DE3406847C2 - Testeinheit zum Feststellen von Blut in wässriger Lösung - Google Patents

Testeinheit zum Feststellen von Blut in wässriger Lösung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Testeinheit zum Nachweis von in einer wäßrigen Lösung vorhandenem Blut.
Eine frühzeitige Erkennung von gastrointestinalem Krebs ist für eine erfolgreiche Behandlung lebenswichtig. Ein Anzeichen für gastrointestinalen Krebs ist im Stuhl und im Urin vorhandenes Blut. Es ist häufig der Fall, daß, wenn Blut sichtbar wird, der Krebs bereits ein fortgeschrittenes Stadium erreicht hat. Tests zum Anzeigen von Blut in derartigen Proben vor dessen Sichtbarwerden sind sehr nützlich; dabei traten jedoch bestimmte Probleme und Nachteile zutage.
Die US-PS 2 838 377 von Fonner offenbart ein Verfahren, durch das das Vorhandensein von okkultem, nicht sichtbarem Blut im Stuhl und im Urin festgestellt werden kann. Nach diesem bekannten Verfahren enthält eine aus dünnschichtigem Werkstoff gefertigte Hülle einen trockenen Reagensstoff, die man in die Klosettschüssel geben kann, in der sich Wasser und entweder der Stuhl, Urin oder beide befinden, wobei das Reagens dann seine Farbe verändert, wenn sich Blut in der Lösung befindet. Die Reagensmischungen sind wahlweise zusammengestellt aus o-Tolidin, Benzidin oder o-Toluidin. Der hauptsächliche aus dem Fonner-Test erwachsende Nachteil besteht darin, daß die verwendeten Reagenzien entweder karzinogenverdächtig oder bekannte Krebsauslöser sind. Ein weiteres Problem des Fonner-Tests liegt in dessen mangelnder Spezifität, was dazu führt, daß ein positives Testergebnis zustande kommt, wenn gar kein Blut in der Probe vorhanden ist.
Die US-PS 3 996 006 von Pagano beschreibt einen Probeobjektträger bestehend aus einer mehrfach gefalteten Kartonpackung mit einem dünnschichtigen Testpapier, in das ein Reagens auf Guajakbasis hineinimprägniert ist. Der Test wird durchgeführt, indem Stuhlproben auf eine Seite des Testpapiers gegeben werden, nachdem eine im Testobjektträger ausgebildete Klappe geöffnet wird; der Testobjektträger wird dann zur Analyse ins Labor gegeben. Die Laboranalyse wird durchgeführt, indem eine Peroxydlösung auf die gegenüberliegende Seite des Testpapiers gegeben wird, worauf man das Testpapier beobachtet, um festzustellen, ob durch vorhandenes Blut eine Farbänderung zustande kommt. Hierbei stellt die Notwendigkeit, Stuhlproben bearbeiten und eine Probe ins Labor schicken zu müssen, einen ernsthaften Nachteil des Pagano-Tests dar.
Die US-PS 4 175 923 von Friend beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung von vorhandenem Okkultblut in der Klosettschüssel, indem zunächst eine Entwicklerlösung aus Äthylalkohol und Wasserstoffperoxyd auf eine Lade eines mit Guajak imprägnierten Testpapiers gesprüht wird und dann das Testpapier in die Klosettschüssel fallen gelassen wird. Ein aus diesem bekannten Verfahren erwachsenes Problem besteht darin, daß die Patienten nicht gerne mit flüssigen Reagenzien umgehen möchten. Darüber hinaus ist die Äthylalkohol- und Wasserstoffperoxydlösung ätzend; sie kann mit ihren Reizstoffen bei Berührung zu Hautentzündungen führen. Obgleich diese Probleme auftreten, wenn eine aktivierende Lösung aus Wasserstoffperoxyd auf eine Testeinlage gegeben wird, wird durch dieses Verfahren die Lehre vermittelt, daß eine derartige Lösung wesentlich ist für einen Test, in dem ein Guajakreagens in einem Kaltwassermilieu verwendet wird.
Weitere Beispiele für Testeinheiten zum Anzeigen von Blut sind die EP 85 261 A1, EP 64 392 A1 bzw. die US 4 175 923, die als Substanz Gujak einsetzen. Dieses Gujak kommt direkt in der Natur vor und ist lösbar in Alkohol, Äther oder Azetonchloroform. In Wasser ist Gujak nicht lösbar. Somit ergeben sich hierfür die vorstehenden Nachteile ebenfalls.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Testeinheit zu schaffen, die den Nachweis von Blut in wäßrigen Lösungen in einfacher Weise zuläßt, ohne daß für die den Test vornehmende Person Probleme entstehen.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 vorgesehenen Merkmalen.
