DE4104302C2 - Verfahren zur Kontrolle und Kalibrierung von Meßwertanzeigen eines Analysegerätes für physiologische Flüssigkeiten - Google Patents
Verfahren zur Kontrolle und Kalibrierung von Meßwertanzeigen eines Analysegerätes für physiologische FlüssigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle und Kalibrierung von
Meßwertanzeigen eines Analysegerätes für physiologische Flüssigkeiten nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das Verfahren soll den
sicheren Routineeinsatz von Analysegeräten für die
Bestimmung von physiologischen Flüssigkeiten,
insbesondere in medizinischen Notfallsituationen,
über eine schnelle Funktions- und Qualitätskontrolle
gewährleisten. Dabei muß die richtige Wiedergabe der
jeweils tatsächlich in den Proben vorhandenen
Meßparameter über die korrekte Anzeige des
Analysegerätes sichergestellt sein.
Aus der DE 36 27 814 C2 und der US 4 835 477 sind
medizinische Analysegeräte zur Bestimmung des
relativen Zellpackungsvolumens in Blut (Hämatokrit)
bekannt. In beiden Fällen wird die elektrische
Leitfähigkeit der Vollblutproben bestimmt und damit
das Zellpackungsvolumen der im Blut enthaltenen
Zellen ermittelt. Aufgrund seiner Arbeitsweise kann
dieses Meßverfahren mit weiteren klinisch
chemischen Meßparametern (Elektrolyte, pH-Wert,
Blutgase, Substrate) herangezogen und zur Bestimmung
von Notfallparametern kombiniert werden. Um aus den
jeweils aktuellen, nach den unterschiedlichen
Methoden in den jeweils zugeordneten Meßzellen
ermittelten Werten auf die Konzentrationen der im
Blut enthaltenen Stoffe und insbesondere über die
Leitfähigkeit auf das aktuelle Zellpackungsvolumen
rückschließen zu können, müssen die einzelnen
Meßwertanzeigen jeweils von Zeit zu Zeit mit einem
Kontrollmedium überwacht und die Meßzellen
gegebenenfalls mit einer spezifischen
Kalibrierlösung kalibriert werden.
Von den bisher bekannten Verfahren zur Kalibrierung
von Meßgeräten für Hämatokrit erfüllen
Vollblutkonserven mit zuvor bestimmtem, definiertem
Hämatokrit die Anforderungen an ein Kontrollmedium
im Hinblick auf Konstanz der Sollwerte und
Haltbarkeit nicht. Ebenso wie die ersatzweise
eingeführten Suspensionen von Partikeln (z. B.
Perfluor-Carbon-Emulsionen) neigen sie zum
Sedimentieren. Unmittelbar vor der Verwendung muß
die Suspension daher vom Benutzer gründlich und
sorfältig aufgemischt werden, um eine homogene
Verteilung der Partikel zu erzielen. Gelingt dies
nicht, so ist nicht nur die aktuelle entnommene
Probe falsch zusammengesetzt, sondern auch die
Zusammensetzung der verbleibenden, für weitere
Messungen verwendbaren Rests der Suspension wird
ebenfalls verfälscht. Somit hängt das Ergebnis der
Qualitäts- und Funktionskontrolle zusätzlich von der
Sorgfalt und Geschicklichkeit des Benutzers bei
Durchführung der Kontrolle ab.
In der EP 0 213 343 A2 wird eine homogene, gepufferte Glykollösung definierter
Ionenstärke als Kontrollflüssigkeit für die
Bestimmung des Hämatokritwerts mittels
Leitfähigkeitsmessung beschrieben. Da die einzelnen
Parameter für die Konzentration der physiologischen
Flüssigkeit in jeweils eigenen zugeordneten
Meßzellen des Analysengerätes bestimmt werden, würde
es bei der Bedienung und Kalibrierung solcher Geräte
eine erhebliche Erleichterung darstellen, wenn eine
Flüssigkeit zur gleichzeitigen Kontrolle und ggf.
Kalibrierung aller in einem Analysegerät vorhandenen
Sensoren für die jeweils zu bestimmenden
Meßparameter zur Verfügung stünde, wobei dann solche
Sensoren mit vom Sollwert der Lösung abweichender
Anzeige kalibriert werden könnten.
Aus der WO 89/11654 A1 ist eine proteinfreie Flüssigmatrix zur Herstellung von
Kontrollstandards bekannt, die zwar PVP enthält, jedoch nur im Bereich der
Immunoassays und der chemischen Analyse eingesetzt werden soll.
