält man ein ungenaues Ergebnis, wenn der Streifen zu früh oder
zu spät abgelesen wird, zweitens muß der Laborant, der den Streifen untersucht, ein gutes Farbunterscheidungsvermögen
besitzen. Schon eine leichte Farbsehschwäche bzw. Farbblindheit kann zu einer großen
Ungenauigkeit führen. Drittens haben Versuche gezeigt, daß das Ergebnis eines Farbvergleichs zwischen
einem nassen Streifen und einer Standard-Farbkarte von Person zu Person etwas variiert.
In der US-PS 3 964 871 ist ein selbst geeichtes Prüfmittel
zum Nachweis von Glucose beschrieben, bei dem mehrere Nachweisreagentien für Glucose jeweils
auf einzelne Bereiche einer Trägermatrix auf jebracht
sind, die auf verschiedene Konzentrationen ansprechen. Dabei können diese Bereiche in Form von Ziffern
oder geometrischen Mustern angeordnet sein. Der Träger kann außer aus saugfähigem Papier auch
aus einem textlien Material bestehen. Das Prüfmittel wird hergestellt, indem die Reagenssysteme auf die
bestimmten Bereiche des Trägers aufgebracht und getrocknet werden. Nach dieser Druckschrift ist es jedoch
nicht möglich, ein Reagenssystem anzuwenden, das aus mehreren miteinander unverträglichen Komponenten
besteht, die vor der Anwendung voneinander getrennt sein müssen.
In der GB-PS 1349623 und der DE-OS 2 332 760
sind Prüfmittel angegeben, bei denen miteinander unverträgliche Reagentien dadurch voneinander getrennt
werden, daß sie in verschiedene Bereiche eines Trägers bzw. verschiedene Schichten, die anschließend
zusammengefügt werden, eingebracht werden, Diese Verfahren sind sehr umständlich, da die einzelnen
reagenshalt ige η Bereiche vor Aufbringen des nächsten Reagens bzw. Zusammenbringen mit einer
weiteren Schicht sorgfältig getrocknet werden müssen, um eine vorzeitige Reaktion zu verhindern. Außerdem
ist es nach dier«n Druckschriften nicht möglich.
Prüfmittel herzustellen, die selbst geeicht sind.
Ein anderes Problem, das mit Reagensstreifen verbunden ist. tritt im Bereich der Herstellung auf. Aufgrund
der großen Bedeutung der Genauigkeit im Bereich der analytischen Chemie ist es bei der
Herstellung von Streifen wichtig, die Qualität genau
zu überwachen. Die Produkte werden, wenn sie die Fabrik verlassen, analysiert und sowohl die Stabilität
als auch die Wirksamkeit werden sorgfältigen Untereuihungen
unterworfen. Wenn fehlerhafte Produkte festgestellt werden, müssen diese vorläufig insgesamt
verworfen werden, wobei die gesamten - häufig sehr teuren - Komponenten eines bestimmten Reaktions-
*ystems verlorengehen.
Es ist Aufgalie der Erfindung, ein Prüfmittel zu entwickeln,
bei dem Reagentien innerhalb einer Trägermatrix auf einfacht Weise voneinander getrennt werden
können, das über lange Zeit lagerstabil ist, auch dann, wenn es miteinander unverträgliche Komponenten
enthält, und das tuf einfache und billige Weise hergestellt werden kann. Außerdem soll das Prüfmittel
die Möglichkeit einer l/'ichung bieten, wodurch die
Anwendung einer Vergleichsfarbkarte überflüssig wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Prüfmittel zum Nachweis und zur Bestimmung einer Komponente in
ϊ einer Probe, umfassend eine tuchförmige Trägermatrix, die ein Reaktionssystem aus mindestens einem
Bestandteil enthält, das bei Berührung mit der Komponente der Probe eine nachweisbare Reaktion ergibt
und wobei die tuchförmige Matrix aus einer Vielzahl in von Fäden besteht, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß mindestens ein Bestandteil des Reaktionssystems nur in einigen Fäden, und zwar über deren gesamte
Länge enthalten ist.
Das erfindungsgemäße Prüfmittel kann hergestellt werden, indem zuerst in eine Anzahl von Fäden mindestens
ein Bestandteil des Reaktionssystems eingebaut wird und diese Fäden zusammen mit einer zweiten
Anzahl von Fäden zu einem Tuch verarbeitet werden, und zwar durch Aufkleben auf einen Träger.
2» Weben, Wirken oder Filzen.