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Durchbruch, der durch die chemische Sonderdarstellung nach der Erfindung erreicht wurde, besteht darin, daß die Reagenzien in einem Kaltwassermilieu löslich und wirksam sind, ohne daß dabei eine Aktivierungslösung oder bekannte karzinogene Stoffe angewendet werden müssen.
Als Guajaksurrogat wird Guajakolsulfonat und als Peroxyverbindung wird Kaliummonopersulfat verwendet. Sowohl das Guajakersatzreagens oder -surrogat als auch die Peroxydverbindung sind wasserlöslich und werden durch den Kontakt mit der wäßrigen Lösung aktiviert. Die Chromogenreaktion tritt auch dann auf, wenn nur eine geringe Menge Blut in der Probe vorhanden ist, sie spricht demnach leicht an.
Die hier bevorzugten Reagenzien werden neben Hämoglobin oder Substanzen auf Häminbasis durch Oxydanzien nicht leicht katalysiert, wodurch der Test sehr spezifisch ausfällt.
Nach der Erfindung bedingt der Test auf Okkultblut keinen Umgang mit Reagensstoffen oder Aktivierungslösungen. Der Test wird einzig und allein in der Klosettschüssel durchgeführt, so daß es nicht erforderlich ist, Proben zu entnehmen und diese zur weiteren Analyse ins Labor zu schicken.
Einen weiteren Aspekt der Erfindung stellen die Kontrollen auf einer Testeinheit dar, die der Überprüfung der Testgenauigkeit dienen. Eine positive Vergleichsstelle (positive Kontrolle) kann auf der Testeinheit vorgesehen sein. Hierbei würde dasselbe Reagens und dieselbe Peroxyverbindung angewendet werden, wie sie auch im Testbereich der Testeinheit vorhanden sind, wobei zusätzlich eine geringe Menge eines Katalysators hinzugegeben wird, die stets das positive Testergebnis hervorbringen sollte. Falls ein negatives Ergebnis auf der positiven Kontrolle angezeigt wird, sollte der Test mit einer anderen Testeinheit wiederholt werden, weil die erste Testeinheit fälschlicherweise anzeigte, daß das Testergebnis negativ war, wenn sämtliche Komponenten für einen positiven Test in der Testeinheit vorhanden waren.
Eine negative Vergleichsstelle (negative Kontrolle) kann auch in der Testeinheit vorgesehen werden, um falsche Positivergebnisse anzuzeigen und mit dem Testbereich zu vergleichen, falls der Testbereich anzeigt, daß kein Blut vorhanden ist. Die Negativkontrolle sollte eine Substanz umfassen, die im Aussehen dem Inhalt des Testbereichs ähnlich ist, wie trockenes Peroxy(gen)pulver ohne Einbeziehung des Guajakolsulfonats. Da das Guajakolsulfonat in der Negativkontrolle nicht vorhanden ist, sollte unter keinen Umständen eine Chromogenreaktion auftreten. Durch die Negativkontrolle wird es auch möglich, den Testbereich mit der Negativkontrolle zu vergleichen, so daß bei nicht auftretender Farbreaktion beide Bereiche dasselbe Aussehen haben sollten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht einer Testeinheit, die in einer abgedichteten Umhüllung untergebracht ist, wobei die obere Lage der dichtenden Umhüllung zum Teil entfernt worden ist, um Zugang zur Testeinheit zu gewähren;
Fig. 2 eine Draufsicht der Testeinheit mit einem Testbereich oder einer Testzone, einer vergleichenden positiven und negativen Stelle;
Fig. 3 eine Ansicht im Querschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2;
Fig. 4 eine Testeinheit mit einem einzigen Auftrag des Reagensstoffes in einem Testbereich;
Fig. 5 eine Testeinheit mit einem Testbereich und einer vergleichenden positiven Kontrollstelle und
Fig. 6 eine Testeinheit mit mehreren getrennt angeordneten Testbereichen, einer vergleichenden positiven Stelle und einer vergleichenden negativen Stelle.
Nach Fig. 1 umfaßt die Testausrüstung 10 eine Testeinheit 12, die in der Umhüllung 13 eingeschlossen ist. Die Umhüllung bietet während des Versands und der Lagerung für die Testeinheit eine hermetisch abdichtende Hülle gegen Verunreinigungen und Feuchtigkeit. Die Testeinheit 12 umfaßt eine obere Schicht 15 aus einem absorbierenden Material, vorzugsweise Papier, und eine untere Schicht 16, die ebenfalls aus einem absorbierenden Stoff wie Papier gefertigt sein kann. Zwischen der oberen und der unteren Schicht 15 und 16 sind Taschen zur einschließenden Aufnahme eines Trockenpulverstoffes ausgebildet.
