DE69612126T2

DE69612126T2 - Testträger und Verfahren zur quantitatieven NIR spektroskopischen Analyse

Info

Publication number: DE69612126T2
Application number: DE69612126T
Authority: DE
Inventors: Thomas R. Kissel; Steven C. Switalski
Original assignee: Johnson and Johnson Clinical Diagnostics Inc
Current assignee: Ortho Clinical Diagnostics Inc
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: GR3036016T3; ATE199981T1; US5536664A; PT725275E; DK0725275T3; SI0725275T1; US5523054A; ES2155167T3; CA2167470A1; DE69612126D1; JPH08247947A; AU4225396A; EP0725275A1; EP0725275B1

Description

Diese Erfindung betrifft die Untersuchung von biologischen Flüssigkeiten für Analyte unter Verwendung von NIR-Spektroskopie und ein getrocknetes Gleitträgertestelement (slide lest element).
Für die letzten 11 Jahrs oder mehr ist der herkömmliche Trockenreagenzansatz für klinische Chemie (welche keine flüssigen oder rekonstituierten flüssigen Reagenzien in eher Küvette verwendet) die trockene Gleitträgertsstelementetechnologie gewesen, wie jene, die von der Eastman Kodak Company unter dem Handelsnamen "Ektachem"-Gleitträger verwendet worden ist. Bei einer solchen Technologie wird ein getrocknetes Reagenz zusammen mit einem Bindemittel in einer Reagenzschicht auf einem gleitträgerähnlichen Element gestellt. Zur Unterstützung des einheitlichen Verteilens der Flüssigkeit m einem Bereich, der dann in die Reagenzschicht fließt, wird gewöhnlich eine Verteilungsschicht oberhalb der Reagenzschicht bereitgestellt, beispielsweise jene, die in der US-A-3,992,158 gelehrt wild. Jedoch erfolgt das Ablesen der Elemente über das Reflektionsvetmögen von der entgegengesetzten Seite, und jede Anstrengung ist gemacht worden, um das Detektionslicht von einer Penetration der Vateilungsschicht abzuhalten, da der detektierbare Falbwechsel in der bzw. den Reagenzschicht(en) auftritt.
Obwohl solche Testelemente vortrefflich arbeiten, wie bewiesen durch die Milliarden von Gleittlägarelementen, die verkauft worden sind, seitdem Eastman Kodak das Produkt eingeführt hat, wäre es vorteilhaft, ein getrocknetes Testelement bereitzustellen, das nicht die zahlreichen Reagenzien benötigt, die beispielsweise in der zuvor erwähnten US-A-3,992,158 und den verwandten Testelementen benötigt werden.
Einige Anstrengungen sind unternommen worden, um die spektroskopische Analyse von Flüssigkeiten in eine quantitative Technik zu entwickeln. Versuche wurden unternommen, undurchlässige Trager zu verwenden, auf denen eine flüssige Probe verteilt wird. Jedoch ist dies für eine quantitative Analyse der meisten biologischen Flüssigkeiten unbefriedigend, da die Konstantheit dar Lichtweglänge; , wie erfordert durch das Beer'sehe Gesetz, nicht leicht auf einem undurchlässigen Träger aufrecht erhalten wanden kann. Ein ähnlicher Einwand existiert für erste durchsichtige Träger, die probiert wurden, beispielsweise Papier- und Dünnschichtehromatographieelemente. D. h. obwohl die Tiefe dar abgetasteten Flüssigkeit in solchen durchsichtigen Trägem besser erhaltbar ist, fehlt ihnen eine einheitliche dreidimensionale Porosität, da die Flüssigkeit sich nicht einheitlich in alle Richtungen durch ein bekanntes Volumen verteilt Der neueste Versuch zur spektroskopischen Analyse ist die Verwendung von mikroporösen Polymeren, um eine poröse Schicht für IR-Spektroskopie zu schaffen, wie beispielsweise gelehrt in der WO 93/00580. Obwohl dies darauf hindeutet, für Detekionswellenlängen bereitzustehen, welche den NIR-Bereich ebenso wie den IR-Bereich abdecken (Seite 1, Zeilen 25-28), wobei NIR, wie hier verwendet, von 750 nm bis 3000 nm ist, ist tatsächlich der Rest der Lehre lediglich für IR (oberhalb 3000 nm). Der Grund liegt darin, daß es in der Literatur bekannt ist, daß die Schichtmaterialien, die in der WO 93/00580 aufgeführt sind, unfähig sind, quantitativ in der MIR zu fungieren, insbesondere im Reflexionsmodus, wo die Schicht wenigstens zu 95% refleküv sein muß. Alle der aufgeführten Materialien (Polyethylen, Polypropylen, Poly(tetrafluorethylen) (PTFE), Ethylen/Propylen-Copolymere, Poly(vinylfluorid), Polyester, Chlortritfluoiethylenpolymer und Nylon) sind, mit der Ausnahme von PTFE, nicht wenigstens zu 95% reflekriv. PTFE weist jedoch nicht die benötigte Porosität auf- es ist nicht "ausreichend porös", wie dargelegt in der folgenden Zusammenfassung.
