DE3924451A1

DE3924451A1 - Multilayered element for clinical analysis of specific ion concn. - contg., in hydrophobic carrier particles, ionophor, indicator and anionic surfactant

Info

Publication number: DE3924451A1
Application number: DE19893924451
Authority: DE
Inventors: Takeshi Yamamoto; Hiroshi Iwadate; Seiji Hidaka; Takashi Ishihara
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1988-07-25
Filing date: 1989-07-24
Publication date: 1990-02-01
Also published as: JPH02124467A

Abstract

Multilayered unalytical element comprises a carrier layer on which are deposited, in order (1) a reagent layer contg. a hydrophilic binder (I) or (2) a porous spreading layer. The reagent layer contains fine particles of a hydrophobic carrier (II) which contains (a) an ionophor (III), able to form a complex with an ion; (b) an indicator (N) giving a detectable signal by interaction with the (III)-ion complex and (c) at least one anionic surfactant (V). (II) is an organic solvent of high or low b.pt. and (v) which is present at 0.05-5 (esp. 0.1-1)g/sq,m has a counterion different from the ion being analysed. USE/ADVANTAGE - The element is used in clinical diagnosis for qualitative and quantitative colorimetric measurement of ions in biolgical fluids. They have better accuracy, reproducibility and storage stability.

Description

Diese Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Analyse-Element zum Messen von Ionen, insbesondere Ionen in einer wäßrigen Lösung; sie betrifft ferner ein derartiges Element, das sich besonders zur klinischen Diagnose, bei welcher Ionen in Komponenten von biologischen Fluiden, wie Blut (Vollblut, Plasma, Serum), Urin usw., qualitativ und quantitativ analysiert werden, eignet.This invention relates to a multilayer analysis element for measuring ions, in particular ions in an aqueous one Solution; it further relates to such an element which is especially for clinical diagnosis, in which ions in components of biological fluids, such as blood (whole blood, plasma, Serum), urine etc., analyzed qualitatively and quantitatively be suitable.

Bisher wurden Ionen in wäßriger Lösung, insbesondere Elektrolyte im Blut usw., nach der Flammenphotometrie, der Elektrotitration und der mittels ionenselektiver Elektroden arbeitenden Methode gemessen. Bei der Flammenphotometrie und Elektrotitration sind die Instrumenteneinstellung und die Nachbehandlung nach der Messung mühsam, weshalb sie für eine ständige und sofortige Untersuchung ungeeignet sind; dagegen unterliegt die Ionenelektroden-Methode einem Abbau durch wiederholte Verwendung der ionenselektiven Membran, und der Verdünnungsfehler wird größer, wenn die Testprobe nach der Verdünnung gemessen wird. Somit zeigten alle Meßverfahren Probleme bei der Sofort-Untersuchung. Im Gegensatz dazu bedient sich der in der nicht-geprüften JP-Patentveröffentlichung 1 42 584/1977 beschriebene mehrschichtige Film unter Verwendung einer ionenselektiven Membran ionenselektiver Einweg-Trockenelektroden, so daß keine Gefahr eines Abbaus durch wiederholte Verwendung der ionenselektiven Membran besteht. Obgleich der Elektrodenfilm eine verbesserte Empfindlichkeit und Einfachheit der Messung aufweist, ist er wegen einer Potentialschwankung während der Messung, seiner Gestaltung und seiner Produktion komplex und erfordert eine strenge Planung der Produktion, die somit schwierig und kostspielig ist. Bei der klinischen chemischen Untersuchung werden außerdem Ionen, wie K⁺ und Na⁺, im Serum und Plasma zusammen mit gleichzeitig vorliegenden Proteinen, Sacchariden, Lipiden und Enzymen gemessen und aus den Gesamtdaten derselben diagnostiziert. Zur quantitativen Analyse anderer Komponenten als Ionen werden jedoch die Kolorimetrie und ein Spektrophotometer verwendet; bei der Quantifizierung von Ionen mittels der obigen, ionenselektiven Trocken-Elektrode ist aber aufgrund des unterschiedlichen Meßprinzips eine andere Meßvorrichtung zur ausschließlichen Verwendung erforderlich, was zu noch höheren Kosten führen kann.So far, ions have been in aqueous solution, especially electrolytes in the blood, etc., after flame photometry, electro-titration and the method using ion-selective electrodes measured. In flame photometry and electro titration are the Instrument setting and post-treatment after Measuring laborious, which is why they are for a constant and immediate Investigation are inappropriate; In contrast, the ion-electrode method is subject a reduction by repeated use of the ion-selective membrane, and the dilution error becomes greater when the test sample is measured after dilution becomes. Thus, all measuring methods showed problems in the Immediate investigation. In contrast, the in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1 42 584/1977 described multilayer film using a ion-selective membrane of ion-selective disposable dry electrodes, so that there is no risk of degradation by repeated Use of the ion-selective membrane is. Although the electrode film has improved sensitivity and simplicity of measurement, it is because of a Potential fluctuation during the measurement, its design and its production complex and requires a rigorous Planning the production, which is thus difficult and costly is. At the clinical chemical examination will be In addition, ions, such as K⁺ and Na⁺, in the serum and plasma together with simultaneously present proteins, saccharides, lipids and enzymes and from the overall data of the same diagnosed. For the quantitative analysis of other components however, colorants are colorimetry and a spectrophotometer used; in the quantification of ions by the above ion-selective dry electrode but due to the different measuring principle another Measuring device required for exclusive use, which can lead to even higher costs.

Die nicht-geprüften JP-Patentveröffentlichungen 2 11 864/1984, 2 12 456/1984 und 2 31 452/1984 lehren ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung von Ionen in einer wäßrigen Lösung durch kolorimetrische Analyse mittels eines Testelementes, das eine wäßrige Schichtträgermatrix einschließlich feiner Kügelchen eines hydrophoben Trägers, der einen Ionophor enthält, welcher mit Ionen einen Komplex bilden kann, und eine Anzeige-Substanz umfaßt, die ein feststellbares Ansprechen, z. B. eine Veränderung der auftretenden Farbe oder Fluoreszenz, durch wechselseitige Reaktion mit dem Komplex des Ionophors und Ionen hervorrufen kann.Unexamined Japanese Patent Publication 2 11 864/1984, 2 12 456/1984 and 2 31 452/1984 teach a method for quantitative Determination of ions in an aqueous solution Colorimetric analysis by means of a test element, the an aqueous support matrix including fine Beads of a hydrophobic support containing an ionophore, which can form a complex with ions, and a Display substance having a detectable response, z. B. a change in the color or fluorescence, by mutual reaction with the complex of Ionophors and ions can cause.

Bei diesem Verfahren können Ionen im Serum und Plasma kolorimetrisch in der gleichen Meßvorrichtung ähnlich wie andere Komponenten quantifiziert werden, die meisten der obigen Ionophoren und Anzeige-Substanzen zeigen jedoch eine geringe Löslichkeit im obigen hydrophoben Träger. Daher ist mit dem obigen Testelement die Erzielung einer gleichmäßigen Zusammensetzung schwierig, und die Quantifizierung von Ionen mittels dieses Testelementes ergibt Probleme bei der Reproduzierbarkeit und Lagerfähigkeit.In this method, ions in serum and plasma can be colorimetric in the same measuring device similar to others Components are quantified, most of the above However, ionophores and indicating substances show little Solubility in the above hydrophobic carrier. Therefore, with the above test element to achieve a uniform composition difficult, and the quantification of ions by means of This test element gives problems in reproducibility and shelf life.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines mehrschichtigen Analyse-Elementes zum Messen spezieller Ionen in einer Fluidprobe, mit welchem man eine quantitative Analyse durch Kolorimetrie durchführen kann und das von verbesserter Genauigkeit, Reproduzierbarkeit und Lagerfähigkeit ist. The subject of the present invention is the provision a multilayer analysis element for measuring special Ions in a fluid sample, with which a quantitative Can perform analysis by colorimetry and that of improved accuracy, reproducibility and storability is.

Das erfindungsgemäße mehrschichtige Analyse-Element umfaßt einen Schichtträger, eine ein hydrophiles Bindemittel enthaltende Reagenzschicht und eine poröse Ausbreitschicht, die nacheinander auf den Schichtträger aufgebracht sind, wobei die Reagenzschicht feine Teilchen eines hydrophoben Trägers enthält, derThe multilayer analytical element of the invention comprises a substrate, a hydrophilic binder containing reagent layer and a porous spreading layer, which are successively applied to the substrate, wherein the reagent layer is a hydrophobic fine particle Contains carrier, the

(a) an ionophore that complexes with an ion can form
(b) a display substance that interacts with the Complex of ionophore and ion displaying a detectable Response responds, and
(c) at least one anionic surfactant medium

enthält.contains.

