EP1916524A1 - Rotatable test element - Google Patents

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EP1916524A1
EP1916524A1 EP20060020219 EP06020219A EP1916524A1 EP 1916524 A1 EP1916524 A1 EP 1916524A1 EP 20060020219 EP20060020219 EP 20060020219 EP 06020219 A EP06020219 A EP 06020219A EP 1916524 A1 EP1916524 A1 EP 1916524A1
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sample
test element
axis
porous
zone
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Roche Diagnostics GmbH
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F Hoffmann-La Roche AG
Roche Diagnostics GmbH
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Abstract

A disk-shaped, flat test element (1), rotatable about a (preferably central) axis perpendicular to the plane of the element, has a liquid sample introduction opening (4); a capillary-active region (12) (preferably a porous absorbent matrix) having a first end near and a second end spaced from the axis; and a sample channel (9) extending from near the axis to the first end of the capillary-active region. Independent claims are included for: (1) a variant of the test element, having a sample receiving opening with a sample dosing zone (5) contacting an excess sample zone (7), where a capillary stopper (6) is provided between the sample dosing and excess sample zones; (2) a method for determining an analyte in a liquid sample using the element, involving: applying the sample to the receiving opening; rotating the the element, so that the sample is transported to the first end of the capillary-active zone; slowing or stopping the rotation, so that the sample (or a material recovered from the sample on passage through the element) is sucked from the first end to the second end of the capillary-active zone; and visually or optically determining the analyte in the capillary-active zone or an adjacent zone; and (3) a system for determining an analyte in a liquid sample, comprising a test element as above and a measuring device including a drive for rotating the element and an optical system for evaluating the visual or optical signal from the element.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Testelement, das im Wesentlichen scheibenförmig und eben ist und um eine zentrale Achse, die senkrecht zur scheibenförmigen Testelementebene liegt, rotierbar ist, enthaltend eine Probenaufgabeöffnung zur Aufgabe einer flüssigen Probe, eine poröse, saugfähige Matrix und einen Probenkanal, der von der Probenaufgabeöffnung zur porösen, saugfähigen Matrix reicht. The invention relates to a test member which is disk-shaped and substantially plane and about a central axis that is perpendicular to the disk-shaped test element level is rotatable, comprising a sample application opening for the application of a liquid sample, a porous, absorbent matrix and a sample channel, which from the sample application opening to the porous, absorbent matrix last. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung eines Analyten mit Hilfe des Testelements. Furthermore, the invention relates to a method for determining an analyte with the aid of the test element.
  • Prinzipiell kann man die Systeme, die zur Analyse von flüssigen Probenmaterialien oder von Probenmaterialien, die in flüssige Form überführt werden können, in zwei Klassen unterteilen: zum einen gibt es Analysensysteme, die ausschließlich mit sog. Nassreagenzien arbeiten, zum anderen gibt es Systeme, die mit sog. Trockenreagenzien arbeiten. In principle the systems that divide for the analysis of liquid sample materials or of sample materials that can be converted into liquid form, into two classes. First, there are analysis systems which work exclusively with so-called wet reagents, on the other hand, there are systems that work with so-called. dry reagents. Insbesondere in der medizinischen Diagnostik, aber auch in der Umwelt- und Prozessanalytik, haben sich im Bereich der fest eingerichteten Labors vor allem die ersteren Systeme durchgesetzt, während letztere Systeme vor allem im Bereich der Analytik "vor Ort" eingesetzt werden. Especially in medical diagnostics, as well as in environmental and process analysis, have mainly enforced the former systems in the area of ​​fixed-equipped laboratories, while the latter systems are used mainly in the field of analysis "on site".
  • Im Bereich der medizinischen Diagnostik werden Analysensysteme mit Trockenreagenzien insbesondere in Form von sog. Testträgern, z. In the field of medical diagnostics are analysis systems with dry reagents especially in the form of so-called. Test carriers, z. B. Teststreifen angeboten. B. test strips available. Prominente Beispiele hierfür sind Teststreifen für die Bestimmung des Blutzuckerwertes oder Teststreifen für Urinuntersuchungen. Prominent examples are test strips for determining the blood sugar value or test strips for urine tests. Solche Testträger integrieren in der Regel mehrere Funktionen (z. B. die Bevorratung von Reagenzien in getrockneter Form oder - wenn auch seltener - in Lösung; die Abtrennung von unerwünschten Probenbestandteilen, insbesondere von roten Blutkörperchen aus Vollblut; bei Immunoassays, die sog. Bound-Free-Trennung; die Dosierung von Probenvolumina; den Transport von Probenflüssigkeit von außerhalb eines Gerätes in ein Gerät hinein; die Steuerung der zeitlichen Abfolge von einzelnen Reaktionsschritten; usw.). Such test carriers usually integrate multiple functions (eg, the storage of reagents in dried form, or - albeit rarely - in solution.. The separation of undesired sample components, especially red blood cells from whole blood; in immunoassays, called Bound- free separation; the dose of sample volumes; the transport of liquid samples from outside of a device in a device in; the control of the time sequence of individual reaction steps, etc.). Die Funktion des Probentransports wird dabei oft mittels saugfähiger Materialien (z. B. Papiere oder Vliese), mittels Kapillarkanälen oder durch Anwendung äußerer Triebkräfte (wie z. B. Druck; Saugen) oder mittels Zentrifugalkraft bewerkstelligt. The function of the sample transport is often by means of absorbent materials (such as papers or nonwovens.) By means of capillary channels or through the application of external driving forces (such as pressure;. Sucking) accomplished by means of centrifugal force or. Scheibenförmige Testträger, sog. LabDiscs oder optische BioDiscs, führen die Idee des gesteuerten Probentransports mittels Zentrifugalkraft (Fliehkraft) fort. Disk-shaped test carrier, so-called. Lab-disks or optical bio-disks, the idea of ​​the controlled sample transport means of centrifugal force are continuing (centrifugal force). Solche scheibenförmigen, CompactDisc-ähnlichen Testträger ermöglichen die Miniaturisierung durch Nutzung von mikrofluidischen Strukturen und gleichzeitig die Parallelisierung von Vorgängen durch wiederholtes Aufbringen identischer Strukturen für die parallele Abarbeitung ähnlicher Analysen aus einer Probe bzw. identische Analysen aus unterschiedlichen Proben. Such disc-shaped, Compact Disc-like test carriers enable the miniaturization by use of microfluidic structures while the parallelization of operations by repeated application of identical structures for the parallel processing of a similar analysis of a sample or identical analyzes of different samples. Gerade im Bereich der optischen BioDiscs ist die Integration von optisch gespeicherten digitalen Daten für die Identifizierung der Testträger oder die Steuerung der Analysensysteme auf den optischen BioDiscs möglich. Especially in the field of the optical bio-disks integration of optically stored digital data for the identification of the test carrier or the control of the analysis system on the optical bio-disks is possible.
  • Neben der Miniaturisierung und Parallelisierung von Analysen und der Integration von digitalen Daten auf optische Discs haben BioDiscs im Allgemeinen den Vorteil, dass sie mittels etablierter Herstellverfahren hergestellt und mittels etablierter Auswertetechnologie gemessen werden können. In addition to the miniaturization and parallelisation of analysis and integration of digital data on optical discs in general bio-disks have the advantage that they can be produced by means of established production process and measured by established evaluation. Bei den chemischen und biochemischen Komponenten solcher optischen BioDiscs ist meist ein Rückgriff auf bekannte Chemie - und Biochemie-Komponenten - möglich. The chemical and biochemical components of such optical bio-disks is usually a recourse to known chemistry - biochemistry and components - possible. Nachteilig an den rein auf Zentrifugal- und Kapillarkräften beruhenden optischen LabDiscs oder Biodiscs ist, dass die Immobilisierung von Reagenzien schwer ist und die Nachweisgenauigkeit leidet. A disadvantage of the purely based on centrifugal and capillary forces optical lab-disks or bio-disks that immobilization of reagents is heavy and the detection accuracy suffers. Insbesondere bei Nachweissystemen, die auf spezifischen Bindereaktionen beruhen, wie z. Especially with detection systems that are based on specific binding reactions such. B. Immunoassays, fehlt im Vergleich zu herkömmlichen Teststreifensystemen die Volumenkomponente, insbesondere bei der sog. Bound-Free-Trennung. B. immunoassays lack the volume component compared to conventional test strip systems, particularly in the so-called. Bound-free separation.
  • Aus diesem Grund gibt es vor allem im Bereich der Immunoassays seit kurzem Ansätze, Hybride aus herkömmlichen Teststreifen und BioDiscs zu etablieren. For this reason it is especially in the field of immunoassays recently approaches to establish hybrids of conventional test strips and bio-disks. Das Ergebnis sind BioDiscs mit Kanälen und kanalartigen Strukturen für den Flüssigkeitstransport einerseits und voluminösen saugfähigen Materialien in diesen Strukturen (zumindest teilweise) andererseits. The result is a bio-disks with channels and channel-like structures for fluid transport on the one hand and bulky absorbent materials in these structures (at least partially) on the other.