Wir haben ein mikroporöses Material gefunden, das die oben erwähnten Probleme vermeidet.
Genauer werden in Bezug auf eine Erscheinungsform der Erfindung die Probleme gelöst durch ein Testelement zum Analysieren von Analyten in Proben von Patienten, umfassend
einen Träger,
eine im wesentlichen eine konstante Lichtweglänge bereitstellende Schicht, umfassend ein diffus-reflektierendes Material, das
a) ein anlaufendes Polymer (blush polymer), mikrokristalline Teilchen oder anhaftende Teilchen, mit oder ohne Reflektionspigmenten, ist,
b) ausreichend porös in alle Richtungen ist, um es einer Flüssigkeit zu ermöglichen, sich einheitlich in alle Richtungen auszubreiten, wie gemessen durch den in dem Paragraphen mit der Überschritt "Porositätstest" in der vorliegenden Beschreibung dargelegten Test, und
c) wenigstens 95% NIR-Strahlung homogen reflektiert,
wobei das Element im wesentlichen frei von Reagenzien ist, die fähig sind, mit dem Analyt zu reagieren.
Das Testelement kann weiter eine hydrophile Polymerschicht einschließen, die getrennt ist von der die Lichtweglänge bereitstellenden Schicht und eine Dicke von weniger als 1 um aufweist
Das Testelement kann ebenfalls weiter eine Spiegelschicht zwischen der die Lichtweglänge bereitstellenden Schicht und dem Träger einschließen, wirksam, um die Weglänge von NIR-Strahlung durch das Element zu steigern.
Gemäß einer weiteren Eischeinungsform der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum quantitativen Analysieren eines Analyts in einer biologischen Probe durch quantitative nah; Infrarotreflektions (MIR)- oder Streuspektroskopieanalyse, umfassend die Schritte:
a) Aufbringen eines Aliquots einer Probe auf ein Testelement gemäß der ersten Erscheinungsform der Erfindung;
b) Bestrahlen der Probe innerhalb des Elements mit Licht von NIR-Wellenlänge;
c) Delektieren von Licht solcher Wellenlänge, das durch das Element reflektiert oder gestreut wird; und
d) Spektroskopisches Analysieren des delektierten Lichts für Signale, die charakteristisch für das analysierte Anatyt sind.
In dem obigem Verfahren kann der Schritt d) ein Vergleichen des Signals gegen ein kalibriertes Modell für das Analyt der Wahl umfassen, basierend auf entweder dem rohen delektierten Signal oder Derivaten davon, um von dem kalibrierten Modell die Konzentration des Analyts der Wahl festzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls die Verwendung eines Testselements nach einer ersten Erscheinungsform der Erfindung bereit, zum Analysieren von Analyten DI Proben von Patienten durch quantitative nahe Infrarotroflexions- oder Streuspektroskopieanalyse.
Fig. 1 ist eine schematische Teilansicht eines Testelements aus dem Stand der Technik mit getrockneten Reagenzien, und des verwendeten Verfahrens, um das Analyt der Wahl zu analysieren; und
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht ähnlich zu der aus Fig. 1, jedoch von der Erfindung;
Fig. 3 ist eine teilweise schematische Aufsicht auf ein nützliches Spektroskop;
Fig. 4-7 sind Auftragungen von tatsächlichen Analytkonztrtrationen gegen eine vohergesagte Konzentration, die aus der Verwendung der Erfindung resultieren; und
Fig. 8 ist die Absorptionsauftagung von Gelatine bei NIR-Wellenlängen, welche zeigt, warum Gelatine bei beträchtlichen Dicken für die die Lichtweglänge definierenden Schichtet des Testelements nicht akzeptabel ist. Diese Erfindung basiert auf der Entwicklung, daß bestimmte Verteilungsschichten, die in dar zuvor erwähnten US-A-3,992,158 beschrieben worden sind, idealerweise für quantitative NIR-Spektroskopieanalyse geeignet sind, wenn sie die die Lichtweglänge definierende Schicht umfassen, im Gegensatz zu der Konstruktion in der US-A-3.992,158.