Die Art des erfindungsgemäßen Schichtträgers ist nicht kritisch, vorausgesetzt, er ist lichtdurchlässig und flüssigkeitsundurchlässig; so sind z. B. verschiedene polymere Materialien, wie Celluloseacetat, Polyethylenterephthalat, Polycarbonate oder Polystyrol für diesen Zweck geeignet. Außer den obigen polymeren Materialien sind auch anorganische Materialien, wie Glas, in ähnlicher Weise verwendbar. Der erfindungsgemäße Schichtträger kann jede gewünschte Dicke, vorzugsweise jedoch 50 bis 250 µm, haben. Weiter kann eine Oberfläche auf der Betrachtungsseite des erfindungsgemäßen Schichtträgers nach Wunsch in Abhängigkeit vom beabsichtigten Zweck bearbeitet sein. In manchen Fällen kann auf der Schichtträgeroberfläche auf der Seite, auf welcher die Reagenzschicht aufgebracht werden soll, eine lichtdurchlässige Haftschicht verwendet werden, um das Klebevermögen der Reagenzschicht mit dem Schichtträger zu verbessern.The type of the substrate according to the invention is not critical, provided he is translucent and impermeable to liquids; so are z. B. different polymeric materials, such as cellulose acetate, polyethylene terephthalate, Polycarbonates or polystyrene for this purpose suitable. Besides the above polymeric materials are also inorganic materials, such as glass, in a similar manner usable. The substrate according to the invention can be any desired thickness, but preferably 50 to 250 microns have. Next, a surface on the viewing side of the according to the invention as desired in dependence be processed by the intended purpose. In some cases can on the substrate surface on the side, on which the reagent layer is to be applied, a Translucent adhesive layer used to make the Adhesive ability of the reagent layer with the support to improve.

Das erfindungsgemäße hydrophile Bindemittel ist fähig, Wasser binden oder absorbieren; es kann gequollen werden oder mit Wasser ein reversibles Gel oder ein Gel bilden, durch welches Wasser hindurchgelangen kann. Gelatine ist besonders vorteilhaft, es können jedoch auch andere hydrophile Kolloide verwendet werden.The hydrophilic binder of the invention is capable of Bind or absorb water; it can be swollen or form a reversible gel or gel with water, through which water can pass. Gelatin is particularly advantageous, but it can also be other hydrophilic Colloids are used.

Beispielsweise können Proteine, z. B. Gelatinederivate, Pfropfpolymere von Gelatine mit anderen Polymeren, Albumin, Kasein usw.; Cellulosederivate, wie Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Cellulosesulfate usw.; Saccharidderivate, wie Natriumalginat, Stärkederivate usw.; verschiedene synthetische hydrophile polymere Substanzen, wie Homo- oder Copolymere, z. B. Polyvinylalkohol, Polyvinylalkohol-Teilacetal, Poly-N-vinylpyrrolidon, Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Polyacrylamid, Polyvinylimidazol, Polyvinylpyrrazol usw., verwendet werden.For example, proteins, e.g. B. gelatin derivatives, Graft polymers of gelatin with other polymers, albumin, Casein, etc .; Cellulose derivatives, such as hydroxyethyl cellulose, Carboxymethyl cellulose, cellulose sulfates, etc .; saccharide such as sodium alginate, starch derivatives, etc .; various synthetic hydrophilic polymeric substances, such as homo- or copolymers, e.g. Polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol partial acetal, Poly-N-vinylpyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, Polyacrylamide, polyvinylimidazole, polyvinylpyrrazole etc., to be used.

Als Gelatine können außer kalk-behandelter Gelatine säurebehandelte oder enzym-behandelte Gelatine, wie in Bull. Soc. Sci. Phot. Japan, Nr. 16, Seite 30 (1966) beschrieben, sowie ein Hydrolysat oder ein mit Enzym abgebautes Produkt von Gelatine verwendet werden. Geeignete Gelatinederivate erhält man z. B. durch Umsetzung verschiedener Verbindungen, wie Säurehalogenide, Säureanhydride, Isocyanate, Bromessigsäure, Alkansulfone, Vinylsulfonamide, Maleinimidverbindungen, Polyalkylenoxide, Epoxyverbindungen usw., mit Gelatine.As the gelatin acid treated except lime-treated gelatin or enzyme-treated gelatin as described in Bull. Soc. Sci. Phot. Japan, No. 16, page 30 (1966), as well as a hydrolyzate or an enzyme degraded product of Gelatin can be used. Suitable gelatin derivatives are obtained one z. B. by reacting various compounds, such as Acid halides, acid anhydrides, isocyanates, bromoacetic acid, Alkanesulfones, vinylsulfonamides, maleimide compounds, Polyalkylene oxides, epoxy compounds, etc., with gelatin.

Die erfindungsgemäße Reagenzschicht kann eine Dispersion eines wasserunlöslichen oder schwer löslichen synthetischen Polymers zur Verbesserung der Dimensionsstabilität enthalten. Verwendbar sind z. B. Polymere, wie Alkyl(meth)acrylate, Alkoxyalkyl(meth)acrylate, Glycidyl(meth)acrylate, (Meth)Acrylamide, Vinylester (z. B. Vinylacetat), Acrylnitril, Olefine, Styrol usw., allein oder in Kombination, oder eine Kombination derselben mit Acrylsäure, Methacrylsäure, α, β-ungesättigten Dicarbonsäuren, Maleinsäureanhydrid, Hydroxyalkyl(meth)acrylaten, Sulfoalkyl(meth)acrylaten, Styrolsulfonsäure usw. als monomere Komponente. The reagent layer of the present invention may contain a dispersion of a water-insoluble or sparingly soluble synthetic polymer for improving dimensional stability. Suitable for. Polymers, such as alkyl (meth) acrylates, alkoxyalkyl (meth) acrylates, glycidyl (meth) acrylates, (meth) acrylamides, vinyl esters (eg, vinyl acetate), acrylonitrile, olefins, styrene, etc., alone or in combination, or a combination thereof with acrylic acid, methacrylic acid, α, β- unsaturated dicarboxylic acids, maleic anhydride, hydroxyalkyl (meth) acrylates, sulfoalkyl (meth) acrylates, styrenesulfonic acid, etc. as a monomer component.

In dem das obige hydrophile Kolloid enthaltenden Reagenz kann auch ein anorganisches oder organisches Filmhärtungsmittel enthalten sein. Als Beispiele können genannt werden: Chromsalze, Aldehyde (Formaldehyd, Glyoxal, Glutaraldehyd usw.), N-Methylol-Verbindungen (Dimethylolharnstoff usw.). Bevorzugt werden aktive Halogenverbindungen (2,4-Dichlor-6-hydroxy-1,3,5-triazin usw.) und aktive Vinylverbindungen [1,3-Bis(vinylsulfonyl)-2-propanol, 1,2-Bis(vinylsulfonyl)acetoamidethan, 1,2-Bis(vinylsulfonyl)ethan oder Vinylpolymere mit einer Vinylsulfonylgruppe als Seitenkette], da sie ein hydrophiles Kolloid, wie Gelatine, schnell härten können. Auch N-Carbamoylpyridiniumsalze oder Halogenamidiniumsalze zeichnen sich durch eine schnelle Härtungsgeschwindigkeit aus.In the above hydrophilic colloid-containing reagent may also be an inorganic or organic film hardening agent be included. As examples can be mentioned: Chromium salts, aldehydes (formaldehyde, glyoxal, glutaraldehyde etc.), N-methylol compounds (dimethylolurea, etc.). Preference is given to active halogen compounds (2,4-dichloro-6-hydroxy-1,3,5-triazine etc.) and active vinyl compounds [1,3-bis (vinylsulfonyl) -2-propanol, 1,2-bis (vinylsulfonyl) acetoamidoethane, 1,2-bis (vinylsulfonyl) ethane or vinyl polymers with a vinylsulfonyl group as side chain], since they quickly harden a hydrophilic colloid, such as gelatin can. Also N-carbamoylpyridinium salts or haloamidinium salts are characterized by a fast curing speed out.

Der erfindungsgemäße Ionophor umfaßt Moleküle, die mit einem speziellen Ion selektiv einen Komplex bilden können, indem andere Ionen im wesentlichen ausgeschlossen werden. So verbindet sich z. B. das cyclische Polypeptid Valinomycin selektiv mit Kaliumionen in einer Lösung unter Bildung eines kationischen Komplexes. Ebenfalls geeignet sind Kronen-Ether, Kryptanden und Botanden.The ionophore according to the invention comprises molecules which are combined with a special ion can selectively form a complex by other ions are essentially excluded. So connects z. B. the cyclic polypeptide valinomycin selectively with potassium ions in a solution to form a cationic complex. Also suitable are crown ethers, Cryptands and messengers.