  • WO 2005/001429 (Phan et al. WO 2005/001429 (Phan et al. ) beschreibt optische Bio-Disks, die in Teilen des Kanalsystems Membranstücke als Reagenzienträger aufweisen. ) Describes optical Bio-discs, having as reagent carriers in parts of the channel system membrane pieces. Die Reagenzien werden von einer der Disk zugeführten Flüssigkeit gelöst und führen so zu gepufferten Reagenzlösungen, die dann mit der Probe in Kontakt gebracht werden. The reagents are solved by a disc of supplied liquid and thus lead to buffered reagent solutions, which are then brought into contact with the sample.
  • Aus Out WO 2005/009581 (Randall et al. WO 2005/009581 (Randall et al. ) sind optische Bio-Disks bekannt, die zum Bewegen einer Probenflüssigkeit, zum Abtrennen partikulärer Probenbestandteile, zum Tragen von Reagenzien und zur Analyse der Probe saugfähige Membranen oder Papiere enthalten. ) Are optical Bio-discs known which contain for moving a sample liquid for separating particulate sample components, for carrying the reagents and for the analysis of the sample absorbent membranes or papers. Die Probe wird nahe dem äußeren Rand der Bio-Disk zunächst auf eine Blutabtrennmembran aufgebracht und wandert radial durch diese hindurch zu einem Reagenzienpapier, das näher am Zentrum der Bio-Disk untergebracht ist. The sample is first applied near the outer edge of the bio-disc to a Blutabtrennmembran and travels radially through it to a reagent paper which is housed closer to the center of the bio-disc. Danach wird die Probe wieder radial nach außen, dh vom Zentrum der Bio-Disk weg, bewegt und durchströmt eine so genannte Analysenmembran. Then the sample is again radially outwards, ie the center of the bio-disc path, moves and passes through a so-called analysis membrane. Die Bewegung nach außen erfolgt dabei über Chromatographie, die durch Rotation der Bio-Disk und die dadurch auf die Probe wirkende Zentrifugalkraft unterstützt wird. The outward movement is effected via chromatography, which is supported by rotation of the bio-disc and the resulting centrifugal force acting on the sample.
  • US 2002/0076354 A1 (Cohen US 2002/0076354 A1 (Cohen ) offenbart optische Bio-Disks, die neben einem Kanalsystem für den Transport einer flüssigen Probe eine so genannte "Abfangschicht" (engl. "capture layer") aufweisen. ) Discloses optical Bio-discs, in addition to a channel system for the transport of a liquid sample, a so-called "scavenger" (eng. "Capture layer") have. Letztere kann beispielsweise aus Nitrozellulose bestehen. The latter can for example be made of nitrocellulose. Die "Abfangschicht" wird mit Hilfe von Zentrifugalkräften beim Rotieren der Disk durchströmt. The "scavenging" is traversed by means of centrifugal forces during rotation of the disk.
  • US 2005/0014249 (Staimer et al. US 2005/0014249 (Staimer et al. ) und ) and US 2005/0037484 (Staimer et al. US 2005/0037484 (Staimer et al. ) beschreiben optische Bio-Disks mit in Kanälen integrierten porösen Materialien, die als chromatographische Trennmedien wirken. ) Describe optical Bio-discs with integrated channels in porous materials that act as chromatographic separation media. Die Probenflüssigkeit wird mittels Zentrifugalkraft von einer zentrumsnahen Probenaufgabestelle durch die Trennmedien nach außen gezwungen und fließt anschließend nach Passieren eines Filters wieder in einem Kanal radial nach innen. The sample liquid is by means of centrifugal force of a near-center sample application site forced through the separation media to the outside and then flows after passing through a filter again in a channel radially inwardly.
  • Nachteilig an den Konzepten des Standes der Technik ist, dass gerade für spezifische Bindungsassays, wie z. A disadvantage of the concepts of the prior art that especially for specific binding assays, such. B. Immunoassays eine gezielte Steuerung der Reaktions- und Verweilzeiten der Probenflüssigkeit nach Aufnahme der Reagenzien und nach dem Einströmen in die poröse, saugfähige Matrix nicht möglich ist. B. Immunoassays can not be targeted control of the reaction and residence times of the sample liquid after receiving the reagents, and after flowing into the porous, absorbent matrix.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen. The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Erfindung gelöst. This object is achieved by the subject matter of the invention.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Testelement gemäß Anspruch 1 bzw. 14, ein Messsystem gemäß Anspruch 18, deren Verwendung gemäß Anspruch 19, sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. The invention is a test element according to claim 1 and 14, respectively, a measurement system according to claim 18, its use according to claim 19 and a method according to claim 15. Advantageous embodiments and preferred embodiments of the invention are subject of the dependent claims.
  • Das erfindungsgemäße Testelement ist im Wesentlichen scheibenförmig und eben. The test element according to the invention is substantially disk-shaped and flat. Es ist um eine zentrale Achse, die senkrecht zur scheibenförmigen Testelementebene liegt, rotierbar. It is about a central axis that is perpendicular to the disk-shaped test element plane rotatable. Typischerweise ist das Testelement eine kreisrunde Scheibe, vergleichbar einer Compactdisc. Typically, the test element is a circular disk, similar to a compact disc. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Form der Scheibe beschränkt, sondern kann ohne weiteres auch bei nicht-symmetrischen oder nicht-kreisförmigen Scheiben Verwendung finden. However, the invention is not limited to this shape of the disc, but can readily be used even with non-symmetrical or non-circular discs.
  • Als Bestandteile enthält das Testelement zunächst eine Probenaufgabeöffnung, in die eine flüssige Probe pipettiert oder auf andere Weise eingebracht werden kann. As components of the first test element includes a sample application opening, in which a liquid sample can be pipetted or introduced in other ways. Die Probenaufgabeöffnung kann entweder achsennah (dh nahe am Zentrum der Scheibe) oder achsenfern (dh in der Nähe des Randes der Scheibe) sein. The sample application opening (ie, near the center of the disc) be either close to the axis or off-axis (ie, in the vicinity of the edge of the disc). Für den Fall, dass die Probenaufgabeöffnung achsenfern liegt enthält das Testelement zumindest einen Kanal, der mittels Kapillarkräften die flüssige Probe von der achsenfernen Position in eine achsennahe Position überführen kann. In the event that the sample application opening is remote from the axis, the test element includes at least one channel that can be converted by means of capillary forces the liquid sample from the off-axis position to a position close to the axis.
  • Die Probenaufgabeöffnung kann dabei direkt in einen Probenkanal münden. The sample application opening can open directly into a sample channel. Es ist jedoch auch möglich, dass die Probenaufgabeöffnung zunächst in ein dahinter liegendes Reservoir mündet, in das die Probe einströmt, bevor sie in den Probenkanal weiterfließt. However, it is also possible that the sample application opening initially opens into a lying behind reservoir into which the sample flows before it flows further into the sample channel. Durch geeignete Dimensionierung kann dafür gesorgt werden, dass die Probe von der Probenaufgabenöffnung ohne weiteres Zutun in den nachfolgenden fluidischen Strukturen hineinströmt. By appropriate dimensioning it can be ensured that the sample from the sample application opening flows into the following fluidic structures without any further action. Dazu kann eine Hydrophilisierung der Oberflächen der fluidischen Strukturen notwendig sein und/oder die Verwendung von Strukturen, die das Entstehen von Kapillarkräften fördern. For this, a hydrophilization of the surfaces of the fluidic structures may be necessary and / or the use of structures that promote the formation of capillary forces. Es ist jedoch auch möglich, das Befüllen der fluidischen Strukturen des erfindungsgemäßen Testelements aus der Probenaufgabeöffnung erst nach Einwirken einer äußeren Kraft, vorzugsweise einer Zentrifugalkraft, zu ermöglichen. However, it is also possible for the filling of the fluidic structures of the test element from the sample application opening until an external force, preferably to provide a centrifugal force.
  • Weiterhin enthält das Testelement eine poröse, saugfähige Matrix, die zumindest einen Teil der flüssigen Probe aufnimmt. Furthermore, the test element contains a porous, absorbent matrix that receives at least a portion of the liquid sample. Die Matrix weist ein achsenfernes erstes Ende und ein achsennahes zweites Ende auf. The matrix has an off-axis first end and a second end near to the axis.
  • Das Testelement besitzt darüber hinaus einen Probenkanal, der von der Probenaufgabeöffnung zum achsenfernen ersten Ende der porösen, saugfähigen Matrix reicht. The test element furthermore has a sample channel, which extends from the sample application opening to the far-axis first end of the porous, absorbent matrix. Der Probenkanal durchläuft dabei mindestens einmal einen achsennahen Bereich, der näher an der zentralen Achse liegt als das achsenferne erste Ende der porösen Matrix. The sample channel passes at least once a near axis area, which is closer to the central axis than the off-axis end of the first porous matrix.