Sich beziehend auf Fig. 1 umfaßt das herkömmliche Gleitträgerelement 10, gelehrt durch die US-A- 3,992,158, einen transparenten Kunststoffträger 15, eine oder mehrere Reagenzsichichten 20 und eine einheitlich poröse Verteilungsschicht 30. Die Schicht 30 sieht eine einheitliche Verteilung eines Tropfens einer Probe (gestrichelt gezeigt) in einem Volumen eines dispergierten Bereichs A in der Schicht 30 (gezeigt mit Flüssigkeit) vor, der dann abwärts in die Reagenzschicht 20 migriert. (Die Reagenzien der Schicht 20 sind durch dichtere Punkte bezeichnet). Es ist wichtig, daß das Element von der entgegengesetzten Seite für das Reflexionsvermögen abgelesen wild, unter Verwendung einer Lichtquelle 40 und eines Detektors 42 in einem Reflektometer 50. Die Verteilungsschicht ist wiederum mit einem Siebmaterial bereitgestellt, um es reflektiv zu machen, wie z. B. durch Einbau von TiO&sub2;. Als ein Ergebnis wird die Lichtesglänge 60 idealerweise lediglich durch die Schichten 15 und 20 definiert, und nicht durch die Verteilungsschicht, um so einen Falbwechsel in Schicht 20 zu delektieren. (Obwohl einige Beispiele der Gleitträger der "Ektachem"®-Marke, hergestellt gemäß der Lehre aus der US-A-3,992,158, tatsächlich etwas Licht in die Verteilungsschicht durchlassen, wird unten gezeigt, daß viele "Ektachem"-Gleitträger tatsächlich weniger als 1% der Lichhweglänge haben, die operational durch diese Schicht bestimmt wild, d. h innerhalb des normalen Betriebsbereichs des Gleitfägers. In jedem Fall sind solche Gleitträger immer gelehrt worden für die Verwendung mit Detektiansreagenzien).
Unsere Erfindung beruht auf der Entwicklung, daß bestimmte Verteilungsschichten durch sich selbst eine ausgezeichnete poröse Schicht zum Ausführen quantitativer MR-Spektroskopieanlayse darstellen, wenn die Lichtweglänge tatsächlich durch die Verteilungsschicht als durch irgendwelche benachbarten Schichten definiert wild. Der Grund besteht darin, daß die ausreichend poröse Natur da" Verteilungsschicht diese ideal macht für das Bereitstellen einer konstanten vohersagbaren Lichtweglänge von licht wählend der Verwendungsdauer, im Gegensalz zu den Bindemitteln, die in den Reagenzschichten aus Fig. 1 verwendet weiden, welche die Lichtweglänge innerhalb des Glettträgerelements definieren.
Wie hierin verwendet bedeutet "NIR"-Spektroskopie oder -Strahlung die Verwendung der Wellenlängen von 750 bis 3000 nm. "Im wesentlichen konstante Lichtweglänge "bedeutet mit Abweichungen von nicht mehr als 1%. "Quantitativ" bedeutet die Messung von tatsächlichen Mengen, basierend auf der Genauigkeit und Präzision, die in einem klinischen Labor akzeptabel ist.
"Ausreichend porös" bedeutet in alle Richtungen, so daß eine Flüssigkeit sich einheitlich innerhalb der Schicht in alle Richtungen verteilt. Wie erwähnt, ist die letztere eine bereits bekannte Eigenschaft, die in der Verteilungsschicht des Elements, das in der US-A-3,992,158 gelehrt wird, vorliegt. Daher ist eine "ausreichende Porosität", wie hierin verwendet, irgendeine Schicht aus Material, das in alle Richtungen so porös ist wie die Verteilungsschicht aus der US-A-3,992,158. Die TiO&sub2;-Schicht aus Beispiel 1, welches folgt, ist ein zufriedenstellendes Beispiel dafür.
Zum Testen von Materialien mit geeigneter Porosität wird die in Spalte 6, Zeile 22, bis Spalte 7, Zeile 7, der zuvor genannten LJS-A-3,992,158 dargelegte Verfahrensweise verwendet. Dieser Test ist in dem folgendem Paragraph mit dem Titel "Porositätstest" beschrieben. Jedoch braucht den volumetrischen und Dickenerföndemissen, die darin dargelegt werden, nicht gefolgt zu weiden, noch muß eine Gelatineunterschicht verwendet werden. Altemativerweise kann die Gelatme verwendet werfen, da dies gerade ein Test für Porosität ist.

