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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
Analysieren einer bestimmten Komponente einer Flüssigkeit gemäß
dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung
zum Analysieren einer Körperflüssigkeit, insbesondere Blut,
wobei ein streifenähnliches Teststück wenigstens eine
Reagenzschicht trägt, auf der die zu analysierende Flüssigkeit
aufgetragen wird.
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Die Technologie zum Analysieren der Gegenwart, der Menge
oder eines Wechsels einer spezifischen Komponente im Blut
(Plasma, Serum, gesamtes Blut) hat zusammen mit der
schnellen Verbesserung von Reagenzien und Analysevorrichtungen
große Fortschritte gemacht. Durch die Kombination von einer
Einfachbestimmung, wie einer
Glukosekonzentrationsbestimmung, und der Information von mehreren Komponenten wurde die
Diagnose von verschiedenen Krankheiten oder organischen
Funktionsstörungen sowie eine künstliche
Gesundheitsbestimmung ermöglicht, was die Behandlung solcher Krankheiten
unterstützt.
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Zum Beispiel wird durch die Durchführung von Tests auf GOT,
GPT, ALP, LAP, -GTP und BUN im Blut die Diagnose von
Leberfunktionsstörungen
ermöglicht. Um künstlich die Gesundheit
des Patienten in einer ersten Bestimmung festzustellen,
werden der Blutzucker, Kreatinin, Harnsäure, BUN, Cholesterin,
TP, Amylase, LDH und GOT in einem Profiltest analysiert. In
einer Reihenbestimmung gibt es eine Kombinationsanalyse auf
Glukose, BUN, Gesamtcholesterin, Kreatinin, Harnsäure und
auf anorganisches Phosphat für die Diagnose der
Nierenfunktion sowie eine Kombination auf Glukose, Gesamtprotein, BUN,
Gesamtcholesterin und Harnsäure für die Diagnose auf
Diabetis. Andere Bestimmungsgegenstände, als die oben erwähnten,
sind Bilirubin, Albumin, Cholinesterase, Triglycerid, CPK,
Kalzium, HBDB, ACP, Lipase, Serumeisen und Milchsäure.
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Für die Durchführung dieser Analysen als Bettest für
Krankenhauspatienten oder als Realzeittest für externe
Patienten ist ein trockenes System am geeignetsten, welches
einen Testkörper mit einer Reagenzschicht verwendet. Durch
Auflegen eines mit den Reagenzien imprägnierten
Filterpapiers auf ein Substrat oder durch Trocknen der
Reagenzschicht, nachdem diese einem Substrat zugeführt wurde, wird
die Reagenzschicht hergestellt.
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Um die Flüssigkeit zu analysieren, die mehreren
Reagenzschichten, die linear in beabstandeten Intervallen auf einem
streifenförmigen Testkörper vorliegen, zugeführt wird,
offenbart die FR-A-2 361 651 eine kolorimetrische Meßeinheit,
die mehrere Meßvorrichtungen aufweist, welche entsprechend
den Abständen der Reagenzschichten in beabstandeten
Intervallen angeordnet sind, wobei die Meßvorrichtungen ein
lichtemittierendes Element und ein fotoelektrisches Element
aufweisen, um das von einer zugehörigen Reagenzschicht
reflektierte Licht zu empfangen, wobei das Licht durch ein
Lichtübertragungsfaserbündel und einen Farbfilter tritt. Die
von den fotoelektrischen Elementen gelieferten Signale
werden in einem Computer verarbeitet und angezeigt.
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Eine ähnliche Analysevorrichtung ist in der FR-A-2 378 277
offenbart. Dabei werden die Reagenzschichten auf einem
Mehrfach-Teststreifen einer nach dem anderen durch Passieren des
Streifens unterhalb einer Meßvorrichtung analysiert. Ferner
lehrt die US-A-4 592 893 ein Verfahren für die Herstellung
von Analyseteststreifen, die ein Substrat aufweisen, dem das
Testfeldmaterial und ein Stabcode zugeführt werden. Die
japanische Patentzusammenfassung, Vol. 9, Nr. 296 < P-407)
offenbart ein Analysenelement auf einem Gleitrahmen, wobei ein
Informationscode mit einem leitenden Material zugeführt
wird, um einen fehlerhaften Betrieb zu vermeiden.