Die US 4,753,888 beschreibt einen Vielfachstandard für die Blutanalyse, der
jedoch zur Einstellung der Viskosität herangezogen werden soll.
Die DD 262 978, 262 979 und 262 980 beschreiben jeweils Eich- und
Kontrollmaterialien für Teststreifen zur quantitativen Bestimmung von
Körperflüssigkeitsbestandteilen, wobei die Auswertung unter Ausnutzung
enzymatischer Reaktionen auf optischem Wege erfolgt.
Schließlich beschreibt die US 3,920,580 eine Eichlösung, die zwar PVP enthält,
jedoch zur Eichung von Teststreifen eingesetzt werden soll, mit denen
Blutzuckerwerte bestimmt werden sollen.
Der genannte Stand der Technik stellt jedoch kein Verfahren zur Kalibrierung von
Analysegeräten zur Verfügung, mit denen Meßwerte zur Bestimmung des
Hämatokrit geeicht werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, das es erlaubt, sämtliche in einem
Analysegerät zur Bestimmung von klinisch-chemischen Parametern enthaltenen
Meßzellen, einschließlich der Leitfähigkeitsmeßzellen zur Bestimmung des
relativen Zellpackungsvolumens, gleichzeitig zu kontrollieren, um dann
gegebenenfalls Meßzellen mit abweichender Anzeige zu kalibrieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Die Grundlage der verwendeten Kalibrierflüssigkeit
bilden wasserlösliche Substanzen, welche die
elektrische Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen
herabsetzen und mindestens die Eigenschaften
besitzen müssen, daß sie die in der gesamten
Analyseapparatur verwendeten jeweiligen Sensoren für
die unterschiedlichen zu messenden Parameter nicht
schädigen oder stören und sich auch gegenüber den
anderen, in der Lösung anwesenden ionischen und
nichtionischen Substanzen weitgehend indifferent
verhalten.
Da solche Substanzen in Lösung durch ihre Gegenwart
nur ein Volumen in Analogie zu den sonst in
physiologischen Flüssigkeiten insbesondere Blut
enthaltenen Zellen simulieren sollen, können sie aus
relativ niedermolekularen bis hin zu polymeren
Verbindungen bestehen, sie müssen nur eine gute
Wasserlöslichkeit aufweisen. Als Polymere werden
PVP und/oder
Proteine, die
menschlichen, tierischen und pflanzliche oder auch
synthetischen Ursprungs sein können, verwendet. Aufgrund der
guten Wasserlöslichkeit liegen somit homogene
Lösungen vor, die im Gegensatz zu
Partikel-Suspensionen oder physiologischen
Flüssigkeiten wie z. B. Blutkonserven nicht mehr
aufgeschüttelt oder durchmischt zu werden brauchen.
Das Spektrum der in der Kontroll- und
Kalibrierflüssigkeit gelösten Substanzen richtet
sich natürlich in erster Linie nach den
Verbindungen, in der zu untersuchenden
physiologischen Flüssigkeit, deren Parameter mit dem
Analysegerät bestimmt werden sollen. Solche in
physiologischen Flüssigkeiten, insbesondere Blut,
enthaltenen gelösten Substanzen können sein:
Elektrolyte (Plasmaelektrolyte), Gase, Stoffwechsel-
Zwischen- und Endprodukte, Proteine (sowohl nicht
enzymatische als auch Enzyme). Die Elektrolyte,
hauptsächlich mit den Kationen Na+, K+,
NH+ 4, Mg2+ und Ca2+ können in Form ihrer
Salze als Chloride, Carbonate, Bicarbonate,
Phosphate, Acetate u. ä. eingesetzt werden. Als Gase
kommen die Blutgase O2 und CO2 in Betracht. Die
zu bestimmenden gelösten Substanzen werden in freier
Form oder als Salze eingesetzt. Intermediäre
Stoffwechselprodukte können insbesondere sein:
Lactat, Pyruvat, Citrat, Glucose, aber auch
Cholesterin und freie Aminosäuren, insbesondere auch
das Aminosäurederivat Creatin. Als
Stoffwechsel-Endprodukte können Harnstoff,
Harnsäure, Creatinin, Bilirubin u. a. von Interesse
sein. Die Sollwerte der zugesetzten Elektrolyte und
der für physiologische Flüssigkeiten
charakteristischen gelösten Substanzen sollen sich
vorzugsweise in dem Bereich bewegen, der auch für
die zu messende physiologische Flüssigkeit
charakteristisch ist.
