DE2854342A1

DE2854342A1 - Vielschichtiges testmittel zum nachweis einer komponente in einer fluessigen probe und verfahren zu dessen anwendung

Info

Publication number: DE2854342A1
Application number: DE19782854342
Authority: DE
Inventors: Leonard P Fenocketti; Myron Colman Rapkin
Original assignee: Miles Laboratories Inc
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1978-01-26
Filing date: 1978-12-15
Publication date: 1979-08-02
Also published as: FR2415807A1; GB2013338B; US4160008A; IT1116534B; HU180878B; FR2415807B1; JPS54126088A; AU4248478A; AU516644B2; DD142607A5; JPS588747B2; CA1115186A; GB2013338A; IT7947768A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Testmittel zum Nachweis einer Komponente bzw. eines Bestandteiles in einer Testprobe, sowie ein Verfahren zur Anwendung dieses Testmittels. Insbesondere sollen gernäss der Erfindung die Nachteile, die sich bei nicht korrekter Hcuiulidbuiiy des Testmitteis ergeben, vermieden werden, wodurch dessen Genauigkeit und Zuverlässigkeit verbessert werden soll.

Infolge der grössen Portschritte, die auf dem Gebiet der

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Biochemie gemacht wurden, haben sich auch die Methoden der analytischen Chemie wesentlich verbessert, da es in zunehmendem Masse erforderlich war, analytische Methoden und Instrumente zur Verfügung zu stellen, um die neuen und vielfältigen Probleme zu lösen. In ähnlicher Weise hat die Medizin zur Entwicklung der analytischen Chemie neue Impulse gegeben, indem sie verlangte, dass die Ergebnisse sowohl mit grosser Genauigkeit als auch sehr schnell erhalten v/erden konnten. Dieser bedeutende Fortschritt wurde durch die Industrie, wie z.B. die Brauindustrie, die chemische Industrie und andere, noch weiter angefeuert.

Um den Anforderungen dieser rasch wachsenden Technologien gerecht zu werden, wurde eine Vielzahl von analytischen Verfahren, Zusammensetzungen und Instrumenten entwickelt, die auch Methoden zur Chemie von Lösungen, automatisierte Geräte und die sogenannten "dip-and-read"-Reagenzstreifen umfassen. Die vorliegende Erfindung ist in erster Linie auf letztere gerichtet, obwohl letztlich auch andere Verfahren dadurch eine Bereicherung erfahren.

Der Reagenzstreifentest wird auf vielen analytischen Anwendungsbereichen eingesetzt, insbesondere bei der chemischen Analyse biologischer Flüssigkeiten, und zwar aufgrund der relativ niederen Kosten, der leichten Handhabbarkeit und der Schnelligkeit, mit der die Ergebnisse erhalten werden. So können z.B. in der Medizin zahlreiche physiologische Funktionen in einfacher Weise dadurch bestimmt bzw. kontrolliert werden, indem ein ReäiTsnzstreifen in eine Probe einer Körperflüssigkeit, wie Urin.-eingetaucht wird, und beobachtet wird, ob der Reagenzstreifen einen Nachweis, wie z.B. eine Farbänderung oder eine Veränderung hinsichtlich der Menge des vom Streifen reflektierten oder von diesem absorbierten Lichtes zeigt.

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Zusammen mit den genannten "dip-and-read"-Reagenzstreifen bzw. Teststreifen wurden zahlreiche Reagenzien zum Nachweis von Komponenten in Körperflüssigkeiten entwickelt. Viele derselben ergeben einen quantitativen oder zumindest halbquantitativen Nachweis. Indem somit der Nachweis bzw. die Anzeige nach einer bestimmten Zeit ausgewertet wird, erhält der Analysator nicht nur einen positiven Hinweis auf das Vorliegen eines bestimmten Bestandteiles in einer Testprobe, sondern sie erlaubt ihm auch eine Schätzung, in welcher Menge dieser Bestandteil vorliegt. Auf diese Weise stellen die genannten Streifen für den Arzt ein einfaches diagnostisches Mittel dar und erlauben darüber hinaus eine Bestimmung des Ausmasses einer Krankheit bzw. der gesundheitlichen Störung.

Beispiele von häufig verwendeten Streifen stellen die von Arnes Company Division of Miles Laboratories, Inc. unter den Handelsnamen CLINISTIX, MULTISTIX, KETOSTIX, N-MULTISTIX, DIASTIX, DEXTROSTIX etc. erhältlichen Produkte dar. Derartige Testmittel umfassen gewöhnlich eine oder mehrere Trägermatrizes, wie absorbierendes Papier, in welchem ein bestimmtes Reaktionssystem bzw. ein System von Reagenzien inkorporiert ist, welches in Gegenwart eines spezifischen Bestandteiles einer Testprobe eine Farbveränderung ergibt. Je nach dem in der speziellen Matrix inkorporierten Reaktionssystern, können mit Hilfe dieser Testmittel Glukose, Ketonkörper, Bilirubin, Urobilinogen, occultes Blut, Nitrit und andere Substanzen nachgewiesen v/erden. Die spezifische Farbänderung und die Intensität der auftretenden Farbe innerhalb eines spezifischen Zeitintervalle nach dem Kontakt des Streifens mit der Probe, ist indikativ für das Vorliegen einer bestimmten Komponente und deren Konzentration in der Probe. Einige dieser Testmittel werden zusammen mit ihren Reaktionssystemen in den US-PSen 3 123 443 (CLINISTIX); 3 212 855 (KETOSTIX); 3 814 668,

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3 164 534 und 2 981 606 (DIASTIX) sowie 3 298 789, 3 092 465, 3 164 534 und 2 981 606 (DEXTROSTIX) beschrieben.