Koronanden sind monocyclische Verbindungen, die Donatoratome enthalten, welche elektronenreich sind oder Elektronenmangel aufweisen, und entsprechend ihrer besonderen Struktur können sie Komplexe mit speziellen Kationen und Anionen bilden. Koronanden umfassen Kronen-Ether, deren monocyclische Kette Sauerstoff als Donatoratom enthält.Coronians are monocyclic compounds, the donor atoms which are electron-rich or lack electrons and according to their particular structure they form complexes with special cations and anions. Coronians include crown ethers, their monocyclic chain Contains oxygen as donor atom.

Weitere Koronanden sind Verbindungen, die elektronenreiche Atome, wie Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff, in Kombination enthalten. Besondere Koronanden können wegen ihrer speziellen Größe und ihrer geometrischen Eigenschaften zur Bildung von Komplexen verwendet werden. Bei dieser Komplexbildung wird das elektronenreiche Atom, wie Sauerstoff, in Kronen-Ether zum Proton mit Elektronenmangel hin orientiert. Other coronands are compounds that are electron-rich Atoms, such as oxygen, sulfur and nitrogen, in combination contain. Special coronands can because of their special size and its geometric characteristics Formation of complexes can be used. In this complex formation becomes the electron-rich atom, like oxygen, in Crown ethers oriented towards the proton with electron deficiency.

Das Kohlenstoffatom-Segment in der Atomkette wird gleichzeitig aus dem Ion nach außen gedrängt. Der so erhaltene Komplex hat Ladungen in seinem Zentrum, ist jedoch im peripheren Teil hydrophob.The carbon atom segment in the atomic chain becomes simultaneously pushed outward from the ion. The thus obtained Complex has charges in its center, but is peripheral Part hydrophobic.

Kryptanden sind polycyclische Analoge der Koronanden. Somit umfassen sie bicyclische und tricyclische Multidentat-Verbindungen. In Kryptanden befindet sich die cyclische Anordnung des Donatoratoms dreidimensional im Raum, im Gegensatz zur im wesentlichen ebenen Anordnung der Koronanden. Kryptanden können Ionen tatsächlich in dreidimensionaler Weise einschließen, und daher können sie Ionen bei der Bildung eines Komplexes stark binden.Cryptands are polycyclic analogs of the coronands. Thus include bicyclic and tricyclic multidentate compounds. In cryptands is the cyclic arrangement of the donor atom three-dimensional in space, in contrast to the substantially planar arrangement of the coronand. Cryptands can actually be ions in three-dimensional Include manner, and therefore they can be ions in the Strongly bind formation of a complex.

Ähnlich wie im Fall der Koronanden kann das Donatoratom z. B. Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff sein.Similar to the case of the coronands, the donor atom can be z. B. Be oxygen, sulfur and nitrogen.

Botanden sind lineare Ketten einschließlich einer regelmäßigen Folge von Atomen, wie Sauerstoff; sie unterscheiden sich nicht sehr von Koronanden und Kryptanden, sind jedoch fähig, durch Binden mit positiv geladenen Ionen einen Komplex zu bilden. Der Hauptunterschied in der Struktur zwischen Botanden und den beiden anderen Ionophoren beruht in ihren Ringöffnungseigenschaften. Entsprechend werden Botanden in Mono-, Di-, Tribotanden usw. eingestellt. Monobotanden sind einzelne organische, Donatoratome enthaltende Ketten, Dibotanden sind zwei derartige Ketten, die durch das zentrale Atom oder die Gruppe von Atomen verbunden sind, wobei die räumliche Orientierung schwankend sein kann, und Tribotanden sind drei derartige Atomketten.Botands are linear chains including a regular one Sequence of atoms, such as oxygen; they differ are not very much of coronand and cryptand, however capable of complexing by binding with positively charged ions to build. The main difference in the structure between Botands and the other two ionophores are based in their ring opening characteristics. Accordingly, messengers become set in mono-, di-, tribotands, etc. Monobotanden are individual organic, donor atom-containing chains, Dibotands are two such chains that pass through the central Atom or the group of atoms are connected, where the spatial orientation can be unsteady, and Tribotands are three such atomic chains.

Erfindungsgemäß geeignet sind z. B. die folgenden Ionophoren:According to the invention are suitable for. For example, the following ionophores:

Ionophorionophore Kationcation Valinomycinvalinomycin K⁺K + Nonactinnonactin Na⁺Na + 4,7,13,16,21-Pentaoxa-1,10-diazabicyclo[8.8.5]tricosan (Kryptofix 221)4,7,13,16,21-penta-aza-1,10-diazabicyclo [8.8.5] tricosan (Kryptofix 221) Na⁺Na + 4,7,13,16,21,24-Hexaoxa-1,10-diazabicyclo-[8.8.8]hexacosan (Kryptofix 222)4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo [8.8.8] hexacosan (Kryptofix 222) K⁺K + 4,7,13,18-Tetraoxa-1,10-diazabicyclo-[8.5.8]eicosan (Kryptofix 211)4,7,13,18-tetraoxa-1,10-diazabicyclo [8.5.8] eicosan (Kryptofix 211) K⁺K + 12-Kronen-4-ether12-crown-4-ether Li⁺Li + 15-Kronen-5-ether15-crown-5 ether Na⁺, K⁺Na⁺, K⁺ 18-Kronen-6-ether18-crown-6-ether K⁺K + Dibenzo-18-kronen-6-etherDibenzo-18-crown-6-ether K⁺K + Dicyclohexano-18-kronen-6-etherDicyclohexano-18-crown-6-ether K⁺K + 2,3-Naphthol-1,4,7,10,13-pentaoxycyclopentadeca-2-en2,3-naphthol-1,4,7,10,13-pentaoxycyclopentadeca-2-ene K⁺K +

(Kryptofix ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma E. Merck, Darmstadt.)(Kryptofix is a registered trademark of the company E. Merck, Darmstadt.)

Der Ionophor sollte im Analyse-Element vorzugsweise in einer Menge von 5,0 × 10^-2 bis 2,0 × 10² mM/m² enthalten sein.The ionophore should preferably be contained in the analysis element in an amount of 5.0 × 10 ^-2 to 2.0 × 10 12 mM / m².

Die erfindungsgemäße Anzeige-Substanz zeigt ein feststellbares Ansprechen als Folge des Vorliegens des Ziel-Ions in der Testlösung sowie aufgrund der wechselseitigen Reaktion mit dem Ionophor/Ionen-Komplex.The display substance according to the invention shows a detectable Response as a consequence of the presence of the target ion in the test solution as well as the mutual reaction with the ionophore / ion complex.

Wenn die gegenüberliegende Kette der Anzeige-Substanz mit dem Komplex aus einer Verbindung, z. B. farbbildenden reaktionsfähigen Ionen, induziert wird, kann die Substanz in ihrer Zusammensetzung über einen weiten Bereich bis zu einer Mischung der entgegengesetzten Art variieren, was ein nachweisbares Produkt liefert. Wenn daher kein Ziel-Ion vorliegt, bleibt die Anzeige-Substanz unverändert, und kein feststellbares Ansprechen wird sichtbar.If the opposite chain of the display substance with the complex of a compound, e.g. B. color-forming reactive Ions, the substance can be induced in their composition over a wide range up to one Mixture of the opposite kind vary, which is a detectable Product supplies. Therefore, if there is no target ion, the display substance remains unchanged, and no detectable response becomes visible.

Wenn die Anzeige-Substanz eine Einzelverbindung ist, kann sie ein Salz oder eine dissoziierbare Verbindung enthalten; diese bilden nach dem Dissoziieren eine gefärbte Ionenart. In Abhängigkeit von der Ladung des zu analysierenden Ions wird die ionische Anzeige-Substanz so gewählt, daß das gefärbte Ion die entgegengesetzte Ladung wie das zu analysierende Ziel-Ion hat.If the display substance is a single connection, can they contain a salt or a dissociable compound; these form a colored ionic species after dissociation. Depending on the charge of the ion to be analyzed For example, the ionic indicating substance is chosen such that the colored ion the opposite charge as that too has analyzing target ion.

Als Anzeige-Substanz kann auch eine dissoziierbare Verbindung verwendet werden, bei welcher das Ion, das dem zu analysierenden Ziel-Ion entgegengesetzt ist, fluoresziert. Derartige Anzeige-Substanzen mit chromogener und fluoreszierender Gruppe sind z. B. 2,6-Dichlorindophenol, Fluorescein und seine Derivate, 8-Anilino-1-naphthalinsulfonsäure, 7-Amino-4-trifluormethylkumarin, Erythrocin B, Orange IV, Floxin B und Iosin Y.As a display substance may also be a dissociable compound be used, in which the ion, that to be analyzed Target ion is opposite, fluoresces. such Display substances with chromogenic and fluorescent Group are z. As 2,6-dichloroindophenol, fluorescein and its derivatives, 8-anilino-1-naphthalenesulfonic acid, 7-amino-4-trifluoromethylcoumarin, Erythrocin B, Orange IV, Floxin B and Iosin Y.