Anhand der Zeichnungen weruvn im folgenden
Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Prüfmittel, bei dem verschiedene Rea-Ji
gensbereiche vorgesehen sind,
Fig. _' einen vergrößerten Ausschnitt eines Bereichs der Trägermatrix des Prüf mittels nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Seitenschnitt durch den Bereich 3-3 der Fig.l,
jo Fig. 4 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Prüfmittels,
das durch Anwendung einer direkten zahlenmäßigen Ablesung selbst geeicht ist,
Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt dieses Prüfmittcls, der das Webmuster der Ziffern auf der Matrix
ji zeigt,
Fig. 6 einen seitlichen Schnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 4,
Fig. 7 und 8 die Anordnung der Fasern bzw. Fäden bei gewirkten Matrices und solchen mit willkürlicher
Orientierung der Fasern,
Fig. 9 und 10 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prüfmittels, bei dem die Tuchmatrix
im wesentlichen parallelorientierte Fasern enthält, die auf einem Trägerglied der Matrix befestig? sind.
D Der Ausdruck »Fasern« oder »Fäden«, wie er im folgenden verwendet wird, umfaßt einzelne Fasern, die (z. B. durch Zwirnen) zu Fäden verbunden sind, und Fäden, die selbst zu größeren Fäden oder Strängen verbunden sind.
D Der Ausdruck »Fasern« oder »Fäden«, wie er im folgenden verwendet wird, umfaßt einzelne Fasern, die (z. B. durch Zwirnen) zu Fäden verbunden sind, und Fäden, die selbst zu größeren Fäden oder Strängen verbunden sind.
Obwohl das Material für die Fasern oder Fäden in erster Linie Baumwolle in Form von Fäden ist, sind
andere Materialien ebenfalls geeignet. So können die Fäden natürlich irgendein natürliches oder synthetisches
Material umfassen, das zu Fasern verarbeitet η werden kann. Baumwolle, Wolle, Hanf, Kapok, Scjabohnenfascrn,
Keratin, Seide, Papier und Zein sind Beispiele für natürliche Polymere, die zu Fasern bzw.
Fäden und anschließend zu Tüchern verarbeitet werden können. Beispiele für synthetische Polymere, die
,η ebenfalls geeignet sind, sind regenerierte Cellulose. Polyacrylate, Polyolefine (wie Polyäthylen und Polypropylen)
und Polyamide (wie Nylon)
Der Bestandteil oder die Bestandteile des Reaktionssystems können auf verschiedene Weise in die Fa-
-, sern eingebaut werden. Zum Beispiel kann ein Faden, der viele einzelne Fasern enthält, wie Baumwolle,
durch ein Bad gezogen werden, das den Bestandteil enthält, wodurch der Faden gesättigt und anschlie-
Bend getrocknet wird. Hierbei bleibt der Bestandteil
als Rückstand in den Zwischenräumen des Fadens zurück. Ein anderes Verfahren besteht darin, den Bestandteil
an die Oberfläche des Fadens zu binden. So können vorteilhaft Wasserstoff-Brückenbindungen
oder sogar kovalente Bindungen zwischen den Polymerfasern und dem Bestandteil ausgenutzt werden.
Im Falle von extrudierten Fäden, wie Polyolefinen, kann das Reaktionssystem mit dem Polymer in der
Schmelze vor dem Extrudieren vermischt werden. Daraus ist ersichtlich, daß verschiedene Verfahren
angewandt werden können, um die Bestandteile des Reaktionssystems in die Fäden bzw. Fasern einzubauen,
jeweils nach den natürlichen Eigenschaften der Fäden und des Bestandteils. Das jeweils günstigste
Verfahren kann von dem Fachmann leicht ausgewählt werden.
Unter dem Ausdruck »mindestens eine ausreivon Lösungsmittel befreit.
Die das Reagens enthaltenden Fäden werden anschließend mit anderen Fäden zusammen zu einem
Tuch verarbeitet. Das kann erreicht werden durch Weben, Wirken, Filzen und andere Verfahren. Wenn
das Tuch gewebt wird, können die reagenshaltigen Fäden als Schußfäden angewandt werden und mit anderen
Kettfäden verwebt werden. Die reagenshaltigen Fäden können jedoch auch die Kettfäden darstellen.