Die vorliegende Erfindung lässt sich in erster Linie auf die oben beschriebenen Testmittel, die über mehr als eine Reagenzien enthaltende Trägermatrix verfügen, anwenden. Somit kann ein Reagenzstreifen über Nachweise auf mehr als einen Bestandteil in einer speziellen flüssigen Probe verfügen. So kann z.B. ein einziger Reagenzstreifen eine Reagenz enthaltende Trägermatrix zur Bestimmung von Glucose in Urin und daneben eine andere Matrix zum Nachweis von Ketonen, wie Acetoacetat, umfassen. Ein derartiges Produkt wird von Arnes Company unter dem Namen KETODIASTIX vertrieben. Ein v/eiterer Reagenz streif en, der von Arnes Company erhältlich ist, nämlich N-MULTISTIX, umfasst acht benachbarte Reagenzbereiche und erlaubt die analytische Bestimmung des pH-Wertes, von Protein, Glucose, Ketonen, Bilirubin, okkultem Blut, Nitrit und Urobilinogen.

Trotz der offensichtlichen Vorteile dieser multiplen Reagenzstreifen, wie sie sich im Laufe der Zeit erwiesen haben, kann sich durch deren inkorrekte Handhabung ein unrichtiges Resultat ergeben. Diese multiplen Änalysemittel umfassen komplexe chemische und katalytische Systeme, wobei jeder Reagenzbereich ein unterschiedliches Reaktionssystem, welches auf ein spezielles Analysat anspricht, umfasst. Wenn daher der Reagenzstreifen nicht korrekt gehandhabt wird, ist es möglich, dass Chemikalien durch die zu untersuchende flüssige Probe von einer Trä,germati:ix des Streifens zu einer anderen transportiert werden.In diesem Falle ist es möglich, dass Reagenzien von einer Trägermatrix bei deren Kontakt die der anderen ungünstig beeinflussen, was zu unzuverlässigen Ergebnissen führt. Obwohl üblicherweise von der Industrie, die diese Reagenzstreifen herstellt, detaillierte Instruktionen herausgegeben werden,

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wie dieses Problem zu vermeiden ist, d.h. Anweisungen zum Gebrauch der Reagenzstreifen, so ist es doch infolge von Unwissenheit oder Nichtberücksichtigung dieser Anweisungen möglich, dass Reagenzien aus einem Testbereich zu einem benachbarten Testbereich abfliessen. Die vorliegende Erfindung ist in erster Linie auf die Vermeidung dieses "run-off"-Problems, d.h. das Problem des Inexnanderf Hessens bzw. Abf Hessens von Reagenzien, gerichtet.

Es wurden schon seit langer Zeit Bemühungen angestellt, um dieses "run-off"-Problem zu lösen, doch wird eine Lösung des Problems erstmals "durch die vorliegende Erfindung erzielt. Erst nach der Durchführung ausgedehnter Untersuchungen, die sich mit dem ursprünglichen Konzept, nämlich der Vermeidung einer Beeinflussung durch Ineinanderlaufenvon Reagenzien, befassten, wurde als überraschendes Ergebnis die Lösung des genanntem Problems erzielt.

In erster Linie wurde gefunden, dass durch eine bestimmte Anordnung einer vielschichtigen Trägermatrix, wenn diese richtig konstruiert war, die run-off-Beeinflussung auf einem Reagenzstreifen für verschiedene Teste deutlich reduziert werden konnte, und zwar auch dann, wenn die Anweisungen zum richtigen Gebrauch des Streifens nicht genau eingehalten wurden.

Die vielschichtige Trägermatrix gemäss der Erfindung ist auf analytischem Gebiet neu und einzigartig, obwohl es mit Sicherheit vielschichtige Matrizes per se in Reagenzstreifen seit langem gibt, zum Beispiel beschreibt die US-PS 3 531 254 eine Reihe von Patenten, in welchen mehrere Schichten zum Zwecke der Trennung von Reagenzien, die in einem einzelnen Test zur Anwendung kommen, verwendet werden. So können insbesondere miteinander unverträgliche Reagenzien in verschiedenen Schichten

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imprägniert werden, um auf diese Weise eine verlängerte Lagerzeit vor der Verwendung derselben zu gewährleisten. Wenn eine solche vielschichtige Matrix mit der Testprobe angefeuchtet wird, treten die genannten Schichten miteinander in Verbindung und die zuvor getrennten Reagenzien vermischen sich, um den gewünschten analytischen Test zu ergeben.