Porositälstest

Zum Ausführen eines solchen Tests kann man auf ein transparentes Fotographiefilmträgermaterial, wie untergründiges (subbed) Poly(ethylenterephfhalat), eine transprente Gelatineschicht mit einer Gelatinebedeckung von etwa 200 mg/dm² auftragen. Die Gelatine kann m der Härte variieren, jedoch ist für Testzwecke eine Schicht aus Gelatine geeignet, die so gehärtet ist, um die Schichtdicke um etwa 300% zu quellen, wenn sie für fünf Minuten in Wasser von 22ºC eingetaucht wild. Wenn sie trocken ist, wild die Gelatmeschicht eine Dicke von etwa 30 um aufweisen. Über die Gelatineschicht kann, wie durch Beschichten aus Lösung oder Dispersion, die für Verteilungszwecke zu untersuchende Schicht aufgetragen wenden. Verteilungsschichten können entworfen werden, um stark variierende Trockendicken aufzuweisen, und eine Dicke von etwa 100 bis etwa 200 um ist für Testzwecke praktisch. Nach Trocknen der Schichten kann eine Probe der Testlösung oder Dispersion auf die Oberfläche der Verteilungsschicht unter Evaluation aufgetragen weiden, bevorzugt in einer kleinen Menge, so daß nicht alle Teile der Schicht durch die aufgetragene Probe befeuchtet weiden, jedoch wünschenswert ausreichend, um einen befeuchteten Bereich zu schaffen, der einen kreisförmigen Bereich von etwa 8-10 mm im Durchmesser einschließen kann. Die Auswahl einer Testlösung oder -dispeision ist eine Sache der Wahl und wird teilweise abhängen von der Art der Probe oder des Analyts, dem die Schicht unter Bedingungen einer tatsächlichen Verwendung ausgesetzt wird. Für Materialien mit niedrigem Molekulargewicht können wässrige Farbstofflösungen verwendet weiden, und eine Lösung mit 0,0005 Gewichtsprozent Solatine Pink ist akzeptabel. Für Materialien mit höherem Molekulargewicht, wie Proteinen, kann eine wässrige Dispersion aus Rinderalbumin, gefärbt mit Solatine Pink, verwendet weiden. Nach Auftragen der flüssigen Probe auf die Schicht unter Evaluation und dem Ermöglichen dar flüssigen Probe, von der Oberfläche weg zu verschwirden und in die Schicht aufgenommen zu werden, kann das Testelement umgedreht wenden, und die Unterseite der eingebrachten Verteilungsschicht kann beobachtet werden durch das transparente Trägermaterial und die Gelatineschicht Wenn, vor einer beträchtlichen Verdampfung von Lösungsmittel- oder Dispersionsmedium, der gefärbte Spot von im wesentlichen einheitlicher Farbdichte ist, bei Abtastung durch ein Densitometer mit einer kreisförmigen Öffnung von etwa 2-3 mm, dann hat ein Verteilen und das Erreichen einer einheitlichen offensichtlichen Konzentration an der Unterfläche der Testschicht und/oder in der Gelatineschicht stattgefunden, und die Testschicht kann nützlich sein als eine Verteilungsschicht in analytischen Elementen der hierin beschriebenen Art. Mit einer im wesentlichen einheitlichen Dichte ist gemeint eine Dichte quer über den Spot, mit der Ausnahme seiner Peripherie, mit einem Maximal- und einem Minimalwert von nicht mehr als ±10-15% von der mittleren Dichte. Aufgrund von Randeffekten können uncharakteristische Dichtegradienten an der Spotperipherie auftreten, brauchen jedoch keine Wirkung auf die Bedeutung eines analytischen Ergebnisses zu haben. Der periphere Bereich kann zwischen den Spots variieren, er wird jedoch gewöhnlich nicht mehr als etwa 20% des gesamten Spots ausmachen und kann weniger sein.
