DE3140239A1

DE3140239A1 - Analysenmaterialfolie

Info

Publication number: DE3140239A1
Application number: DE19813140239
Authority: DE
Inventors: Fuminori Arai; Masao Asaka Saitama Kitajima; Hideaki Takeuchi; Kenichiro Yazawa
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1980-10-09
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1982-07-22
Also published as: GB2087074A; DE3140239C2; JPH0230467B2; JPS5766359A; GB2087074B; US4783315A

Description

Die Erfindung betrifft eine Flussigproben-Analysenmaterialfolie mit einer Schicht aus einem Gewebe, das eine hydrophobe organische Polyraerfaser enthält und, auf mindestens einer Oberfläche desselben durch eine physikalische Aktivierungsbehandlung hydrophil gemacht worden istj sie betrifft insbesondere eine Mehrschichten-Flüssigproben-Analysenmaterial-Folie mit mindestens einer Probenverteilungsschicht, die aus dem wie vorstehend beschrieben behandelten Gewebe besteht, und einer Reagensschicht.

Analysenfolien oder Mehrschichten-Analysenfolien in Form
eines Filterpapiers sind bekannt als wertvolle Materialien für die schnelle, einfache, halbquantitative oder quantitative trockene Analyse von spezifischen chemischen Kompo-

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nenten, die in einer wäßrigen Flüssigkeit, beispielsweise einer Körperflüssigkeit (z.B. im Blut, im Serum, im Urin oder in der Rückenmarksflüssigkeit) enthalten sind. Mehrschichten-Analysenfolien sind beispielsweise in der japanischen OPI-Patentanmeldung Nr. 53 888/74 (US-PS 3 992 158), in der US-Patentschrift 3 992 158, in den japanischen QPI-Patentanmeldungen Nr. 137 192/75 (US-PS 3 983 005), 40 191/-76 (US-PS 4 042 335), 3 488/77 (US-Reissue Patent 30 267),-131 786/77 (US-PS 4 050 898), 131 089/78 (US-PS 4 144 306), 29 700/79 (US-PS 4 166 093), 34 298/79 (US-Patentanmeldung Nr. 814 770), 90 859/80 (US-PS 4 258 001), in den US-Patentschriften 4 110 079 und 4 132 528 (die hier verwendete Abkürzung ¹¹OPI" bezieht sich auf eine ungeprüfte publizierte japanische Patentanmeldung) und in "Clinical Chemistry", Band 24,- Seiten .1335 bis 1350 (1978) und dgl. näher beschrieben. Diese Mehrschichten-Analysen-Folien bestehen aus einem Träger, auf den vorher eine Flüssigproben-Verteilungsschicht und eine Reagens schicht,· welche die für die gewünschte Analyse erforderlichen Reagentien enthält, auflaminiert worden sind. Bei der praktischen Durchführung der chemischen Analyse kann eine quantitative Ana= lyse nur nach zwei Grundverfahren durchgeführt werden, die umfassen das Aufbringen eines Tropfens der Testprobe auf die Folie und das Messen der Farbänderung, ausgedrückt durch die optische Dichte. Sie stellen daher trockene chemische Analysenmaterialien dar, bei denen die Verwendung von Reagensgläschen, die Herstellung, das Auswiegen und die Zugabe von Reagenslösungen und das genaue Auswiegen der Proben nicht erforderlich ist, im Gegensatz zu konventionel-

len analytischen Methoden.

Die Grundstruktur einer solchen Mehrschichten-chemischen Analysen-Folie umfaßt einen Träger, eine Reagens schicht und eine Probenverteilungs schicht in der genannten Reihenfolge. Die Reagensschicht wird hergestellt durch Einarbeiten eines Reagens in ein Bindemittel, wie Gelatine,· und Aufbringen desselben in Form einer dünnen Schicht. Die Reagensschicht kann eine einzelne Schicht sein oder in verschiedene Schichten aufgetrennt sein, beispielsweise ixi eine erste Reagensschicht und eine zweite Reagensοchicht, oder sie kann zusätzliche Schichten enthalten, wie z.B. Detektorschichten oder Farbstoff aufnehmende Schichten. Außerdem kann zwischen der Verteilungsschicht und der Reagensschicht oder zwischen einer Vielzahl von Reagensschichten eine Zwischenschicht, als Farb(Bestrahlungs)blockierungsschicht. oder Sperrschicht bezeichnet, vorgesehen sein. Die Probenverteilungs schicht ist als äußerste Schicht der Analysenfolie angeordnet, auf die eine Flüssigkeitsprobe aufgebracht wird. Die Probenverteilungsschicht wirkt in der Weise, daß sie die Flüssigkeitsprobe in einer nahezu unbegrenzten Menge pro Flächeneinheit zu der Reagensschicht transportiert unabhängig von dem Volumen der aufgebrachten Flüssigkeitsprobe, d.h. sie dient einer praktisch gleichmäßigen Verteilung der Probe.

Die vorstehend beschriebene Flüssigkeitsprobenverteilungsschicht ist in den obengenannten Patentschriften und in der obengenannten Literatur näher beschrieben. Daraus geht hervor, daß nicht-faserige poröse Medien für eine solche

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Probenverteilungsschicht geeignet sind.

Zu Beispielen für solche nicht-faserige poröse Medien gehören ein Bürstenpolymeres (genereller Name: Membranfilter) und eine Dispersion aus einem porösen Material, wie Diatomeenerde oder einem feinen kristallinen Material (z. B. feiner kristalliner Cellulose' (Handelsname Avicel, hergestellt von der Firma FMC Corporation) und dgl.) in einem Bindemittel, ein poröses Verbindungsmaterial, hergestellt durch punktförmiges Verkleben von feinen Glas- oder Harzkugeln (vgl. die US-PS 4 258 001). Die beschriebenennichtfaserigen porösen Medien müssen Hohlräume enthalten, die in jeder Richtung gleichmäßig angeordnet sind oder sie müssen eine isotrope Porosität aufweisen, wie in der US-PS 3 992 158 eindeutig angegeben.