Daneben sind in der Kalibrierlösung aber noch
Substanzen gelöst, die nicht im Analysengerät
bestimmt werden sollen. Insbesondere sind dies ein
oder mehrere pH-Puffersubstanzen. Werden diese als
Salze eingesetzt, ist zu beachten, daß die
zugehörigen Kationen die Konzentration des jeweils
eingesetzten Elektrolyten erhöhen. Vorzugsweise
werden die bekannten biologischen Puffersysteme aus
der Gruppe der zwitterionischen Aminosulfonsäuren,
wie z. B. BES, HEPES, PIPES, MOPS, TES u. a.
eingesetzt. Solche Puffer weisen bei 25°C pK-Werte
zwischen 6 und 8,5 auf.
Desweiteren kann es erforderlich werden, daß infolge
geringfügiger Leitfähigkeitsunterschiede, die aus
kleinsten Verunreinigungen der gelösten Stoffe
resultieren, zusätzliche Salze zum Zwecke einer
exakten Leitfähigkeitseinstellung zugesetzt werden
müssen. Als solche kommen LiCl,
Alkylammoniumperchlorate oder Chloride in Frage.
Zusätzlich können noch Hilfsstoffe beigegeben werden
wie z. B. Tenside, Antischaummittel,
Konservierungsmittel, Desinfektionsmittel,
Viskositätseinsteller, Farbstoffe u. ä.
Nachstehend wird die Herstellung von in dem Verfahren verwendeten Kontroll- und
Kalibrierlösungen mit definierten Sollwerten für die
in physiologischen Flüssigkeiten gelösten Stoffe
beschrieben.
Es soll eine Kontroll- und Kalibrierlösung für die
Bestimmung folgender Parameter im Blut hergestellt
werden: Sollwerte für Na+, K+, Ca2+, pH und
Glucose, Lactat und Harnstoff. Der Hämatokrit soll
einen physiologisch relevanten Wert im Bereich
zwischen 10 und 60 einnehmen können.
Zunächst werden zwei Stammlösungen hergestellt, in
denen die Konzentrationen der Elektrolyte (in Form
ihrer Kationen sowie der Glucose des Lactats und des
Harnstoffs etwa in physiologisch üblichen
Konzentrationen enthalten sind:
7,02 g NaCl, 377,5 mg KCl, 221 mg CaCl2 × 2H2O
900 mg Glucose, 100 mg Lactat, 260 mg Harnstoff und
4,265 g BES werden in einem geeichten Meßkolben von
einem Liter in 900 ml H2O vollständig gelöst. Es
werden 10 ml 1,00 M NaOH-Lösung zugesetzt und mit
H2O auf ein Liter aufgefüllt. Der pH-Wert wird
kontrolliert und gegebenenfalls mit festem LiOH auf
7,1 (dem pKs des verwendeten Puffers)
nachgestellt. (in dem Falle, daß eine
Li+-Konzentration mit einer Li+- sensitiven
Elektrode gemessen werden soll, kann anstelle von
LiOH z. B. Tetraethylammoniumhydroxid zum Einsatz
kommen).
Die mit verschiedenen Analysatoren für
klinisch-chemische Parameter (z. B. Ionometer der
Firma FRESENIUS) bestimmten Werte ergaben:
für Na+ 130 mM
K+ 5 mM
Ca2+ 1,5 mM
Glucose 5 mM
Lactat 1,1 mM
Harnstoff 4,3 mM
pH 7,1
K+ 5 mM
Ca2+ 1,5 mM
Glucose 5 mM
Lactat 1,1 mM
Harnstoff 4,3 mM
pH 7,1
Leitfähigkeit 14,5 mS/cm
(Glucose und Lactat werden jeweils in einer eigenen Meßzelle nach dem in GB 2 191 003 beschriebenen Verfahren amperometrisch unter Verwendung von Glucose-Oxidase bestimmt, Harnstoff in einer eigenen Meßzelle.
(Glucose und Lactat werden jeweils in einer eigenen Meßzelle nach dem in GB 2 191 003 beschriebenen Verfahren amperometrisch unter Verwendung von Glucose-Oxidase bestimmt, Harnstoff in einer eigenen Meßzelle.