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Die FR-A-2 361 651 und die US-A-4 592 893 offenbaren
Mehrfach-Teststücke für die Analyse von Urin, wobei die
durchzuführenden Messungen bis zu 10 betragen können.
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Die FR-A-2 361 651 und die US-A-4 592 893 offenbaren
Mehrfach-Teststücke für die Analyse von Urin, wobei die
durchzuführenden Messungen bis zu 10 betragen können.
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Im Gegensatz dazu beträgt die Zahl an zu messenden
Gegenständen im Blut 25 bis 60, wobei diese Bestimmungen nicht
von einem oder zwei Teststreifen vollzogen werden können.
Ferner ist die Herstellung von Mehrfach-Teststreifen für
jeden Gegenstand, der für die Diagnose oder die Beobachtung
einer jeden Krankheit notwendig ist, angesichts der Kosten
oder der Kontrolle in der Praxis nicht möglich.
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Obwohl andererseits verschiedene Typen von
Mehrfach-Teststreifen jeweils beschränkt auf die entsprechenden
Krankheiten hergestellt werden, tritt die unvermeidliche
Notwendigkeit
auf, für die Messung von Gegenständen, weiche in der
Kombination fehlen, so daß ein Anwachsen der Typen an
notwendigen Teststreifen zu beobachten ist. In dem Fall der
Bestimmung eines einzelnen Gegenstandes, führt die Verwendung
eines Mehrfach-Teststreifens zu einer Verschwendung. Dieses
Problem kann dadurch gelöst werden, daß mehrere Einfach-
Teststreifen zusammen gemessen werden, wobei aber jeweils
einzelne Meßvorrichtungen für jedes Stück notwendig sind, so
daß dies angesichts der Kosten, des Ortes, der Behandlung
und angesichts der Wiederholbarkeit der Daten in bezug auf
die unterschiedlichen Vorrichtungen nachteilig ist.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, die oben erwähnten Probleme
zu lösen und hat ferner die Aufgabe, eine
Testdiagnosebehandlung schnell durchzuführen, indem die Bestimmung von
mehreren Gegenständen, wie ein Satz oder ein Profiltest, in
kurzer Zeit praktiziert werden kann. Die Erfindung hat
ferner die Aufgabe, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der
korrekte Meßwerte zu erzielen sind, wobei Fehldiagnosen
gemäß dem Fehler eines Teststückes in der Messung verhindert
werden. Zusätzlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung für die schnelle Durchführung von Einfach-
Messungen von Mehrfach-Proben bereitzustellen.
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Um diese Aufgaben zu lösen, ist die Erfindung durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
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Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung so aufgebaut, daß
sie ein Mehrfach-Test streifen und Einfach-Test streifen in
Ergänzung dazu oder einen Einfachtest eines speziellen
Gegenstandes in der gleichen Vorrichtung messen kann, um
mehrere spezielle Komponenten in einer Blutprobe zu messen.
Daneben kann ein Mehrfach-Teststreifen mit mehreren
Schichten des gleichen Reagenzes benutzt werden, um einen
Test eines speziellen Gegenstandes von Mehrfachproben zu
ermöglichen.
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Photometrische Mittel mit mehreren Meßeinrichtungen, die
jeweils ein Lichtquellenelement und ein Lichtempfangselement
aufweisen, sind linear in beabstandeten Intervallen
angeordnet, wobei ein Mehrfach-Teststreifen den photometrischen
Mitteln von der Seite zugeführt wird, so daß jede
Reagenzschicht des gleichen Teststreifens separat an dem
entsprechenden Lichtempfangselement beobachtet wird.
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Figur 1 zeigt ein Beispiel eines Teststreifens, der in der
Erfindung benutzt wird, wobei Figur 1 (a) einen Einfach-
Teststreifen und Figur 1 (b) einen Mehrfach-Teststreifen
zeigt.