Ein anderes Beispiel einer vielschichtigen Trägermatrix wird in US-PS 3 802 842 beschrieben. Entsprechend dieser Druckschrift grenzt ein poröses Schichtpolster, das keine Reagenzien enthält, an ein. oberes Schichttpoister, welches die für den gewünschten Test erforderlichen Reagenzien enthält. Wenn dann auf eine solche Trägermatrix die flüssige Probe aufgebracht wird,'so wird ein Teil der Probe von dem nicht-imprägnierten Polster absorbiert und ein anderer Teil von dem Polster, welches die Reagenzien enthält. Wie in dem vorhergehend genannten Patent kommunizieren die Schichten dieser Trägermatrix miteinander, sobald sie angefeuchtet sind. Ein Teil der Flüssigkeit (und ein Teil der Reagenzien) wandern durch das obere Polster in das untere Polster. Eine Grenze zwischen den beiden Polstern ist nicht vorgesehen.

Es wird auf weitere Patentschriften verwiesen, die zwar weniger einschlägig als die beiden vorhergenannten sind, jedoch in bezug auf die vorliegende Erfindung von Interesse sind und welche hier dem Fachmann auf diesem Gebiet zur Kenntnis gebracht v/erden sollen. US-PS 3 418 083 beschreibt eine indikatorimprägnierte, absorbierende Trägermatrix, die mit Wachs, öl oder ähnlichen "hydrophoben" Mitteln behandelt wurde. Es wird angenommen, dass, wenn eine Blutprobe auf einem solchen Reagenzstreifen aufgebracht wird, lediglich die farblosen flüssigen Komponenten diesen durchdringen, während die proteinhaltigen, gefärbten Blutkomponenten an der Oberfläche zurückbleiben, von wo sie entfernt werden können. Es heisst, dass der Flüssigkeitsanteil, welcher

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das Analysat enthält, das Reagenzienpolster durchdringt, während die gefärbten, störend wirkenden Substanzen davon ausgeschlossen sind.

Eine weitere bekannte Druckschrift der Anmelderin, die US-PS 3 672 854 ,betrifft das /aufsprühen eines Klebstoffes auf ein Trägerelement aus Plastik oder Papier zum Zwecke des Aufklebens der mit Reagenz bzw. Reagenzien beladenen polymeren Partikel. Darüber hinaus beschreibt die US-PS 3 992 158 eine obere, halbdurchlässige Schicht, welche Ascorbatoxidase enthält,und die auf eine untere, Reagenz enthaltende Schicht aufgebracht ist.

Keine der im vorhergehenden genannten Patentschriften behandelt in irgendeiner Weise das run-off-Problem oder dessen Lösung, doch zeigen sie den der Anmelderin bekannten einschlägigen Stand der Technik.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, "ein Testmittel bzw. einen Anzeiger sowie eine Methode zum Nachweis von einem oder mehreren Bestandteilen in einer flüssigen Testprobe zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Anzeiger ein Trägerelement bzw. ein Grundträgerelement umfasst, welches auf diesem aufgebracht ein Anzeigeelement aufweist. Das Anzeigeelement umfasst eine obere Reagenzschicht, eine untere absorbierende Schicht und eine im wesentlichen für die Probe undurchlässigen Grenzschicht, die sich zwischen der (den) oberen und unteren Schicht(en)befindet. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird die Probe mit dem Anzeiger*und eine etwaige Nachweisanzeige in der oberen Reagenzschicht beobachtet. Fig. 1 und 2 dienen dazu, den hier beschriebenen erfindungsgemässen Grundgedanken näher zu erläutern. Fig. 1 stellt eine

*bzw. Testmittel in Berührung gebracht

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vergrösserte schematische Seitenansicht eines erfindungsgemässen Reagenzstreifens vom dip-and-read-Typ dar, welcher iTi±t einem einzigen Anzeigeelement ausgestattet ist. Fig. 2 zeigt eine ähnliche Seitenansicht eines Reagenzstreifens vom dip-and-read-Typ, v/elcher zwei Anzeigeelemente aufweist und das Problem des Ineinanderlaufens illustriert, wobei die Flüssigkeit der Probe von einer Reagenzmatrix zur anderen hin abläuft, wobei jedoch erfindungsgemäss ausgeschlossen ist, dass diese die Funktion des Nachbarelementes beeinflusst.

Der hier offenbarte Anzeiger kann so formuliert werden, dass er auf unzählige Analysate anspricht, je nach dem beabsichtigten Verwendungszweck. Bekannte Indikatoren können für Komponenten von Testproben, wie Glucose, pH, Kitrit, okkultem Blut, Bilirubin, Urobilinogen, Protein, Keton und anderen, hergestellt werden. Die vorliegende Erfindung bietet sich somit an zum Nachweis vieler möglicher Bestandteile in einer flüssigen Probe.