  • Wesentlich am Testelement der vorliegenden Erfindung ist, dass die poröse, saugfähige Matrix ein achsennahes zweites Ende aufweist. It is essential to the test element of the present invention that the porous, absorbent matrix comprises a second end near the axis. Das achsenferne erste Ende der porösen, saugfähigen Matrix steht dabei mit dem Probenkanal, in dem die Probe durch Kapillarkräfte und/oder Zentrifugalkräfte und/oder andere externe Kräfte, wie Über- oder Unterdruck, bewegt werden kann, in Kontakt. The first off-axis end of the porous, absorbent matrix stands with the sample channel, in which the sample may be moved by capillary and / or centrifugal forces and / or other external forces such as positive or negative pressure, in contact. Sobald die flüssige Probe - ggf. nach Aufnahme von Reagenzien und/oder Verdünnungsmedien und/oder dem Ablaufen von Vorreaktionen - das achsenferne erste Ende der porösen, saugfähigen Matrix erreicht, wird sie in die Matrix aufgenommen und durch die Saugkräfte durch sie hindurch transportiert. Once the liquid sample - if necessary after receiving reagents and / or dilution media and / or the elapse of pre-reactions - reaches the off-axis first end of the porous, absorbent matrix is, it was added to the matrix and transported through the suction forces through it.
  • Typischerweise ist die poröse, saugfähige Matrix ein Papier, eine Membran oder ein Vlies. Typically, the porous, absorbent matrix is ​​a paper, a membrane or a fleece.
  • Die poröse, saugfähige Matrix enthält in der Regel eine oder mehrere Zonen mit immobilisierten Reagenzien. The porous, absorbent matrix usually contains one or more zones with immobilized reagents.
  • Typischerweise sind in der saugfähigen Matrix spezifische Bindereagenzien, beispielsweise spezifische Bindepartner, wie Antigene, Antikörper, (Poly-)Haptene, Streptavidin, Polystreptavidin und dergleichen mehr, immobilisiert. Typically, in the absorbent matrix specific binding reagents as specific binding partners such as antigens, antibodies, (poly) haptens, streptavidin, polystreptavidin and the like are immobilized. Sie dienen dazu, aus der durch die saugfähige Matrix fließenden Probe gezielt den Analyten oder vom Analyten abgeleitete und mit diesem in Beziehung stehende Spezies abzufangen. They are used to selectively trap the analyte or derived and related with this species of the analytes from the sample flowing through the bibulous matrix. So kann beispielsweise im Fall von Immunoassays ein Antikörper gegen den Analyten in der porösen, saugfähigen Matrix immobilisiert vorliegen, der dann den Analyten (in diesem Fall ein Antigen oder Hapten) aus der Probe abfangen und ebenfalls in der saugfähigen Matrix immobilisieren. So may, for example, in the case of immunoassays immobilized an antibody to the analyte in the porous, bibulous matrix, then the (in this case an antigen or hapten) intercept the analyte from the sample and also immobilize in the bibulous matrix. Der Analyt kann dabei durch weitere Reaktionen, beispielsweise durch weiteres Inkontaktbringen mit einem markierten bindefähigen Partner, detektierbar gemacht werden, beispielsweise durch ein visuell, optisch oder fluoreszenzoptisch nachweisbares Label. The analyte can be effected by further reactions, for example by further contacting with a labeled bindable partner can be made detectable, for example by a visually, optically or optically detectable fluorescent label.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Testelements grenzt die poröse, saugfähige Matrix mit dem achsennahen zweiten Ende an ein weiteres saugfähiges Material, so dass dieses Flüssigkeit aus der Matrix aufnehmen kann. In a preferred embodiment of the test element according to the invention, the porous, absorbent matrix with the paraxial second end adjacent to another absorbent material, so that this liquid can receive from the matrix. Typischerweise überlappen die Matrix und das weitere Material sich zu diesem Zweck geringfügig. Typically, the matrix and the further material slightly overlap for this purpose. Das weitere Material dient dabei einerseits zur Unterstützung der Saugwirkung der Matrix, andererseits als Aufnahmezone für Flüssigkeit, die bereits die Matrix durchlaufen hat. The further material is used on the one hand to support the suction effect of the matrix, on the other hand, as a receiving area for liquid that has already passed through the matrix. Das weitere Material kann dabei aus denselben oder unterschiedlichen Materialien, wie die Matrix, bestehen. The further material may consist of the same or different materials as the matrix. Beispielsweise kann die Matrix eine Membran sein und das weitere saugfähige Material ein Vlies oder ein Papier. For example, the matrix can be a membrane and the other absorbent material is a nonwoven fabric or a paper. Andere Kombinationen sind natürlich ebenso möglich. Other combinations are of course also possible.
  • Das erfindungsgemäße Testelement zeichnet sich in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch aus, dass der Probenkanal Zonen unterschiedlicher Dimensionen und/oder für unterschiedliche Funktionen enthält. The test element according to the invention is characterized in a preferred embodiment is characterized in that the sample channel comprises zones of different dimensions and / or different functions. Beispielsweise kann der Probenkanal eine Zone enthalten, die lösliche oder in der Probe suspendierbare Reagenzien enthält. For example, the sample channel may contain a zone containing dissolved or suspended in the sample reagents. Diese können beim Ein- oder Durchströmen der flüssigen Probe in dieser gelöst oder suspendiert werden und eine Reaktion mit dem Analyten in der Probe oder mit anderen Probenbestandteilen eingehen. This can be solved or when entering or passing through the liquid sample in this suspended, and enter into a reaction with the analyte in the sample or other sample components.
  • Die unterschiedlichen Zonen im Probenkanal können sich auch dadurch unterscheiden, dass es Zonen mit Kapillaraktivität gibt und solche ohne. The different zones in the sample channel can also differ in that there are zones with capillary activity and those without. Darüber hinaus können Zonen mit hoher Hydrophilie und niedriger Hydrophilie enthalten sein. In addition, zones can be included with high hydrophilicity and low hydrophilicity. Die einzelnen Zonen können quasi nahtlos ineinander übergeben oder durch gewisse Barrieren, beispielsweise Ventile, insbesondere nicht schließende Ventile, wie geometrische Ventile oder Hydrophobsperren voneinander getrennt sein. The individual zones can almost seamlessly handed over or may be separated from each other by certain barriers, such as valves, in particular closing valves, such as geometric valves or hydrophobic.
  • Die Reagenzien im Probenkanal liegen bevorzugt in getrockneter oder lyophilisierter Form vor. The reagents in the sample channel are typically present in dried or lyophilized form. Es ist jedoch auch denkbar, wenn auch weniger bevorzugt, dass Reagenzien in flüssiger Form im erfindungsgemäßen Testelement vorliegen. However, it is also possible, though less preferred that the reagents are in liquid form in the inventive test element.
  • Die Reagenzien können in an sich bekannter Weise in das Testelement eingebracht werden. The reagents can be incorporated in a conventional manner in the test element. Bevorzugt enthält das Testelement mindestens zwei Schichten, eine Bodenschicht, in die die fluidischen Strukturen eingebracht sind und eine Deckschicht, die in der Regel außer den Einlassöffnungen für Flüssigkeiten und den Entlüftungsöffnungen keine weiteren Strukturen enthält. Preferably, the test element includes at least two layers, a bottom layer, into which the fluidic structures are introduced and a cover layer, in addition to the inlet ports for liquids and the vents does not contain any other structures in general. Das Einbringen von Reagenzien während der Herstellung des Testdevices erfolgt in der Regel bevor das Oberteil des Testelements (Deckschicht) auf das Unterteil (Bodenschicht) aufgebracht wird. The introduction of reagents during manufacture of the test devices is usually carried out before the upper part of the test element (covering layer) on the lower part (bottom layer) is applied. Zu diesem Zeitpunkt liegen die fluidischen Strukturen im Unterteil offen, so dass eine Dosierung der Reagenzien in flüssiger oder getrockneter Form ohne weiteres möglich ist. At this time, the fluidic structures in the lower part are open so that a dosage of the reagents in liquid or dried form is readily possible. Das Einbringen der Reagenzien kann dabei beispielsweise durch Drucken oder Dispensieren erfolgen. The introduction of the reagents can be carried out, for example by printing or dispensing. Es ist auch möglich, die Reagenzien dadurch in das Testelement einzubringen, dass sie in saugfähigen Materialien, wie Papieren, Vliesen oder Membranen imprägniert in das Testelement eingelegt werden. It is also possible to introduce the reagents in the test element that it impregnated into absorbent materials, such as papers, nonwoven fabrics or membranes are inserted into the test element. Nach dem Platzieren der Reagenzien und dem Einlegen der saugfähigen Materialien, beispielsweise der porösen, saugfähigen Matrix (Membran) und gegebenenfalls weiterer saugfähiger Materialien (Waste-Vlies etc.) werden Ober- und Unterteil des Testelements miteinander verbunden, beispielsweise verklipst, verschweißt, verklebt und dergleichen mehr. After placing the reagents and inserting the absorbent materials, such as porous, absorbent matrix (membrane) and optionally other absorbent materials (waste fleece etc.) upper and lower part of the test element are connected to each other, for example clipped, welded, bonded and like.