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Figur 2 ist eine Rohzeichnung, die ein Beispiel der
Hauptteile der Erfindung zeigt. Die Figur 3, Figur 4 und die
Figur 5 zeigen Grobzeichnungen von verschiedenen
Vorrichtungen, wobei die Figuren 3 und 4 Drauf sichten und die Figur 5
eine Schrägansicht sind.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist auf die Bestimmung von
mehreren Gegenständen einer Probe gerichtet, wobei
Mehrfach-Teststreifen und Einfach-Teststreifen verwendet werden.
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Durch die Verwendung von Mehrfach-Teststreifen mit mehreren
Reagenzschichten für spezifische Gegenstände werden die
spezifizierten Gegenstände einer Probe analysiert und in
Ergänzung ein anderer oder mehrere andere Gegenstände werden
durch die Verwendung eines Einfach-Teststreifens gemessen.
Alle Gegenstände werden in Kombination und im gleichen Maße
durch die Herstellung eines Mehrfach-Teststreifens nach dem
Verfahren berücksichtigt, wobei für die anderen Gegenstände
ein Einzel-Teststreifen hergestellt wird. Zusätzlich sind
der Meßbetrieb und die Zeiten in bemerkenswerter Weise
verkürzt im Vergleich zu dem Fall, wo alle Gegenstände durch
einen Einfach-Teststreifen analysiert werden.
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Ferner kann die Vorrichtung nach der Erfindung für die
Analyse eines Gegenstandes in mehreren Proben verwendet
werden. Falls beispielsweise der gleiche Gegenstand in sieben
Proben gemessen werden soll, werden sechs Proben durch einen
Mehrfach-Teststreifen (in diesem Fall ein Teststreifen mit
sechs Schichten des gleichen Reagenzes) analysiert, während
die restliche Probe durch einen Einfach-Teststreifen
analysiert wird.
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Ohne die verschwenderische Verwendung eines
Mehrfach-Teststreifens kann so der oben erwähnte Meßbetrieb und die
Zeiten verkürzt werden im Vergleich zu dem Fall, wo alle
Gegenstände durch einen Einfach-Teststreifen analysiert werden.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung wird im folgenden
beschrieben.
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Figur 1 zeigt ein Beispiel eines Teststreifens
der Erfindung.
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Die Figuren
1 (a) und (b) zeigen einen Einfach-Teststreifen 1 bzw.
einen Mehrfach-Teststreifen 2.
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Bei dem Einfach-Teststreifen 1 ist eine Reagenzschicht auf
ein Ende des Streifens 4 befestigt, wobei ein Balkencode auf
der Mitte als Teststreifenrichtmittel angeordnet ist. Die
Bezeichnung 6 für die zu messende Substanz ist nahe einem
Ende angegeben. Der Balkencode besteht beispielsweise aus
Startbits (S1, S2), Datenbits (D1, D2, ... D7) und aus einem
Paritätsbit (P). Der Streifen 4 ist beispielsweise ein
transparentes Kunststoffblatt, das auf 5 mm Breite
zurechtgeschnitten ist.
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Ein Mehrfach-Teststreifen weist dagegen mehrere
Reagenzschichten (sechs in Figur 1 (b)) 3a, 3b .. 3f auf, die für
die Reaktion mit verschiedenen Substanzen mit Reagenzien
imprägniert sind und die in einem bestimmten Abstand von dem
Ende des Streif ens 4 angeordnet sind. Die Namen von mehreren
meßbaren Substanzen oder die Bezeichnung 6 von in
Kombination meßbaren Krankheiten sind nahe der Basis geschrieben.
Als ein Teststreifen-Richtmittel sind die Balkencodes 5a,
5b, ... 5e zwischen die jeweiligen Reagenzschichten 3a, 3b
... 3f gesetzt, wobei in diesem Beispiel nur ein Datenbit an
jede Position aufgrund der Leserichtung gesetzt ist. Die
Balkencodes 5a ... können nur jeweils eine Markierung haben,
wodurch der Typ des Mehrfach-Teststreifens aufgrund der
Markierung zwischen jeder Reagenzschicht bestimmt ist. Da 32
Typen von Teststreifen durch fünf Positionen von
Markierungen diskreminiert werden, kann selbst eine solch einfache
Markierungskennzeichnung in nützlicher Weise verwendet
werden.