Ferner können Jodidionen, Stärke und Oxidationsmittel verwendet werden.Furthermore, iodide ions, starch and oxidizing agents be used.

Als bevorzugte Anzeige-Substanz können Verbindungen der folgenden Formeln (I) und (II) verwendet werden.
Formel (I)As a preferable display substance, compounds of the following formulas (I) and (II) can be used.
Formula (I)

(worin X ein Halogen oder Pseudo-Halogen ist, R jeweils gleich oder verschieden sein kann und einen Substituenten in der 2-, 3-, 5- und/oder 6-Stellung, ausgewählt aus Niederalkylgruppen, mittleren Alkylgruppen, Arylgruppen, einem in der 2,3-Stellung ankondensierten Ring und einem in der 5,6-Stellung ankondensierten Ring, bedeutet, und n = 0 bis 4 ist);
Formel (II)(wherein X is a halogen or pseudo-halogen, each R may be the same or different and has a substituent in the 2-, 3-, 5- and / or 6-position selected from lower alkyl groups, middle alkyl groups, aryl groups, one in 2,3-position fused ring and a ring fused in the 5,6-position, means, and n = 0 to 4);
Formula (II)

(worin R¹ H oder eine Niederalkylgruppe ist, R² H oder eine mittlere Alkylgruppe ist und X ein Halogen oder Pseudo-Halogen ist).(wherein R¹ is H or a lower alkyl group, R² is H or one is a middle alkyl group and X is a halogen or pseudo-halogen is).

Das in der vorliegenden Anmeldung erwähnte Pseudo-Halogen ist eine Gruppe von Atomen, die nach Bindung an ein ungesättigtes oder aromatisches Ringsystem ähnlich den Halogenatomen die Elektrophilität oder Nukleophilität des Ringsystems beeinflussen und/oder die Ladungsverteilung durch Nicht-Lokalisation oder Resonanz beeinflussen können.The pseudo-halogen mentioned in the present application is a group of atoms that bind to an unsaturated one or aromatic ring system similar to the halogen atoms the electrophilicity or nucleophilicity of the ring system influence and / or the charge distribution through Non-localization or resonance can affect.

Als Beispiele können Gruppen genannt werden, wie: -CN, -SCN, -OCN, -N₃, -COR, -COOR, -CONHR, -CF₃, -CCl₃, -NO₂, -SO₂CF₃, -SO₂CH₃ und -SO₂C₆H₄CH₃ (worin R eine Alkyl- oder Arylgruppe ist). Diese Verbindungen werden genauer in der nichtgeprüften JP-Patentveröffentlichung 2 12 456/1984 beschrieben.As examples there may be mentioned groups such as: -CN, -SCN, -OCN, -N₃, -COR, -COOR, -CONHR, -CF₃, -CCl₃, -NO₂, -SO₂CF₃, -SO₂CH₃ and -SO₂C₆H₄CH₃ (wherein R is an alkyl or aryl group is). These connections are more accurate in the unchecked JP Patent Publication 2 12 456/1984.

Die Anzeige-Substanz mit bevorzugter Struktur ist eine Verbindung der Formel (II); diese Verbindungen zeigen Widerstandskraft gegen die Interferenz, die durch die Anwesenheit eines Proteins, wie Serumalbumin, in der Testlösung verursacht wird.The display substance of preferred structure is a compound of the formula (II); these compounds show resistance against the interference caused by the presence of a protein, such as serum albumin, in the test solution becomes.

Eine Anzeige-Substanz einer weiteren bevorzugten Art ist eine Verbindung, in welcher R¹ Methyl ist, R² n-Decyl ist und X Cl ist, nämlich 7-(n-Decyl)-2-methyl(3′,5′-dichlorphen-4′-on)-indonaphthol. Derartige Verbindungen werden genauer in der nicht-geprüften JP-Patentveröffentlichung 2 12 456/1984 beschrieben. A display substance of another preferred type a compound in which R¹ is methyl, R² is n-decyl and X is Cl, namely 7- (n-decyl) -2-methyl (3 ', 5'-dichlorophen-4'-one) -indonaphthol. Such connections will be more specifically in the unexamined JP patent publication 2 12 456/1984.

Die Anzeige-Substanz sollte im Analyse-Element vorzugsweise in einer Menge von 5,0 × 10^-3 bis 2,0 × 10² g/m² enthalten sein.The indicating substance should preferably be contained in the analysis element in an amount of 5.0 × 10 ^-3 to 2.0 × 10 12 g / m².

Der erfindungsgemäße hydrophobe Träger ist eine Substanz, die den Ionophor und die Anzeige-Substanz aus dem hydrophilen Bindemittel isolieren kann. Dieser hydrophobe Träger kann entweder ein Feststoff, eine Flüssigkeit oder eine Kombination derselben sein, vorausgesetzt, er ist fähig, das gleichzeitige Vorliegen von Ionophor, von Ionophor/Ionen-Komplex und der Anzeige-Substanz innerhalb der feinen Teilchen zuzulassen. Er ist vorzugsweise eine Flüssigkeit.The hydrophobic carrier according to the invention is a substance the ionophore and the indicator substance from the hydrophilic Isolate binder. This hydrophobic carrier can be either a solid, a liquid or a combination be the same, provided that he is capable of that simultaneous presence of ionophore, ionophore / ion complex and the display substance within the fine particles permit. It is preferably a liquid.

Im Fall eines Feststoffes kann er aus einer hydrophoben Substanz, wie ein organisches Polymer, bestehen, die im wesentlichen nicht-porös und nicht-polar ist. Besonders geeignet sind feine Teilchen (Kügelchen) von Polyvinylpolymeren, wie Polyvinylfluorid, Polyvinylchlorid, Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer, ternärem Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol-Copolymer und Vinylidenchlorid/Acrylnitril-Copolymer usw.In the case of a solid, it can be made of a hydrophobic substance, like an organic polymer, that consist essentially of non-porous and non-polar. Particularly suitable fine particles (beads) of polyvinyl polymers, such as Polyvinyl fluoride, polyvinyl chloride, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, ternary vinyl chloride / vinyl acetate / vinyl alcohol copolymer and vinylidene chloride / acrylonitrile copolymer etc.

Im Fall einer Flüssigkeit wird ein organisches Lösungsmittel bevorzugt, und der obige Ionophor und die Anzeige-Substanz können gleichmäßig darin gelöst werden und als feine Teilchen in der Reagenzschicht vorliegen. Als Verfahren zum Einbringen dieser feinen Teilchen in die Reagenzschicht wird das Öl-in-Wasser-Tröpfchendispergierverfahren bevorzugt. Dabei wird die Lösung nach Lösen in einer einzelnen Flüssigkeit entweder eines hochsiedenden organischen Lösungsmittels mit einem Siedepunkt von 175°C oder höher bei 101,3 kPa oder eines niedrigsiedenden Lösungsmittels oder einer Mischung der beiden als sog. Hilfslösungsmittel in Anwesenheit eines anionischen oberflächenaktiven Mittels fein in einem wäßrigen Medium, z. B. einem hydrophilen Kolloid, dispergiert. Hochsiedende organische Lösungsmittel werden z. B. in US-PS 23 22 027 beschrieben. Das Dispergieren kann von einer Phasenübertragung begleitet sein, und durch Verwendung von Dispergiervorrichtungen, wie Rührer, Homogenisator, Kolloidmühle, Fließstrahlmischer, Beschallungsvorrichtung usw., wird ein Emulgieren bewirkt. Gleichzeitig mit dem Dispergieren kann das niedrigsiedende Lösungsmittel durch Destillation, Nudeln oder Ultrafiltration entfernt oder verringert werden, bevor die Verwendung zum Beschichten erfolgt.In the case of a liquid becomes an organic solvent preferred, and the above ionophore and the display substance can be dissolved uniformly therein and as fine particles present in the reagent layer. As a method of introduction of this fine particle into the reagent layer the oil-in-water droplet dispersing method is preferred. The solution becomes dissolved in a single liquid either a high boiling organic solvent having a boiling point of 175 ° C or higher at 101.3 kPa or a low boiling solvent or a mixture the two as so-called auxiliary solvent in the presence of a anionic surfactant fine in an aqueous Medium, e.g. As a hydrophilic colloid dispersed. High-boiling organic solvents are z. In US-PS 23 22 027 described. The dispersion may be from a phase transfer accompanied by the use of dispersing devices, such as stirrer, homogenizer, colloid mill, Flow jet mixer, sound system, etc. an emulsification is effected. Simultaneously with the dispersing The low-boiling solvent can through Distillation, pasta or ultrafiltration removed or be reduced before using for coating he follows.