  • Alternativ ist es möglich, dass die Bodenschicht neben den fluidischen Strukturen auch die Einlassöffnungen für Flüssigkeiten und die Entlüftungsöffnungen aufweist. Alternatively, it is possible that the bottom layer adjacent to the fluidic structures also has the inlet openings for liquid and air vents. In diesem Fall kann die Deckschicht völlig ohne Öffnungen ausgebildet sein, gegebenenfalls mit Ausnahme einer zentralen Aussparung zur Aufnahme einer Antriebseinheit. In this case, the covering layer may be formed without any openings, with the possible exception of a central recess for receiving a drive unit. Besonders in diesem Fall kann das Oberteil einfach aus einer Kunststofffolie bestehen, die auf das Unterteil aufgeklebt oder mit diesem verschweißt wird. Particularly in this case the upper part can simply consist of a plastic film which is glued onto the lower part or welded to it.
  • Üblicherweise enthält der Probenkanal eine Zone zum Abtrennen partikulärer Bestandteile aus der flüssigen Probe. Typically, the sample channel includes a zone for separating particulate components from the liquid sample. Insbesondere falls als Probenmaterial Blut oder andere Körperflüssigkeiten mit zellulären Bestandteilen verwendet werden dient diese Zone dem Abtrennen der zellulären Probenbestandteile. In particular, if used as a sample of blood or other body fluids with cellular components that zone serves to separate the cellular components of the sample. Aus Blut kann so durch Abtrennen insbesondere der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) nahezu farbloses Plasma oder Serum gewonnen werden, das sich für nachfolgende visuelle oder optische Nachweismethoden in der Regel besser eignet als das stark gefärbte Blut. From blood almost colorless plasma or serum can so by separating especially the red blood cells (erythrocytes) are obtained, which is more suitable for subsequent visual or optical detection methods as a rule than the highly colored blood.
  • Vorzugsweise erfolgt das Abtrennen zellulärer Probenbestandteile durch Zentrifugation, dh durch schnelles Rotieren des Testelements nach Befüllen mit flüssiger Probe. Preferably, the separating cellular sample components is carried out by centrifugation, ie by spinning the test element after filling with liquid sample. Das erfindungsgemäße Testelement enthält zu diesem Zweck geeignet dimensionierte und geometrisch gestaltete Kanäle und/oder Kammern. The test element of the invention comprises for this purpose suitably sized and geometrically shaped channels and / or chambers. Insbesondere enthält das Testelement für die Abtrennung von zellulären Blutbestandteilen eine Erythrozytensammelzone (Erythrozytenkammer oder Erythrozytenfalle) und eine Serum- bzw. Plasmasammelzone (Serum- bzw. Plasmakammer). In particular, the test element for the separation of cellular blood components comprising a red blood cell collection zone (erythrocytes or erythrocyte case chamber), and a serum or plasma collection zone (serum or plasma chamber).
  • Zur Steuerung des Fließens der Probenflüssigkeit im Testelement kann dieses vor allem im Probenkanal Ventile, insbesondere sogenannte non-closing oder geometrische Ventile oder Hydrophobsperren, enthalten. To control the flow of the sample liquid in the test element it can, especially in the sample channel valves, especially so-called non-closing valves or hydrophobic or geometric contain.
  • Durch die Ventile oder Hydrophobsperren kann sichergestellt werden, dass eine gezielte zeitliche und räumliche Steuerung des Probenflusses durch den Probenkanal und die einzelne Zone des Testelements möglich wird. Through the valves or hydrophobic can be ensured that a specific temporal and spatial control of the sample flow is possible through the sample channel and the single zone of the test element.
  • Insbesondere kann der Probenkanal eine Probendosierzone aufweisen, die ein genaues Abmessen der - zunächst im Überschuss aufgegebenen - Probe erlaubt. In particular, the sample channel may have a sample metering zone which an accurate measurement of the - allows sample - initially discontinued in excess. In einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Probendosierzone von der Probenaufgabeöffnung über ein entsprechendes Stück eines Probenkanals bis zu einem Ventil in der Fluidikstruktur, insbesondere einem geometrischen Ventil oder einer Hydrophobsperre. In a preferred embodiment, the sample metering of the sample application opening extends over a corresponding piece of the sample channel to a valve in the fluidic structure, in particular a geometric valve or a hydrophobic barrier. Die Probenaufgabeöffnung kann dabei zunächst einen Überschuss an Probenmaterial aufnehmen. The sample application opening can firstly receive an excess of sample material. Die Probe fließt entweder getrieben durch Kapillarkräfte oder durch Zentrifugation angetrieben von der Probenaufgabenzone in die Kanalstruktur und füllt diese bis zum Ventil. The sample flows either driven by capillary forces or by centrifugation driven by the sample application zone in the channel structure and fills it up to the valve. Überschüssige Probe bleibt dabei zunächst in der Probenaufgabezone. Excess sample initially remains in the sample zone. Erst wenn die Kanalstruktur bis zum Ventil gefüllt ist, wird eine an die Probenaufgabezone angrenzende und vom Probenkanal abzweigende Probenüberschusskammer befüllt, beispielsweise durch Kapillarkräfte oder durch Zentrifugieren des Testelements. Only when the channel structure is filled to the valve, adjacent to the sample application zone and branching off from the sample channel excess sample chamber is filled, for example by capillary action or by centrifugation of the test element. Dabei muss sichergestellt werden, dass durch geeignete Wahl des Ventils das abzumessende Probenvolumen vorerst nicht über das Ventil hinweg transportiert wird. It must be ensured that the sample volume to be metered is for the time being not transported across the valve through a suitable choice of the valve. Sobald überschüssige Probe in der entsprechenden Überlautkammer abgefangen ist, befindet sich zwischen dem Ventil des Probenkanals auf der einen Seite und dem Eingang zur Probenüberlaufkammer auf der anderen Seite ein genau definiertes Probenvolumen. Once excess sample is collected in the corresponding excessive volume chamber is located between the valve of the sample channel on the one hand and the entrance to the sample overflow chamber on the other hand a well-defined sample volume. Durch Anlegen externer Kräfte, insbesondere durch Starten einer weiteren Zentrifugation wird dieses definierte Probenvolumen nun über das Ventil hinaus bewegt. this defined sample volume is now moved beyond the valve by applying external forces, in particular by starting a further centrifugation. Alle fluidischen Bereiche, die nach dem Ventil liegen und mit der Probe in Kontakt kommen, werden nun zunächst mit einem genau definierten Probenvolumen befüllt. All fluidic regions lying downstream of the valve, and come in contact with the sample, will now be first filled with a well-defined sample volume.
  • Der Probenkanal kann weiterhin einen Zufluss für weitere Flüssigkeiten außer der Probenflüssigkeit aufweisen. The sample channel may further comprise an inlet for other fluids other than the sample liquid. Beispielsweise kann in den Probenkanal ein zweiter Kanal münden, der z. For example, in the sample channel, a second channel may open, the z. B. mit einer Wasch- oder Reagenzflüssigkeit befüllbar ist. B. can be filled with a washing or reagent liquid.
  • Das erfindungsgemäße System aus Messgerät und Testelement dient zur Bestimmung eines Analyten in einer flüssigen Probe. The inventive system from the meter and test element is used for the determination of an analyte in a liquid sample. Das Messgerät enthält dabei unter anderem zumindest einen Antrieb für die Rotation des Testelements und eine Auswerteoptik zum Auswerten des visuellen oder optischen Signals des Testelements. The meter contains inter alia at least one drive for the rotation of the test element and evaluation for evaluating the visual or optical signal of the test element.
  • Vorzugsweise kann die Optik des Messgeräts zur Fluoreszensmessung mit ortsaufgelöster Detektion eingesetzt werden. Preferably, the optics of the meter to the fluorescence measurement can be used with spatially resolved detection. Bei zweidimensionaler, dh flächiger Auswerteoptik, wird typischerweise zur Beleuchtung des Nachweisbereichs des Testelements und ggf. der Anregung von optisch detektierbaren Markierungen eine LED oder ein Laser eingesetzt. In two-dimensional, ie, planar evaluation, the detection area of ​​the test element and if necessary the excitation of optically detectable marks is typically a LED or a laser used for illumination. Die Detektion des optischen Signals erfolgt mittels CMOS oder CCD (typischerweise mit 640 x 480 Pixel). The detection of the optical signal by means of CMOS or CCD (typically with 640 x 480 pixels). Der Strahlengang ist direkt oder gefaltet (z. B. über Spiegel bzw. Prismen). The optical path is connected directly or folded (eg., Via mirrors or prisms).
  • Bei anamorphotischer Optik wird typischerweise die Beleuchtung bzw. Anregung mittels Beleuchtungsstrich, der den Nachweisbereich des Testelements vorzugsweise senkrecht zu den Nachweis- und Kontrollstrichen beleuchtet, bewirkt. In anamorphic optics is typically the illumination or excitation by illumination line, which illuminates the detection region of the test element is preferably perpendicular to the detection and control lines causes. Die Detektion kann hier über eine Diodenzeile erfolgen. The detection can be done via a diode array here. Für die Beleuchtung und Auswertung der 2. Dimension kann in diesem Fall die Drehbewegung des Devices ausgenutzt werden, um so mit der Diodenzeile über den auszuwertenden flächigen Bereich des Testelements zu scannen. For lighting and evaluation of the second dimension in this case, the rotational movement of the device can be used to scan so with the diode array on the evaluated flat region of the test element.