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Die Figur 2 zeigt in grober Weise die Hauptteile der
Vorrichtung nach der Erfindung, wobei in voller Länge ein
bewegbarer Teststreifentisch 7, ein befestigter
Probenabschnitt 8 zum Auftragen von Flüssigkeit, der den Abschnitt
des Teststreifentischs 7 an dem oberen Abschnitt des Tisches
abdeckt, ein photometrisches Teil 9 und ein Teststreifen-
Richtteil 10 dargestellt sind.
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Auf dem Testreifentisch 7 sind eine seitliche Nut 11 für die
Anordnung eines Mehrfach-Teststreifens 2 sowie mehrere
(sechs in Figur), längliche Rillen 12 für die Anordnung
eines Einfach-Teststreifens 1 vorgesehen. Die seitliche Nut 11
ist nahe der Mitte des Teststreifentischs 7 parallel zu dem
photometrischen Teil 9 angeordnet. Die länglichen Rillen 12
sind an Positionen vorgesehen, die den Positionen der
Reagenzschichten des Teststreifens 2 entsprechen, welcher auf
der seitlichen Nut 11, vertikal zu 12, angeordnet ist.
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Heizeinrichtungen sind als eine konstante Temperaturzone 13
an der Position der seitlichen Nut 11 und dem Kopf der
länglichen Rille 12, d.h. der Position jedes Wulstes 3, 3a, 3b
... der Teststreifen, vorgesehen. An der Vorderseite der
seitlichen Rille 11 sind ein Standardreflexstück aus einer
weißen, keramischen Platte 14 und mehrere (acht in dem
Beispiel), schwarze Dämpfungszylinder 15 vorgesehen. Diese
können eine schwarze Platte darstellen und für eine Korrektur
der Reflexion sorgen, die als die frühere Reflexion 100 %
und die spätere Reflexion 0 % geleitet wird.
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Das Probenteil 8 zum Auftragen von Flüssigkeit, das
photometrische Teil 9 und das Teststreifen-Richtteil 10 sind alle
zusammen fest an dem oberen Teil des Teststreifentischs 7
befestigt, der die Temperatur der konstanten Temperaturzone
13 aufrechterhalten kann.
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Das Probenteil 8 zum Auftragen von Flüssigkeit ist eine
Platte mit kleinen Augenlöchern 16... an der Position der
Reagenzschicht jedes Teststreifens.
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In dem photometrischen Teil 9 sind an der Seite
Meßeinrichtungen 19 als Kombination von Lichtquellenteilen 17 und
Lichtempfangsteilen 18 angeordnet. Das Lichtquellenteil 17
strahlt Licht (Mehrfachwellenlänge) von der Lichtquelle (in
der Figur weggelassen) auf jede Reagenzschicht, wobei in dem
Beispiel das Ende der Lichtfaser (Lichtführung) oberhalb der
Position der Reagenzschicht angeordnet ist. Das
Lichtempfangsteil 18 empfängt Licht, das von der Reagenzschicht
reflektiert wird, und besteht aus einem Lichtdetektor. Als
Meßeinrichtung 19 können auch eine Integrationsphäre oder
eine andere Vorrichtung verwendet werden.
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Das Teststreifen-Richtmittel 10 liest den Balkencode jedes
Teststreifens, wobei seitlich mehrere (11 in der Figur)
Meßeinrichtungen 20 angeordnet sind, die aus einem
Fotounterbrecher in der Kombination einer Leuchtdiode und eines
Fototransistors bestehen. Die Meßeinrichtungen 20 sind
zahlreicher als die Meßeinrichtungen 19 des photometrischen
Teils 9, da die Positionen des Balkencodes 5, 5a... sich
entsprechend dem Mehrfach-Teststreifen oder dem
Einfach-Teststreifen verschieben. Die Meßeinrichtung 20 kann aus
einer Lichtführung und einem Lichtdetektor bestehen.