In den japanischen OPI-Patentanmeldungen Nr. 53 888/74 und 90 859/80 sowie in der US-Patentschrift 3 992 158 ist das Verfahren zur Herstellung der Flüssigproben-Verteilungsschicht aus einem nicht-faserigen, isotrop porösen Medium näher beschrieben. Eine bekannte Probenverteilungsschicht aus einem nicht-faserigen porösen Medium ist jedoch unerwünscht, weil dann, wenn eine darauf aufgebrachte Probe Protein in einer hohen Konzentration enthält (wie z.B. Blutserum), die Fähigkeit der Schicht, die aufgebrachte Flüssigkeitsprobe zu verteilen, stark variiert in Abhängigkeit von ihrem Proteingehalt. Dadurch wird der quantitative Aspekt der Analyse stark beeinträchtigt.

Wenn es sich bei dem nicht-faserigen porösen Medium um ei«

■ν

ne Struktur handelt,- die aus selbstklebenden Teilchen besteht, haben die durch Wärme oder ein Lösungsmittel erweichten Teilchen die Neigung, leicht (schnell) in den Hohlräumen innerhalb der Struktur fixiert zu werden und diese auszufüllen. Daher führen viele Materialien mit einem hohen Molekulargewicht, die in einer ai analysierenden wäßrigen Flüssigkeitsprobe enthalten sind, leicht zu einer Verstopfung und sie behindern daher den Flüssigkeitsstrom innerhalb der Struktur. Wenn die Struktur aus Teilchen gesteht, die mittels eines Klebstoffes miteinander verbunden sind, kann ebenfalls eine Verstopfung auftreten als Folge des Volumens des Klebstoffes, wodurch das Strömen einer Flüssigkeit, die zusammengesetzte Materialien mit einem hohen Molekulargewicht enthält, behindert bzw. verhindert wird.

Mehrschichten-chemische Analysen-Materialien, die ein solches nicht-faseriges poröses Medium als Flüssigproben-Verteilungsschicht enthalten, sind daher für die Analyse von Makromoleküle, enthaltenden Körperflüssigkeiten oder für die Analyse von Gesamtblut, das Erythrocyten enthält, nicht geeignet.

Ein Versuch, die· vorstehend beschriebenen Mängel der bekannten, ein nicht-faseriges poröses Medium enthaltenden Flüssigproben-Verteilungsschicht zu beheben, ist in der japanischen OPI-Patentanmeldung Nr. 90 859/80 beschrieben. Auch wurde vorgeschlagen, als Flüssigproben-Verteilungsschicht für ein Mehrschichten-chemisches Analysen-Material ein hydrophil gemachtes Gewebe zu verwenden (US-PS 4 292 272)

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als eine Lösung, die von der in der japanischen OPI-Patentanmeldung Nr. 90 859/80 beschriebenen Lösung grundsätzlich verschieden ist. Mit einer Verteilungsschicht, in der ein solches hydrophil gemachtes Gewebe verwendet wird, können die Mangel der bekannten nicht-faserigen porösen Medien in bezug auf die Leichtigkeit und Stabilität der Herstellungsstufen, die Produktionskosten und die Probenverteilungseigenschaften beseitigt werden. Eine Mehrschichtenchemische Analysen-Folie mit einer Verteilungsschicht aus einem hydrophil gemachten Gewebe versetzt uns in die Lage, für die quantitative Analyse einer Blutkomponente Gesamtblut zu verwenden. Dabei treten jedoch noch einige ProBeme auf.

Bei der Herstellung einer Verteilungsschicht aus einer Naturfaser, wie 100 % Baumwolle, ist es schwierig, eine gleichmäßige Verteilung einer aufgebrachten Flüssigkeitsprobe zu erzielen, verglichen mit einem Gewebe, das eine chemische oder synthetische Faser enthält, aufgrund der Ungleichmäßigkeit der Garnstruktur, insbesondere in bezug auf die Art der Anordnung und Verwebung der getwisteten Garne. Außerdem ist eine Verteilungs schicht,- die nur aus einer Naturfaser besteht, schwierig zu handhaben wegen ihrer ausgeprägten Wasserabsorptionseigenschaften, ihres im allgemeinen hohen Wassergehaltes und ihrer hohen Streckbarkeit„ Außerdem ist in bezug auf die Gesamtblut-Verteilungseigenschaften die aus einer Naturfaser bestehende Schicht schlechter als eine solche, die aus einem Gewebe besteht, das eine chemische oder synthetische Faser enthält. Andererseits ermöglicht eine Probenverteilungsschicht, die aus einem Ge-

webe besteht,- das eine chemische oder synthetische Faser enthält, die Erzielung einer gleichmäßigen Verteilung einer aufgebrachten Flüssigkeitsprobe aufgrund der Gleichmäßigkeit der Garnstruktur, insbesondere in bezug auf die Art der Anordnung und die Verwebung der getwisteten Garne. Eine chemische oder synthetische Faser ist leicht zu handhaben, weil sie Wasser nur gering oder praktisch gar nicht absorbiert und nur wenig streckbar ist. Außerdem hat e?- ne solche Verteilungsschicht aus einem Gewebe, das eir . chemische oder synthetische Faser enthält, ein ausgezeichnetes Gesamtblut-Verteilungsvermögen. Sie weist jedoch eine derart schlechte Haftung auf, daß sie leicht delaminisrt wird,· wenn sie geschnitten oder gestanzt wird.