Eine Testzone oder ein Testbereich 17 umfaßt einen Reagensstoff und eine trockene Peroxy(gen)verbindung. Der Testbereich 17 ist der Bereich auf der Testeinheit 12, der eine Chromogenreaktion erfährt, wenn die Testeinheit 12 in eine Wasser und Stuhl mit Blut enthaltende Klosettschüssel gegeben wird. Ist Okkultblut auch in geringen Mengen vorhanden, kommt es zu einer Chromogenreaktion.
Der Testbereich 17 enthält vorzugsweise eine feste Peroxyverbindung wie Kaliummonopersulfat und ein Reagens, vorzugsweise Guajakolsulfonat. Diese Stoffkombination wird durch das Wasser in der Klosettschüssel aktiviert und spricht sehr leicht auf vorhandenes Blut in der Lösung an. Es hat sich herausgestellt, daß Guajakolsulfonat und Kaliummonopersulfat hochspezifisch sind und unter den meisten Umständen keine falschen positiven Anzeigen ergeben, wenn in der Lösung kein Blut vorhanden ist.
Die Testeinheit 12 schwimmt oben in der Klosettschüssel, und zwar aufgrund des leichten Gewichts des Papiers und der gewählten Haftmittel der Testeinheit. Hierdurch wird die Analyse des Tests erleichtert. Die Testeinheit 12 ist vorzugsweise biologisch abbaubar, so daß nach Fertigstellung des Tests die Einheit 12 einfach durch Spülung der Toilette abgeführt werden kann.
Es wird dabei bevorzugt, daß die obere Lage 15 der Testeinheit eine blaugrüne Pigmentierung aufweist, um so gegenüber der rot-orange gefärbten Verbindung, die sich bei der Katalysierung von Gujakolsulfonat und Kaliummonopersulfat durch Blut bildet, einen günstigen Kontrast zu ergeben.
Die obere und die untere Schicht 15 bzw. 16 der Testeinheit 12 werden vorzugsweise mittels eines Haft- oder Klebmittels oder durch Heißverschweißen miteinander verbunden, wodurch ein ortsfestes Verbleiben der Reagensstoffe auf der Testeinheit 12 gewährleistet wird.
Eine positive Kontrolle 18 kann auch auf der Testeinheit 12 vorgesehen sein, um anzuzeigen, wenn das Ergebnis des Tests fälschlicherweise negativ ist. Die Positivkontrolle 18 umfaßt eine Festperoxydverbindung und das Reagens sowie eine geringe Menge eines katalysierenden Agens wie Hämoglobin, die in sämtlichen Fällen bewirkt, daß die Positivkontrolle 18 eine Chromogenreaktion erfährt, aus der sich eine rot-orange gefärbte Verbindung ergibt, wenn das Reagens und die Peroxydverbindung vorhanden sind und richtig funktionieren.
Die Menge des Katalysators in der Positivkontrolle 18 sollte begrenzt sein, so daß der gesamte Katalysator durch das Reagens in der Kontrolle 18 verbraucht wird und nicht zum Testbereich 17 hinüber wandern kann. Falls die Positivkontrolle 18 keine Chromogenreaktion erfährt, sollten die Testergebnisse verworfen werden, da sämtliche Komponenten für ein positives Testergebnis in der Positivkontrolle vorhanden sind.
Die Positivkontrolle 18 bietet auch ein Beispiel für den Vergleich mit dem Testbereich, falls der Testbereich eine Chromogenreaktion erfährt.
Eine Negativkontrolle 19 kann auch vorgesehen werden, sie sollte keine Chromogenreaktion erfahren. Die Negativkontrolle 19 könnte eine Substanz enthalten, die ein gegenüber der im Testbereich 17 befindlichen Substanz ähnliches Aussehen besitzt. Als Substanz in der Negativkontrolle 19 kann die Festperoxydverbindung keine Chromogenreaktion erfahren, es sei denn, die Testeinheit wäre verunreinigt, unsachgemäß hergestellt oder es befände sich ein Interferenzstoff in der Klosettschüssel.
Die Negativkontrolle 19 kann auch als Bezugspunkt für den Testbereich 17 verwendet werden, wenn im Testbereich 17 keine Chromogenreaktion auftritt. Falls die Negativkontrolle und der Testbereich 17 dasselbe Aussehen nach Durchführung des Tests haben, so kann der Patient davon ausgehen, daß der Test negativ war.