Es können übliche Webverfahren angewandt werden. Wenn die reagenshaltigen Fäden alle Bestandteile des
Reaktionssystems enthalten, kann die Konzentration des Reaktionssystems in der Matrix mit außerordentlicher
Genauigkeit geregelt werden durch bloße Regelung der Anzahl der reagenshaltigcn Fäden in dem
Schuß, d. h. der Schuß kann sowohl reagenshaltige als auch nicht reagenshaltige Fäden in jedem gewünschten
Verhältnis enthalten. Das Verhältnis eines Be-
..U„„,l„ Λ _-.n
in Hpm D^al/tinnccvct^m
αηπΑΓ^η
Fasern oder Fäden verwendet wird, ist eine solche Anzahl von Fasern, die einen Teil des Reaktionssystems
enthalten, vor der Herstellung des Tuches zu verstehen, die erforderlich ist, um eine nachweisbare
Reaktion zu ergeben. Diese Anzahl kann von dem Fachmann leicht bestimmt werden. Wenn z. B. die
nachweisbare Reaktion eine in der Matrix entstehende Farbe ist, muß lediglich die Anzahl von imprägnierten
Fäden bestimmt werden, die ausreicht, um eine leicht sichtbare Färbung hervorzurufen. Wenn
entsprechend die Reaktion in der Absorption oder Reflexion von Licht, wie ultraviolettem oder sichtbarem
Licht, besteht, müssen ausreichend Fäden in die Matrix eingebaut werden, so daß der Nachweisbereich
eines auf UV- oder anderes Licht ansprechenden Gerätes erreicht wird.
Die erfindungsgemäßen Prüfmittel eignen sich für klinische diagnostische Untersuchungen und Bestimmungen
vieler Bestandteile von Proben. Beispiele für solche Komponenten, die mit Hilfe der erfindnngsgemäßen
Prüfmittel nachgewiesen werden können, sind der pH-Wert, lonenkonzentration, Bilirubin, Urobilinoeen,
Protein, Ketone. Nitrit, Glucose, okkultes Blut und andere Urinbestandteile. Neben der medizinischen
Diagnostik können die erfindungsgemäßen Prüfmittel angewandt werden zur Bestimmung von
Chlor in Industriewässern, der Wasserhärte, der relativen Stärke der Batteriesäure und für viele andere
Zwecke, die dem Fachmann offensichtlich sind. Für die oben angegebenen Zwecke können die erfindungsgemäßen
Prüfmittel viele bekannte chemische Substanzen und »ndere Reaktionssysteme enthalten
sowie andere noch zu entwickelnde Systeme.
Die einzigartige Trägermatrix, die das Kernstück der vorliegenden Erfindung darstellt, kann am besten
als »Tuch« bezeichnet werden. Der einzigartige Charakter beruht jedoch nicht darauf, daß die Matrix
selbst ein Tuch ist, sondern in der Herstellung aus einzelnen Fasern oder Fäden, die mindestens einen Teil
des Reaktionssystems enthalten, bevor sie zu dem Tuch verarbeitet werden.
Daher ist bei der Herstellung der Matrix der erste Schritt der Einbau von einem oder mehreren Reagentien,
die das Reaktionssystem ausmachen, in eine Vielzahl von einzelnen Fasern oder Fäden. Üblicherweise
wird das erreicht, indem man die Fäden durch ein Bad leitet, das die Bestandteile enthält, so daß
die Fäden gründlich mit der Lösung gesättigt werden. Die Fäderf werden dann anschließend getrocknet und
auf ähnliche Weise geregelt werden.
Bei einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung, bei der Webverfahren angewandt werden, ist
es möglich, zwei oder mehrere Gruppen von Fäden in dem Schuß zu verwenden, wobei jede Gruppe getrennt
unterschiedliche Bestandteile des Reagenssystems oder unterschiedliche Konzentrationen des
gleichen Bestandteils enthält.
Eine'ilche Ausführungsform ist in Fig. 1 angegeben.
So stellen die Bereiche 11, 12. 13, 16 und 17 einzelne Bereiche von verwebten Reagensfäden dar,
die auf unterschiedliche Konzentrationen der zu analysierenden Komponente in deT Probe ansprechen.
Diese einzelnen Bereiche können durch gefärbte Fäden 15 sichtbar getrennt werden und auf irgendeinem
geeigneten Matrixträger 14 aufgebracht sein.