Der Anzeiger, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, wird durch Aufbringen einer absorbierenden Schicht 2 auf das Trägerelement 1 hergestellt. Die Reagenzschicht '3 wird dann durch geeignete Mittel auf die Grenzschicht 4 aufgebracht, welche wiederum auf die absorbierende Schicht 2 _r wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, aufgebracht wird« Es wurde gefunden, dass diese Konfiguration vorzuziehen ist, obwohl auch andere Anordnungen, wie sie dem Fachmann als geeignet erscheinen mögen, möglich sind.

Fig. 2 dient sowohl der Erläuterung dieser bevorzugten Konfiguration als auch grafisch -das Problem des Ineinanderlaufens darzustellen, sowie dessen Lösung. In dieser Abbildung weist das Trägerelement 1 zwei auf diesem aufgebrachte Anzeigenelemente

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auf, wobei eines die .Reagenzschicht 3 enthält, die beispielsweise gegenüber dem pH empfindlich ist, wohingegen die Reagenzschicht 6 gegenüber einem anderen Parameter der Probe empfindlich ist, beispielsweise gegenüber Protein.

Wird.ein solcher Mehrfachreagenzstreifen in unkorrekter Wei-se gehandhabt, wo könnte ein Tropfen der Testprobe von dem einen Polster zum anderen ablaufen und damit_ die Reagenzschicht des Nachbarpolsters kontaminieren. Beispielsweise könnte ein Tropfen der Testprobe 7 etwas von den Reagenzien in der oberen Schicht 6 des einen Indikatorelementes auflösen und diese löslichen Stoffe zu den Reagenzien der oberen Schicht 3 des anderen Anzeigeelementes übertragen. Dieses Problem wird durch die in Fig. 2 wiedergegebene Struktur umgangen, da hier der Tropfen in den Absorptionsschichten 2 unterhalb den Schichten 3 und 6 absorbiert wird und damit verhindert wird, dass dieser mit der oberen Schicht 3 in Verbindung tritt. Auf diese Weise wird eine nicht gewünschte Kontaminierung des Anzeigers, wie sie bei den bekannten Anzeigern häufig auftritt, vermieden.

Das Trägerelement des vorliegenden Anzeigers kann in verschiedenen Variationen an Form, Grosse und Material ausgebildet sein. Es kann beispielsv/eise aus irgendeinem, im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässigen Material hergestellt werden, wie Polystyrol, Polyolefin, Glas, Papier, Metall oder einem anderen Material. Im allgemeinen wird es jedoch bevorzugt, dass das Trägerelement bzw. Grundelement aus einen polymeren Material besteht, wie das beispielsweise von E.I. DuPont de Nemours, Inc., hergestellte Teycite (Handelsname). Für die meisten Zwecke wurde es als besonders günstig angesehen, wenn das Trägerelement verhältnismässig starr ist und sich von der Position der Schicht weit genug ausdehnt, um bei der Verwendung eine bequeme Handhabung zu sichern.

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Die Absorptionsschicht 2 kann aus jeglichem Material bestehen, das die Eigenschaft besitzt, von der Probe benetzt zu werden. Für den Fall einer wässrigen flüssigen Testprobe eignen sich sowohl synthetische als auch natürliche papierähnliche Materialien. Typische Materialien sind Lexon (Handelsname) L-5418,(eine Mischung aus Reyon, Acetat, Baumwolle), Novonette (Handelsname) 9603 (eine Reyon/Polyolefin-Mischung) und Webril (Handelsname) M-1165 (Baumwolle), die sämtliche von der Fiber Products Division von Kendall Co, Boston, Massachusets, hergestellt werden. Produkte von C. H. Dexter Division von Dexter Corporation, die als X-2526 (vliesartige Reyonfasern), 1235 (Rayon/Thermoplastikfaser-Mischung) und 1148-T (Mischung von Zellulosefasern) bekannt sind undvonFa.Mead Paper Specialities von South Lee, Massachusets, die mit 738, 469 und 624 bezeichnete Papierprodukte herstellt.

Ebenfalls kann die Grenzschicht 4 aus einer Vielzahl von Stoffen hergestellt werden, vorausgesetzt, dass die Grenzschicht im wesentlichen für die zu untersuchende flüssige Probe undurchlässig ist. Beispiele für geeignete Materialien umfassen: einen Polyolefinfilm, Wachs, Wachspapier, Aluminiumfolie, etc. Das gegenwärtig zur Verwendung mit wässrigen Testproben bevorzugte Material stellt ein doppelseitiges Klebeband, Typ 415 (3M Company, St. Paul, Minnesota) dar.

Die obere Reaktionsschicht kann aus Filterpapier, Tuch, Filz, porösem keramischen Material, Glasfasergewebe oder gepressten Glasfasern (matted glass fibers), Polyamidfasern und anderen bekannten Materialien, die für P^eagenzstreifen ζν.τ analytischen Bestimmung verwendet werden, bestehen. Unabhängig von dem verwendeten Stoff (z.B. absorbierendes Papier), wird diese mit einem Anzeigereaktionssystem, das auf einen bestimmten, zu analysierenden Bestandteil der Testprobe anspricht, inkorporiert.