Somit wird leicht offensichtlich sein, daß die Grundkomponenten dieser Erfindung herkömmlich sind: die Komponenten und die Konstruktion der die Lichtweglänge definierenden Schicht bzw. Schichten des Testelements, und die NIR-Analyse zur Detektion von Signalpeaks, die für bestimmte Analyte, beispielsweise Gesamtprotein, Glucose, Gesamtcholesterol, Albumin, Globulin, Triglyceride, Harnstoff Crcatinin, HDL und LDL, repräsentativ sind.
Die Erfindung liegt in der Entwicklung, daß bestimmte Testelemente der US-A-3,992,158 eine adäquate quantitative Detektion von Analyten m biologischen Flüssigkeiten unter Verwendung von NIR- Spektroskopie ermöglichen, wenn sie richtig konstruiert sind mit im wesentlichen kernen Reagenzien und ohne die Reagenzschicht. Aus diesen Gründen, außer wie hierin dargelegt, weiden Details für die Konstruktion des Testelements oder die Durchführung der NIR-Analyse nicht bereitgestellt, da diese Fachleuten auf dem jeweiligen Gebiet gut bekannt sind. (Repräsentative nützliche Peaks für, beispielsweise, Gesamtprotein schließen 2050,2160,2170 und 2180 nm ein, wie gut bekannt ist).
Obwohl die Beschreibung hierin aus bevorzugten Ausführungsformen ist, die reflektive NIR- Untersuchungen hervolbringen, unter Verwendung bestimmter Verteilungsschichten der US-A-3,992,158, ist die Erfindung nicht darauf begrenzt. Sie ist ebenfalls nützlich bei steuartiger NIR-Analyse.
Das bevorzugte Gleitträgertestelement ist Element 100, Fig. 2. Dieses umfaßt eine Schicht 30', die im wesentlichen die gleiche ist, wie bestimmte Verteilungsschichten der zuvor erwähnten US-A-3,992,158, vorausgesetzt, daß sie frei von Detektionsreagenzien ist Optional ist sie angefügt an einen NIR-transparenten Kunststonträger 15 durch eine dünne herkömmliche, untergründige Schicht 41, oder durch Coronabehandlung oder Plasma-Behandlung des Trägers. In der US-A-3,992,158 beschriebene Träger sind nützlich. "Dünn" wie hierin für die untergrundige Schicht verwendet, bedeutet eine Dicke von weniger als l um, da größere Dicken dazu tendieren, mit der NIR-Reflexion zu interferieren, insbesondere, wenn die untergrundige Schicht ein hydrophiles Polymer umfaßt.
Alternativerweise kann, wenn die Zusammensetzung der Schicht 30' an der Schicht 15 selbsthaftend ist, die Schicht 41 weggelassen werden.
Die Detektion von Analyten in einer Flüssigkeit, abgelagert im Bereich A, erfolgt durch ein herkömmliches Spektrophotometer 200, unter Verwendung einer geeigneten NIR-Energiequelle 210 und eines NIR-Detektors 220. (Obwohl eine bevorzugte Analyseart, wie gezeigt, von der Vorderseite ist, kann es ebenfalls von der Rückseite sein, gestrichelt gezeigt).
Die Materialien zur Verwendung in Schicht 30' des Elements 100 sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem anlaufenden Polymer (blush polymer), mikrokristallinen Teilchen und anhaftenden Teilchen, alle mit oder ohne vorhandenen Reflexionspigmenten, wie sie aus der US-A-3,992,158 bekannt sind.