  • Als Antrieb zum Rotieren und Positionieren des Testelements kann ein DC-Motor mit Encoder oder ein Schrittmotor eingesetzt werden. As a drive for rotating and positioning the test element is a DC motor with encoder or a stepping motor can be used.
  • Vorzugsweise wird die Temperierung des Testelements im Gerät indirekt vorgenommen, beispielsweise durch Heizen oder Kühlen der Platte, auf die das scheibenförmige Testelement im Gerät aufliegt. Preferably, the temperature of the test element in the device is carried out indirectly, for example by heating or cooling the plate on which the disk-shaped test element rests in the device. Die Messung der Temperatur erfolgt vorzugsweise kontaktlos. The measurement of the temperature is preferably carried out without contact.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Nachweis eines Analyten in einer flüssigen Probe. The inventive method is used for detecting an analyte in a liquid sample. Dabei wird die Probe zunächst in die Probenaufgabeöffnung des erfindungsgemäßen Testelements aufgegeben. The sample is first placed in the sample application opening of the test element. Anschließend wird das Testelement um seine zentrale Achse rotiert: Dabei wird die Probe von der Probenaufgabeöffnung zum achsenfernen Ende der porösen, saugfähigen Matrix transportiert. Subsequently, the test element is rotated about its central axis: The sample from the sample application opening is conveyed to the off-axis end of the porous, absorbent matrix. Die Rotation des Testelements wird dann soweit verlangsamt bzw. gestoppt, dass die Probe oder ein beim Durchströmen des Testelements aus der Probe gewonnenes Material vom achsenfernen zum achsennahen Ende der porösen, saugfähigen Matrix gesaugt wird. The rotation of the test element is then slowed or stopped so far that the sample or a product obtained from the sample as it flows through the test element material is sucked from the off-axis to on-axis end of the porous, absorbent matrix. Der Analyt wird schließlich in der porösen, saugfähigen Matrix oder einer ihr nachgelagerten Zone visuell oder optisch nachgewiesen. The analyte is finally detected visually or optically in the porous, absorbent matrix or its downstream zone.
  • Insbesondere im Zusammenhang mit Immunoassays kann der Nachweis nach dem Prinzip des Sandwichassays oder in Form eines kompetitiven Tests durchgeführt werden. Particularly in connection with immunoassays the detection according to the principle of the sandwich assay or in the form of a competitive assay can be carried out.
  • Es ist auch möglich, dass nach der Rotation des Testelements eine weitere Flüssigkeit auf das Testelement aufgegeben wird, die nach der Probe vom achsenfernen zum achsennahen Ende der porösen, saugfähigen Matrix gesaugt wird. It is also possible that after the rotation of the test element, another liquid is applied to the test element that is sucked by the sample from the off-axis to on-axis end of the porous, absorbent matrix.
  • Die weitere Flüssigkeit kann insbesondere ein Puffer, bevorzugt ein Waschpuffer, oder eine Reagenzflüssigkeit sein. The further fluid may, in particular a buffer, preferably a wash buffer, or a reagent. Durch die Zugabe der weiteren Flüssigkeit kann insbesondere im Zusammenhang mit Immunoassays ein im Vergleich zu herkömmlichen Teststreifen verbessertes Signal zu Hintergrundverhältnis erzielt werden, da die Zugabe der Flüssigkeit quasi als Waschschritt nach der Bound-Free-Trennung eingesetzt werden kann. By the addition of another liquid, an improved in comparison with conventional test strip signal to background ratio can be achieved particularly in connection with immunoassays because the addition of the liquid can be used as a kind of washing step after the bound-free separation.
  • Die Erfindung weist die folgenden Vorteile auf The invention has the following advantages
  • Die Kombination des Flüssigkeitstransports mittels Zentrifugalkräften und mittels Saugkräften in porösen, saugfähigen Matrixmaterialien erlaubt eine präzise Steuerung von Flüssigkeitsströmen. The combination of liquid transport by means of suction forces and centrifugal forces in the porous, absorbent matrix materials allows precise control of liquid flows. Erfindungsgemäß transportiert die poröse, saugfähige Matrix die Flüssigkeit von einem achsenfernen Ende hin zu einem achsennahen Ende, dh von der Peripherie des scheibenförmigen Testelements hin in Richtung der Drehachse. According to the invention, the porous, absorbent matrix transports the liquid from an off-axis end to a near-axis end, ie, from the periphery of the disk-shaped test element in the direction of the axis of rotation. Die Zentrifugalkraft, die ebenfalls zum Bewegen der Flüssigkeiten benutzt werden kann, wirkt dieser Transportrichtung genau entgegen. The centrifugal force can also be used to move the fluids acts this transport direction opposite to accurately. Durch gezielte Steuerung der Rotation des Testelements ist es deshalb möglich, den Fluss der Probenflüssigkeit in der porösen, saugfähigen Matrix zu verlangsamen oder zu stoppen, sodass gezielte und definierte Reaktionsbedingungen eingehalten werden können. Through selective control of the rotation of the test element, it is therefore possible to slow down or the flow of the sample liquid in the porous, absorbent matrix to stop, so that targeted and defined reaction conditions can be met. Gleichzeitig erlaubt die Verwendung der porösen, saugfähigen Matrix, die im Wesentlichen als Abfangmatrix für die Bound-Free-Separation in Immunoassays dient, ein effizientes Abfangen von Probenbestandteilen im Verlauf des Immunoassays. At the same time allows the use of the porous, absorbent matrix that is used in immunoassays substantially as capture matrix for the bound-free separation, an efficient interception of sample components during the course of immunoassays.
  • Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele und Figuren näher erläutert. The invention is further illustrated by the following examples and figures. Hierbei wird jeweils auf immunologische Sandwichassays Bezug genommen. Here, each reference is made to immunological sandwich assays. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. However, the invention is not limited thereto. Sie kann auf andere Arten der Immunoassays, insbesondere auch auf kompetitive Immunoassays, oder andere Arten von spezifischen Bindungsassays (beispielsweise solche, die als Bindepartner Zucker und Lectine, Hormone und deren Rezeptoren, oder auch komplementäre Nukleinsäurepaare verwenden) ebenfalls angewandt werden. They can be applied to other types of immunoassays, especially in competitive immunoassays, or other types of specific binding assays (for example, those that use as a binding partner sugars and lectins, hormones and their receptors, or complementary nucleic acid pair) are also used. Typische Vertreter dieser spezifischen Bindeassays sind dem Fachmann an sich bekannt (im Zusammenhang mit Immunoassays wird hier ausdrücklich auf die Figuren 1 und 2 und die dazugehörigen Beschreibungspassagen des Dokuments Typical representatives of this specific binding assays are known in the art per se (in conjunction with immunoassays is specifically here to the figures 1 and 2 and the corresponding passages of the description of the document US 4,861,711 US 4,861,711 Bezug genommen) und können auf die vorliegende Erfindung ohne weiteres übertragen werden. Reference is made) and can be applied to the present invention readily.
  • Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Testelements. 1 shows a schematic representation of a plan view of a preferred embodiment of the test element. Der Klarheit halber ist dabei lediglich die Schicht des Testelements dargestellt, die die fluidischen Strukturen enthält. For clarity, only the layer of the test element is shown, which contains the fluidic structures. Die gezeigte Ausführungsform enthält dabei nur eine Öffnung zum Einbringen von Proben- und/oder Waschflüssigkeit. The embodiment shown here includes only an opening for the introduction of sample and / or washing liquid. Die Abtrennung störender Probenbestandteile erfolgt in dieser Ausführungsform) nach dem die Probe mit Reagenzien kontaktiert wurde. The separation of interfering sample components takes place in this embodiment) after the sample has been contacted with reagents.
  • Figur 2 zeigt schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Testelements. Figure 2 shows schematically a further preferred embodiment of the test element. Auch hier wurde lediglich die Struktur abgebildet, die die fluidischen Elemente des Testelements aufweist. Again, the structure was ready to merely having the fluidic elements of the test element. In dieser Ausführungsform des Testelements gibt es zwei separate Proben- und Waschpufferaufgabeöffhungen. In this embodiment of the test element, there are two separate sample and Waschpufferaufgabeöffhungen. Eine Abtrennung der zellulären Probenbestandteile erfolgt hier bereits, bevor die Probe mit Reagenzien in Kontakt gebracht wird. A separation of the cellular sample components are already here before, the sample is brought into contact with reagents.
  • Figur 3 zeigt eine Variante der Ausführungsform gemäß Figur 1 in schematischer Darstellung. Figure 3 shows a variant of the embodiment according to FIG 1 in a schematic representation. Auch hier erfolgt die Abtrennung zellulärer Probenbestandteile, nach dem die Probe mit Reagenzien in Kontakt gebracht wurde. Here too, the separation of cellular components of the sample, after the sample was brought into contact with reagents takes place. Allerdings weist die Struktur gemäß Figur 3 eine separate Zuführung für Waschflüssigkeit auf. However, the structure according to Figure 3, a separate inlet for wash liquid.