Nach umfangreichen Untersuchungen zur Beseitigung der Mangel dieser Verteilungsschichten, die aus Geweben bestehen, die chemische oder synthetische Fasern enthalten,- wurde nun die votliegende Erfindung gefunden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Analysenmaterialfolie mit einer Schicht aus einem Gewebe, das eine hydrophobe organische Polymerfaser enthält,· herzustellen, die auf mindestens einer Oberfläche derselben physikalisch aktiviert ist. Ziel der Erfindung ist es ferner, eine Mehrschichtenchemische Analysenmaterial-Folie mit mindestens einer Probenverteilungsschicht aus einer solchen Faser und einer Reagensschicht anzugeben. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Analysenmaterialfolie zu entwickeln/ die einen für Wasser undurchlässigen Träger aufweist, auf den direkt oder indirekt eine Schicht aus einem

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Gewebe aufgebracht ist, das eine hydrophobe organische Polymerfaser enthält und auf mindestens einer Oberfläche desselben physikalisch aktiviert worden ist, wobei die physikalisch aktivierte Oberfläche direkt oder indirekt an dem Träger haftet, unter Bildung einer integralen Struktur. Ein weiteres Ziel der.Erfindung besteht darin, eine Analysenmaterial folie anzugeben, die mindestens eine Reagensschicht enthält, auf die direkt oder indirekt eine Flüssigproben-Verteilungsschicht aus einem Gewebe aufgebracht ist, das eine hydrophobe organische Polymerfaser enthält und auf einer Oberfläche desselben physikalisch aktiviert worden ist,· wobei die physikalisch aktivierte Oberfläche direkt oder indirekt an der Reagensschicht haftet, unter Bildung einer integralen Struktur. Ziel der Erfindung ist es schließlich, eine Analysenmaterialfolie anzugeben, die mindestens eine Reagensschicht enthält, auf die direkt oder indirekt eine Flüssigproben-Verteilungsschicht aus einem Gewebe aufgebracht ist, das eine hydrophobe organische Polymerfaser enthält und auf mindestens einer Oberfläche desselben physikalisch aktiviert worden ist, wobei die physikalisch,aktivierte Oberfläche direkt oder indirekt an der Reagensschicht haftet, unter Bildung einer integralen Struktur,-wobei die Reagensschicht für Wasser durchlässig ist und auf einer Seite gegenüber der Verteilungsschicht ein lichtdurchlässiger und für Wasser undurchlässiger Träger vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

-A- /Ib

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Glucosegehalt einesKontrollserums und der optischen Reflexionsdichte bei Verwendung einer Mehr schichten-Analysenfolie,· wie sie in Beispiel 1 erhalten wird;

Fig. 2 . eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Glucosegehalt eines Kontrollserums und der optischen Reflexionsdichte bei Verwendung der Mehrschichten-Analysenfolie, wie sie in Beispiel 2 erhalten wird; und

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Glucosegehalt von Gesamtblut und der optischen Reflexionsdichte bei Verwendung der Mehrschichten-Analysenfolien,-wie sie in Beispiel 7 und in Vergleichsbeispiel 3 erhalten werden, wobei die Kurve A den Fall darstellt,- bei dem ein breiter, gewebter Baumwollstoff aus gemischten Baumwollgarnen aus 65 % Polyäthylenterephthalat und 35 % Baumwolle als Verteilungsschicht verwendet wird (Beispiel 7), während die Kurve B den Fall zeigt, bei dem ein br euer, gewebter Baumwollstoff aus 100 % Baumwolle als Verteilungsschicht verwendet wird (Vgl,—Beispiel 3).

Beim Aufbringen oder Auflaminieren einer Schicht auf einen Kunststoffilm mit einer geringen Oberflächenenergie, wie Polyäthylen, Polypropylen oder Polyäthylenterephthalat, werden die Filme vorher häufig Oberflächenbehandlungen unterzogen, wodurch die Oberflächenenergie erhöht oder die Oberfläche polar gemacht wird, um dadurch die Haftung zwischen dieser und einem aufgebrachten Überzug oder einer aufgebrachten Schicht zu verbessern. Unter diesen Oberflächenbehandlungen sind diejenigen, bei denen eine Oberflä-

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chenoxidation auf physikalischem Wege durchgeführt wird, beispielsweise die Glimraentladungsbehandlung,· die Plasmaentladungsbehandlung,-die UV-Licht-Bestrahlungsbehandlung,^ die Coronaentladungsbehandlung, die Flammenbehandlung und dgl., allgemein bekannt.

Die vorliegende Erfindung beruht nun darauf, daß gefunden wurde, daß die Haftung eines Gewebes, das eine hydrophobe organische Polymerfaser enthält, dadurch verbessert werden kann, daß man diese für Kunststoffilme bekannten Verfahren zur Oxidation der Oberfläche auf physikalischem Wege auf mindestens eine Oberfläche desselben anwendet.

Unter den erf indungsgemäß verwendeten Geweben,· die" hydrophobe organische Polymerfasern enthalten, sind solche aus einzelnen oder gemischten chemischen oder synthetischen Fasern, wie z.B. aus Celluloseacetat,· Cellulosetriacetat, Polymeren der Polyvinylalkoholreihe (wie z.B«, Vinylon), Pdyestern (wie z.B. Polyäthylenterephthalat, Polyäthylenterephthalat·= isophthalat, Polyäthylenterephthalat-p-hydroxybenzoat und dgl.)» Polyamiden (wie z.B. Nylon-6, NyIon-6y 10,- Nylon-11 und dgl.), Polyacrylnitril j oder aus Gemischen oder gemischten Garnen solcher chemischer oder synthetischer Fasern und Naturfasern (wie z.B. Baumvrolle, Kapok, Flachs, Hanf, Ramie, Seide, und dgl*), zu verstehen. Es können aber auch andere Gewebe strukturen verwendet werden,; Glatte Gewebe,· die durch Kette und Schuß hergestellt werden, sind bevorzugt. Wenn gemischte Garne aus einer chemischen oder synthetischen Faser und einer Naturfaser verwendet werden, unterliegt der Grad der Mischung keinen speziellen Beschrän-

kungen, im allgemeinen werden jedoch solche mit einem Gehalt an chemischer oder synthetischer Faser von etwa 10 % oder mehr, vorzugsweise von etwa 30 % oder mehr, . verwendet, wobei ein Gewebe aus gemischten Garnen aus 65 % Polyäthylenterephthalat und 35 % Baumwolle im Hinblick auf die Verfügbarkeit besonders vorteilhaft ist.

