DE3510992C2 - - Google Patents
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- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
- G01N33/525—Multi-layer analytical elements
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/805—Test papers
Description
Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Analysen
element mit einer eine Oxidase enthaltenden Reagenzschicht
und einer Trägerschicht für die Reagenzschicht.
Eine Analyse mittels Enzymreaktion ist zum Analysieren von
flüssigen Proben geeignet, da diese Reaktion zu einem spezifischen
Nachweis unter milden Bedingungen führt; insbesondere
die Oxidasereaktion findet weitverbreitet Anwendung.
Bei dieser Methode wird ein Probenmaterial
oder sein Reaktionsprodukt durch eine Oxidase oxidiert,
das dabei erzeugte Wasserstoffperoxid wird mit einer
Peroxidase unter Bildung eines farbigen Materials umgesetzt
und das farbige Material wird mittels Kolorimetrie
bestimmt. Andere Nachweismethoden, wie Fluorometrie,
Emissionsspektroskopie und verschiedene Elektroden
stehen ebenfalls zur Verfügung.
Die bekannten Methoden zur kolorimetrischen Analyse
von Wasserstoffperoxid schließen die Methode, bei der
das "Trinder-Reagenz" (Ann, Clin, Biochem., Vol. 6,
S. 24, 1969) verwendet wird, und die Methoden, bei
denen ein oxidierbares Chromogen, wie o-Anisidin,
Benzidin, o-Tolidin und Tetramethylbenzidin verwendet
wird, ein. Bei diesen Methoden wird das durch die Wirkung
einer Oxidase erzeugte Wasserstoffperoxid mit einer
Peroxidase umgesetzt, das Produkt mit Aminoantipyrin
und einem Phenol durch Oxidation gekuppelt, und das
erzeugte Farbmaterial wird bestimmt oder das oxidierbare
Chromogen wird direkt unter Bildung von Farbmaterial
oxidiert. Dieses System hat den Vorteil, daß
das gleiche Nachweismittel für zwei verschiedene Oxidasetypen
verwendet werden kann. Daher ist seine Anwendung
auf verschiedene Analysengegenstände weitgehend
erforscht. Oxidase hauptsächlich für klinische Untersuchungen
schließt ein: Glucose-Oxidase, Urecase,
Cholesterin-Oxidase, Glyco-3-phosphorsäure-Oxidase,
Cholin-Oxidase, Acyl-CoA-Oxidase, Sarcosin-Oxidase,
verschiedene Aminosäureoxidasen, Bilirubin-Oxidase,
Lactose-Oxidase, Brenztraubensäure-Oxidase, Galactose-
Oxidase und Glycerin-Oxidase.
Bisher ist eine eine solche Oxidase, Peroxidase und
Chromogen enthaltende Lösung für die Analyse von Kör
perflüssigkeiten bei der klinischen Untersuchung verwendet
worden.
Andererseits sind Reagenzien der vorstehenden Zusammen
setzung, vollständig gemischt und getrocknet (nachstehend
mit "festes Reagenz" bezeichnet), weitverbreitet verwendet
worden, um den fundamentalen Anforderungen nach einer schnellen
und einfachen Analyse gerecht zu werden.
So ist z. B. in der US-PS 36 30 957 ein Testfilm offen
bart, der von einem Kunststoffilm, auf den ein Nachweissystem
aus einer Dispersion dieser Oxidase und Peroxidase
in einem Polymer aufgebracht ist, gebildet wird.
In der US-PS 39 92 158 ist ein mehrschichtiger Testfilm
beschrieben, bestehend aus einem flüssigkeitsundurchlässigen
und lichtdurchlässigen Substrat, auf dem eine
Reagenzschicht und eine Entwicklerschicht aufgebracht
ist. Als modifizierte Mehrschicht-Testfilme sind offenbart:
in der US-PS 40 66 403 ein Testfilm, dem eine
Barrierenschicht zugefügt ist, in der US-PS 41 44 306
ein Testfilm mit einer Eintragungsschicht und einer
Strahlenblockierschicht und in der US-PS 41 66 093
ein Testfilm mit einer Wanderungsblockierschicht. Die
meisten dieser Ausführungsformen mit festem Reagenz enthalten
Oxidase.