  • Figur 4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Testelements in schematischer Ansicht analog Figur 2. Figure 4 shows another preferred embodiment of the test element of the invention in a schematic view similar to FIG. 2
  • Figur 5 stellt eine geringfügige Weiterentwicklung des Testelements gemäß Figur 3 dar. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Figur 3 enthält Figur 5 eine andere geometrische Anordnung des Waste-Vlieses und eine andere Art von Ventil am Ende des Probendosierabschnittes. Figure 5 illustrates a slight development of the test element according to Figure 3. In contrast to the embodiment according to Figure 3. Figure 5 includes a different geometrical arrangement of the waste web and a different type of valve at the end of the sample metering.
  • Figur 6 zeigt schematisch eine Aufsicht auf eine Weiterentwicklung des Testelements gemäß Figur 5. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Figur 5 enthält die Ausführungsform gemäß Figur 6 eine fluidische Struktur zur Aufnahme eines Probenüberschusses. Figure 6 shows schematically a plan view of a further development of the test element according to FIG 5. In contrast to the embodiment according to FIG 5 the embodiment according to Figure 6 includes a fluidic structure for receiving a sample surplus.
  • Figur 7 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Variante des Testelements gemäß Figur 3. Funktional sind die fluidischen Strukturen im Wesentlichen analog denen von Figur 3. Allerdings sind sie geometrisch anders ausgerichtet und gestaltet. Figure 7 is a schematic representation of a further variant of the test element according to FIG 3. Functional the fluidic structures are substantially similar to those of Figure 3. However, they are different geometric aligned and designed.
  • Figur 8 zeigt schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Testelements. Figure 8 shows schematically a further preferred embodiment of the test element. Die Strukturen in Figur 8 entsprechen dabei im Wesentlichen den Funktionen, die durch das Testelement gemäß Figur 4 bereits bekannt sind. The structures in Figure 8 correspond essentially to the features that are already known by the test element according to FIG. 4
  • Figur 9 zeigt schematisch eine Aufsicht auf eine Alternative zum Testelement gemäß Figur 6. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Figur 6 enthält die Ausführungsform gemäß Figur 9 eine achsenferne Probenaufgabeöffnung, die die Probe über eine Kapillare zunächst näher ans Zentrum des Testelements heranführt, das heißt in einen achsennahen Bereich. Figure 9 schematically shows a plan view of an alternative to the test element 6, as shown in FIG Unlike the embodiment shown in Figure 6, the embodiment shown in FIG 9 includes a off-axis sample application opening, the zoom performs the sample via a capillary initially closer to the center of the test element, that is in a near axis area.
  • Figur 10 zeigt den typischen Kurvenverlauf für Troponin T-Messungen in Vollblutproben (Konzentration an Troponin T in ng/ml aufgetragen gegen die Signalstärke (counts)). Figure 10 shows the typical curve for troponin T measurements in whole blood samples (concentration of troponin T in ng / ml versus the signal intensity (counts)). Die Proben wurden mit rekombinantem Troponin T auf die jeweilige Konzentration aufgestockt. The samples were spiked with recombinant troponin T to the respective concentration. Die Daten gehören zu Beispiel 2 und wurden mit Hilfe von Testelementen gemäß Figur 6/ Beispiel 1 erhalten. The data belongs to Example 2 and obtained with the aid of test elements according to Figure 6 / Example. 1
  • Die Ziffern und Abkürzungen in den Figuren haben die folgende Bedeutung: The numbers and abbreviations in the figures have the following meanings:
  • 1 1
    scheibenförmiges Testelement (Disk) disc-shaped test element (disk)
    2 2
    Substrat (z. B. ein- oder mehrteilig, Spritzguss, gefräst, aus Schichten aufgebaut ...) (Mono- z. B. or multi-piece, injection molded, machined, made up of layers ...) substrate
    3 3
    zentrale Aussparung (Antriebsloch) central recess (drive hole)
    4 4
    Probenaufgabeöffnung Sample application opening
    5 5
    Probendosierzone (Dosierabschnitt des Kanals) Sample metering zone (metering portion of the channel)
    6 6
    Kapillarstopp (z. B. hydrophobe Barriere, geometrisches/nicht-schließendes Ventil) Capillary (z. B. hydrophobic barrier, geometric / non-closing valve)
    7 7
    Behälter für Probenüberschuss Container for sample excess
    8 8th
    Kapillarstopp (z. B. hydrophobe Barriere, geometrisches/nicht-schließendes Ventil) Capillary (z. B. hydrophobic barrier, geometric / non-closing valve)
    9 9
    Kanal channel
    10 10
    Serum-/Plasmasammelzone (Serum-/Plasmakammer) Serum / plasma collection zone (serum / plasma chamber)
    11 11
    Erythrozytensammelzone (Erythrozytenkammer) Erythrocytes collection zone (erythrocytes chamber)
    12 12
    poröse, saugfähige Matrix (Membran) porous, absorbent matrix (membrane)
    13 13
    Waste (Vlies) Waste (fleece)
    14 14
    Kapillarstopp (z. B. hydrophobe Barriere, geometrisches/nicht-schließendes Ventil) Capillary (z. B. hydrophobic barrier, geometric / non-closing valve)
    15 15
    Kanal channel
    16 16
    Zugabeöffnung für weitere Flüssigkeiten, z. Feed opening for other liquids such. B. Waschpuffer B. wash buffer
    17 17
    Entlüftungsöffnung vent
    18 18
    Dekantierkanal Decanting channel
    19 19
    Kapillarstopp (z. B. hydrophobe Barriere, geometrisches/nicht-schließendes Ventil) Capillary (z. B. hydrophobic barrier, geometric / non-closing valve)
    20 20
    Auffangreservoir collection reservoir
    21 21
    Kapillarkanal capillary
  • Die Figuren 1 bis 9 zeigen unterschiedliche bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Testelements (1). Figures 1 to 9 show different preferred embodiments of the inventive test element (1). Im Wesentlichen ist jeweils das Substrat (2), enthaltend die fluidischen Strukturen und die zentrale Aussparung (Antriebsloch 3), abgebildet. In essence, each said substrate (2) containing the fluidic structures, and the central recess (drive hole 3) ready. Neben dem Substrat, das zum Beispiel ein oder mehrteilig sein kann, und mittels Spritzguss, Fräsen oder durch Laminieren von entsprechenden Schichten aufgebaut sein kann, enthält das erfindungsgemäße, scheibenförmige Testelement (1) auch in der Regel eine Deckschicht, die in den Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist. may be constructed adjacent to the substrate, which may be for example one or several parts, and by means of injection molding, milling, or by laminating the respective layers, the invention contains the disc-shaped test element (1) also generally a coating that forms in the figures for clarity sake is not shown. Grundsätzlich kann die Deckschicht ebenfalls Strukturen tragen, in der Regel aber wird sie außer den Öffnungen für die Proben und/oder weiteren auf das Testelement aufzugebenden Flüssigkeiten keinerlei Strukturen aufweisen. Basically, the cover layer can also contribute structures, but usually it is other than the openings for the samples and / or further to the test element liquids that have structures. Die Deckschicht kann auch vollkommen ohne Öffnungen gestaltet sein, beispielsweise in Form einer Folie, die mit dem Substrat verbunden ist und die darin befindlichen Strukturen abschließt. The cover layer can also be designed completely without openings, for example in the form of a foil which is bonded to the substrate and terminates the structures therein.
  • Die Ausführungsformen, die in den Figuren 1 bis 9 dargestellt sind, zeigen fluidische Strukturen, die weitgehend gleiche Funktionen erfüllen, auch wenn sie im Detail von Ausführungsform zu Ausführungsform sich unterscheiden. The embodiments which are shown in Figures 1 to 9 show fluidic structures, which largely fulfill the same functions, even if they differ in detail from embodiment to embodiment. Der grundsätzliche Aufbau und die grundsätzliche Funktion soll deshalb hier näher anhand der Ausführungsform gemäß Figur 1 erläutert werden. The basic structure and the basic function will therefore be explained here with reference to the embodiment according to FIG. 1 Die Ausführungsformen gemäß Figur 2 bis 9 werden anschließend lediglich anhand der spezifischen Unterschiede zueinander näher erläutert, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden. The embodiments according to Figure 2 to 9 are explained in more detail subsequently with each other by way of the specific differences in order to avoid unnecessary repetition.