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Wenn daher die Reaktionsschicht gegenüber Glucose empfindlich bzw. ansprechbar sein soll, so könnte die genannte Schicht von einem Glucoseoxidase-Enzym, einem Peroxidase-Enzym und o-Tolidin inkorporiert sein. Ein solches Reaktionssystem färbt sich im Kontakt mit einer flüssigen Probe, die Glucose enthält, blau. Die Wahl eines geeigneten Reagenzschichtmaterials und Indikators kann ohne weiteres vom Fachmann getroffen werden und lässt sich auf einfache Weise unter Berücksichtigung von Überlegungen, wie sie für bekannte Reagensstreifen angestellt werden, in Abhängigkeit vom jeweiligen Verwendungszweck und den herstellungstechnischen Erfordernissen bestimmen.

Ein Indikator- bzw. Anzeigeelement kann auf das Grundträgerelement 1 auf verschiedene Weise an- bzw. auf gebracht v/erden. So kann z.B. ein doppelseitiges Klebeband, welches auf einer Seite an der Unterseite der Absorptionsschicht 2 und auf der anderen Seite am Grundelement 1 haftet, verwendet werdan. In ähnlicher Weise können härtbare polymere Klebstoffe, wie sie gegenwärtig auf diesem Gebiet verwendet werden, dazu dienen, das Anzeigeelement auf dem Grundträgerelement festzumachen.

Ebenso lässt sich jede andere geeignete Klebesubstanz verwenden. Nach einer anderen Ausführungsform wird eine poröse Oberschicht verwendet, welche das Anzeigeelement bedeckt und welches selbst auf dem Grundelement angebracht ist. Eine derartige Oberschicht muss natürlich für die Testprobe durchdringbar sein.

Die verschiedenen Schichten des AnzoigeelcincntGS werden durch ähnliche bzw. gleiche Klebemittel aufeinander angebracht bzw. festgemacht. Wenn z.B. ein doppelseitiges Klebeband vom Typ 415-3M als Grenzschicht 4 verwendet wird, so werden die Schichten 2 und 3 an dasselbe durch die obere und untere Klebeschicht

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des Bandes festgemacht. Wenn als Grenzschicht ein polyolefinisches Folienmaterial verwendet wird, so wählt man einen Klebstoff, welcher die Schichten 2 und 3 an das Polyolefin bindet. In jedem Fall ist es vorzuziehen, ein Klebematerial zu verwenden, das eine verhältnisiaässig starke Haftaffinität zur Grenzschicht 4 und den Schichten 2 und 3 besitzt.

Obwohl der gesamte Mechanismus, welcher der beobachteter, Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung in der Verhinderung des Problems des Ineinanderlaufens (run-off problem) zugrundeliegt, nicht vollständig klar ist, scheinen verschiedene Einflüsse eine wichtige Rolle zu spielen. Hierzu ist vor allem die Dicke der Absorptionsschicht und deren Kapillaraffinität gegenüber der flüssigen Probe zu nennen. Es wurde festgestellt, dass Dicken im Bereich von 0,1 mm bis 1,25 mm zu guten Ergebnissen in bezug auf die Verhinderung des Ineinanderfliessens ergeben. Ein besonders bevorzugter Dickenbereich liegt bei etwa 0,1 bis 0,5 mm.

Die Kapillaraffinität eines gegebenen AbsorptionsSchichtmaterials kann experimentell mit Hilfe des Klemm-Testes zum Kapillaranstieg untersucht werden. Solche Kapillaranstiegsmessungen sind zum Aussortieren von absorbierenden Stoffen, welche erfindungsgemäss für die Absorptionsschicht verwendet werden sollen, geeignet. Das experimentelle Verfahren zur Durchführung des Klemm-Testes, wird im Handbook of Filtration, Seiten 2-13 und 2-14, 1. Ausgabe (1960) herausgegeben von Eaton-Diekeman Company beschrieben. Der Klemm-Test stellt eine empirische Messung dar,

Cj-H-OS

Absorptionsmaterials durch die flüssige Probe erforderlich ist. Diese Eigenschaft wird bestimmt als der Abstand, den eine Standardprobelösung innerhalb 1 Minute in einem absorbierenden Material vertikal ansteigt. Im vorliegenden Falle wurde der Test

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etwas modifiziert, und zwar in bezug auf die Grosse des zu untersuchenden Materials und den Bestandteilen der verwendeten flüssigen Probe.

Zur Durchführung dieses Testes wurde ein Streifen aus absorbierendem Material mit 12,70 cm (.5 inches) Länge und 0,5 cm (1/5 inch) Breite zugeschnitten. Der Streifen wird vertikal über einer flüssigen Probe angebracht. Die Flüssigkeit enthält 0,1 g FD&C Nr. 1 blauen Farbstoff in 100 g Wasser. Der Streifen wird daraufhin gesenkt, bis er in Berührung mit der Flüssigkeit kommt. Nach dem Kontakt lässt man die Flüssigkeit durch Kapillarwirkung 30 Sekunden lang in dem Absorptionsstreifen aufsteigen und misst die Höhe des kapillaren Anstiegs in Zentimetern.