In einem weiteren geeichten Meßkolben werden 2 g
NaCl, 170 mg KCl, 110,3 mg CaCl2 × 2H2O, 200 mg
Glucose, 25 mg Lactat, 80 mg Harnstoff und 4,265 g
BES eingewogen, ca. 200 ml H2O zugegeben und alle
Bestandteile in Lösung gebracht. In mehreren kleinen
Portionen werden insgesamt 300 g PVP unter Rühren
und weiterer Wasserzugabe (maximal 700 ml)
hinzugegeben. Nachdem alles PVP vollständig gelöst
ist, werden 25 ml 1.00 M NaOH-Lösung hinzugefügt.
Der pH-Wert wird gemessen und durch Zugabe weiterer
1,00 M NaOH-Lösung in l ml-Portionen auf seinen
Sollwert von 7,10 bei 25°C eingestellt. Danach wird
die Lösung auf 1 Liter aufgefüllt. Die
Elektrolytkonzentrationen werden mittels ionen
selektiver Elektroden gemessen, die Glucose, Lactat
und Harnstoff nach dem Verfahren gemäß GB 2 191 003.
Durch Hinzufügen fester Salze
(NaCl, KCl, CaCl2 × 2H2O) sowie Glucose, Lactat
und Harnstoff zu Lösung B werden die
Ionenaktivitäten bzw. Konzentrationen beider
Lösungen angeglichen.
Durch Mischen von Lösung A und B in einfachen
Volumenverhältnissen können Lösungen beliebigen
PVP-Gehalts im Bereich von 0-30% (w/v) PVP bei
konstanten Ionenaktivitäten und konstantem pH-Wert
hergestellt werden. Das scheinbare
Zellpackungsvolumen (Hämatokrit) dieser Lösungen
kann daraus z. B. nach dem in der DE 36 27 814 C2
beschriebenen Verfahren bestimmt werden.
In der Figur werden die so bestimmten Hämatokrit-Werte
als Funktion des PVP-Gehalts (% w/v) im
physiologisch relevanten Normal-Bereich von 15-40
wiedergegeben. Es ergibt sich ein eindeutig linearer
Zusammenhang. Die resultierende Bezugsgerade kann
nun zur Einstellung eines gewünschten
Hämatokritwertes aus den beiden Stammlösungen
verwendet werden.
Will man z. B. die Anzeige eines Analysegerätes, das
einen Hämatokritwert von 25 anzeigt, auf seine
Richtigkeit überprüfen, dann braucht man nur ein
Teil der Lösung A mit 2 Teilen der Lösung H zu
mischen und die Parameter dieser Mischung in der
Analyseapparatur zu messen. Die Meßzelle in der
Analyseapparatur zur Bestimmung des Hämatokrits muß
dann genau den Wert 25 anzeigen. Anderenfalls wird
die Meßzelle auf diesen Wert kalibriert.
Andererseits können gleichzeitig die Anzeigen für
die Parameter Na+-, K+-, Ca2+-, Konzentration,
der pH-Wert und die Glucose-, Lactat- und
Harnstoffkonzentration überprüft werden und die
jeweiligen Meßzellen gegebenenfalls auf die oben
ausgewiesenen Werte kalibriert werden.
In diesem Beispiel werden neben der
Zellpackungsdichte nur die Elektrolyte bestimmt.