Besondere Beispiele hochsiedender organischer Lösungsmittel sind z. B. Phthalsäureester (Dibutylphthalat, Dicyclohexylphthalat, Di-2-ethylhexylphthalat, Decylphthalat usw.), Ester der Phosphor- oder Phosphonsäure (Triphenylphosphat, Trikresylphosphat, 2-Ethylhexyldiphenylphosphat, Tricyclohexylphosphat, Tri-2-ethylhexylphosphat, Tridodecylphosphat, Tributoxyethylphosphat, Trichlorpropylphosphat, Di-2-ethylhexylphenylphosphat usw.), Benzoesäureester (2-Ethylhexylbenzoat, Dodecylbenzoat, 2-Ethylhexyl-p-hydroxybenzoat usw.), Amide (Diethyldodecanamid, N-Tetradecylpyrrolidon usw.), Alkohole oder Phenole (Isostearylalkohol, 2,4-Di-t-amylphenol usw.), aliphatische Carbonsäureester (Dioctylazelat, Glycerintributylat, Isostearyllactat, Trioctylcitrat usw.), Anilinderivate (N,N-Dibutyl-2-butoxy-5-t-octylanilin usw.), Kohlenwasserstoffe (Paraffin, Dodecylbenzol, Diisopropylnaphthalin usw.), Phenylether (2-Nitrophenyloctylether, 2-Nitrophenylbutylether usw.) u. dgl. Von diesen werden die Phenylether bevorzugt. Als Hilfslösungsmittel können niedrigsiedende Lösungsmittel mit Siedepunkten von 50 bis 160°C bei 101,3 kPa verwendet werden, wie z. B. Ethylacetat, Butylacetat, Ethylpropionat, Methylethylketon, Cyclohexanon, 2-Ethoxyethylacetat, Dimethylformamid usw. Bevorzugt wird Ethylacetat.Specific examples of high-boiling organic solvents are z. Phthalic acid esters (dibutyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, Di-2-ethylhexyl phthalate, decyl phthalate, etc.), Esters of phosphoric or phosphonic acid (triphenyl phosphate, Tricresyl phosphate, 2-ethylhexyldiphenyl phosphate, tricyclohexyl phosphate, Tri-2-ethylhexyl phosphate, tridodecyl phosphate, Tributoxyethyl phosphate, trichloropropyl phosphate, di-2-ethylhexylphenyl phosphate etc.), benzoic acid ester (2-ethylhexyl benzoate, Dodecyl benzoate, 2-ethylhexyl p-hydroxybenzoate etc.), amides (diethyldodecanamide, N-tetradecylpyrrolidone etc.), alcohols or phenols (isostearyl alcohol, 2,4-di-t-amylphenol etc.), aliphatic carboxylic acid esters (dioctyl azelate, Glycerol tributylate, isostearyl lactate, trioctyl citrate etc.), aniline derivatives (N, N-dibutyl-2-butoxy-5-t-octylaniline etc.), hydrocarbons (paraffin, dodecylbenzene, diisopropylnaphthalene etc.), phenyl ether (2-nitrophenyl octyl ether, 2-nitrophenyl butyl ether, etc.) u. Like. Of these the phenyl ethers are preferred. As auxiliary solvent can low boiling solvents with boiling points of 50 be used to 160 ° C at 101.3 kPa, such. Ethyl acetate, Butyl acetate, ethyl propionate, methyl ethyl ketone, Cyclohexanone, 2-ethoxyethyl acetate, dimethylformamide, etc. Preference is given to ethyl acetate.

Als erfindungsgemäßes anionisches oberflächenaktives Mittel, das während der obigen Emulgierung zugefügt wird, sind höhere Alkohol(C₈-C₂₂)sulfatsalze [z. B. das Natriumsalz von Laurylalkoholsulfat, das Natriumsalz von Octylalkoholsulfat, das Ammoniumsalz von Laurylalkoholsulfat, "Teepol B-81" (Handelsname, hergestellt von der Shell Chemical), sec-Natriumalkylsulfat usw.], aliphatische Alkoholphosphate (z. B. das Natriumsalz von Cetylalkoholphosphat usw.), Alkylarylsulfonsäuresalze (z. B. Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumisopropylnaphthalinsulfonat, Natriumdinaphthalindisulfonat, Natrium-m-nitrobenzolsulfonat usw.), Sulfonsäuresalze von AlkylamidenAs anionic surface-active agent according to the invention, which is added during the above emulsification are higher alcohol (C₈-C₂₂) sulfate salts [z. B. the sodium salt of Lauryl alcohol sulfate, the sodium salt of octyl alcohol sulfate, the ammonium salt of lauryl alcohol sulfate, "Teepol B-81" (Trade name, manufactured by Shell Chemical), sec-sodium alkyl sulfate etc.], aliphatic alcohol phosphates (eg, the sodium salt of cetyl alcohol phosphate, etc.), Alkylarylsulfonic acid salts (eg, sodium dodecylbenzenesulfonate, Sodium isopropylnaphthalenesulfonate, sodium dinaphthalenedisulfonate, Sodium m-nitrobenzenesulfonate, etc.), Sulfonic acid salts of alkylamides

Sulfonsäuresalze zweibasischer aliphatischer Säureester (z. B. Natriumdioctylsulfosuccinat, Natriumdihexylsulfosuccinat usw.), Alkylsulfonsäuresalze (z. B. das Tetraethylammoniumsalz von Octansulfonsäure usw.), Alkylphosphonsäuresalze, Alkylphosphinsäuresalze, Alkylphosphatsalze, Alkylphenyletherphosphate usw. geeignet. Man kann auch ein oberflächenaktives Mittel vom Fluor-Typ verwenden, in welchem ein Teil der oder alle Wasserstoffatome in seiner Alkylgruppe durch Fluor ersetzt ist bzw. sind. Von diesen werden Sulfonsäuresalze, insbesondere Fluoralkylsulfonsäuresalze, bevorzugt. Die obigen anionischen oberflächenaktiven Mittel können in einer Kombination aus zwei oder mehreren derselben verwendet werden.Sulfonic acid salts dibasic aliphatic acid ester (e.g., sodium dioctyl sulfosuccinate, Sodium dihexylsulfosuccinate, etc.), alkylsulfonic acid salts (eg, the tetraethylammonium salt of octanesulfonic acid, etc.), Alkylphosphonic acid salts, alkylphosphinic acid salts, alkylphosphate salts, Alkylphenyletherphosphate etc. suitable. It is also possible to use a fluorosurfactant use, in which a part of or all hydrogen atoms is replaced in its alkyl group by fluorine or are. Of these, sulfonic acid salts, in particular Fluoroalkylsulfonic acid salts, preferred. The above anionic Surfactants may be used in combination from two or more of them are used.

Ferner kann das erfindungsgemäße anionische oberflächenaktive Mittel vorzugsweise ein Salz mit einem Ion sein, das von der Ionenart, die dem als Gegen-Ion zu analysierenden Ion gleich oder diesem analog ist, verschieden ist. Ist z. B. das zu analysierende Ion ein Natriumion, so ist es ein anderes Ion als Alkalimetallionen einschließlich Natrium (z. B. K⁺, Li⁺ usw.). Es kann vorzugsweise ein Ammoniumsalz sein.Furthermore, the anionic surface-active Preferably, the agent will be a salt with an ion that of the ionic species, that of the counter ion to be analyzed Ion is equal or analogous to this, is different. Is z. B. the ion to be analyzed is a sodium ion, so it is other ion than alkali metal ions including sodium (eg K⁺, Li⁺ etc.). It may preferably be an ammonium salt his.

Das erfindungsgemäße anionische oberflächenaktive Mittel sollte im erfindungsgemäßen mehrschichtigen Analyse-Element vorzugsweise in einer Menge von 5,0 × 10^-2 bis 5,0 g/m², insbesondere von 1,0 × 10^-1 bis 1,0 g/m², auf der Fläche des Schichtträgers enthalten sein.The anionic surfactant of the present invention should preferably be in the multilayer analysis element of the present invention in an amount of 5.0 × 10 ^-2 to 5.0 g / m², particularly 1.0 × 10 ^-1 to 1.0 g / m² be included in the surface of the substrate.