Bei diesen Methoden, bei denen Oxidase verwendet wird,
kann mangelnde Sauerstoffzuführung Meßfehler durch Verminderung
der Färbung verursachen.
Der für die Oxidation erforderliche Sauerstoff in einem
festen Reagenz wird durch gelösten Sauerstoff in dem
Reagenz und gelösten Sauerstoff im Reaktionssystem aus
der Atmosphäre geliefert.
Wie jedoch aus der nachstehend wiedergegebenen theoretischen
Überlegung hervorgeht, kann nur von dem in der Probe gelösten
Sauerstoff keine ausreichende Reaktion erwartet
werden.
Die Löslichkeit von Luft in reinem Wasser ist 0,0167 ml/ml
bei 25°C und 1 atm, wovon 0,0057 ml/ml Sauerstoff sind
(Chemical Handbook compiled by Chemical Society of Japan,
Basic Chapter II, S. 621, 1965, Maruzen). 0,0057 ml/ml-
gelöster Sauerstoff entspricht 25 μmol/dl; da
aber auch andere Substanzen in der Probe gelöst sind,
beträgt die tatsächliche Sauerstoffmenge weniger als 25 μmol/dl.
Bestandteile von normalem Blutserum sind z. B. 360-580 μmol/dl
Glucose, 360-670 μmol/dl Cholesterin, 34-152 μmol/dl
Triglycerid und 12-42 μmol/dl Harnsäure. In abnormen
Fällen liegen diese Werte höher. Da das vorstehend beschriebene
feste Reagenz der Probe im allgemeinen unverdünnt
oder höchstens mehrere Male verdünnt zugegeben
wird, ist es einleuchtend, daß allein der in der Probe
gelöste Sauerstoff das Substrat nicht vollständig oxidieren
kann.
Würde daher nur der gelöste Sauerstoff verwendet werden,
so wäre eine ausreichende Oxidation unmöglich, wenn die
Konzentration über dem normalen Bereich liegt, sogar
bei einer Substanz, die in sehr niedriger Konzentration
im Serum vorliegt, wie z. B. Harnsäure, oder sogar bei an
deren Substanzen, wenn ihre Konzentration in dem normalen
Bereich liegt.
Bei dem vorstehend erwähnten mehrschichtigen Testfilm
befindet sich die Oxidase in der Reagenzschicht zwischen
der Probenentwicklungsschicht und der Trägerschicht,
und der Sauerstoffmangel ist beachtlich.
Die Zeit, die erforderlich ist, um die Menge Sauerstoff,
welche durch Verbrauch gesunken ist, wieder auf den
speziellen Wert zurückzubringen, ist erheblich länger
als die Reaktionszeit, da der aus der Atmosphäre stammende
Sauerstoff nur nach Lösung in der flüssigen Probe
dem festen Reagenz zugeführt wird. Dies ist für die Vereinfachung
und Beschleunigung des Verfahrens äußerst
ungünstig.
Auch der in der US-PS 36 03 957 beschriebene Testfilm,
der nur aus einer Reagenzschicht auf einer Trägerschicht besteht,
hat einen Nachteil; die einzige Reagenzschicht
kann die Wirkung eines direkten Kontaktes ihrer Oberfläche
mit Luft nicht zeigen, da die auf die Reagenzschicht
getropfte Probe eine flüssige Schicht zwischen der
Reagenzschicht und der Luft bildet. Es werden nur der
in dem Reaktionssystem gelöste, vor der Reaktion anwesende
Sauerstoff und eine kleine Menge Sauerstoff, die
von dem Teil, der nicht von der Probe bedeckt wird, absorbiert
wird, für die Oxidationsreaktion verwendet. Selbst
bei einer einzigen Reagenzschicht
wird der von der Oxidase benötigte Sauerstoff daher nicht
vollständig geliefert, was zu ungenauen Analysen führt.