Die vorstehend beschriebenen Gewebe können klebend gemacht oder in bezug auf ihre Haftfestigkeit verbessert werder. indem man mindestens eine Oberfläche einer physikalischen Aktivierungsbehandlung, beispielsweise einer Glimmentladungsbehandlung, einer Plasmäentladungsbehandlung, einer UV-Licht-Bestrahlungsbehandlung, einer Coronaentladungsbehandlung oder einer Flammenbehandlung unterzieht. Eine solche physikalische Aktivierungsbehandlung kann auf beide Oberflächen angewendet werden. Einzelheiten der Glimmentladungsbehandlung,-der Plasmaentladungsbehandlung,· der UV-Licht-Bestrahlungsbehandlung, der Coronaentladungsbehandlung, der Flammenbehandlung und dgl. sind dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt und diese können als solche angewendet werden. Ein auf diese Weise behandeltes Gewebe mit einer Haftung bzw. Klebekraft innerhalb des Bereiches von etwa 10 bis etwa 1000 g/cm,- vorzugsweise von etwa 20 bis etwa •500 g/cm (gemessen unter Verwendung eines Tensilons)_?kann verwendet werden. ·

Ein Gewebe, das einer dieser Behandlungen unterworfen worden ist, wird dann direkt oder indirekt auf einen Träger auflaminiert zur Herstellung einer chemischen Analysenmaterial-Folie. In diesem Falle wird das Gewebe vor oder

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nach der Auflaminierung des Gewebes auf den Träger mit einem oder mehreren Reagentien für die quantitative Analyse einer spezifischen chemischen Komponente (Chemikalienkomponente) in einer wäßrigen Flüssigkeitsprobe sowie mit verschiedenen Hilfsagentien imprägniert.

Das Gewebe kann auch innig laminiert werden mit einer Verteilungsschicht auf einer Reagens schicht, die mindestens ein Reagens für die quantitative Analyse einer spezifischen chemischen Komponente (Chemikalienkomponente) in einer wäßrigen Flüssigkeitsprobe enthält, zur Herstellung einer Mehrschichten-chemischen Analysenmaterial-Folie.

Wenn ein gemischtes Garn aus einer chemischen oder synthetischen Faser und einer Naturfaser als Flussigprobenverteilungsschicht verwendet wird, nimmt durch die physikalische Oxidationsbehandlung nicht nur die Haftung dieser Schicht an einer eine Reagens schicht enthaltenden Folie zu_s' sondern es wird auch die Fähigkeit, Gesamtblut gleichmäßig zu verteilen, die das gemischte Garn ursprünglich besitzt, deutlich verbessert·

Zu Beispielen für geeignete Träger gehören wasserundurchlässige transparente Träger einer Dicke von etwa 50 tun bis etwa 2 mm,· wie z.B. Filme aus Polyäthylenterepthalat,- Celluloseestern; (wie Cellulosediacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetatpropionat und dgl_o), Polycarbonate!und Polymethy lmethacry la t.

Die Reagensschicht wird hergestellt durch Aufbringen einer

Zusammensetzung, die ein Reagens für die quantitative Analyse einer spezifischen Komponente in einer flüssigen Probe (einer wäßrigen Flüssigkeitsprobe) in einen bekannten hydrophilen Bindemittel dispergiert enthält,- in einer Dicke von etwa 1 bis etwa 100 um. Zu Beispielen für geeignete Bindemittel gehören Gelatine,· Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Agarose und Natriumpolyvinylbenzolsulfonat. So wird beispielsweise eine Reagensschicht für die quantitative Analyse von Glucose in einer Flüssigkeitsprobe in ei .er Dicke von etwa 10 bis etxva 20 um hergestellt, durch Aufbringen einer Zusammensetzung in Form einer Schicht, die in erster Linie die 4 Komponenten Glucoseoxidase, Peroxidase, Aminoantipyrin und 1,7-Dihydroxynaphthalin enthält,unter Verwendung von Gelatine als Bindemittel.

Bei der Herstellung einer Mehrschichten-chemixhen Analysenmaterial-Folie mit einer Reagensschicht und einer Verteilungsschicht kann eine Flüssigproben-Verteilungsschicht aus dem Gewebe,- das wie vorstehend angegeben behandelt worden ist, direkt angrenzend an die Reagens schicht,, die· an dem Träger haftet, falls erforderlich, aufgebracht werden. Es kann auch zweckmäßig sein, eine analytische Funktions-Hilfsschicht, wie z.B. eine Farb(oder Strahlungs)blockierschicht oder eine Licht reflektierende Schicht auf die Reagensschicht aufzubringen und die Flüssigproben-Verteilungsschicht mit dem Gewebe auf die Reagensschicht aufzulaminieren. Beim Aufbringen einer analytischen Funktionshilfsschicht,· wie z.B. einer Farb(oder Strahlungs)blockierungsschicht oder einer Licht reflektierenden Schicht auf die Reagensschicht kann außerdem eine strukturelle Hilfsschicht,

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wie z.B. eine Klebstoffschicht mit einer darauf aufgebrachten Flüssigproben-Verteilungsschicht aus dem Gewebe,auflaminiert werden. Wenn eine strukturelle Hilfsschicht, wie z.B. eine Klebstoffschicht, auf die Reagensschicht aufgebracht wird, kann die Flüssigproben-Verteilungsschicht aus dem Gewebe darauf auf laminiert sein.