Nach den Fig. 1, 2 und 3 kann die Testeinheit positive und negative Kontrollen 18 und 19 zusätzlich zum Testbereich 17 umfassen. Die Testeinheit kann aber auch wie in Fig. 5 den Testbereich 17 sowie die Positivkontrolle 18 umfassen. Nach einer weiteren Ausgestaltungsform gemäß Fig. 6 kann mehr als ein Testbereich 17 auf der Einheit 12 vorgesehen sein, so daß eine Überprüfung des Tests mit nur einer Testeinheit 12 möglich ist.
Die Positiv- und Negativkontrollen 18 bzw. 19 sind demnach zu Vergleichszwecken vorgesehen.
Als Beispiel einer Kombination von Reagens und Festperoxydverbindung kann man gleiche Teile Kaliumgujakolsulfonat (PGS), eines Gujakersatzstoffes, bekannt als 1-Hydroxy-2-methoxybenzol-4 (oder -5)-Sulfonsäure sowie die Monopersulfatkaliumsalzverbindung (MPS) verwenden, die von Du- Pont Co. unter dem Handelsnamen "Oxone" erhältlich ist, und zwei Mol Kaliummonosulfat, ein Mol Kaliumwasserstoffsulfat und ein Mol Kaliumsulfat enthält. Je nach Reinheit und Stärke des PGS kann der annehmbare Mischungsbereich von 1/3 PGS und 2/3 Oxone zu 2/3 PGS und 1/3 Oxone variieren. Sowohl die Peroxydverbindung als auch das Reagens sind in der Industriechemie bekannte Erzeugnisse.
Bei der gemeinsamen Verwendung in einer Testeinheit werden durch die bevorzugte Peroxydverbindung und das Reagens eine gegenüber dem Bekannten vorteilhaftere Ansprechbarkeit und Spezifität erreicht.
PGS hat die chemische Formel C₇H₇KO₅S oder besitzt in ihrer Form als Dikaliumwasserkomplex C₇H₇K₂O₅ S · H₂O folgende chemische Struktur:
Ein wesentlicher Vorteil von PGS besteht darin, daß es in einem breiten Temperaturbereich frei wasserlöslich ist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß PGS keine chemische Substanz ist, die krebsverdächtig ist.
PGS ist ein Chromogen, das eine rot-orange Farbe hervorbringt, wenn es einer geeigneten oxydierenden Substanz ausgesetzt wird. PGS kann gefahrlos verwendet werden, so daß der Patient keine ätzenden Lösungen aus Alkoholperoxyd handhaben muß, wie dies von den bekannten Testverfahren verlangt wurde.
Die bevorzugte Monopersulfatverbindung hat die chemische Formel 2 KHSO₅ · KHSO₄ · K₂SO₄, wobei der Hauptteil den nachstehenden chemischen Aufbau hat:
Oxone ist in Wasser löslich und setzt aktiv Sauerstoff frei.
Oxone ist ein Tripelsalz. Es hat sich erwiesen, daß es bessere Ergebnisse als eine Kombination seiner Dreikomponentensalze zeigt.
Dabei ist Oxone nicht so empfindlich zur Indifikation von Metallverunreinigungen wie die meisten Peroxydverbindungen, während Kobalt-, Nickel-, Kupfer- und Manganionen die Zersetzung von Oxone bei Freisetzung von Sauerstoffgas katalysiert, wobei die Katalyse jedoch nicht mit dem Okkultbluttest in Bereichen interferiert, die normalerweise in Klosettschüsseln anzutreffen sind.
Spezifität
Die Mischung von PGS- und MPS-Pulver in einer Testeinlage weist auch eine günstigere Spezifität beim Test auf Blut in einer Lösung auf. Die vorgeschlagene Mischung nach der Erfindung läuft weniger Gefahr, falsche Positivtests zu zeitigen, weil sie nicht durch Metallionen und anderen Verunreinigungen, die in Klosettschüsseln normalerweise anzutreffen sind, beeinflußt wird.
Die folgende Tabelle stellt eine Analyse der Erfindung von MPS/PGS im Vergleich zu mit Gujak imprägniertem, durch eine Alkoholwasserstoffperoxydlösung aktiviertem Papier dar. Das gujakimprägnierte Papier und das Alkoholwasserstoffperoxydsystem, das gegenwärtig im Gebrauch ist, wird von Helene Laboratories unter dem Markennamen ColoScreen vertrieben. Im Test wurden das MPS/PGS-System und der ColoScreen-Bausatz verschiedenen Lösungen ausgesetzt, zu denen die nachstehend in der linken Spalte aufgeführten Substanzen zu rechnen sind. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle I aufgeführt.