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Das Teststreifen-Richtteil 10 kann auch weiter nach vorn als
das Probenteil 8 zum Auftragen von Flüssigkeit angeordnet
werden.
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Das Analyseverfahren einer Blutprobe mit der Vorrichtung
nach der Erfindung wird im folgenden beschrieben.
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Zunächst wird der Mehrfach-Teststreifen 2 in die seitliche
Nut 11 eingeführt (Zustand in Figur 2A). Danach wird der
Teststreifentisch 7 gerade bewegt, um den Teststreifen 2 auf
die Position des Teststreifenbindungs-Richtteils 10
anzuordnen. Die Balkencodes 5a, 5b... 5e werden gelesen, um den Typ
des Teststreifens 2 festzustellen. Der Typ der Messung für
jede Reagenzschicht 3a, .... . 3f (Endpunktverfahren,
Ratenverfahren) und die Zeit von der Reaktion bis zum Meßstart
werden bestimmt auf Basis der in einem Mikrocomputer
(weggelassen in der Figur) gespeicherten Daten. Zu dieser
Zeit wird die Oberfläche jeder Reagenzschicht beobachtet
und, falls die Oberfläche naß ist, wird die Schicht aus der
Messung gelöscht.
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Danach wird der Teststreifentisch 7 zurückgezogen, um die
Teststreifen unter das Probenteil 8 zum Auftragen von
Flüssigkeit zu bringen. Über eine Düse 21 aus einem
Probenbehälter (weggelassen in der Figur) wird die gleiche Probe jeder
Reagenzschicht 3a, ..... zugeführt. Danach wird der Test-
Streifentisch 7 etwas nach vorne geführt und nach einer
spezifizierten Zeit wird die Reflexion jeder Reagenzschicht
bestimmt.
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Vor der Messung wird die Reflexion jeder Meßeinrichtung 19
durch ein Standardreflexionsstück 14 und den schwarzen
Dämpfungszylinder 15 korrigiert. Die erzielten Daten werden
in einem Mikrocomputer und einer Ausgangs-in-Ausgangs
(Output in Output)-Vorrichtung (weggelassen in der Figur)
gespeichert und in Konzentrationswerte oder einen anderen
Meßwert umgesetzt auf Basis der zuvor gespeicherten
Kalibrierungsdaten. Nach Beendigung der Messung wird der
Teststreifen entfernt und ein neuer Mehrfach-Teststreifen 2 wird
hergestellt und ein ähnlicher Test wird vollzogen.
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Falls gemäß dem Zustand eines Patienten die notwendigen
Meßegenstände befriedigend sind, ist die Messung an diesem
Punkt beendet. Im Falle von mehreren Proben, wird der
Teststreifen nach der Beendigung der Messung entfernt und ein
neuer Mehrfach-Teststreifen wird hergestellt, wobei ein
ähnliches Verfahren durchgeführt wird. Im Falle von
Meßgegenständen, die gemäß einem Typ eines Mehrfach-Teststreifens
nicht zufriedenstellend sind, wird ein Einfach-Teststreifen
1 gemäß dem fehlenden Gegenstand (möglich bis zu sechs
Gegenständen in diesem Beispiel) auf der länglichen Rille 12
(der Zustand in Figur 2B) angeordnet. Danach wird in
ähnlicher Weise die Einstellung des Teststreifens, die
Zuführung der Probenflüssigkeit und die Messung selbst
vollzogen. Der Mehrfach-Teststreifen 2 und der
Einfach-Teststreifen 1 können zu gleicher Zeit auf jeder Rille 12, 12...
angeordnet und kontinuierlich gemessen werden.
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Ein Einzel-Teststreifen kann auch zur Bestimmung von Tests
verwendet werden, bei denen ein Gegenstand (möglicherweise
zwei-drei Gegenstände) auf mehreren Proben gemessen wird. Im
Falle von mehreren Proben vereinfacht die Verwendung eines
Mehrfach-Teststreifens mit der gleichen Reagenzschicht 3a,
3b... in bemerkenswerter Weise den Meßbetrieb.