Die erfindungsgemäßen Prüfmittel sind besonders geeignet für Untersuchungen, bei denen ein Reaktionssystem
Bestandteile enthält, die möglicherweise miteinander unverträglich sind und die, wenn sie homogen
verteilt in einer Trägermatrix zusammen vorliegen, miteinander reagieren können; z. B. enthält
ein typisches Reaktionssystem, wie es angewandt wird, zum Nachweis von okkultem Blut in Urin, einen
Redox-Indikator, wie o-Tolidin und ein organisches Peroxid. Bei einigen bekannten Prüfmitteln, die diese
Reagentien enthalten, sind ernste Probleme bezüglich der Lagerfähigkeit aufgetreten aufgrund der Reaktionsfähigkeit
dieser Bestandteile. Dieser Nachteil kann überwunden werden, wenn man jedes dieser potentiell
unverträglichen Reagentien getrennt in eine Gruppe von Fasern oder Fäden einbaut. Wenn diese zwei
Gruppen von Fäden in eine Kette von kein Reagens enthaltenden Fäden eingewebt werden, werden die
potentiell unverträglichen Reagentien wirksam voneinander getrennt, wodurch die Lagerfähigkeit der
fertigen Matrix stark erhöht wird.
Außerdem ist es durch die Isolierung der potentiell miteinander unverträglichen Reagentien in getrennten
Fäden jetzt möglich, diese Reagentien getrennt in Fadenspulen, bevor sie zu einem Tuch verarbeitet
werden, unbegrenzt zu lagern. Während nach den bekannten Verfahren Prüfmittel im allgemeinen in einem
vielstufigen Verfahren hergestellt werden, d. h. durch Imprägnieren, Trocknen und Zusammenstellen,
ist es jetzt möglich, diese Stufen, wenn das erwünscht wird, za unterschiedlichen Zeiten durchzuführen.
So karm es vom Standpunkt des Herstellers aus günstiger sein, zu einem Zeitpunkt eine große Fa-
denmenge mit einem Reagens zu versehen und spüler das fertige Prüfmittel daraus herzustellen. Das kann
leicht erreicht werden mit Hilfe des erfindungsgemä-Uen
Verfahrens.
Bei einer anderen Ausführungsform ist es möglich, !Prüfmittel herzustellen, die selbst geeicht sind. So ist
es möglich, eine Probe oder Komponente nach dem bekannten »dip-and-read«-Verfahren zu untersuchen,
ohne auf Standards, wie Standardfarbkarten, zurückgreifen zu müssen. Zum Beispiel kann ein Prüfmittel
zum Nachweis von Glucose eine Trägermatrix mit 2 oder mehr reaktionsfähigen Bereichen umfassen,
wobei jeder Bereich imstande ist. bei einer unterschiedlichen Grenzkonzentration von Glucose eine
nachweisbare Reaktion zu ergeben, wie in Fig. 1 angegeben. Derartige Systeme sind, wie eingangs schon
erwähnt, an sich bekannt.
Bei einer entsprechenden Ausführungsform der errinuungsgemäBcn
Früimiiiei wird eine Tuchmatrix mit zwei oder mehreren getrennt reaktionsfähigen Bereichen,
wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, so hergestellt, daß die Schußfaden (Fig. 2. Fäden 21), die den Inhibitor
enthalten, mit Kettfaden 22 verwebt werden, unter Bildung von reaktionsfähigen Bereichen. Hierzu
sind unterschiedliche Konzentrationen an Inhibitor, wie Ascorbinsäure, in einzelnen Gruppen der Fäden
vorhanden Anschließend wird jede der einzelnen Gruppen in einzelne Bereiche 11 bis 13, 16 und 17
der Matrix verwebt. Die Reagensbereiche können visuell, z. B. durch Anwendung von kontrastfarbigen
Fäden 25. sichtbar gemacht werden. Nachdem die Schußfäden, die den Hemmstoff enthalten, eingewebt
sind, kann das auf Glucose ansprechende Reagenssystem in die gesamte Matrix eingeführt werden. Die
Matrix kann dann an einem geeigneten starren Trägerglied 14 befestigt werden. Bei einem so hergestellten
Prüfmittel kann die Glucosekonzentration direkt abgelesen werden. Bei Verwendung von zwei reaktionsfähigen
Bereichen, von denen einer eine höhere Konzentration an Inhibitor enthält als der andere,
kann das Prüfmittel angewandt werden, um zwei Grenzkonzentrationen an Glucose abzulesen. Es ist
offensichtlich, daß die Analyse genauer gemacht werden kann, wenn die Anzahl der unterschiedlichen Reaktionsbereiche
erhöht wird.
Fig. 3 zeigt deutlich die Lage der Kettfaden 22 in Beziehung zu den Schußfäden 21. Es ist natürlich keineswegs
erforderlich, daß die Variation der Bestandteile des Reagenssystems nur durch die Schußfäden
erreicht wird. Es ist erfindungsgemäß selbstverständlich auch möglich, daß der Bestandteil des Reaktionssystems im wesentlichen ausschließlich in den Kettfaden
enthalten ist.