In der JA-OS 57-2 08 997 ist ein Mehrschicht-Testfilm
offenbart, der zur Beseitigung des Nachteils des Sauerstoffdefizits
die Oxidase in der äußersten porösen
Entwicklungsschicht enthält. Wegen der porösen Natur
der Oxidase enthaltenden Schicht, die eine größere
Kontaktfläche für den atmosphärischen Sauerstoff bietet,
ist diese Testfilmart im Vergleich zu dem Analysenelement
mit nur einer Reagenzschicht auf einem Träger von größerer
Wirksamkeit. Aber selbst bei diesem Testfilm ist die Menge Sauerstoff
ungenügend, und es wurde ermittelt, daß das
Problem besonders groß bei einer Probe ist, die eine
hohe Konzentration der zu analysierenden Substanz enthält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Analysenelement
der eingangs angegebenen Art zur Verfügung
zu stellen, das eine besonders hohe Meßgenauigkeit
innerhalb von kürzester Zeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der
Reagenzschicht und der Trägerschicht eine hydrophobe, poröse und
sauerstoffdurchlässige Schicht zur Zuführung von Sauerstoff zur
Reagenzschicht vorgesehen ist.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Schicht wird "von unten her" der
Reagenzschicht zusätzlich Sauerstoff zugeführt, so daß die entsprechende
Analysenreaktion schnell und eindeutig ablaufen kann. Hierbei reicht es
jedoch nicht, daß diese Schicht allein sauerstoffdurchlässig ist.
Vielmehr muß sie auch eine gewisse Porosität aufweisen, um in diesen
Poren Sauerstoff einzulagern, so daß dieser Sauerstoff sofort verfügbar
ist. Die hydrophobe Ausgestaltung dieser Schicht verhindert, daß bei der
Herstellung des Analysenelementes die flüssig aufgetragene
Reagenzschicht und bei der Durchführung der Analyse die zu untersuchende
Probe in die Sauerstoffzuführungsschicht eindringt und so die
Einlagerung von Sauerstoff in den Poren verhindert sowie die
Sauerstoffzirkulation unterbindet. Das erfindungsgemäß ausgebildete
Analysenelement läßt bei der Analyse von Proben mit besonders hoher
Konzentration eine ausreichende Oxidation zu.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines beispielhaften
Analysenelementes nach dem Stand der
Technik;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Aus
führungsform eines Analysenelementes nach der Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines anderen
Beispiels für ein Analysenelement nach dem
Stand der Technik;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer
zweiten Ausführungsform des Analysenelementes
nach der Erfindung;
Fig. 6, 7 und 8 Diagramme, die den zeitlichen Ablauf
der Reaktion bei Verwendung von Ausführungsbeispielen
des Analysenelementes nach der Erfindung
zeigen.
Fig. 1 zeigt eine Analysenelement, wobei 1 die Reagenzschicht
und 2 die Trägerschicht ist. Es wird einfach hergestellt,
indem auf einen Träger ein Gemisch von einem
Reagenz und einem filmbildenden Polymer als Binder aufgebracht
und das Ganze danach getrocknet wird.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Analysenelementes
nach der Erfindung. Es wird hergestellt aus einer in
Fig. 1 gezeigten Trägerschicht, an die ein poröses hydrophobes
Material (Sauerstoffzuführschicht 3) geklebt wird
und auf das eine Reagenz aufgebracht wird, wonach das
Ganze getrocknet wird. Die Reagenzschichten in den
Fig. 1 und 2 enthalten Oxidase, ein Wasserstoffperoxid-
Nachweisreagenz usw.
Wenn die Probe auf diese Analysenelemente aufgetropft
wird, bildet sie auf jedem Gerät einen Tropfen. Bei dem
in Fig. 1 gezeigten gebräuchlichen Analysenelement beginnt
nach ein oder zwei Minuten sich Farbe rund um den
Tropfen zu entwickeln und die Färbung geht langsam zur
Mitte des Tropfenbereiches weiter. Aber am Schluß ist
die Mitte des Tropfenbereiches nicht in der erwarteten
Intensität gefärbt. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Analysenelement
dagegen beginnt eine gleichmäßige Farbentwicklung
im ganzen Tropfenbereich, und schließlich wird die Färbung
in der erwarteten Intensität beendet. Dieser Mangel bei
Fig. 1 ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Menge Sauerstoff,
die in der Probe gelöst ist, für die Oxidation
nicht ausreicht und der Tropfen die Lösung von Sauerstoff
in dem Reaktionssystem stört. Das heißt, in dem
Bereich des Tropfenumfangs in Fig. 1, wo das Reaktionssystem
in direktem Kontakt mit Luft ist, läuft die
Reaktion vollständig ab, während im Mittelbereich die
Reaktion unvollständig bleibt. Bei dem in Fig. 2 gezeigten
Analysenelement läuft die Reaktion infolge der
sauerstoffzuführenden Schicht gleichmäßig ab.