Die Farb(oder Strahlungs)-Blockierungsschicht eignet sich für die quantitative Analyse von gefärbte Teilchen enthaltenden Flüssigkeitsproben, wie z.B. Gesamtblut, das Erythrocyten enthält. Die Farbe der gefärbten Teilchen hinter der Farb(oder Strahlungs)-Blockierungsschicht wird durch die Farb(oder Strahlungs)-Blockierungsschicht blockiert, und die Farbe der gefärbten Teilchen ist von der gegenüberliegenden Seite aus nicht zu sehen. Daher stören die gefärbten Teilchen die colorimetrisch durchgeführte quantitative Analyse nicht. Bei der Färb(oder Strahlungs)-Blockierungsschicht handelt es sich um eine Schicht aus einem feinen Pulver, wie z.B. aus feinem Titandioxidpulver, feinem Bariumsulf a tpulver oder feinem Aluminiumpulver, dispergiert in einem wasserdurchlässigen hydrophilen Polymerbindemitteljmit einer Dicke von etwa 5 bis etwa 100 um, vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 30 um, die eine Flüssigkeitsprobe durchdringen kann.

Die erfindungsgemäße Flüssigproben-Verteilungsschicht kann eines oder alle Reagentien, die für die Durchführung der Analyse erforderlich sind, enthalten.

Wenn eine Klebstoffschicht als Strukturhilfsschicht vorge-

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sehen ist, dient sie hauptsächlich dazu,- die Haftung zwischen der Reagensschicht oder der analytischen Funktionshilfsschicht,- wie ZiB. der Färb (oder Strahlungs)-Blockierungsschicht oder der Licht reflektierenden Schicht^und
der Flüs s igproben-Ver teilungs schicht aus dem Gewebe zu
erhöhen. Zu Beispielen für Materialien, die in der Klebstoffschicht verwendet werden, gehören hydrophile Polymere, die als Bindemittel für die Reagensschicht oder die
analytische Funktionshilfsschicht (beispielsweise die
Farb(oder Strahlungs)-Blockierungsschicht oder die Licht
reflektierende Schicht) verwendet werden. Die Flüssigproben-Verteilungsschicht aus oder mit dem Gewebe kann durch Anpressen unter Anwendung eines geeigneten Druckes der Probenverteilungsschicht an die Klebstoffschicht mit der Klebstoff schicht haftend verbunden werden, während das hydrophile Polymere der Klebstoffschicht sich in einem halbgetrockneten Zustand befindet oder während die hydrophile Polymerschicht mit Wasser oder mit ein oberflächenaktives Mittel enthaltendem Wasser angefeuchtet wird. Die Dicke der Klebstoffschicht liegt innerhalb des Bereiches von etwa 0,5 bis etwa 15 um, vorzugsweise von etwa 0,5 bis etwa 5 um.

Die auf diese Weise erhaltene Analysenmaterialfolie, chemische Analysenmaterialfolie oder Mehrschichten-chemische Analysenmaterial-Folie unterliegt keiner Filmdelaminierung (Ablösung der Probenverteilungsschicht aus dem Gewebe von dem- Träger, der Reagensschicht, der Strukturhilfsahicht
oder der analytischen Funktionshilfsschicht), selbst wenn diese geschnitten oder gestanzt wird, als Folge der starken Haftung zwischen den jeweiligen Schichten.

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Die Analysenmaterialfolie oder die Mehrschichten-chemische Analysenmaterial-Folie der Erfindung eignet sich für die quantitative Analyse einer spezifischen Komponente in einer wäßrigen Flüssigkeit. Sie ist besonders gut geeignet für die quantitative Analyse von beispielsweise Glucose, Harnstoff, Bilirubin, Cholesterin, Protein oder Enzym in Körperflüssigkeiten, wie Urin oder Blut. Bei einer Blutprobe kann eine spezifische Komponente in dem Blut bestimmt werden, ohne durch die darin enthaltenen anderen Komponenten stark beeinflußt zu werden,¹ unabhängig davon,¹ ob es sich bei der Probe um Serum oder um Gesamtblut handelt. Dies ist ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Analysenmaterials. .

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Beispiel 1

Ein 185 um dicker farbloser transparenter Polyäthylenterephthalatfilm, der mit einer Gelatine-Haftschicht versehen worden war, wurde mit einer· Reagensschicht für die quantitative Analyse von Glucose mit der nachstehend angegebenen Zu~ sammensetzung in einer Trockenschichtdicke von etwa 15 beschichtet:

Glucoseoxidase 2 Gew.-Teile

Peroxidase . 1 "

1,7-Dihydroxynaphthalin 5 "

3H0239 y-_:y \ . I--.'. " 2o"

4-Aminoantipyrin 5 Gew.-Teile

mit Alkali behandelte Gelatine 200 "

Nonion HS 210 (nicht-ionisches oberflächenaktives Mittel, Handelsname für Polyoxyäthylennonylphenyläther der Firma Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) 2 "

Auf diese Reagensschicht wurde eine Farb(oder Strahlungs)-Blockierungsschicht in einer Trockenschichtdicke von etv 15 um aufgebracht unter Verwendung einer wäßrigen Dispersion einer Mischung aus Gelatine und feinem Titaadioxidpulver (Gewichtsverhältnis im trockenen Zustand 1:8). Außerdem wurde eine Klebstoffschicht aus Gelatine,- die 0,2 % eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels (Nonion HS 210) enthielt,- in einer Trockenschichtdicke von etwa 5 um aufgebracht.