Wenn der Klemm-Test dazu dient, zwischen verschiedenen absorbierenden Proben zu unterscheiden, ist es erforderlich, dass die Längendimensionen der Proben einheitlich entweder in der Maschinenrichtung oder entgegen der Maschinenrichtung ausgemessen werden. Auf diese Weise wird dem Rechnung getragen, dass absorbierende Matrixmaterialien im allgemeinen in der Parallelrichtung zur Richtung des Materialflusses während der Herstellung, d.h. in der Maschinenrichtung, eine grössere Kapillarwirkung aufweisen, wohingegen die kapillare Aktivität in der Richtung senkrecht dazu, d.h. entgegen der Maschiiienrichtung, etwas vermindert ist.

Es wurde gefunden, dass Absorptionsmaterialien, die in der nicht-Maschinenrichtung einen Kapillaranstieg von etwa 0,T bis 5 cm zeigen, zur Verminderung des run-off-Problems geeignet sind. Besonders eignen sich Materialien, die einen kapillaren Anstieg von etwa 0,1 bis 1,0 cm zeigen.

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Wenn der Reagenzstreifen, wie er in Fig. 1 oder 2 dargestellt wird, in eine Testprobe eingetaucht wird, so kommen lediglich die Ränder der unteren Absorptionsschicht mit der Flüssigkeit in Kontakt. Es kann von der unteren Absorptionsschicht aufgrund der Grenzschicht durch die sich über der ersteren befindlichen Reagenzschicht keine Flüssigkeit absorbiert werden. Ebenso findet durch die Unterschicht der Absorptionsschicht keine Absorption statt, da sich hier ein flüssigkeitsundurchlässiges Grundträgerelement befindet. Wenn daher der Streifen für relativ kurze Zeit eingetaucht wird, so sättigt sich die obere Reagenzschicht schnell mit der Testprobe, da diese mit einer relativ grossen Oberfläche mit der Probe in Berührung steht, wohingegen die untere absorbierende Schicht nur teilweise angefeuchtet wird. Die absorbierende Schicht besitzt nach dem Eintauchen eine gewisse Reservekapazität, um überschüssige Flüssigkeit su absorbieren und schützt damit gegen das im vorangehenden erwähnte run-off-Problem.

Beispiele

Die folgenden Beispiele dienen dazu, verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Sie stellen lediglich bevorzugte Ausführungsformen dar und sollen in keinem Falle den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränken.

Beispiel I - nerstellunc[_eines_Protein₍/p_H-emgfindlichen Streifens

Bei der Herstellung des Reagenzstreifens für dieses Beispiel

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wurde zuerst die untere Absorptionsschicht zugeschnitten und auf dem Grundträgerelement aufgebracht. Daraufhin wurde die obere Reagenzschicht auf die Grenzschicht aufgebracht, welche dann wiederum auf die Oberseite der unteren Schicht aufgebracht wurde.

Im Detail wurde ein Stück Webril (Handelsname) M-1165-Baumwollpapier, das von Fiber Products Division der Kendall Company erhalten wurde, zu einem Stück von 12,70 χ 10,16 cm (5 by 4 inches) zugeschnitten. Die Dicke betrug 0,17 mm. Auf einer Seite desselben wurde eine Schicht eines doppelseitigen Klebebandes, Typ 415, von 3M Company, angebracht. Dieses Laminat wurde dann zu Bändern mit einer Länge von 12,70 cm und 0,5 cm (1/5 inch) Breite geschnitten bzw. gespalten. Auf ein Stück Trycite-Kunststoff von der Grosse 12,70 cm (5 inches) χ 8,25 cm (3 1/4 inches) wurden in länglicher Richtung zwei Webril-Bänder in räumlichen parallelen Abstand zueinander aufgebracht. Dieses Aufbringen wurde dadurch bewirkt, dass auf das Trycite die verbleibende Seite des Klebstoffbandes, welches auf die B'änder aufgebracht worden war, aufgeklebt wurde.

Daraufhin wurden Reagenzschichten hergestellt, die gegenüber dem pH-Wert und gegenüber Protein in Urin empfindlich waren. Diese Schichten bestanden aus absorbierendem Papier, welches mit dem jeweiligen geeigneten Reagenzsystem imprägniert war, wobei diese identisch waren mit den reagenzimprägnierten Matrizes für pH und Protein, wie man sie auf den N-MULTISTIX (Handelsname)-Reagenzstreifen findet, die im Handel von der Firma Arnes Company Division of Miles Laboratories, Inc. erhalten werden können. Ähnlich wie die Absorptionsschichten wurden die Reagenzschichten durch Aufbringen von Bogen von reagenzimprägniertem absorbierenden Papier auf eine Seite eines

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doppelseitigen Klebebandes vom Typ 415 bereitet, die in 0,5 cm (1/5 inch) breite und 12,7 cm (5 inches) lange Bänder geschnitten und in Reihe auf die freie bzw. Oberseite der Webril-Absorptionsschicht aufgebracht wurden. Eines der Bänder wurde aus einem mit pH-empfindlichem Reagenz imprägnierten Papier hergestellt und auf die Oberseite einer der zwei Webril-Schichten mit Hilfe des doppelseitigen Klebebandes aufgebracht; das andere Band"wurde aus einem mit einem proteinempfindlichen Reagenz imprägnierten Papier hergestellt und in gleicher Weise auf die andere Webril-Schicht aufgebracht.