Bei der praktischen Prüfung wird die Probe nach einer
angemessenen Reaktionszeit (1-2 Stunden) entfernt und
der Zustand der Farbentwicklung mit bloßem Auge oder
einem optischen Gerät festgestellt. Das in Fig. 1 gezeigte
Analysenelement gibt ungenaue Ergebnisse, beruhend
auf ungleichmäßiger niedriger Reaktionsgeschwindigkeit, während
das in Fig. 2 gezeigte Analysenelement zufriedenstellende
Ergebnisse liefert.
Fig. 3 zeigt die Grundstruktur des vereinigten Mehrlagen-
Analysenelementes, das in der JA-OS
58-1 22 690 offenbart ist. Es enthält zusammengefaßt
einen lichtreflektierenden Träger; eine Reagenzschicht 7,
die ein Reagenz enthält, welches eine optisch nachweisbare
Änderung durch Reaktion mit der zu bestimmenden
Komponente erzeugt und gelöst wird oder ein Sol
mit dem Lösungsmittel des Probensystems bildet; sowie
eine Nachweisschicht 6, die die empfangene flüssige
Probe zur Reaktionsschicht transportiert und das in
der Reaktionschicht erzeugte oder reduzierte optisch
nachweisbare Material gleichmäßig verteilt.
Fig. 4 zeigt ein Analysenelement, das mit einer Sauerstoffzuführ
schicht 8 zwischen der Reaktionsschicht 7 und dem Substrat
9 der Fig. 3 versehen ist. Das zu einer Einheit
zusammengefügte Mehrschicht-Analysenelement kann zur Bestimmung
von verschiedenen Körperflüssigkeitskomponenten
benutzt werden. Hier wird die Wirkung der sauer
stoffzuführenden Schicht bei Verwendung der Ausführungsformen,
die eine Oxidase und Wasserstoffperoxid-Nachweisreagenz
in der Reagenzschicht enthalten, gezeigt. Wenn
die Probe jeweils auf die Mehrschicht-Analysenelemente,
wie sie in den Fig. 3 und 4 gezeigt sind, getropft wird,
erreicht sie die Reagenzschicht unter einer gewissen
Ausbreitung in der Nachweisschicht, breitet sich seitlich
in der Zwischenfläche zwischen der Nachweisschicht
und der Reagenzschicht aus und löst die Reagenzschicht.
Die Probe, die die Reagenzschicht gelöst hat, wandert
in die Nachweisschicht, und die gemischte Reaktionslösung,
die alle Verbindungen der Reaktionsschicht enthält,
wird in die Nachweisschicht transportiert. In
jedem Fall wurde gleichmäßige Farbentwicklung festgestellt,
aber das Mehrschicht-Analysenelement der Fig. 4
zeigte eine schnellere Reaktion und intensivere Färbung
als das Gerät der Fig. 3. Dieser Unterschied in der
Farbentwicklungsrate ist auf die Tatsache zurückzuführen,
daß das Mehrschicht-Analysengerät der Fig. 3 nur auf
einer Seite (gegenüber dem Substrat) des Reaktionssystems
in Kontakt mit der Luft steht, während das in Fig. 4 gezeigte
Gerät auf beiden Seiten des Reaktionssystems
Kontakt mit der Luft hat, was eine sehr glatte Zuführung
von Luft zu dem Reaktionssystem sichert.
Die sauerstoffzuführende Schicht hat
eine poröse hydrophobe Struktur und ist aus einem Material
hergestellt, das einer hydrophobierenden Behandlung
unterworfen worden ist, z. B. aus Faservlies, Gewebe,
Papier, Metallmaschennetz, Nylonnetz und poröse Keramik.
Wenn das Substrat ebenfalls als Sauerstoffzuführer dient,
ist es aus einem Harz, wie Polyester, Acrylharz, Polyamid,
Polystyrol, Polyurethan, Methacrylharz, Phenolharz,
in poröser Struktur oder aus porösem
hydrophoben Material, wie Zement, Keramik, Glasfilter, geformt.