Tabelle I
Sensitivität
Das MGS- und MPS-Pulvergemisch in der Testeinheit zeigt ausgezeichnete Empfindlichkeit gegenüber in sehr geringen Mengen vorhandenem Okkultblut. Hierbei erwies sich die Empfindlichkeit gegenüber den normalerweise in einer Klosettschüssel anzutreffenden Verunreinigungen als verhältnismäßig geringfügig beeinflußbar.
Die Empfindlichkeit gegenüber Hämoglobin wurde mit dem MPS/PGS-System in Lösungen getestet, die unterschiedliche Konzentrationen von FeSO₄ enthielten. Der Zweck des Tests bestand darin, die Wirkung von FeSO₄ auf die durch Hämoglobin katalysierte Chromogenreaktion festzustellen. Die Testergebnisse sind in Tabelle II aufgeführt:
Tabelle II
Somit zeigt der Test an, daß die Sensitivität durch Eisenverbindungen in der Lösung nicht nachteilig beeinflußt wird. Bei einer extremen Konzentration von 400 mg % bis 600 mg %, bei der ein Eisenniederschlag beobachtet werden kann, kann eine Farbänderung in dem die Einlage umgebenden Wasser, jedoch nicht an der Stelle der Reaktion auftreten. Eine derartige Reaktion tritt nach zwei Minuten auf und sollte mit einem positiven Test nicht verwechselt werden. Der Test ist jedoch gegenüber sehr geringen Konzentrationen Hämoglobin (1 mg %) ansprechbar, und dies unbeschadet der in der Probe vorhandenen Eisenmenge.
Dieses Merkmal ist wichtig, weil Eisen häufig in dem Wasser der Klosettschüssel älterer Gebäude oder im Stuhl oder Urin des Patienten anzutreffen ist. Es wurde hierbei festgestellt, daß das MPG/PGS- System bis auf etwa 1×10-2 M Fe+2ion oder 4×10-2 M Fe+3ion in der Lösung keine Farbänderung eintritt.
Wenn Monopersulfonat (MPS) und Kaliumgujakolsulfonat (PGS) in der Testeinheit nach der Erfindung kombiniert werden, liegt die Sensitivität der Chemikalien gegenüber des Blutes in der Lösung gleich hoch wie die der von Friend in der US-PS 4 175 923 beschriebenen Kombination, die die Verwendung von einer stark ätzenden Alkoholperoxydlösung erforderlich macht.
Die Empfindlichkeit des MPS/PGS-Systems wurde mit Lösungen ausgewertet, in denen ein Eisensulfat und unterschiedliche Mengen Hämoglobin enthalten waren, und zwar mit dem Ergebnis, daß sich die Empfindlichkeit als unbeeinflußt herausstellte.

Claims (4)

1. Testeinheit zum Feststellen von Blut in wäßrigen Lösungen mit
  • - einer ersten und einer damit verbundenen zweiten Schicht, die zusammen die Testeinheit bilden,
  • - einem wasserlöslichen Gujakolsulfonat an wenigstens einer Stelle zwischen den beiden Schichten und mit
  • - einem wasserlöslichen Salz, bestehend aus zwei Molen Kaliummonopersulfat, einem Mol Kaliumsulfat und einem Mol Kaliumhydrogensulfat, wobei
  • - diese Monopersulfatverbindung mit dem Gujakolsulfonat gemischt ist.
2. Testeinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Positivkontrolle zwischen der ersten und zweiten Schicht an einer Stelle, die von der Teststelle in Abstand liegt, wobei die Positivkontrolle das wasserlösliche Gujakolsulfonat und das wasserlösliche Salz der Peroxygruppe sowie eine katalytische Substanz zum Oxidieren des Gujakolsulfonates in Gegenwart des Salzes nach Kontaktaufnahme mit der wäßrigen Lösung aufweist.
3. Testeinheit nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Negativkontrolle zwischen der ersten und der zweiten Schicht an einer Stelle, die von der Positivkontrollstelle und der Teststelle in Abstand liegt, wobei die Negativkontrolle eine Festsubstanz enthält, die keine Chromogenreaktion erfahren kann und im Aussehen dem Testbereich ähnlich ist, wenn die Testeinheit in eine Blut enthaltende wäßrige Lösung gegeben wird.
4. Testeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Schicht der Testeinheit eine Farbimprägnierung aufweist, die zur Farbe der Chromogenreaktion einen Kontrast bildet.
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