Wenn die erfindungsgemäße Reagenzschicht durch Beschichten auf einem Schichtträger bereitgestellt wird, sollte ihre Beschichtungslösung mit einem Puffermittel vorzugsweise auf einen pH-Wert im Bereich von 7 bis 10 eingestellt werden.When the reagent layer of the invention by coating is provided on a substrate should their Coating solution with a buffering agent preferably on a pH in the range of 7 to 10 can be set.

Geeignete Puffermittel sind u. a. Bis[2-hydroxyethyl]-iminotris[hydroxymethyl]methan, 1,3-Bis[tris(hydroxymethyl)methylamino]propan, N,N-Bis(2-hydroxyethyl)glycin, Tris(hydroxymethyl)aminomethan, N-[2-Acetoamido]-2-imino-diessigsäure, N-2-Hydroxyethyl-piperazin-N′,3-propansulfonsäure, 3-[N-Tris(hydroxymethyl)methylamino]-2-hydroxypropansulfonsäure, Tetramethylammoniumborat und Tetramethylammoniumphosphat.Suitable buffering agents are u. a. Bis [2-hydroxyethyl] -iminotris [hydroxymethyl] methane, 1,3-bis [tris (hydroxymethyl) methylamino] propane, N, N-bis (2-hydroxyethyl) glycine, tris (hydroxymethyl) aminomethane, N- [2-acetamido] -2-imino-diacetic acid, N-2-hydroxyethyl-piperazine-N ', 3-propanesulfonic acid, 3- [N-tris (hydroxymethyl) methylamino] -2-hydroxypropanesulfonic acid, Tetramethylammonium borate and tetramethylammonium phosphate.

Der bevorzugte pH-Bereich hängt von der Anzeige-Substanz ab; die Wahl des Puffermittels wird daher in Abhängigkeit von der verwendeten Anzeige-Substanz und in gewissem Maß auch von dem zu erzielenden feststellbaren Ansprechen bestimmt.The preferred pH range depends on the indicator substance; the choice of buffering agent will therefore depend on the display substance used and to some extent also determined by the achievable detectable response.

Die obige Reagenzschicht kann eine Filmdicke von 5 bis 100 µm, vorzugsweise von 10 bis 60 µm, aufweisen. Sie kann auch aus zwei Schichten bestehen.The above reagent layer may have a film thickness of 5 to 100 μm, preferably from 10 to 60 μm. She can too consist of two layers.

Die erfindungsgemäße poröse Ausbreitschicht kann z. B. die in der JP-Patentveröffentlichung 21 677/1978 beschriebene Ausbreitschicht aus einem nicht-faserartigen porösen Medium, wie Pinselpolymer, mikrokristalline Cellulose usw.; die in den nicht-geprüften JP-Patentveröffentlichungen 1 64 356/1980 und 66 359/1982 beschriebene Ausbreitschicht aus dem einer hydrophilen Behandlung unterworfenen Stoff; die in den nicht-geprüften JP-Patentveröffentlichungen 94 658/1982, 1 25 847/1982, 1 97 466/1982 und 70 161/1983 beschriebenen Ausbreitschichten von faserartiger Struktur und die in der nicht-geprüften JP-Patentveröffentlichung 90 167/1983 beschriebene Ausbreitschicht von verbundener feinteiliger Struktur sein.The porous spreading layer according to the invention may, for. B. the in JP-Patent Publication 21 677/1978 described spreading layer from a non-fibrous porous medium, such as brush polymer, microcrystalline cellulose, etc .; in the Japanese Unexamined Patent Publication No. 1 64 356/1980 and 66 359/1982 described spreading layer of the one hydrophilic treatment; in the Unexamined Japanese Patent Publication 94 658/1982, 1 25 847/1982, 1 97 466/1982 and 70 161/1983 described spreading layers of fibrous structure and those in the Unexamined Japanese Patent Publication 90 167/1983 Spread layer of connected finely divided Be structure.

Die erfindungsgemäße poröse Ausbreitschicht kann eine Filmdicke haben, die in Abhängigkeit vom Poren- oder Hohlraumvolumen bestimmt wird, jedoch vorzugsweise etwa 100 bis etwa 600 µm, insbesondere etwa 150 bis etwa 400 µm, beträgt. Das Hohlraumvolumen kann vorzugsweise etwa 20 bis etwa 85% betragen.The porous spreading layer of the present invention may have a film thickness have, depending on the pore or void volume determined is, but preferably about 100 to about 600 microns, especially about 150 to about 400 microns, is. The void volume may preferably be about 20 to about 85% be.

Die erfindungsgemäße Ausbreitschicht kann auch mit einem oberflächenaktiven Mittel versetzt werden, um die Eindringgeschwindigkeit einer flüssigen Probe in die Reagenzschicht zu regeln, wenn sie auf das erfindungsgemäße mehrschichtige Analyse-Element aufgebracht wird.The spreading layer according to the invention can also be used with a surfactants are added to the penetration rate a liquid sample in the reagent layer to regulate, if they are based on the inventive multilayer Analysis element is applied.

Als oberflächenaktives Mittel kann ein ionisches (anionisches oder kationisches) oder nicht-ionisches Mittel verwendet werden, wobei jedoch nicht-ionische Mittel besonders wirksam sind. Nicht-ionische oberflächenaktive Mittel sind z. B. Polyoxyethylenalkylphenylether, wie Polyoxyethylenoctylphenylether, Polyoxyethylennonylphenylether u. dgl., Polyoxyethylenalkylether, wie Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenoleylether u. dgl., Polyoxyethylensorbitanfettsäureester, wie Polyoxyethylensorbitanmonolaurat u. dgl., Alkylphenoxypolyglycidole, wie Nonylphenoxypolyglycidol u. dgl.As the surfactant, an ionic (anionic or cationic) or nonionic agent however, nonionic agents are used are particularly effective. Non-ionic surface active Means are z. B. Polyoxyethylenalkylphenylether, such as Polyoxyethylenoctylphenylether, polyoxyethylenenonylphenyl u. Like., Polyoxyethylenalkylether, such as polyoxyethylene lauryl ether, Polyoxyethylene oleyl ethers and the like Like., Polyoxyethylenensorbitanfettsäureester, such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate u. Like., Alkylphenoxypolyglycidole such as nonylphenoxypolyglycidol u. like.

Die poröse Ausbreitschicht hat folgende Funktionen:The porous spreading layer has the following functions:

(1) uniform distribution of a given volume of a Fluid sample in a reagent layer at a constant Volume per unit area (called dosing function);
(2) Removal of substances or factors that cause the Interfere with analysis reaction in the fluid sample;
(3) Background reflecting the measured light, the over the carrier layer when performing the spectroscopic Reflection analysis is transmitted.

Bequemer können die drei Funktionen getrennt werden, damit getrennte Schichten für die jeweiligen Funktionen verwendet werden können; ferner können für eine Kombination der Schichten auch zwei Funktionen von einer Funktion getrennt werden. Auch in diesem Fall ist es von Vorteil, eine Schicht mit der Dosierfunktion als oberste Schicht bereitzustellen.More conveniently, the three functions can be separated, thus separate layers for the respective functions can be used; furthermore, for a combination the layers also separated two functions from one function become. Also in this case it is an advantage To provide layer with the metering function as the top layer.

Die erfindungsgemäße poröse Ausbreitschicht wird, wie oben beschrieben, direkt oder indirekt auf die auf dem Schichtträger bereitgestellte Reagenzschicht aufgebracht.The porous spreading layer according to the invention becomes as above described, directly or indirectly, on the Layer provided reagent layer provided.

Das erfindungsgemäße Analyse-Element umfaßt die Reagenzschicht und die poröse Ausbreitschicht als wesentliche, auf den Schichtträger aufgebrachte Schichten; es kann auch, falls nötig, weitere funktionelle Schichten (z. B. eine Lichtreflexions-, Filter-, Sperr-, Maskierschicht, eine wanderungshemmende Schicht) oder eine strukturelle Hilfsschicht (z. B. Hafthilfsschicht) aufweisen.The analysis element according to the invention comprises the reagent layer and the porous spreading layer as essential the layer applied layers; it can also, if necessary, further functional layers (eg a Light reflection, filter, barrier, masking layer, a migration inhibiting layer) or a structural auxiliary layer (eg, adhesive adhesion layer).

Die jeweiligen obigen wesentlichen Schichten und weitere funktionelle Schichten können nach verschiedenen Verfahren, wie Tauch-, Rakel-, Trichterbeschichten usw., gebildet werden, die entsprechend dem beabsichtigten Zweck ausgewählt werden.The respective above essential layers and others functional layers can be prepared by various methods, such as dipping, squeegee, funnel layers, etc. formed selected according to the intended purpose become.