  • Figur 1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen, scheibenförmigen Testelements (1). Figure 1 shows a first preferred embodiment of the test element of the invention, disk-shaped (1). Das Testelement (1) enthält ein Substrat (2), welches die fluidischen und mikrofluidischen sowie chromatographischen Strukturen enthält. The test element (1) includes a substrate (2), which contains the fluidic and microfluidic structures, as well as chromatographic. Das Substrat (2) ist durch ein entsprechendes Gegenstück (Deckschicht) abgedeckt (nicht gezeigt), welches Probenaufgabe und Lüftungsöffnungen enthält, die zu den Strukturen im Substrat (2) korrespondieren. The substrate (2) is covered by a corresponding counterpart (cover layer) (not shown) containing sample application and ventilation openings, which correspond to the structures in the substrate (2). Sowohl die Deckschicht als auch das Substrat (2) weisen eine zentrale Aussparung (3) auf, die im Zusammenwirken mit einer entsprechenden Antriebseinheit in einem Messgerät ein Rotieren des scheibenförmigen Testelements (1) ermöglichen. Both the top layer and the substrate (2) have a central recess (3) which enable, in cooperation with a corresponding drive unit in a measuring instrument rotating the disk-like test element (1). Alternativ ist es möglich, dass das Testelement (gemäß einer der Figuren 1 bis 9) keine solche zentrale Aussparung (3) aufweist und der Antrieb über eine entsprechend den äußeren Konturen des Testelements gestaltete Antriebseinheit des Messgeräts rotiert wird, beispielsweise einen rotierenden Teller, in den das Testelement in eine seiner Form entsprechenden Vertiefung eingelegt wird. Alternatively, it is possible that the test member comprises (in accordance with one of Figures 1 to 9) no such central recess (3) and the drive is rotated by a correspondingly shaped to the outer contours of the test element driving unit of the measuring device, for example a rotating plate, in the the test element is inserted into a shape corresponding recess.
  • Probenflüssigkeit, insbesondere Vollblut, wird dem Testelement (1) über die Probenaufgabeöffnung (4) zugeführt. Sample liquid, especially whole blood is supplied to the test element (1) via the sample application opening (4). Angetrieben durch Kapillarkräfte und/oder Zentrifugalkräfte füllt die Probenflüssigkeit die Probendosierzone (5). Driven by capillary forces and / or centrifugal force, the sample liquid fills the sample metering zone (5). Die Probendosierzone (5) kann dabei auch die getrockneten Reagenzien beinhalten. The sample metering zone (5) can in this case also contain the dried reagents. Sie wird durch die Kapillarstopps (6 und 8), die beispielsweise als hydrophobe Barriere oder als geometrisches/nicht schließendes Ventil ausgebildet sein können, begrenzt. It is through the capillary stops (6 and 8) which may be formed for example as a hydrophobic barrier, or as a geometrical / closing valve not limited. Die Begrenzung der Probendosierzone (5) durch die Kapillarstopps (6, 8) gewährleistet dabei, dass ein definiertes Probenvolumen aufgenommen und in die fluidischen Zonen, die stromabwärts der Probendosierzone (5) liegen, weitergegeben wird. The limitation of the sample metering zone (5) through the capillary (6, 8) ensured here that a defined sample volume added and is passed into the fluidic zones which lie downstream of the sample metering zone (5). Bei Rotation des Testelements (1) wird ein eventueller Probenüberschuss von der Probenaufgabeöffnung (4) und der Probendosierzone (5) in den Behälter für Probenüberschuss (7) überführt, während die abgemessene Menge an Probe aus der Probendosierzone (5) in den Kanal (9) überführt wird. Upon rotation of the test element (1), a possible excess sample from the sample application opening (4) and the sample metering zone (5) in the container for excess sample (7) is transferred, while the measured quantity of sample from the sample metering zone (5) into the channel (9 ) is transferred.
  • Bei entsprechenden Rotationsgeschwindigkeiten wird in Kanal (9) die Abtrennung roter Blutkörperchen und anderer zellulärer Probenbestandteile gestartet. At respective rotation speeds in duct (9) The separation of red blood cells and other cellular components of the sample is started. Die in der Probendosierzone (5) enthaltenen Reagenzien sind beim Eintritt der Probe in den Kanal (9) bereits gelöst in der Probe vorhanden. The reagents in the sample metering zone (5) contained is already at the entrance of the sample dissolved in the channel (9) present in the sample. Der Eintritt der Probe in Kanal (9) über den Kapillarstopp (8) führt dabei zu einer Durchmischung der Reagenzien in der Probe. The entry of the sample into channel (9) through the capillary (8) leads to a mixing of the reagents in the sample.
  • Die Möglichkeit der zeitlichen Steuerung der Rotationsvorgänge, die mit dem erfindungsgemäßen Testelement möglich sind, erlaubt dabei eine gezielte Steuerung der Verweilzeiten und damit der Inkubationszeit der Probe mit Reagenzien und der Reaktionszeiten. The possibility of the timing of the rotation operations that are possible with the inventive test element, thereby permitting selective control of the residence times and the incubation of the sample with reagents and reaction times.
  • Während der Rotation wird die Reagenz-Proben-Mischung in die fluidischen Strukturen (10) (Serum-/Plasmasammelzone) und (11) (Erythrozytensammelzone) geleitet. During the rotation of the reagent-sample mixture in the fluidic structures (10) (serum / plasma collection zone) and (11) (erythrocytes collection zone) is passed. Aufgrund der Zentrifugalkräfte, die auf die Reagenz-Proben-Mischung wirken, wird Plasma bzw. Serum von roten Blutkörperchen getrennt. Due to the centrifugal forces that act on the reagent-sample mixture, plasma or serum is separated from red blood cells. Die roten Blutkörperchen sammeln sich dabei in der Erythrozytensammelzone (11), während das Plasma im Wesentlichen in der Sammelzone (10) verbleibt. The red blood cells collect in the erythrocyte collection zone (11), while the plasma mainly in the collection zone (10) remains.
  • Im Gegensatz zu Testelementen, die Membranen oder Vliese zum Abtrennen partikulärer Probenbestandteile nutzen (beispielsweise Glasfaservliese oder asymmetrisch poröse Kunststoffmembranen zum Abtrennen roter Blutkörperchen aus Vollblut) allgemein als Blut abtrennende Membranen oder Vliese bezeichnet) kann das Probenvolumen mit den erfindungsgemäßen Testelementen wesentlich effektiver ausgenutzt werden, da praktisch keine Totvolumina (z. B. Volumen der Faserzwischenräume oder Poren) vorhanden sind, aus denen die Probe nicht wieder entnommen werden kann. In contrast to test elements, the membranes or webs for separating particulate sample components use (for example, glass fiber webs or asymmetric porous plastic membranes to separate red blood cells from whole blood) generally referred to as blood-separating membranes or nonwoven fabrics) can be utilized far more effectively, the sample volume with the inventive test elements, as virtually no dead volumes (z. B. volume of the fiber interstices or pores) are present, from which the sample can not be retrieved. Außerdem neigen diese Blut abtrennenden Membranen und Vliese des Standes der Technik teilweise zur unerwünschten Adsorption von Probenbestandteilen (z. B. Proteinen) oder zur Zerstörung (Lyse) von Zellen, was mit den erfindungsgemäßen Testelementen ebenfalls nicht beobachtet wird. Moreover, this blood separating membranes tend and webs of the prior art in part to the undesirable adsorption of sample constituents (eg., Proteins) or destruction (lysis) of cells, which is not observed with the inventive test elements as well.
  • Wird die Rotation des Testelements (1) angehalten oder verlangsamt, wird das Reagenz-Plasma-Gemisch (in dem sich bei Anwesenheit des Analyten im Falle eines Immunoassays, beispielsweise Sandwichkomplexe aus Analyt- und Antikörperkonjugaten gebildet haben) durch die Saugwirkung der porös-saugfähigen Matrix (12) in diese aufgenommen und durch diese hindurchgeleitet. If the rotation of the test element (1) is stopped or slowed down, the reagent-plasma mixture is (are in the formed in the presence of the analyte in the case of an immunoassay, such as sandwich complexes of analyte and antibody conjugates) by the suction effect of the porous-absorbent matrix was added (12) in this and passed through it. Im Fall von Immunoassays werden durch die immobilisierten Bindepartner, die in der Membran (12) enthalten sind, die analythaltigen Komplexe in der Nachweiszone abgefangen und in der Kontrollzone ungebundenes, gelabeltes Konjugat gebunden. In the case of immunoassays by the immobilized binding partner contained in the membrane (12), the analyte-containing complexes captured in the detection zone and bound in the control zone, unbound isolate labeled conjugate. Das an die poröse, saugfähige Matrix angrenzende Vlies (13) unterstützt dabei die Bewegung der Probe durch die Membran (12). The to the porous, absorbent matrix adjacent web (13) supports the movement of the sample through the membrane (12). Das Vlies (13) dient darüber hinaus der Aufnahme der Probe nach dem Durchströmen der Membran (12). The nonwoven (13) also serves the collection of the sample after flowing through the membrane (12).