Auf eine Seite eines breiten gewebten Baumwo11gewebes aus gemischten Baumwollgarnen einer Feinheit (Titer) von 80 (65 % KSR 808000, hergestellt von der Firma Kurabo Co., Ltd., unter Verwendung von Tetron (Handelsname für ein Polyäthylenterephthalat, hergestellt von der Firma Toray Industries Inc.) und 35 % Baumwolle) wurde 60 Sekunden lang einer Glimmentladungsbehandlung unterworfen (unter geeigneter Einstellung des Druckes zur Einstellung der folgenden Bedingungen: 50 Hz, 600 V, 0,-5 A) zur Herstellung eines Gewebes für eine Flussigproben-Verteilungsschicht.

Die vorher hergestellte Glucoseanalysenfolie wurde mit einer 2 %-igen wäßrigen Lösung eines nicht-ionischen ober-

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flächenaktiven Mittels (Nonion HS 210) im wesentlichen gleichmäßig angefeuchtet (benetzt) und das vorstehend beschriebene Gewebe für die Flüssigproben-Verteilungsschicht wurde sofort in innigen Kontakt mit der angefeuchtete Folie gebracht, wobei die Seite des Gewebes, die der Elektrode bei der Glimmentladungsbehandlung näher gewesen wary der quantitativen Analysenfolie für Glucose gegenüberlag«, Die dabei erhaltene Anordnung wurde dann zwischen Druckwalzen hindurchgeführt, um die beiden Schichten gleichmässig miteinander zu verbinden. Das dabei erhaltene Laminat wies nach dem Trocknen eine feste Haftung auf. Die Haftung (Klebekraft) der auflaminierten Verteilungsschicht wurde unter Verwendung eines Tensilons gemessen und sie betrug 100 g/cm. Auf diese Weise erhielt man eine Mehrschichten-Analysenfolie für die quantitative Analyse von Glucose,

Diese Mehrschichten-Analysenfolie wurde unter Verwendung einer Präzisions-Werkbankpresse (BPN 100S,- hergestellt von der Firma Nippon Automatic Machine K. K.) zu 2 cm χ 2 cm großen Stücken gestanzt zur Herstellung von Analysestücken. Während dieses Verfahrens trat keine Delaminierung der Verteilungsschicht auf. .

Die auf diese Weise erhaltenen Mehrschichten-Analysenstükke für die quantitative Analyse von Glucose wurden auf Diarähmchen aufgelegt zur Herstellung von chemischen Analysen-Dias für die quantitative Analyse von Glucose.

Eine 6 ul-Kontrollserumprobe, die 7 % Rinderalbumin und 100 mg/dl Glucose enthielt, wurde auf die Verteilungsschicht

dieses Dias aufgebracht. Die Verteilung der Probe war innerhalb von etwa 1 see. beendet, wobei das Kontrollserum in einem Kreis mit einem Durchmesser von etwa 10 mm verteilt wurde. Nachdem dieses Analysendias 10 Minuten in einer thermostatischen Kammer bei 37 G inkubiert worden war, bildete sich ein im wesentlichen gleichmäßig gefärbter Kreis mit einer maximalen Absorptionswellenlänge von 495 nm in der Reagens s chicht·

Die optische Reflexionsdichte des gefärbten Kreises wurde im zentralen Abschnitt desselben gemessen unter Verwendung eines Macbeth-Reflexionsdensitometers RD 504 (maximale Transmissionswellenlänge 550 nm).

Auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben wurden Kontrollseren, die Glucose in variierenden Koneentrationen von etwa 25, etwa 50, etwa 75,- etwa 100, etwa 150,- etwa 200, etwa 250 und etwa 300 mg/dl enthielten,- hergestellt und es wurden jeweils 6 iil-Portionen der jeweiligen Kontrollseren auf die Analysendias aufgebracht zur Bestimmung der Farbdichte nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren. Die Glucosekonzentration in den .Kontrollserumproben und die optische Reflexionsdichte der gebildeten gefärbten Kreise (bestimmt durch Substrahieren der optischen Schleierdichte) standen, wie gefunden wurde, in einer linearen Beziehung zueinander, wie aus der Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen hervorgeht.

Beispiel 2

Unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren,

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Il

wobei diesmal jedoch die Glimmentladungsbehandlungsbedingungen so geändert wurden, daß sie 60 see, 50 Hz, 1000 V und 0,6 A betrugen, wurde ein Gewebe für eine Flüssigproben-Verteilungsschicht hergestellt.

Dieses Gewebe wurde auf die Analysenfolie für Glucose, wie es in Beispiel 1 hergestellt worden war, auflaminiert unter Bildung einer quantitativen Analysenfolie. Die Verteilungsschicht wies eine Haftung (Klebekraft) von 150 g/cm auf· Die quantitative Analysenfolie wurde unter Verwendung einer Werkbankpresse ohne Schwierigkeiten, beispielsweise ohne Delaminierung, zu 2 cm χ 2 cm großen Mehr schichten-Analysenstücken für die quantitative Analyse von Glucose zerschnitten. Die dabei erhaltenen Analysenstücke wurden in Diarähmchen gelegt zur Herstellung von chemischen Analysendias.

Auf die Flüssigproben-Verteilungsschicht aus dem Gewebe in dem chemischen Analysendia wurde eine frische 10 jul-Blutprobe (die Heparin enthielt),· gesammelt von einem gesunden Menschen,· aufgebracht. Die aufgebrachte Blutprobe verteilte sich schnell und gleichmäßig wie das Kontrollserum und die Verteilung war innerhalb von etwa 2 see beendet, wobei sich das Blut in einem Kreis mit einem Durchmesser von etwa 10 mm verteilte. Die Inkubation wurde 10 see lang bei 37⁰C durchgeführt.