Die sauerstoffzuführende Schicht kann auch aus einem
hydrophoben Polymeren hergestellt sein, das bei Raumtemperatur
fest ist. Die Herstellung erfolgt in folgender
Weise: Das Polymer wird in einem organischen Lösungsmittel
gelöst und darin wird ein anderes Lösungsmittel
dispergiert, welches in dem organischen Lösungsmittel
unlöslich ist und einen höheren Siedepunkt als dieses
hat, um eine Emulsion zu bilden. Diese Emulsion wird
auf den Träger aufgebracht, und beide Lösungsmittel werden
getrocknet. Beispielhaft für solche hydrophoben
Polymeren sind Celluloseacetat, Ethylcellulose, Poly
vinylbutyral, Polystyrol, Polyurethan, Polyester,
Acrylharze, Polyamid, Phenolharze, Methacrylharze,
Polyvinylacetat, Nitrocellulose und niedere Polymere
von Polyaminosäuren.
Zur weiteren Veranschaulichung der sauerstoffzuführenden
Schicht dienen die folgenden Beispiele:
Zwei Filmtypen wurden hergestellt, ein einfacher weißer
Polyesterfilm einer Dicke von 0,125 mm
und der gleiche weiße Polyesterfilm,
beschichtet mit einem porösen hydrophoben Film
als sauerstoffzuführende Schicht (unter dem WZ "Cellopore"
in den Handel gebracht,
hergestellt aus Polyethylen einer Dicke von 150 μm)
unter Verwendung eines beidseitig beschichteten Bandes.
Darauf wurde eine Überzugslösung der weiter unten ange
gebenen Zusammensetzung in einer Dicke von 0,2 mm aufgetragen
und getrocknet, um eine Reagenzschicht zu bilden,
die Farbe entsprechend der Menge Glucose entwickelt.
Diese Filme wurden in 10 mm×10 mm große Stücke geschnitten,
und 50 μl der Probe von 90 mg/dl (500 μmol/dl)
wäßriger Glucoselösung wurde in die Mitte jedes Stückes
getropft. Die aufgetropfte Probe sickerte z. T. in die
Reagenzschicht ein, aber der größere Teil bildete einen
Tropfen auf der Oberfläche der Reagenzschicht. Bei dem
Stück mit der Reagenzschicht direkt auf dem Polyesterfilm
(nachstehend mit Type A bezeichnet) begann die
Farbentwicklung langsam vom Rande des Tropfenbereiches
aus. Am Schluß der Reaktion war die Mitte auch gefärbt,
aber der Rand war deutlich dunkler als die Mitte. Bei
dem Stück mit der Reagenzschicht auf dem porösen Film
(nachstehend mit Type B bezeichnet) begann die Farbentwicklung
im ganzen Tropfenbereich, und dieser war am
Ende der Reaktion durchgehend gleichmäßig gefärbt. Die
Reaktionsgeschwindigkeit war bei Typ B auch größer.
Zusammensetzung der Überzugslösung für die Reagenzschichtbildung für Type A und Type B | |
Celluloseacetat|8,0 g | |
1,2-Dichlorethan | 70 ml |
Glucose-Oxidase | 200 mg |
Peroxidase | 200 mg |
Polyvinyl-pyrrolidon (K-90) | 150 mg |
4-Aminoantipyrin | 12 mg |
1,7-Dihyroxinaphthalin | 70 mg |
Ethanol | 8,0 ml |
0,1M Phosphorsäure-Pufferlösung (pH 7,5) | 16 ml |
Anstelle der porösen hydrophoben sauerstoffzuführenden
Filmschicht der Type B des Beispiels 1 wurde eine Überzugslösung
der weiter unten angegebenen Zusammensetzung
auf den weißen Polyesterfilm in einer Dicke von 0,2 mm
aufgebracht und zur Bildung einer porösen hydrophoben
Struktur getrocknet. Mit diesem Analysenelement (Type C)
wurde der gleiche Versuch, wie in Beispiel 1 beschrieben,
durchgeführt. Type C gab nahezu die gleiche Einheitlichkeit
der Farbentwicklung wie Type B, jedoch war die Ent
wicklungsgeschwindigkeit etwas kleiner als die der Type B. Im Fall
der Type C wurde festgestellt, daß die gebildete sauer
stoffzuführende Schicht die Eigenschaft einer sauerstoff
zuführenden Schicht hatte, weil sie das vollständige
Durchdringen der Überzugslösung zur Bildung der Reagenzschicht
nicht zuließ.