Eine andere Möglichkeit, das erfindungsgemäße Prinzip zuf Herstellung selbst geeichter Prüf mittel anzuwenden, besteht darin, in die Matrix spezielle Muster des Indikatorsystems einzuweben. So können das
Reagenssystem enthaltende Fäden in Form von arabischen Ziffern, wie in den Fig. 4, 5 und 6 angegeben,
geometrischen Mustern oder anderen Symbolen in die Kette eingewebt werden. Die Ziffern können direkt
der Konzentration der Komponente entsprechen, können dieser Konzentration proportional sein oder
auf andere Weise die Menge an Komponenten in der Probe anzeigen. Beispiele für geometrische Muster,
die in die Matrix eingewebt werden können, sind eine
Reihe von » + «-Zeichen, Quadraten, Punkten und ähnlichen. Diese werden so angeordnet, daß die Kon-
zentration der Komponente eine Funktion der Anzahl von Symbolen ist, die nach Berührung mit der Probe
ihre Farbe ändern. Man sieht daraus, daß zahlreiche Variationen von Reagensmustern, die in die Matrix
eingewebt werden, angewandt werden können und im Rahmen der Erfindung liegen.
Neben dem Weben können andere Verfahren zur Bildung der Stränge oder Bänder in der Matrix angewandt
werden. Wirken ist z. B. eine andere schnelle Art. ein Tuch herzustellen, und mit dem Reagenssystem
beladene Fäden 31 (Fig. 7) können auf ähnliche Weise, wie oben für das Weben angegeben, zu einer
Matrix verarbeitet werden. Außerdem können die Faserstränge in willkürlicher Orientierung vorliegen
oder durch Filzen zu einem Tuch verarbeitet werden (Fig. 8). So können Fäden bzw. Fasern 41, die ein
Reaktionssystem enthalten, in beliebiger Anordnung mit anderen Fäden 42 zusammengebracht und verpreßi,
erhiizi uuer auf ändert; Weise au einem Tuen
geformt werden. Eine andere Möglichkeit, das erfindungsgemäße Prinzip auszunutzen, besteht darin, ein
Tuch herzustellen, indem man im wesentlichen parallele Fasern oder Fäden auf eine Matrix aufbringt
(Fig. 9 und K)). Dabei wird eine Gruppe von Fäden, von denen einige im wesentlichen ausschließlich zumindest
einen Bestandteil des Reaktionssystems enthalten, mit anderen Fäden zusammengebracht und auf
einem Trägerglied 51. wie einem Streifen aus Polystyrol,
befestigt. Diese im wesentlichen parallelorientierten Fäden 53 können auf irgendeine geeignete Weise
befestigt werden. Ein bevorzugtes Verfahren zur Befestigung der Fäden auf dem Träger besteht darin, ein
Klebemittel 52 zu verwenden, wie z. B. ein Doppelklebeband.
Die oben angegebenen Verfahren des Wirkens, Webens und anderen Tuchherstellungsverfahren erfordern
keine spezielle Erfahrung oder Ausbildung als die auf dem Gebiet der Textilherstellung übliche. So
sind Standard-Web- und -Wirkmaschinen geeignet zur Herstellung der erfindungsgemäßen Matrices. Es
liegt ebenfalls im Rahmen des üblichen Könnens des Fachmanns, spezielle Muster in das Tuch einzuweben
oder -wirken.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert:
A. Beispiele für selbst geeichte Prüfmittel
Selbst geeichtes Prüfmittel zur Bestimmung
von Glucose mit einer genähten Matrix
von Glucose mit einer genähten Matrix
Dieses Beispiel zeigt, wie ein selbst geeichter Reagens:.treifen zum Nachweis bzw. zur Bestimmung von
Glucose in Urin hergestellt werden kann, indem man reagenshaltige Fäden in ein Tuch einnäht. Das Prüfmittel ist sowohl zum Nachweis als auch zur Bestimmung der Konzentration von Glucose in der Probe
geeignet.