Kontrollblutproben, die Glucose in variierenden Koneentrationen von etwa 50, etwa 100, etwa 150, etwa.200, etwa 250

und etwa 300 mg/dl enthielten, wurden hergestellt und 10 iil -Portionen der jeweiligen Kontrollblutproben wurden auf die Analysenstücke aufgebracht. Danach wurde die Farbdichte unter Verwendung eines Macbeth-Reflexionsdensitometers RD 504 gemessen. Dabei wurde gefunden, daß die Glucosekonzentration in den Kontrollblutproben und die optische Reflexionsdichte (bestimmt durch Subtrahieren der optischen Schleierdichte) in einer linearen Beziehung zueinander standen, wie aus der Fig. 2 der beiliegenden Zeichnunge^T ersichtlich.

Vergleichsbeispiel 1 ·

Das gleiche· breite Baumwolltuch, wie es in Beispiel 1 verwendet worden war, wurde ohne Durdiführung einer Glimmentladungsbehandlung auf die vorher hergestellte Analysenfolie für Glucose auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 auflaminiert.

Die Verteilungsschicht des so hergestellten Laminats wies eine Haftung (Klebekraft) von 10 g/cm auf. Wenn diese quantitative Analysenfolie wie in Beispiel 1 gestanzt (zerschnitten) wurde, trat eine Delaminierung der Verteilungsschicht auf.. Diese Folie war somit praktisch nicht verwendbar. Beim vorsichtigen Zerschneiden mit einer Schere erhielt man jedoch Analysenstücke; In diesem Falle war die Glucoseanalysierfähigkeit etwa die gleiche wie in Beispiel 1.

■Beispiel 3

Eine Seite' eines breiten Baumwolltuches aus einem gemisch-

ten Garn mit einer Feinheit (Titer) von 100 (Polyester (Polyäthylenterephthalat, hergestellt von der Firma Toray Industries Inc.): Baumwolle = 65:35,' Handelsname Kurabo KSR 90900) wurde einer Glimmentladungsbehandlung unterworfen. Die Glimmentladungsbedingungen und die Haftung (Klebekraft) der auf diese Weise behandelten Oberfläche gegenüber einer Gelatinemembran sind in der folgenden Tabelle I angegeben.

	Tabelle	I
Behandlungs- dauer (see)	Elektrische	Energie
60	300 W (600 V Wechsel spannung, 0,5A)	600 W (1000 V Wechsel spannung,- 0,6 A)
30	85+15 g/cm	150+25 g/cm
15	45+15 "	100+15 ^fl
6	15	25+10 "
- (keine Behandlung)	10	10
10	10 "

Die Haftung (Klebekraft) wurde wie folgt gemessen:

Auf eine Glasplatte wurde Gelatine in Form einer Schichit in

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einerDicke von 35 g/m aufgebracht und getrocknet. Ein mit Wasser angefeuchtetes 2 cm breites Baumwolltuch wurde' aufgepreßt und getrocknet. Die zum Delaminieren des Tuches von der Gelatineoberfläche erforderliche Kraft wurde unter Verwendung eines Tensilons (UTM-IIILH, hergestellt von der Firma.Toyo Hybrid K.K.) gemessen.

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Beispiel 4

Unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren, wobei diesmal jedoch ein breites Mischgarn-Baumwolltuch einer Feinheit (Titer) von 100 [(Polyester(Polyethylenterephthalat, hergestellt von der Firma Teijin Limited): Baumwolle = 65:35, hergestellt von der Firma Nisshin Cotton Spinning Co., Ltd.,· Produkt Nr. TlOOO] verwendet wurde,- wurden die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 1 e halten.

Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 2

Unter Verwendung eines breiten 100 % Baumwolle-Tuches (Garnfeinheit (-titer)80, hergestellt von der Firma Toyo Spinning Co.,· Ltd.) bzw. des breiten Baumwolltuches, gewebt aus gemischten Baumwollgarnen (Garnfeinheit bzw. -titer 80), wie es in Beispiel 1 verwendet worden war, als Flüssigproben-Verteilungsschicht wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 Mehrschichten-Analysenfolien für die quantitative Analyse von Glucose hergestellt.

2 ml frisches Blut, das aus der Vene eines gesunden Menschen entnommen wurde, wurden in ein Teströhrchen eingesaugt, in dem 40 Einheiten Heparin und 6 mg NaF enthalten waren, und es wurde schwach gerührt und geschüttelt. Nach dem innigen Durchmischen wurde das Blut einer leichten Zentrifugenbehandlung unterworfen, wobei sich ein konzentrierter Erythrocytenanteil und ein Blutplasmaanteil voneinander trennten. Danach wurden beide in variierenden Volumen-

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Verhältnissen miteinander gemischt zur Herstellung von Blutproben mit variierenden Hämatokrit-Werten.

Wenn eine Gesamtblutprobe mit einem Häaiatokrit-Wert (HCT) von 31 % auf die Mehrschichten-Analysenfolie mit einer Verteilungsschicht aus 100 % Baumwolle aufgebracht wurde, wurde die Probe langsam gleichmäßig verteilt, wodurch ein gutes Meßergebnis erzielt wurde. Wenn jedoch der HCT-Wert 43 % betrug, erfolgte die Verteilung der Gesamtblutprobe langsam und etwas ungleichmäßig, und dann,· wenn der HCT-Wert 51 % betrug/ war die Verteilung schlecht und ungleichmäßig. ·

Wenn andererseits, als Verteilungsschicht der Mehrschichtenanalysenfolie das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte breite Baumwolltuch (d.h. das Tuch, das durch Verweben von gemischten Baumwollgarnen aus 65 % Polyäthylen» terephthalat und 35 % Baumwolle hergestellt und hydrophil gemacht worden war) verwendet wurde, war das Meßergebnis auch gut bei einem HCT-Wert von über 40 % und selbst bei einem HCT-Wert von 58 % wurde eine gleichmäßige Verteilung erzielt.