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Bezüglich der Form und der Bewegung des Teststreifentischs 7
sind andere Möglichkeiten gegeben. Zum Beispiel können gemäß
Figur 3 zwei oder mehr seitliche Nuten 11 oder gemäß Figur 4
eine schräge Nut 11 vorgesehen sein. Im ersten Fall können
zur gleichen Zeit mehrere Mehrfach-Teststreifen 2 verwendet
werden, wodurch eine kontinuierliche Behandlung von mehreren
Proben oder eine Messung von mehreren Gegenständen mit
verschiedenen Teststreifen 2 vereinfacht werden. Im zweiten
Fall wird der Teststreifen 2 einfach zugeführt. Die Figur 5
zeigt einen Teststreifentisch 7 des Scheibentyps, der so
konstruiert ist, daß die Zuführung von Teststreifen, die
Einrichtung, die Messung und die Entfernung von mehreren
Gruppen von Sätzen einer seitlichen Nut 11 und einer
länglichen Rille 12 durchgeführt werden können, wodurch eine
mehrfache Probenbehandlung ermöglicht wird.
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Gemäß den oben erwähnten Beispielen werden die länglichen
Rillen 12, die Einfach-Teststreif en aufnehmen, in
Überein-Stimmung mit jeder Reagenzschicht 3a, 3b.. eines Mehrfach-
Teststreifens, der auf der seitlichen Nut 11 angeordnet
ist, angeordnet. Der Abstand zwischen jeder Längsrille 12
kann unabhängig von der Neigung jeder Reagenzschicht 3a,
3b... sein, wobei jede Zahl von Längsrillen vorgesehen sein
kann. In diesem Fall sind das photometrische Teil 9, jede
Meßeinrichtung 19, 20 von dem Teststreifen-Richtteil 10 und
die Augenlöcher 16 des Probenteils 8 zum Auftragen von
Flüssigkeit gemäß der Zahl einer Reagenzschicht jedes
Teststreifens 1, 2 vorgesehen. Wenn jede Längsrille 12 zur Seite
verschoben wird, um mit der Position des Balkencodes des
Mehrfach-Teststreifens 2 übereinzustimmen, erfüllen 11 der
Meßeinrichtung 19 und die Augenlöcher 16 und 6 der
Meßeinrichtung 20 diesen Zweck.
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Als ein Mittel für die Ausrichtung jedes Teststreifens kann
anstelle des Balkencodes eine Farbanzeige, eine Augenöffnung
oder eine Kerbe vorgesehen sein, wobei entsprechende
Detektionsmittel verwendet werden, oder transmittiertes Licht
oder Fluoreszenz kann für die Beobachtung der Reagenzschicht
anstelle von reflektiertem Licht verwendet werden.
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Wie oben erwähnt, stellt die Erfindung eine Vorrichtung
bereit, mit der beide Typen eines Einfach- und
Mehrfach-Teststreifens gemessen werden können. Bezüglich des
photometrischen Teils, bei dem mehrere Lichtempfangsteile seitlich
in einem spezifischen Abstand angeordnet sind, wird, im
Falle eines Mehrfach-Teststreifens, jede Reagenzschicht, der
die Probe des gleichen Teststreifens zugeführt wurde,
seitwärts dem entsprechenden Lichtempfangsteil zugeführt. Im
Falle eines Einfach-Teststreifens wird die Reagenzschicht,
der die Probe jedes Teststreifens zugeführt wird, der Länge
nach zu dem entsprechenden Lichtempfangsteil zugeführt.
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Demgemäß wird, im Falle eines Mehrfach-Gegenstandstests, wie
ein Testset auf verschiedene Krankheiten oder ein Prof iltest
bei einem neuen Patienten, der Test fertig und schnell ohne
das Problem einer falschen Diagnose aufgrund des Fehlers des
Teststreifens durchgeführt, wodurch eine neue Untersuchung
des Patienten vermieden wird und die medizinischen Kosten
abnehmen. Auch bei einer Einzel-Gegenstandsmessung unter
Verwendung eines Mehrfach-Teststreifens mit mehreren Kissen
des gleichen Typs werden die mehrf achen Proben schnell
behandelt.