Es wurden drei getrennte Reagenslösungen herge stellt, von denen jede auf das Vorhandensein von Glu
cose im Urin anspricht. Diese Lösungen besaßen die folgende Zusammensetzung:
Verdickungsmittel (Viscarin® der
Marine Colloids, Inc.) 2,5 g
Marine Colloids, Inc.) 2,5 g
Polyvinylpyrrolidon (Plasdone®
K29-32 der GAF Corp.) 25,0 g
K29-32 der GAF Corp.) 25,0 g
Rot Nr. 4 0,09 g
Rot Nr. 3 0,20 g
o-Tolidon 2 HCl 5,0 g
Citronensäure !5,42 g
Natriumeitrat 67,92 g
Maleinsäureanhydrid/Methyl vinyläther-
Copolymer (Gantrez* AN-1.19 der
GAF Corp.) 7,5 g
Natriumlauroyl-sarcosinat (Sarkosyl*
der Geigy Chemical Corp.) 2,5 g
Glucoseoxidas'-Flüssigkeit (Glucose
Oxidase L-IO(K), Aktivität 950-1050
Einheiten, Takamine® Brand,
Katalog Nr. 4622352 der Marschall
Division, Miles Laboratories, Inc.) 7fi,0 ml
Meerrettich-peroxidase (60 Einheiten/
mg der Research Products, Division of
Miles Laboratories. Inc.) 0,5 g
Wasser 758.0 ml
Äthanol 205.0 ml
Zu der ersten und zweiten Lösung wurde ausreichend Ascorbinsäure zugegeben, um Konzentrationen
von 2M) bzw. so mg/100 ml zu erreichen, und
keine Ascorbinsäure wurde zu der dritten Lösung zugegeben.
Jede dieser Lösungen wurde angewandt, um ein reine Gruppen von Baumwollfäden (weißes, starkes,
merzerisiertes Nähgarn, farbfest 020 der Talon Inc.) tu imprägnieren. Nach dem Trocknen wurden die
Baumwollfäden in ein weißes Baumwolltuch (Baumwollbettlaken) eingenäht, so daß drei getrennte Reaklionsbereiche
gebildet wurden: einer mit keiner Ascorbinsäure, Lin anderer mit dem Rest der Lösung,
enthaltend 50 mg%, und der andere mit der Lösung, enthaltend 250 mg%.
Das Baumwolltuch mit dem eingenähten Baumwollfaden wurde dann in Streifen geschnitten, jeweils
enthaltend einen Reaktionsbereich entsprechend der Imprägnierten Fadengruppe. So enthielt die Matrix
lenkrecht übereinander Reaktionsbereiche, enthallend die Rückstände von Lösungen mit 0,50 bzw.
250 mg% Ascorbinsäure. Zwischen die drei Bereiche Wurden blaue Fäden eingenäht, um die Sichtbarkeit
einer Farbreaktion bei Berührung der Matrix mit einer glucosehaltigen Probe zu verbessern.
Selbst geeichtes Prüfmittel zur Bestimmung
von Glucose mit einer gewebten Matrix
von Glucose mit einer gewebten Matrix
Diese Beispiel zeigt, wie es möglich ist, eine Form einer selbst geeichten Trägermatrix zu weben, die sowohl
zur Bestimmung des Vorhandenseins als auch der Konzentration von Glucose in einer Probe, wie
Urin, geeignet ist.
Weiße, merzerisierte Baumwollfäden (Nr. 40/4) wurden imprägniert durch Eintauchen in ein Bad, enthaltend
ein Reaktionssystem, das auf Glucose anspricht, identisch dem in Beispiel 1 angegebenen mit
der unten näher erläuterten Ausnahme. Die Fäden wurden durch das Bad mit einer Geschwindigkeit von
1 m/min geleitet und bei 60° C getrocknet. Es wurden drei Bäder angewandt, die sich voneinander nur in
der Konzentration an Ascorbinsäure unterschieden. Eines der Bäder enthielt 250, das andere 50 mg/
100 ml und das dritte gar keine Ascorbinsäure. Im übrigen besaßen die Mittel, die in Beispiel 1 angegebene
Zusammensetzung.
Um eine gewebte Trägermatrix herzustellen, wurden merzerisierte, weiße Baumwollfäden Nr. 8/4 mit
16 Fäden/2,54 cm in einer Gesamtbreite von -10,2 cm
auf einen Webstuhl als Kettfäden aufgebracht. Die getrockneten imprägnierten Fäden wurden dann mit
folgendem Mus!."r in die Kette eingewebt:
4 Schußfäden blaues, (gefärbtes) merzerisiertes Baumwollgarn Nr. 50/3 zur Sichtbarmachung jedes
■' Reaktionsbereichs; 10 Schußfäden aus den, wie oben beschrieben, imprägnierten Fäden (keine Ascorbinsäure);
4 Schußfäden blaues, (gefärbtes) merzerisiertes Baumwollgarn Nr. 50/3, 10 Schußfäden aus den,
wie oben beschrieben, imprägnierten Fäden (50 mg%
i'i Ascorbinsäure); 4 Schußfäden blaues (gefärbtes)
merzerisiertes Baumwollgarn Nr. 50/3; 10 Schußfäden aus den, wie oben beschrieben, imprägnierten Fäden
(250 mg% Ascorbinsäure); 4 Schußfäden blaues (gefärbtes) merzerisiertes Baumwollgarn Nr. 50/3.