Zusammensetzung der Überzugslösung zur Bildung der sauerstoffzuführenden Schicht | |
Polyvinylbutyral-Harz (Polymerisationsgrad: 700)|5 g | |
Aceton | 50 ml |
Wasser, gereinigt | 10 ml |
Netzmittel (Tween 20) | 500 mg |
Anstelle des weißen Polyesterfilms für die Type A des
Beispiels 1 wurde eine Keramikplatte, deren Oberfläche
einer Hydrophobierbehandlung unterworfen worden war,
verwendet. Es wurde eine Analysenelement (Typ D) mit einem
Substrat, kombiniert mit einer sauerstoffzuführenden
Schicht, erhalten. Der gleiche Versuch wie in Beispiel 1
unter Verwendung dieses Gerätes Type D ergab eine Gleich
mäßigkeit, Intensität und Farbentwicklungsgeschwindigkeit ähnlich
wie bei Verwendung der Type B.
Um die Wirksamkeit der sauerstoffzuführenden Schicht
zu prüfen, wurde der Reaktionszeitverlauf
bei den in Beispiel 1 hergestellten Analysenelementen Type A
und Type B durch Messung des Reflexionsvermögens
bei 500 nm unter Verwendung eines Reflektormeters (Integrationskugel
220 A Spektrophotometer für Reflexions
vermögensmessung an farbentwickeltem
Serum a und Serum b bekannter Glucosekonzentration bestimmt.
Das Meßverfahren lief folgendermaßen ab:
- 1) Tropfe sowohl Serum a (Glucosekonzentration 82 mg/dl;
456 μmol/dl) sowie Serum b (Glucosekonzentration
320 mg/dl, 1778 μmol/dl) auf die Analysenelemente Type A
und Type B, um die Reaktion zu starten.
Verwende Reaktionszeiten, während welcher sich die Probe auf dem Analysenelement befindet, von 0 bis 4 Min., in Stufen von 30 Sekunden. - 2) Wenn die jeweilige Reaktionszeit erreicht ist, wische überschüssige Probe mit absorbierender Baumwolle ab (nach Entfernen überschüssiger Probe ist die Oxidation nahezu beendet) und messe nach 1 Minute das Reflexionsvermögen, um die Oxidation zu bestimmen.
Der K/S-Wert wird aus dem Reflexionsvermögen nach folgender
Gleichung berechnet:
K/S = (1 - R)²/(2×R)
in der bedeuten: K eine Konstante, S der Verlustkoeffizient
eines bestimmten Reflexionsmediums, und R das Reflexionsvermögen.
Die Änderung des K/S-Wertes mit der Zeit (Zeitverlauf
der Oxidationsreaktion) an Serum a ist in Fig. 5 und
an Serum b in Fig. 6 gezeigt.
Dieses Verhältnis ist eine vereinfachte Kubelka-Munk-
Gleichung (siehe "Reflectance Spectroscopy" von
Gustav Krotum, S. 106-111, Springer-Verlag, 1969);
der K/S-Wert ist linear proportional der Molkonzentration.
Wie aus den Fig. 5 und 6 zu ersehen, verläuft die
Reaktion in einem Analysenelement mit einer sauerstoffzuführenden
Schicht schneller ab und erreicht ihren Endpunkt
in 2 bis 3 Minuten, während in einem Analysenelement
ohne sauerstoffzuführender Schicht die Reaktionsgeschwindigkeit
kleiner und eine schnelle genaue Bestimmung unmöglich
ist.
Es wurden zwei Typen von Filmen präpariert, ein einfacher
weißer Polyesterfilm einer Dicke von 0,125 mm
und ein gleicher weißer Polyesterfilm,
beschichtet mit einer sauerstoffzuführenden Membran
filterschicht
unter Verwendung von Doppelbeschichtungsstreifen.