Das erhaltene Laminat umfasst ein Trycite-Grundelement, auf welchem zwei Anzeigeelementbänder aufgebracht sind, wobei jedes Band aus einer unteren absorbierenden Schicht aus Webril, einer oberen Reagenzschicht, die gegenüber pH oder Protein empfindlich ist, und einer Grenzschicht aus doppelseitigem Klebeband, welche sich zwischen den oberen und unteren Schichten befindet, besteht. Dieses Laminat wurde dann perpendicular zu den Anzeigeelementbändern zugeschnitten, wobei einzelne Reagenzstreifen erhalten wurden, die jeweils eine pH-empfindliche und eine andere proteinempfindliche Schichtenfolge trugen.

Dieser Reagenzstreifen wies ein ausgezeichnetes Verhalten gegenüber dem run-off-Problem, d.h. einer wechselseitigen Beinflussung der Schichtreihen infolge Ineinanderlaufens auf.

materialien

Es wurden wie in Beispiel I Reagensstreifen hergestellt, mit der Ausnahme, dass verschiedene Materialien, sowohl natürliche

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als auch synthetische Materialien, als Ersatz für Webril in der Absorptionsschicht verwendet wurden. Diese Experimente sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt. Die auf diese Weise hergestellten Reagenzstreifen zeigten eine Verminderung des run-off-Problems.

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	Eeispxel	absorDierendes Schichtmaterial	Dicke (_yum )
	II	H & V Hr. 100 (Hollingsworth & Vise,Co)	370
	III	Dexter 1255 (C.H.Dexter, Co.)	• 241 ,
	IV	Dexter χ 2526	150
	V	E & D 204 (Eaton-Dikeman Co.)	350
CQ	VI	E & D 205	550
: 8 6 ο	VII	Mead 738 (Mead Paper Co.)	500
31/0573	VIII	Novonet H 819 (Kendall Co.)	250

Kapiliaranstieg (cm) Maschinenrich- entgegen der Matung ■ ■ ■ schinenrichtung

0,8

3,4 1,3

3,7 3,4

4,2 4,2

OO «TI

Beispiel IX - Lösung_des_run-off-Probloms

Um dieVorteile der vorliegenden Erfindung aufzuzeigen, wurden drei Reagenzstreifen wie in Beispiel I hergestellt: Ein Reagenzstreifen hatte keine absorbierende oder Grenzschicht (d.h. die Reagenzschicht befand sich direkt auf dem Trycite-Trägerelement), ein anderer Teststreifen hatte eine absorbierende Schicht aus Mead 73 8 und eine Grenzschicht aus doppelseitigem Klebstoffband (3M Typ 415); der dritte Reagenzstreifen verfügt über eine absorbierende Schicht aus Lexon L-5418 und eine Grenzschicht aus doppelseitigem Klebeband 3M. Sämtliche Streifen hatten die gleichen Reagenzschichten wie in Beispiel I_rd.h. jeder Streifen hatte eine pH-empfindliche Reagenzschichb und eine andere proteinenipf indliche Reagenzschicht.

An diesen Streifen wurde das Problem des Ineinanderlaufens, d.h. des run-off, wie folgt untersucht. Jeweils vier Reagenzstreifen der oben genannten drei Arten (d.h. keine Absorptionsschicht, Mead 738 und Lexon L-5418) wurden an je 10 ausgewählten Personen verteilt, die die Studie durchführen sollte. Jede Person tauchte drei Typen von Streifen in 30 ml aliquote Teile· einer gesammelten Urinprobe und bewertete das Ausmass der Beeinflussung infolge Ineinanderf Hessens .

Das Verfahren für diese Bestimmung bestand in einfacher Weise darin, dass die Schichten eines jeden Reagenzstreifens für einen Augenblick vollständig in eine Urinprobe eingetaucht wurden und diese daraufhin sofort entfernt wurden, wobei darauf geachtet wurde, dass die Seiten des Harnbehälters nicht berührt wurden. Der angefeuchtete Streifen wurde senkrecht gehalten, so dass es wahrscheinlich war, dass ein Ineinanderfliessen von der Proteinreagenzschicht in die pH-Reagenzschicht auftreten würde. Die Streifen wurden 1 Minute in dieser

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Lage gehalten, worauf das Ausmass der Beeinflussung durch "run-off" bestimmt wurde.

Eine Beeinflussung durch Ineinanderfliessen konnte beobachtet werden als Fleckenbildung oder Entfärbung der pH-empfindliehen Reagenzschicht, was durch die Reagenzien aus der proteinempfindlichen Reagenzschicht bewirkt wurde. Wenn mehr als 50 % der pH-Reagenzschicht infolge von Ineinanderfliessen (run-off) entfärbt waren, so xvurde dies mit L bezeichnet. Mit S wurde das Ergebnis dann bewertet, wenn 10 bis 50 % der pH-Reagenzschicht entfärbt waren und mit N (vernachlässigbar) erfolgte die Bewertung, wenn die Entfärbung unter 10 % lag.