: Diese Webfolge wurde einige Male wiederholt, wobei eine vollständige Folge die Länge einer einzelnen
Matrix für ein selbst geeichtes Glucoseprüfmittel darstellt.
Die gewebte Matrix wurde auf eine Seite eines
'" 10,2 cm breiten doppelseitigen Klebebandes (der .Vm
Co.) aufgeklebt und dann quer in 10,2 cm lange Segmente geteilt, die jeweils eine volle Folge des oben
angegebenen Webmusters ausmachten. Diese Segmente wurden dann auf Polystyrolfolien (Tricite*der
Dow Chemical Co.) über die zweite Seite des Klebebandes aufgeklebt und in einer Papierschneidemaschine
längs geschnitten (d. h. parallel zu den Kettfäden), um Reagensstreifen von ungefähr 0,64 cm
Breite zu erhalten, (wobei der Matrixteil ungefähr
■■<> 1,27 cm lang war).
B. Untersuchung der Prüfmittel nach Beispielen 1 und 2
.. Beispiel 3
Untersuchung des selbst geeichten Prüfmittels nach Beispiel 1
Es wurden Testlösungen hergestellt durch Lösen von Glucose in Wasser, um Konzentrationen von 25,
χ<· 100 und 500 mg/100 ml Glucose zu erhalten. Die gemäß Beispiel 1 hergestellten Prüfmittel wurden untersucht
durch Eintauchen in diese Lösun&:n. Wenn pin Priifrnittpl in rtip 7^ ma% pnthaltpnHp Cfliirncplösung
eingetaucht wurde, zeigte nur der Reagensbe-J \ reich, der keine Ascorbinsäure enthielt, Reaktionsfähigkeit,
wie aus einer Blaufärbung der imprägnierten Fäden hervorging. Sowohl der obere als auch der mittlere
Reagensbereich wurden blau, wenn das Prüfmittel in eine Lösung, enthaltend 100 mg%, Glucose ge-,o
taucht wurde (0 bzw. 50 mg% Ascorbinsäure in den imprägnierten Fäden). Beim Eintauchen in die
500 mg% Glucose enthaltende Lösung erhielt man in allen drei Reaktionsbereichen eine Blaufärbung.
Untersuchung des gewebten selbst geeichten Prüfmittels
Um die gemäß Beispiel 2 hergestellten Teststreifen zu untersuchen, wurden Testlösungen hergestellt mit
mi unterschiedlichen Glucosekonzentrationen. Es wurden
insgesamt 5 (wäßrige) Lösungen hergestellt. Jede enthielt 0,85% Salz und Glucosekonzentrationen von
100,500,1000,2000 bzw. 5000 mg/100 ml. Ein entsprechend
Beispiel 2 hergestelltes Prüfmittel wurde in
b5 jede dieser Lösungen getaucht und jedes Priifniittel
sach 30 Sekunden, 1 Minute und 3 Minuten abgelesen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben.