Beim Durchführen der NIR-Analyse von der Kopfseite des Testelements 100, schließt die Schicht 41 optional eine verspiegelte Oberfläche ein, welche in der Form einer metallisierten Schicht, einer dünnen partikulären Keramikschicht, eines feinen Metalloxids oder von Metall, dispergiert in einem transparenten Polymer, bereitgestellt werden kann. Dies verbessert die Reflexion des Wegs 300, da ohne die verspiegelte Oberfläche die NIR-Energie aus Quelle 210 wahrscheinlicher teilweise bei oder nahe der Schichten 41 und 15 absorbiert wild.
Wie erwähnt, ist die MR-Analyse herkömmlicher. In Kürze beschrieben wird sie wie folgt ausgeführt:
Ein Gleitträgerelement wird an einen Träger angefügt und in der Position, in Fig. 3 als "S" gezeigt, angeordnet Bin Spektrum des Glertteägas wird aufgenommen unter Verwendung eines herkömmlichen Spektrometers 400 und Wellenlängen, erzeugt durch Lichtquelle 402, Chopper 404, Monochromatogitter 406, fokusierende Linsen 408 und Detektoren 410. Die Wellenlängen sind ausgewählt aus dem vollen Spektrum von 1200 bis 2400 nm, um ein leeres Ablesen zu erreichen. Das Element wird dann aus dem Spektrometer entfernt und mit der zu untersuchenden Flüssigkeit betröpfelt, in einer bevorzugten Menge, wie3 00 ul. Es wild der Flüssigkeit ermöglicht, sich in dem Gleitträger für 30 bis 90 Sekunden zu verteilen, und der Gleitträger wird dann in das Spektrometor zurückgestellt. Ein neues Spektrum des Gleitträgars und der Flüssigkeit wird erzeugt und unter Verwendung des Spektrometers 400 aufgenommen. Die Ergebnisse werden dann analysiert unter Verwendung der zweiten Ableitung der Extinktion, gefolgt von mehrfacher linearer Regression (MLR), um Analyt vom Hintergrund zu unterscheiden. Weitere Details sind in den folgenden Beispielen gezagt Die folgenden Endspiele sind lediglich veranschaulichend und sind keine erschöpfende Liste der Ausführungsformen der Erfindung. In den folgenden Beispielen wies das Gleitträgertestelement die folgende Konstruktion auf:
Die Proteinproben, welche folgen, wurden kalibriert und bei 2057,5 nm und 2180,5 nm Licht vermessen. Zusätzlich sind jedoch auch die Bereiche 2050 bis 2250 nm und/oder 1500 bis 1800 nm nützlich. Das verwendete Spektroskop war ein "Quantum 1200 Plus" (TM) Spektroskop, verfügbar von LT Industries, welches schematisch in Fig. 3 gezeigt ist. Die zweite Ableitung der Extinktion, gefolgt von mehrfacher linearer Regression (MLR) wurde verwendet, um das Analyt vom Hintergrund zu untascheiden. Die zweite Ableitung ist bevorzugt, da sie nicht-chemische Unterschiede, wie Grundlinienverschiebungen und Instrumentrauschen entfernt, und Schultern und Wendungen der Kurven der rohen Absorptionsspektren vergrößert. Siehe beispielsweise die US-A-5,197,470 für eh Beispiel des hierin verwendeten Verfahrens. Alternativerweise können Hauptkomponentenanalyse und/oder Regression und/oder die Methode der partiellen kleinsten Quadrate für die mehrfache lineare Regressionsanalyse eingesetzt werden.