Für 1 l wäßriger Lösung werden eingewogen:
300 g PVP (Mittlere Molmasse 10 000)
4,8 g HEPES
2,2 g NaOH
1,85 g NaCl
0,220 g CaCl2 × 2H2O
4,8 g HEPES
2,2 g NaOH
1,85 g NaCl
0,220 g CaCl2 × 2H2O
Die Messungen mit verschiedenen Analysatoren für
klinisch-chemische Parameter ergaben reproduzierbar:
Hämatokrit 49
Na+ 147 mmol/l
K+ 6,0 mmol/l
Ca2+ 1,48 mmol/l,
Leitfähigkeit 4,3 mS/cm
pH 7,86 (25°C)
Na+ 147 mmol/l
K+ 6,0 mmol/l
Ca2+ 1,48 mmol/l,
Leitfähigkeit 4,3 mS/cm
pH 7,86 (25°C)
Die Vorteile der Erfindung liegen in der
gleichzeitigen Kalibrierung und
Richtigkeitskontrolle von Messungen der
Zellpackungsdichte nach der Leitfähigkeitsmethode
und gleichzeitig aller weiteren in einem
Analysengerät eingesetzten Sensoren für
klinisch-chemische Parameter. Die Verwendung von
getrennten Lösungen nach dem bisherigen Stand der
Technik, die jeweils nur für eine beschränkte Anzahl
oder gar nur einen einzelnen Parameter geeignet
sind, entfällt, wodurch für den Benutzer der Geräte
eine Zeitersparnis verbunden mit einer weitgehenden
Vereinfachung in der Handhabung und Anwendung der
Analysegeräte resultiert. Im Gegensatz zu
physiologischen Flüssigkeiten als Kontroll- und
Kalibrierflüssigkeiten bietet sich weiterhin der
Vorteil einer nahezu unbegrenzten Haltbarkeit sowie
dem Wegfall besonderer Lagerbedingungen. Eine
geeignete Verpackung vorausgesetzt, ist die verwendete
Kontrollflüssigkeit mehrere Jahre
lang haltbar. Darüber hinaus bietet sie im
medizinisch technischen Gebiet den nicht zu
unterschätzenden Vorteil, daß eine Infektionsgefahr
für das klinische Personal so gut wie ausgeschlossen
ist.
Claims (5)
1. Verfahren zur Kontrolle und Kalibrierung der Meßwertanzeigen eines
Analysegerätes für physiologische Flüssigkeiten, wobei über verschiedene
Sensoren in ihren zugeordneten Meßzellen bestimmte Meßparameter für in
der physiologischen Flüssigkeit gelöste Elektrolyte und zusätzlich auch aus
Leitfähigkeitsmessungen das relative Zellpackungsvolumen von in der
physiologischen Flüssigkeit enthaltenen Zellen angezeigt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die einzelnen Meßzellen mit einer definierte
Sollwerte für die zu messenden gelösten Elektrolyte aufweisenden
wäßrigen Kalibrierlösung beaufschlagt werden, in welcher zur
Herabsetzung der elektrischen Leitfähigkeit der Elektrolyte und zur
Messung eines definierten Sollwerts für das relative Zellpackungsvolumen
in einem physiologisch relevanten Wertebereich zwischen 10 und 60 von
in physiologischen Flüssigkeiten enthaltenen Zellen zusätzlich zu den
Elektrolyten Polyvinylpyrrolidon und/oder Proteine als
elektrodenverträgliche, gegenüber den übrigen Lösungsbestandteilen
weitgehend indifferente, wasserlösliche Stoffe in entsprechend definierter
Konzentration gelöst worden sind, wobei zur gleichzeitigen
Richtigkeitskontrolle der jeweiligen Meßwertanzeigen diese mit den
entsprechend definierten Sollwerten der wäßrigen Kontrollösung verglichen
und dann die den jeweiligen Meßzellen zugeordneten Sensoren
gegebenenfalls kalibriert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyte
Li- und/oder Na- und/oder K und/oder Ca- und/oder Mg-Salze und/oder
Ammoniumsalze als Chloride und/oder Carbonate und/oder Bicarbonate
und/oder Phosphate und/oder Acetate verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Kalibrierlösung verwendet wird, die ein oder mehrere Puffersubstanzen
aus der Gruppe der zwitterionischen Aminosulfonsäuren enthält, deren
pK's bei 25°C im Bereich von pH 6-8, 5 liegen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als
Puffersubstanz BES und/oder HEPES und/oder MOPS und/oder TES
verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Kalibrierlösung verwendet wird, die Tenside und/oder
Antischaummittel und/oder Konservierungsmittel und/oder Farbstoffe
und/oder Desinfektionsmittel und/oder Viskositätseinsteller als Hilfsmittel
enthält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914104302 DE4104302C2 (de) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | Verfahren zur Kontrolle und Kalibrierung von Meßwertanzeigen eines Analysegerätes für physiologische Flüssigkeiten |
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DE19914104302 DE4104302C2 (de) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | Verfahren zur Kontrolle und Kalibrierung von Meßwertanzeigen eines Analysegerätes für physiologische Flüssigkeiten |
Publications (2)
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DE4104302C2 true DE4104302C2 (de) | 1998-10-22 |
Family
ID=6424930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914104302 Expired - Lifetime DE4104302C2 (de) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | Verfahren zur Kontrolle und Kalibrierung von Meßwertanzeigen eines Analysegerätes für physiologische Flüssigkeiten |
Country Status (1)
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