Die erfindungsgemäß verwendbare flüssige Probe kann Flüssigkeiten und Kolloidlösungen aller Formen umfassen, und zwar vorzugsweise eine biologische Flüssigkeitsprobe, wie Blut, Plasma, Serum, Spinalflüssigkeit, Urin, Schweiß, Speichel usw.The liquid sample usable in the invention can be liquids and colloidal solutions of all forms, namely preferably a biological fluid sample, such as blood, Plasma, serum, spinal fluid, urine, sweat, saliva etc.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Beispiele beschrieben, ohne eingeschränkt zu werden.The present invention will be described below with reference to the examples are described without being limited.

Example 1

Auf einen farblosen durchsichtigen Film aus Polyethylenterephthalat mit einer Dicke von 180 µm und einer Haftschicht aus Gelatine wurden nacheinander die Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen zur Bildung eines mehrschichtigen Analyse-Elementes (A) aufgebracht.On a colorless transparent film of polyethylene terephthalate with a thickness of 180 microns and an adhesive layer from gelatin were successively the layers with the following compositions to form a multilayer analysis element (A) applied.

Reagenzschichtreagent 7-(n-Decyl)-2-methyl(3′,5′-dichlorphen-4′-on)indonaphthol7- (n-Decyl) -2-methyl (3 ', 5'-dichlorophen-4'-one) indonaphthol 0,905 g/m²0.905 g / m² o-Nitrophenyloctylethero-nitrophenyl octyl 14,7 g/m²14.7 gsm entionisierte Gelatinedeionized gelatin 31 g/m²31 gsm 2,3-Naphthol-1,4,7,10,13-pentaoxycyclopentadeca-2-on2,3-naphthol-1,4,7,10,13-pentaoxycyclopentadeca-2-one 8,54 mM/m²8.54 mM / m² Fluorotenside FT-248 (hergestellt von Bayer) (Tetraethylammoniumsalz der Perfluoroctansulfonsäure)Fluorotenside FT-248 (manufactured by Bayer) (tetraethylammonium salt of perfluorooctanesulfonic acid) 0,525 g/m²0.525 g / m² 1,2-Bis(vinylsulfonyl)ethan1,2-bis ethane (vinylsulfonyl) 0,295 g/m²0.295 g / m² Haftschicht @adhesive layer @ Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymer (Copolymerisationsverhältnis 2/8)Vinylpyrrolidone / vinyl acetate copolymer (copolymerization ratio 2/8) 1,25 g/m²1.25 g / m² poröse Ausbreitschicht @porous spreading layer @ Faserpulver zur Filterpapierherstellung (40 mesh oder mehr)Fiber powder for filter paper production (40 mesh or more) 105 g/m²105 g / m² Styrol/Glycidylmethacrylat-Copolymer (Copolymerisationsverhältnis 9/1)Styrene / glycidyl methacrylate copolymer (copolymerization ratio 9/1) 25,56 g/m²25.56 g / m² Triton X-100 (Roehm & Haas Co.)Triton X-100 (Roehm & Haas Co.) 10,2 g/m²10.2 g / m²

Die obige Reagenzschicht wurde durch Beschichten gebildet, nachdem die Beschichtungslösung mit Bis-Tris/Phosphat-Puffer auf pH 6,3 eingestellt worden war. Die poröse Ausbreitschicht wurde mit Xylol als Lösungsmittel gebildet. The above reagent layer was formed by coating, after the coating solution with Bis-Tris / phosphate buffer adjusted to pH 6.3. The porous spreading layer was formed with xylene as a solvent.

Durch Verwendung des so erhaltenen mehrschichtigen Analyse-Elementes (A) wurde die Konzentration der Kaliumionen im Serum quantifiziert. Im einzelnen wurden Probelösungen mit Kaliumionenkonzentrationen von 2,96, 4,95, 8,05 und 12,73 mMol/l aus gepooltem Serum hergestellt, und 10 µl jeder Probe wurden auf 4 Filme des obigen mehrschichtigen Analyse-Elementes (A) getupft, 7 min bei 37°C inkubiert, und dann wurde die Dichte der vom Element gebildeten Farbe durch Reflexion bei einer Wellenlänge von 600 nm mittels Spektrophotometer gemessen. Um die Reproduzierbarkeit zu untersuchen, wurde die Kaliumionenkonzentration aus der erhaltenen Reflexionsdichte mittels einer vorher aufgestellten Kalibrierkurve berechnet; und dann wurde dieser Vorgang für jede Probe 10 Mal wiederholt, um den Schwankungskoeffizienten (%) zu bestimmen.By using the multi-layered analysis element thus obtained (A) the concentration of potassium ions in the Serum quantified. In detail, sample solutions with Potassium ion concentrations of 2.96, 4.95, 8.05 and 12.73 mmol / l made from pooled serum, and 10 μl each Sample was applied to 4 films of the above multilayer analysis element (A) spotted, incubated for 7 min at 37 ° C, and then The density of the color formed by the element was determined Reflection at a wavelength of 600 nm using a spectrophotometer measured. To investigate the reproducibility, was the potassium ion concentration from the obtained Reflection density by means of a previously established Calibration curve calculated; and then this process was for each sample repeated 10 times to the coefficient of variation (%).

Ferner wurde zur Untersuchung der Lagerfähigkeit das obige mehrschichtige Analyse-Element (A) in ein Gefäß gegeben und bei 30 bzw. 40°C 3 Tage gelagert. Unter Verwendung der obigen Probenlösungen von 2,96 mMol/l und 12,73 mMol/l wurden die Schwankungskoeffizienten (%) nach der Lagerung bestimmt. Die Ergebnisse sind, zusammen mit denen weiterer Beispiele, in Tabelle I und II gezeigt.Further, to examine the storability, the above multilayered analysis element (A) placed in a vessel and stored at 30 or 40 ° C for 3 days. Using the above sample solutions of 2.96 mmol / l and 12.73 mmol / l were the fluctuation coefficients (%) after storage certainly. The results are, along with those of others Examples, shown in Tables I and II.

Comparative Example 1

Unter Ausschluß von Fluorotenside FT-248 in der Reagenzschicht wurde die gleiche Zusammensetzung wie in Beispiel 1 hergestellt, und ein mehrschichtiges Analyse-Element (B) wurde nach dem gleichen Verfahren erhalten. Für dieses Analyse-Element (B) wurden die Reproduzierbarkeit und Lagerfähigkeit wie in Beispiel 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle I und II gezeigt.Excluding Fluorotenside FT-248 in the reagent layer was the same composition as in Example 1 and a multilayer analysis element (B) obtained by the same method. For this analysis element (B) were the reproducibility and storability as examined in Example 1. The results are in table I and II shown.

Comparative Example 2

Unter Ausschluß von Fluorotenside FT-248 und durch Ersetzen desselben durch die gleiche Menge von Triton X-100 [Octylphenoxypolyethoxyethanol (Roehm & Haas Co.)] wurde die gleiche Zusammensetzung wie in Beispiel 1 hergestellt, und wie dort erhielt man ein mehrschichtiges Analyse-Element (C). Für dieses wurden die Reproduzierbarkeit und Lagerfähigkeit wie in Beispiel 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle I und II gezeigt. Excluding Fluorotenside FT-248 and replacing same by the same amount of Triton X-100 [Octylphenoxypolyethoxyethanol (Roehm & Haas Co.)] became the same composition as prepared in Example 1, and like there, a multilayered analysis element (C) was obtained. For this the reproducibility and storability were as examined in Example 1. The results are in table I and II shown.

Tabelle I (Reproduzierbarkeit am gleichen Tag) Table I (reproducibility on the same day)

Tabelle II (Reproduzierbarkeit nach Lagerung) Table II (reproducibility after storage)

Example 2

Auf den gleichen Schichtträger wie in Beispiel 1 wurden nacheinander die Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen zur Bildung eines mehrschichtigen Analyse-Elementes (E) aufgebracht.On the same substrate as in Example 1 were successively the layers having the following compositions to form a multilayer analysis element (E) applied.