Beispiel 1 -Gesamtseruprotein auf einem TiO&sub2;-Gleitlräger

Das oben gezeigte Gleitträgerkonstrukt unter Verwendung einer 50,8-152,4 um (2-6 mil) dicken TiO&sub2;-Matrix bei einer Bedeckung von 1-6 gm² wurde mit 300 ul einer Kalibrationsflüssigkeit, die mit Mengen eines Gesamtproteins versetzt war, betüpfelt, die auf der horizontalen Achse in Fig. 4 gezagt sind. Das spektroskopische Ablesen wurde durchgeführt, so daß die MLR-Voraussagen auf der vertikalen Achse, Fig. 4 aufgetragen wurden, und die a priori tatsächlichen Werte auf der horizontalen Achse aufgetragen wurden, erhaltend einen r-Wert, wo "Y" der Regressionskorrelationswert ist, von 0,997 und eine Standardabweichung von 0,11. Eindeutig liegt dieses Ergebnis gut innerhalb von Laborstandards für eine quantitative Untersuchung.
Diese Ergebnisse bilden ebenfalls die Kalibrationskurve, die für die folgenden Beispiele verwendet wird.

Beispiel 2 - Gesamtserumprotein auf einem TiO&sub2;-Gleitträger

Das Experiment aus Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß die Kalibrationskurve aus Fig. 4, Beispiel 1, verwendet wurde, um anders bekannte Konzentrationen an Analyt, die bei der Herstellung der Kalibrakionskurve aus Beispiel 1 nicht verwendet wurden, zu untersuchen. Die Ergebnisse sind in Fig. 5 aufgetragen. Der "Y"-Wert war 0,996 und die Standardabweichung 0,12, anzeigend, daß die Ergebnisse aus Beispiel 1 als eine Kalibrationskurve mit "Unbekannten" verwendet werden können.

Beispiel 3 - Gesamtcholesterol auf einem BaSO&sub4;-Gleitträgertestelement

Das Experiment aus Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß die die Lichtweglänge definierende Schicht (anders als der Träger) BaSO&sub4; umfaßte bei einer Bedeckung von 1 bis 6 g/cm², anstelle von TiO&sub2;. Die Kalibratoren wurden mit den Gehalten von Cholesterol versetzt, die auf der horizontalen Achse in Fig. 6 aufgeführt sind. Die spektroskopisch erhaltenen vorhergesagten Werte wurden auf der vertikalen Achse aufgetragen, erzeugend ein Ergebnis von r = 0,99 und eine Standardabweichung von 9 mg/dl, welches gut innerhalb akzeptierbarer Grenzen für diesen Konzentrationsbereich an Cholesterol ist.

Beispiel 4 - Gesamtcholesterol auf einem BaSO&sub4;-Gleitträgertestelement

Beispiel 2 wurde wiederholt, außer daß die Untersuchung für Gesamtcholesterol war, unter Verwendung der in Beispiel 3 erzeugten Kalibrarionskurve. Die Ergebnisse erscheinen in der Auftagung in Fig. 7, mit r-Werten und einr Standardabweichung, die zu denen aus Fig. 6 identisch sind.

Vergleichsbeispiel Nr. 1

Fig. 8 ist einzig eingeschlossen, um zu zeigen, daß jede wesentliche Dicke [größer als l um] in dem Testgidtträgerelement, umfassend Gelatine, wenigstens für 95% der NIR-Strahlung nicht reflektierend sein wirf. Der Grund besteht natürlich in der wegen beträchtlichen Absorption, auftretend insbesondere von 1500 nm bis 2400 nm, einem Hauptbereich des NIR-Bereichs der Erfindung. (Die Art der Gelatme ist diesbezüglich ohne Konsequenz). Daher muß Gelatine vermieden werden, zumindest in Dicken ≥ 1 um.