Darauf wurde eine Triglycerid-
Überzugslösung der weiter unten angegebenen Zusammensetzung
gleichmäßig in einer Dicke von 0,2 mm und einer Breite
von 20 mm aufgebracht und bei 40°C 2 Stunden getrocknet,
um eine Reagenzschicht zu erhalten. Danach wurde die
Oberfläche der Reagenzschicht etwas angefeuchtet und
ein 2 cm breites feines Baumwolltuch
daran mittels Druck geklebt, um eine Nachweisschicht
zu bilden. Diese Filme wurden in Beschichtungsrichtung der
Reagenzschicht in zwei Hälften und dann in
5 mm Breite im rechten Winkel zur Beschichtungsrichtung geschnitten.
So wurden zu einer Einheit zusammengefaßte mehrschichtige
Analysenelemente für die Glycerinbestimmung mit 5 mm×10 mm
Nachweisschicht und Reagenzschicht erhalten, sowie zu
einer Einheit zusammengefaßte mehrschichtige Analysengeräte,
die zusätzlich eine sauerstoffzuführende Schicht
hatten.
Zusammensetzung der Überzugslösung für die Reagenzschichtbildung für Type E und Type F | |
Lipoprotein-Lipase|300 mg | |
Glycerin-Kinase | 50 mg |
Glycero-triphosphat-Oxidase | 100 mg |
Peroxidase | 100 mg |
Adenosintriphosphat | 600 mg |
4-Aminoantipyrin | 350 mg |
Natriumsalz des 3,5-Dimethoxy-N-ethyl-(2-hydroxy-3-sulfopropyl)-anilins | 375 mg |
Magnesiumchlorid | 0,2 mg |
Natriumalginat | 1600 mg |
0,2M Phosphorsäurepufferlösung (pH 8,0) | 100 ml |
Auf das Mehrschicht-Analysenelement, gebildet von einer
Reagenzschicht, die direkt auf den weißen Polyesterfilm
aufgebracht ist (hierin mit Type E bezeichnet), und auf
das Mehrschicht-Analysenelement mit einer Reagenzschicht,
die auf einem Membranfilter gebildet ist (hierin mit
Type F bezeichnet), wurden 10 μl Serum C (Triglycerid-
Konzentration 157 mg/dl, 1768 μmol/dl) getropft. Die dabei
erhaltenen Reaktionskurven sind in Fig. 7 wiedergegeben.
Fig. 7 zeigt, daß die Type F eine größere Reaktionsgeschwindigkeit
besitzt als Type E und beweist eine bemerkenswerte Wirkung
der sauerstoffzuführenden Schicht, durch welche den beiden
Seiten der Reagenzschicht Sauerstoff zur Verfügung gestellt
wird.
Bevorzugte poröse hydrophobe Materialien, die als sauer
stoffzuführende Schicht verwendbar sind, sind hydrophobe
poröse Filme, hydrophobe Faservliese und Gewebe, hydrophobes
Papier, Metallmaschendraht, Polyamidnetze, poröse Harze,
Keramiken, die einer Oberflächen-Hydrophobierbehandlung
unterworfen worden sind, poröses Glas und poröse Metallfolien.
Es ist auch möglich, ein poröses hydrophobes
Material, das an einer Seite hydrophob ist und auf dieser
Seite mit der Reagenzschicht versehen ist, zu verwenden.
Jedes poröse Material ist verwendbar, wenn es für die
Beschichtungslösung zur Bildung der Reagenzschicht nicht
völlig durchlässig ist.
Claims (3)
1. Mehrschichtiges Analysenelement mit eine Oxidase enthaltenden
Reagenzschicht und einer Trägerschicht für die Reagenzschicht, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Reagenzschicht (1, 7) und der
Trägerschicht (2) eine hydrophobe, poröse und sauerstoffdurchlässige
Schicht (3, 8) zur Zuführung von Sauerstoff zur Reagenzschicht (1, 7)
vorgesehen ist.
2. Analysenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
sauerstoffdurchlässige Schicht (3, 8) ein hydrophobiertes Faservlies,
ein hydrophobiertes Gewebe oder ein hydrophobiertes Papier ist.
3. Analysenelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß oberhalb der Reagenzschicht (7) eine Nachweisschicht
(6) vorgesehen ist.
Applications Claiming Priority (1)
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