Tabelle
Reaktionsfähigkeit von gewebten Glucosestreifen in Glucoselösungen
Reaktionsfähigkeit von gewebten Glucosestreifen in Glucoselösungen
glucose
mg%
mg%
30 see
Ableszeit nach dem Eintauchen
min 3 min
min 3 min
1. Bereich blau, 2. und 3. Bereich keine Reaktion
1. Bereich blau, 2. und 3. Bereich keine Reaktion I. Bereich Hau, 2. Bereich
leicht blau, 3. Bereich keine Reaktion
1. Bereich blau, 2. Bereich leicht blau, 3. Bereich keine Reaktion
i. und 2. Bereich blau, 3. Bereich keine Reaktion
1. Bereich blau, 2. und 3. Bereich keine Reaktion
1. und 2. Bereich blau, 3. Bereich keine Reaktion
und 2. Bereich blau, 3. Bereich keine Reaktion
und 2. Bereich blau, 3. Bereich keine Reaktion
1. und 2. Bereich blau, 3. Bereich keine Reaktion
1. und 2. Bereich blau, 3. Bereich leicht blau
1. Bereich blau, 2. Bereich leicht blau, 3. Bereich keine Reaktion
1. und 2. Bereich blau, 3. Bereich keine Reaktion
1. und 2. Bereich blau, 3. Bereich leicht blau
1. und 2. Bereich blau, 3. Bereich leicht blau
1., 2. und 3. Bereich blau
1., 2. und 3. Bereich blau
1. bereich keine Ascorbinsäure
2. Bereich 50 mg % Ascorbinsäure
3. Bereich 250 mg % Ascorbinsäure
Der erste reaktionsfähige Bereich der Prüfmittel (keine Ascorbinsäure) reagierte (färbte sich blau) bei
■Ilen fünf Testlösungen nach 30 see. Der zweite und dritte Reagensbereich, die 50 bzw. 250 mg% Ascorbinsäure
enthielten, zeigten mit der 100 mg%Glucose enthaltende Lösung nach 30 see keine Reaktion, der
iweite Bereich (50 mg% Ascorbinsäure) färbte sich
nur mit Glucoselösungen über 50C mg% blau, und der dritte Bereich (250 mg% Ascorbinsäure) färbte
»ich nach 30 see mit keiner der Glucoselösungen blau.
Etwas bessere Glucoseauftrcnnung erhielt man, wenn man 1 Minute vor dem Ablesen des Prüfmittels
wartete. Der erste Reaktionsbereich färbte sich bei allen Konzentrationen von Glucose blau, der zweite
bei Konzentrationen von 500 bis 2000 mg% Glucose und der dritte nur bei 5000 mg% Glucose. Diese Färbung
trat nur leicht nach 1 min auf.
Die obigen Beispiele zeigen die Bestimmung von Glucose. Die erfindungsgemäßen Prüfmittel sind jedoch
ebenso anwendbar zur Bestimmung des pH-Werts, von Ionen in Lösungen, von Bilirubin, Urobilinogen,
Albumin, okkultem Blut, Nitrit und Keton, unter Anwendung entsprechend ausgewählter bekannter
Reagentien anstelle der oben beschriebenen Glucosereagentien.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Prüfmittel zum Nachweis und zur Bestimmung einer Komponente in einer Probe, umfassend
eine tuchförmige Trägermatrix, die ein Reaktionssystem aus mindestens einem Bestandteil
enthält, das bei Berührung mit der Komponente der Probe eine nachweisbare Reaktion ergibt, und
wobei die tuchförmige Matrix aus einer Vielzahl von Fäden besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Bestandteil des Reaktionssystems nur in einigen der Fäden, und zwar über
deren gesamte Länge enthalten ist.
2. Prüfmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens zwei Bestandteile
enthält, von denen ein Bestandteil in einer Anzahl von Fäden und der andere in einer anderen
Anzahl von Fäden enthalten ist.
3. PrüfnvHel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trägermatrix aus mindestens zwei Teilen besteht, von denen jeder ein Reaktionssystem
enthält, das auf eine andere Konzentration der Probe anspricht.
4. Prüfmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden miteinander verwoben
sind.
5. Prüf mittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionssystem entweder
in den Kett- oder in den Schußfäden enthalten ist.
6. Prüfmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden im wesentlichen
parallel liegen und auf unem 7 -äger befestigt sind.
7. Prüf mittel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Re ktionssystem enthaltenen
Fäden so in der Matrix vorliegen, daß tie mindestens eine Ziffer oder ein geometrisches
Symbol bilden, das bei einer vorbestimmten Grenzkonzentration an der zu bestimmenden
Komponente eine nachweisbare Reaktion ergibt (sichtbar wird).
8. Verfahren zur Herstellung eines Prüfmittels nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zuerst in eine Anzahl von Fäden mindestens ein Bestandteil des Reaktionssystems eingebaut
wird und diese Fäden zusammen mit einer zweiten Anzahl von Fäden zu einem Tuch verarbeitet werden,
und zwar durch Aufkleben auf einen Träger, Weben, Wirken oder Filzen.
y Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß noch weitere Bestandteile des Reaktionssystemi in die Trägermatrix eingebracht
Werden.
10. Anwendung der Prüfmittel nach Anspruch I bis 7 zum Nachweis von Glucose, Bilirubin.
Urohilinogen, Albumin, Protein, Keton, okkultem Blut. Nitrit, Wasserstoff ionen oder Cholesterin.
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