Vergleichsbeispiel Nr. 2

Um zu zeigen, daß der herkömmliche "Ektachern"(TM)-Gleitträger beispielsweise für Glucose keinen Durchgang des Reflektometerlichts in die Verteilungsschicht für Bereiche des Analyts, für welche der Gleitträger beabsichtigt ist, ermöglicht, wunde ein Glucosegleitträger in einem herkömmlichen Perkin Elmer "Lambda Nine" (TM)-Spektrometer mit einer bekannten Konzentration an Glucose getestet. Die Peakextinktion des Farbstoffs war 1,22 Extinktionseinheiten, was etwa eine 7%-ige Transmission ist, so daß das licht, welches innerhalb der Verteilungsschicht (oberhalb der Farbstoffschicht) durch Reflexion verteilt wird, 0,07 · 0,07 = 0,0049 ist, oder lediglich 03% bis 0,5% des Signals anstelle der erforderlichen, wenigstens 95% D. h. der herkömmliche "Ektachem"-Gleitträger ist nicht entworfen, um Licht in und durch die Verteilungsschicht bei den Bereichen der Analytkonzentration, die zur Verwendung beabsichtigt sind, zu transmittierten.

Claims

1. Testelement zum Analysieren von Analyten in Proben von Patienten, umfassend einen Träger,

eine im wesentlichen eine konstante lichtweglänge bereitstellende Schielt, umfassend ein diffusreflektierendes Material, das

a) ein anlaufendes Polymer (blush polymer), mikrokristalline Teilchen oder anhaftende Teilchen, mit oder ohne Reflexionspigmenten, ist,

b) ausreichend porös in alle Richtungen ist, um es einer Flüssigkeit zu ermöglichen, sich einheitlich in alle Richtungen auszubreiten, wie gemessen durch den in dem Paragraphen mit der Überschrift "Porositätstest" in der vorliegenden Beschreibung dargelegten Test, und

c) wenigstens 95% NIR-Strahlung homogen reflektiert,

wobei das Element im wesentlichen frei von Reagentien ist, die fähig sind, mit dem Analyt zu reagieren.

2. Testelement nach Anspruch 1, welches weiter eine hydrophile Polymerschicht einschließt, die getrennt ist von der die Lichtweglänge bereitstellenden Schicht und eine Dicke von weniger als 1 um aufweist.

3. Testelement nach Anspruch 1 oder 2, welches weiter eine Spiegelschicht zwischen der die lichtweglänge bereitstellenden Schicht und dem Trager einschließt, wirksam, um die Weglänge von "NIR- Strahlung durch das Element zu steigern.

4. Verfahren zum quantitativen Analysieren eines Analyts in einer biologischen Probe durch quantitative nahe Inftarotreflexions(NIR)- oder Steuspektroskopieanalyse, umfassend die Schritte:

a) Aufbringen eines Aliquots einer Probe auf ein Testelement wie definiert in einem der Ansprüche 1 bis 3;

b) Bestrahlen der Probe innerhalb des Elaments mit Licht von NIR-Wellenlänge;

c) Detektieren von licht solcher Wellenlänge, das durch das Element reflektiert oder gestreut wird; und.

d) spektroskopisches Analysieren des detektierten Lochts für Signale, die charakteristisch für das analysierte Analyt sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt d) ein Vergleichen des Signals gegen ein kalibriertes Modell für das Analyt der Wahl umfaßt, basierend auf entweder dem rohen delektierten Signal oder Derivaten davon, um von dem kalibrierten Modell die Konzentration des Analyts der Wahl festzustellen.

6. Verwendung eines Testelements, wie definiert in einem der Ansprüche 1 bis 3, zum Analysieren von Analyten in Proben von Patienten durch quantitative nahe Infrarotreflexions- oder Streuspektroskopieanalyse.