Es wurden '40 Streifen jeder Kategorie wie folgt bewertet:

(1) Streifen ohne untere absorbierende Schicht: L - 25 S - 11 N - 4

(2} Streifen mit Mead-738 L - 1 S - 13 N - 26

(3) Streifen mit Lexon L-5418 L-O S - 4 N - 36

Es zeigt sich deutlich, dass diejenigen Reagenzstreifen mit einer flüssigkeitsundurchlässigen Grenzschicht und einer absorbierenden unteren Schicht weit weniger das Problem des Ineinanderlaufen s, d.h. das run-off-Problem zeigten als die nach dem Stand der Technik bekannten Reagenzstreifen _r die über keine derartige Grenzschicht bzw. absorbierende Schicht verfügen.

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Claims

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31 458 ra/wa

MILES LABORATORIES INC., Elkhart, Indiana / USA

Vielschichtiges Testmittel zum Nachweis einer Komponente in einer flüssigen Probe und Verfahren zu dessen Anwendung

Patentansprüche

1J Testmittel zum Nachweis eines Bestandteiles in einer flüssigen Probe, dadurch gekennzeichnet, dass das Testmittel eine Schicht eines absorbierenden Materials umfasst, welche jeweils auf den einander gegenüberliegenden Seiten mit einer im wesentlichen flussigkeitsundurcblässigen Schicht beschichtet ist, sowie eine Reagenzschicht, die mindestens eine der flüssigkeitsundurchlässigen Schichten überlagert.
2. Testmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der genannten undurchlässigen SchicliLen ein Trägereiement darstellt, welches einen vorstehenden Bereich zu dessen Handhabung umfasst.
3. Testmittel nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Reagenzschicht eine absorbierende Matrix umfasst, welche inkorporiert in diese die Reagenzien enthält.

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285Α3Λ2
4. Testmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die absorbierende Schicht, die Reagenzschicht und. die undurchlässige Schicht zwischen diesen von im wesentlichen identischer Grosse und Form in planarer Sicht darstellen und diese mit aneinander grenzendenden korrespondierenden RAndbereichen angeordnet sind.
5. Anzeiger zum Nachweis eines Bestandteiles in einer flüssigen Probe, dadurch gekennzeichnet , dass er ein übliches, im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässiges Trägerelement mit einer flachen Oberfläche, das in räumlicher Relation mit ersten und zweiten Schichten eines absorbierenden Materiales beschichtet int, wobei die Oberfläche einer jeden der genannten Absorptionsschichten an der dem Trägerelement gegenüberliegenden Seite mit einer im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässigen Schicht beschichtet ist, und eine Reagenzschicht, welche jede der genannten flüssigkeitsundurchlässigen Schichten überlagert, umfasst.
6. Anzeiger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reagenzschichten verschiedene Reagenzsysteme umfassen.
7. Anzeiger zum Nachweis eines Bestandteiles in einer flüssigen Probe, dadurch gekennzeichnet , dass der Anzeiger (a) ein Trägerelement umfasst, welches auf diesem angebracht (b) ein Anzeigeelement enthält, wobei das Anzeigeelement eine obere Reagenzschicht, eine untere absorbierende Schicht und eine im wesentlichen für die Probe undurchlässige Grenzschicht, welche die oberen und unteren Schichten trennt, umfasst.
8. Anzeiger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Grenzschicht hydrophob ist.

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9. Anzeiger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Reagensschicht mit einer Indikator subs tanz inkorporiert ist, welche in Gegenwart eines bestürmten Bestandteiles der Probe eine nachweisbare Anzeige ergibt.
10. . Anzeiger nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet , dass die Grenzschicht einen im wesentlichen nicht porösen Polymerfilm in bezug auf die genannte flüssige Probe umfasst.
11. - Anzeiger zum Nachweis eines Bestandteiles in einer flüssigen Probe, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeiger (a) ein Trägerelement mit einer Oberseite und

(b) ein Anzeigelement umfasst, dessen Unterseite an der Oberseite des Trägerelementes angebracht ist, wobei das Anzeigeelement eine obere Reagensschicht und eine untere absorbierende "Schicht umfasst, und diese beiden Schichten an einer im wesentlichen für die Probe undurchlässigen Grenzschicht, welche die genannte .obere und untere Schicht trennt, angebracht sind.
12. Verfahren zum Nachweis eines Bestandteiles in einer flüssigen Probe, dadurch gekennzeichnet , dass die Probe mit dem Testmittel gemäss Anspruch T in Kontakt gebracht ■ und beobachtet wird, ob dieses eine nachweisbare Anzeige ergibt.
13. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , dass die Probe mit dem Anzeiger nach Anspruch 6 in Kontakt gebracht wird.

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14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , dass die Probe mit dem Anzeiger nach Anspruch 8 in Kontakt gebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , dass die Probe mit dem Anzeiger nach Anspruch 12 in Kontakt gebracht wird.

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