Die Beziehung zwischen dem HCT-Wert und den Verteilungseigenschaften ist in der folgenden Tabelle II dargestellt.;

Tabelle II

Verteilung- Verteilungseigenschaften

ΐ· ϊί Hämatokrit-Wert

schicht .

24 % 31 % 45 % 51 % 58 % 66 %

A(Beispiel 5) gut gut gut gut gut mäßig B(VgI.-Beisp.2) gut gut mäßig mäßig schlecht schlecht

A: Bestehend aus einem Gewebe, das durch Verweben von ge-. mischten Baumwollgarnen aus 65 % Polyethylenterephthalat

und 35 % Baumwolle hergestellt worden war B: Bestehend aus 100 % Baumwolle

Bei der in der vorstehenden Tabelle II angegebenen Bewertung bedeutet "gut", daß die Probe gleichmäßig verteilt wurde; die Bewertung "mäßig" bedeutet, daß die Probe langsam und etwas ungleichmäßig verteilt wurde, und die Bewertung "schlecht" bedeutet, daß die Probe ungleichmäßig verteilt wurde.

Beispiel 6

Unter Verwendung einer Mehrschichten-Analysenfolie für die quantitative Analyse von Glucose mit einer Flussigproben-Verteilungsschicht aus einem breiten Baumwolltuch, das aus gemischten Baumwollgarnen aus 65 % Polyethylenterephthalat und 35 % Baumwolle gewebt worden war, die auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, wurde das Färbe-

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vermögen durch Gesamtblutproben mit variierenden HCT-Werten bestimmt.

Als Ergebnis wurde gefunden, daß in einem Bereich um eine Glucosekonzentration im Blut von 70 mg/dl herum, nur eine Änderung von etwa Hh 9 % auftrat bei einem Bereich der HCT~ Werte von 20 bis 70 %, und daß in einem Bereich um eine Glucosekonzentration im Blut von 200 mg/dl herum, nur eine Änderung von etwa £ 2,8 % innerhalb des gleichen Bereiches der HCT-Werte auftrat.

Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel 3

Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 wurde frisches Blut aus der Vene eines gesunden Menschen entnommen, dem dann ein Glucosepulver zugesetzt wurde zur Herstellung von Besamtblutproben mit verschiedenen Glucosekonzentrationen» Die Proben wurden 6 Minuten lang bei Raumtemperatur inkubiert und es wurde die optische Reflexionsdichte bei einer Wellenlänge von 550 nm gemessen. Die Beziehung zwischen der Glucosekonzentration im Gesamtblut und der optischen Reflexionsdichte ist in der Fig. 3 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

Bei Verwendung einer Verteilungsschicht, die aus einem Tuch aus 100 % Baumwolle bestand (Vergleichsbeispiel 3), war bei einer Glucosekonzentration von mehr als 400 mg/dl das Färbevermögen begrenzt, wodurch die quantitativen Eigenschaften verloren gingen. Andererseitswaren beiVerwendung einer Vertex lungs schicht aus einem breiten Baumwolltuch,

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das aus gemischten Baumwollgarnen aus 65 % Polyethylenterephthalat und 35 % Baumwolle gewebt worden war (Beispiel 7 )₅ selbst dann, wenn die Glucosekonzentration 600 mg/dl betrug, die Verteilungseigenschaften gut und das Färbevermögen wurde beibehalten und auch die quantitativen Eigenschaften waren gut.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf spezifische bevorzugte Ausführungsformen näher erläutcjt, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims

Paten tan spr. üche

1. Analysenmaterial-Folie, gekennzeichnet durch einen für Wasser undurchlässigen Träger und eine auf den Träger aufgebrachte Gewebeschicht, die eine hydrophobe organische Polymerfaser enthält und auf mindestens einer Oberfläche derselben physikalisch aktiviert worden ist, wo·= bei die physikalisch aktivierte Oberfläche an dem Träger haftet unter Bildung einer integralen Struktur.

2. Analysenmaterial-Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht direkt auf den für Wasser undurchlässigen Träger aufgebracht ist.

3. Analysenmaterial-Folie nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht auf beiden Oberflächen physikalisch aktiviert ist.

4. Analysenmaterial-Folie, gekennzeichnet durch eine Reagensschicht mit einer darauf aufgebrachten Flüssigproben-Verteilungsschicht aus einem Gewebe, das eine hydrophobe organische Polymerfaser enthält und auf mindestens einer Oberfläche desselben physikalisch aktiviert worden ist, wobei die physikalisch aktivierte Oberfläche an der Reagensschicht haftet unter Bildung einer integralen Struktur.

5. Analysenmaterial-Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagensschicht direkt auf die Gewebeschicht aufgebracht ist.

6. Analysenmaterial-Folie nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht auf beiden Oberflächen physikalisch aktiviert ist.

7. Analysenmaterial-Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagensschicht für Wasser durchlässig ist und daß sie einen transparenten, für Wasser undurchlässigen Träger aufweist, der auf einer der Verteilungsschicht gegenüberliegenden Seite angeorc³ ^t ist.

8. Ana^Benmaterial-Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht aus einem Gewebe aus etwa 10 % oder mehr chemischer oder synthetischer Faser und Naturfaser besteht.

9. Analyseninateriäfc-Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der physikalischen Aktivierung um eine Glimmentladungsbehandlung handelt.

10. Analysenmaterial-Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der physikalischen Aktivierung um eine Plasmaentladungsbehandlung handelt.

11. Analysenmaterial-Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der physikalischen Aktivierung um eine UV-Licht-Bestrahlungsbehandlung handelt.

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12; Analysenmaterial-Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der physikalischen Aktivierung um eine Coronaentladungsbe· handlung handelt.

13. Analysenmaterial-Folie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der physikalischen Aktivierung um eine Flammenbehandlung handelt.