Reagenzschichtreagent 7-(n-Decyl)-2-methyl-(3′,5′-dichlorphen-4′-on)indonaphthol7- (n-Decyl) -2-methyl- (3 ', 5'-dichlorophen-4'-one) indonaphthol 0,905 g/m²0.905 g / m² o-Nitrophenyloctylethero-nitrophenyl octyl 7 g/m²7 gsm entionisierte Gelatinedeionized gelatin 31 g/m²31 gsm Valinomycinvalinomycin 8,54 mM/m²8.54 mM / m² FC-93 (hergestellt von Sumitomo 3M K. K.) @FC-93 (manufactured by Sumitomo 3M K.K.) @ (Ammoniumsalz der Perfluoralkylsulfonsäure)(Ammonium salt of perfluoroalkylsulfonic acid) 0,525 g/m²0.525 g / m² 1,2-Bis(vinylsulfonyl)ethan1,2-bis ethane (vinylsulfonyl) 0,295 g/m²0.295 g / m² Haftschicht @adhesive layer @ Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymer (Copolymerisationsverhältnis 2/8)Vinylpyrrolidone / vinyl acetate copolymer (copolymerization ratio 2/8) 1,25 g/m²1.25 g / m² poröse Ausbreitschicht @porous spreading layer @ Faserpulver für ursprüngliches Filterpapiermaterial (40 mesh oder mehr)Fiber powder for original filter paper material (40 mesh or more) 105 g/m²105 g / m² Styrol/Glycidylmethacrylat-Copolymer (Copolymerisationsverhältnis 9/1)Styrene / glycidyl methacrylate copolymer (copolymerization ratio 9/1) 25,56 g/m²25.56 g / m² Triton X-100Triton X-100 10,2 g/m²10.2 g / m²

Die obige Reagenzschicht wurde gebildet, nachdem die Beschichtungslösung mit Bis-Tris/Phosphat-Puffer auf pH 6,3 eingestellt worden war. Die poröse Ausbreitschicht wurde mit Xylol als Lösungsmittel gebildet. Unter Verwendung des so erhaltenen mehrschichtigen Analyse-Elementes (E) wurde die Konzentration von Kaliumionen im Serum gemessen, und die Reproduzierbarkeit der gemessenen Werte und die Lagerfähigkeit wurden untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle III und IV gezeigt.The above reagent layer was formed after the Coating solution with bis-Tris / phosphate buffer to pH 6.3 had been set. The porous spreading layer was with Xylene formed as a solvent. Using the like obtained multilayer analysis element (E) was the Concentration of potassium ions measured in serum, and the Reproducibility of the measured values and shelf life were examined. The results are shown in Tables III and IV shown.

Tabelle III (Reproduzierbarkeit am gleichen Tag) Table III (same day reproducibility)

Tabelle IV (Reproduzierbarkeit nach Lagerung) Table IV (reproducibility after storage)

Aus den Ergebnissen von Tabelle 1 und 2 geht hervor, daß das erfindungsgemäße mehrschichtige Analyse-Element (A) durch Zugabe eines anionischen oberflächenaktiven Mittels zu einem Farbanzeige-Reaktionselement, das einen Ionophor und eine Anzeige-Substanz umfaßt, eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit sowohl am gleichen Tag als auch nach Lagerung aufweist.From the results of Tables 1 and 2 it is apparent that the inventive multilayer analysis element (A) by Adding an anionic surfactant to a Color display reaction element containing an ionophore and a Indicator Substance includes, excellent reproducibility both on the same day and after storage.

Aus Tabellen III und IV ist ferner ersichtlich, daß - selbst wenn der Ionophor ein von Kronenether-Verbindungen verschiedenes Antibiotikum ist - sich im Anzeige-Reaktionselement, dem ein anionisches oberflächenaktives Mittel zugefügt worden ist, eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit ergibt.It can also be seen from Tables III and IV that - itself when the ionophore is different from crown ether compounds Antibiotic is - in the indicator reaction element, to which an anionic surfactant has been added has been an excellent reproducibility results.

Mit dem erfindungsgemäßen mehrschichtigen Analyse-Element können Ionen in einer Fluidprobe einfacher und mit besserer Reproduzierbarkeit als unter Verwendung der Kolorimetrie gemessen werden. Auch die Lagerbeständigkeit ist ausgezeichnet.With the multilayer analysis element according to the invention can make ions in a fluid sample easier and with better Reproducibility than using colorimetry be measured. The shelf life is excellent.

Claims

Anspruch [en] A multilayer analytical element comprising: a support, a reagent layer containing a hydrophilic binder and a porous spreading layer sequentially coated on the support, the reagent layer containing fine particles of a hydrophobic support;

(a) an ionophore capable of complexing with an ion,
(b) a display substance that reacts mutually with the complex of ionophore and ion to indicate a detectable response, and
(C) contains at least one anionic surfactant.

2. Multilayer analysis element according to claim 1, characterized characterized in that the hydrophobic support at least one Compound from the group of high-boiling organic Solvents with boiling points of 175 ° C or higher at 101.3 kPa and low boiling organic solvents with boiling points of 50 to 160 ° C at 101.3 kPa.

A multi-layered analysis element according to claim 1, characterized in that its content of anionic surfactant is in the range of 5.0 x 10 ^-2 to 5.0 g / m².

The multilayer analysis element according to claim 1, characterized in that its content of anionic surfactant is in the range of 1.0 x 10 ^-1 to 1.0 g / m².

5. Multilayer analysis element according to claim 1, characterized characterized in that its counter-ion of the anionic surface-active By means of an ionic species equal to the to be analyzed ion or analog is different Ion is.

6. Multilayer analysis element according to claim 1, characterized characterized in that the anionic surfactant at least one compound from the group of higher Alcohol sulfate salts, aliphatic alcohol phosphates, alkylarylsulfonic acid salts, Sulfonic acid salts of alkylamides, Sulfonic acid salts of dibasic aliphatic acid esters and Alkylsulfonic acid salts, alkylphosphonic acid salts, alkylphosphinic acid salts, Alkyl phosphate salts, alkyl phenyl ether phosphates and fluoroalkylsulfonic acid salts thereof, in which a part or all of the hydrogen in the alkyl group of the anionic surfactant Fluorine is replaced.

7. A multilayer analytical element according to claim 6, characterized in that the anionic surfactant is selected from the group of sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium isopropylnaphthalenesulfonate, sodium dinaphthalenedisulfonate, sodium m-nitrobenzenesulfonate, Sodium dioctylsulfosuccinate, sodium dihexylsulfosuccinate and the tetraethylammonium salt of octanesulfonic acid and fluoroalkylsulfonic acid salts thereof in which a part or all of the hydrogen in the alkyl group of the anionic surface active agent is replaced by fluorine.

8. Multilayer analysis element according to claim 6, characterized characterized in that the anionic surfactant a fluoroalkylsulfonic acid salt.

9. Multilayer analysis element according to claim 1, characterized characterized in that the hydrophobic carrier is in liquid State is.

10. Multilayer analysis element according to claim 9, characterized characterized in that the hydrophobic carrier is an organic Solvent is.

11. Multilayer analysis element according to claim 10, characterized characterized in that the hydrophobic support is at least a compound from the group of phthalates, phosphoric esters, Phosphonic acid esters, benzoic acid esters, amides, Alcohols, phenols, aliphatic carboxylic esters, aniline derivatives, Hydrocarbons and phenyl ether.

12. Multilayer analysis element according to claim 11, characterized in that the hydrophobic carrier is a Phenyl ether.

13. Multilayer analysis element according to claim 11, characterized characterized in that the hydrophobic support is at least a compound from the group of dibutyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, Di-2-ethylhexyl phthalate, decyl phthalate, triphenyl phosphate, Tricresyl phosphate, 2-ethylhexyldiphenyl phosphate, Tricyclohexyl phosphate, tri-2-ethylhexyl phosphate, Tridodecyl phosphate, tributoxyethyl phosphate, trichloropropyl phosphate, Di-2-ethylhexylphenyl phosphate, 2-ethylhexyl benzoate, Dodecyl benzoate, 2-ethylhexyl p-hydroxybenzoate, Diethyldodecanamide, N-tetradecylpyrrolidone, isostearyl alcohol, 2,4-di-t-amylphenol, dioctyl azelate, glycerol tributylate, Isostearyl lactate, trioctyl citrate, N, N-dibutyl-2-butoxy-5-t-octylaniline, Paraffin, dodecylbenzene, diisopropylnaphthalene, 2-nitrophenyl octyl ether and 2-nitrophenyl butyl ether.

14. Multilayer analysis element according to claim 1, characterized in that the indicating substance comprises at least one compound from the group of compounds of the formula (I) (wherein X is a halogen or pseudo-halogen, each R may be the same or different and has a substituent in the 2-, 3-, 5- and / or 6-position selected from lower alkyl groups, middle alkyl groups, aryl groups, one in 2,3-position fused ring and a fused in the 5,6-position ring, and n = 0 to 4) and the formula (II) (wherein R¹ is H or a lower alkyl group, R² is H or a middle alkyl group and X is a halogen or pseudo-halogen).

15. Multilayer analysis element according to claim 14, characterized characterized in that the display substance by a Formula (II) is shown.

16. A multi-layered analysis element according to claim 1, characterized in that the ionophore is contained therein in an amount of 5.0 × 10 ^-2 to 2.0 × 10 12 mM / m².

The multilayer analysis element according to claim 1, characterized in that the indicating substance is contained therein in an amount of 5.0 × 10 ^-3 to 2.0 × 10 12 g / m².