  • Nachdem die flüssige Probe die fluidische Struktur des Testelements (1) von der Probenaufgabeöffnung (4) bis zum Vlies (13) durchströmt hat, wird in einem nachfolgenden Schritt Waschpuffer in die Probenaufgabeöffnung (4) pipettiert. After the liquid sample has flowed through the fluidic structure of the test element (1) from the sample application opening (4) to the web (13), in a subsequent step of washing buffer in the sample application opening (4) is pipetted. Durch dieselbe Kombination von Kapillar-, Zentrifugal- und chromatographischen Kräften durchströmt der Waschpuffer die entsprechenden fluidischen Strukturen des Testelements (1) und wäscht insbesondere die Membran (12), wo sich nunmehr die gebundenen Analytkomplexe befinden und entfernt so überschüssige Reagenzreste. By the same combination of capillary, centrifugal and chromatographic forces the wash buffer flows through the respective fluidic structures of the test element (1) and in particular washing the membrane (12), where now the bound analyte complexes and are thus removes excess reagent. Der Waschschritt kann ein oder mehrmals wiederholt werden, um so das Signal-zu-Hintergrundverhältnis zu verbessern. The washing step can be one or more times in order to improve the signal-to-background ratio. Das erlaubt eine Optimierung der Nachweisgrenze für den Analyten und eine Erhöhung des dynamischen Messbereichs. This allows an optimization of the detection limit for the analyte and an increase in the dynamic measuring range.
  • Der Probenkanal, in dem die flüssige Probe im Testelement (1) von der Probenaufgabeöffnung (4) zum achsenfernen ersten Ende der Membran (12) transportiert wird, umfasst im vorliegenden Fall die Probendosierzone (5), den Kapillarstopp (8), den Kanal (9), die Serum-/Plasmasammelzone (10) und die Erythrozytenkammer (11). The sample channel, in which the liquid sample in the test element (1) from the sample application opening (4) remote from the axis the first end of the membrane (12), in the present case comprising the sample metering zone (5), the capillary (8), (the channel 9), the serum / plasma collection zone (10) and the erythrocytes chamber (11). In anderen Ausführungsformen kann der Probenkanal aus mehr oder weniger Einzelzonen/-breichen/kammern bestehen. In other embodiments, the sample channel may consist of more or fewer zones / -breichen / consist chambers.
  • Die Figuren 3, 5, 6, 7 und 9 zeigen im Wesentlichen analoge Ausführungsformen zu Figur 1. Figur 3 unterscheidet sich von Figur 1 dadurch, dass sich einerseits an die Probenaufgabeöffnung (4) kein Behälter für Probenüberschuss (7) anschließt und am Ende des Probendosierabschnitts (5) kein Kapillarstopp vorhanden ist (dh hier ist ein dosierter Probenauftrag erforderlich) und andererseits dadurch, dass eine separate Zugabeöffnung (16) für weitere Flüssigkeiten, wie z. Figures 3, 5, 6, 7 and 9 show essentially analogous embodiments to Figure 1. Figure 3 differs from Figure 1 in that on the one hand to the sample application opening (4) no container for sample excess (7) connects and at the end of sample metering section (5) is not a capillary stop is present (ie, a metered sample application is required) and on the other hand, characterized in that a separate feed opening (16) for further liquids, such as. B. Waschpuffer, und ein dazugehöriger Kanal (15) vorhanden sind, der den Puffer zur Membran (12) transportieren kann. B. wash buffer, and an associated duct (15) are present, which can transport the buffer to the membrane (12). Der Transport des Puffers zur Membran (12) kann dabei auf Kapillarkräften oder Zentrifugalkräften beruhen. The transport of the buffer to the membrane (12) may in this case be based on capillary forces or centrifugal forces.
  • Die Ausführungsform gemäß Figur 5 ist weitgehend identisch mit der Ausführungsform gemäß Figur 3. Die beiden Ausführungsformen unterscheiden sich lediglich durch die Form des Waste-Vlieses (13) und dadurch, dass das Testelement gemäß Figur 5 einen Kapillarstopp (8) am Ende des Probendosierabschnitts (5) aufweist. The embodiment according to figure 5 is largely identical to the embodiment 3 according to FIG The two embodiments differ only in the shape of the waste-web (13) and in that the test element (as shown in FIG 5, a capillary (8) at the end of the sample metering 5).
  • Die Ausführungsform gemäß Figur 6 ist wiederum im Wesentlichen identisch mit der Ausführungsform gemäß Figur 5 und unterscheidet sich von dieser durch das zusätzliche Vorhandensein eines Behälters für Probenüberschuss (7) im Bereich zwischen der Probendosieröffnung (4) und der Probendosierzone (5). The embodiment according to Figure 6 is again identical to the embodiment shown in Figure 5 and essentially differs from this by the additional presence of a container for sample excess (7) in the region between the Probendosieröffnung (4) and the sample metering zone (5). Hier ist kein dosiertes Aufbringen der Probe erforderlich (analog Figur 1). This is not dosed application of the sample required (similar to FIG 1).
  • Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Testelements (1) gemäß Figur 7 entspricht im Wesentlichen dem Testelement (1) der Figur 6. Beide Ausführungsformen weisen die gleichen fluidischen Strukturen und Funktionen auf. The embodiment of the test element (1) according to figure 7 substantially corresponds to the test element (1) of the figure 6. Both embodiments have the same fluidic structures and functions. Lediglich die Anordnung und geometrische Ausgestaltung ist unterschiedlich. Only the arrangement and geometric configuration is different. Die Ausführungsform gemäß Figur 7 weist zusätzliche Entlüftungsöffnungen (17) auf, die aufgrund der andersartigen Dimensionierung der fluidischen Strukturen im Vergleich zu Figur 6 notwendig sind, um ein Befüllen der Strukturen mit Proben oder Waschflüssigkeit zu ermöglichen. The embodiment according to Figure 7 has an additional vent openings (17), which are necessary due to different dimensions of the fluidic structures as compared to Figure 6, to allow filling of the structures with the sample or washing liquid. Kanal (9) ist hier als dünne Kapillare ausgestaltet, die erst beim Rotieren des Testelements befüllt wird (dh ein Überwinden des Kapillarstopps (8) ist nur mittels Zentrifugalkraft möglich). Channel (9) is here designed as a thin capillary that is filled only during rotation of the test element (ie, a overcome the capillary stop (8) is only possible by centrifugal force). Bereits während der Rotation ist es mit dem Testelement (1) gemäß Figur 7 möglich, gewonnenes Plasma aus der Erythrozytensammelzone 11 abzuführen; During the rotation, it is with the test element (1), according to Figure 7, discharge plasma derived from the red blood cell collection zone 11; dazu dient die Dekantiereinheit 18, die schließlich in die Serum-/Plasmasammelzone 10 mündet. Also the decanter unit 18, which finally ends in the serum / plasma collection zone 10 is used.
  • Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Testelements (1) gemäß Figur 9 entspricht im Wesentlichen dem Testelement (1) der Figur 6. Beide Ausführungsformen weisen die gleichen fluidischen Strukturen und Funktionen auf. The embodiment of the test element (1) according to Figure 9 corresponds essentially to the test element (1) of the figure 6. Both embodiments have the same fluidic structures and functions. Lediglich die Anordnung und geometrische Ausgestaltung ist unterschiedlich. Only the arrangement and geometric configuration is different. Die Ausführungsform gemäß Figur 9 weist grundsätzlich eine weiter außen, das heißt achsferne, Probenaufgabeöffnung (4) auf. The embodiment according to Figure 9 basically comprises a further outwardly, that is remote from the axis, the sample application opening (4). Dies kann vorteilhaft sein, wenn das Testelement (1) zum Befüllen mit Probe bereits in einem Messgerät eingebracht ist. This may be advantageous when the test member (1) has been introduced for filling with sample in a measuring instrument. Dem Benutzer kann in diesem Fall die Probenaufgabeöffnung (4) leichter zugänglich gemacht werden als dies bei Testelementen gemäß Figur 1 bis 8 möglich ist, wo die Probenaufgabeöffnung (4) jeweils achsnah (dh entfernt vom äußeren Rand des Testelements) angeordnet ist. The user with the sample application opening (4) can be made more easily accessible in this case than is possible in test elements according to FIG 1 to 8, where the sample application opening (4), respectively close to the axis (ie, away from the outer edge of the test element) are arranged.
  • Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Figur 1, 3, 5, 6, 7 und 9 findet in den Ausführungsformen gemäß Figur 2, 4 und 8 die Abtrennung der zellulären Probenbestandteile aus der Probenflüssigkeit statt, bevor die Probe mit Reagenzien in Kontakt kommt. In contrast to the embodiment according to FIG 1, 3, 5, 6, 7 and 9, the separation of the cellular components of the sample from the sample fluid takes place in the embodiments according to Figure 2, 4 and 8 before the sample comes into contact with reagents. Das hat den Vorteil, dass die Verwendung von Vollblut oder Plasma bzw. Serum als Probenmaterial nicht zu unterschiedlichen Messergebnissen führt, da stets zunächst Plasma bzw. Serum mit den Reagenzien in Kontakt kommt und das Auflöse-/Inkubations-/Reaktionsverhalten damit praktisch gleich sein sollte. This has the advantage that the use of whole blood or plasma or serum does not result as sample material to different measurement results because always plasma or serum firstly comes into contact with the reagents and the dissolution / incubation / reaction behavior should thus be virtually identical , Auch in den Ausführungsformen gemäß Figur 2, 4 und 8 wird die flüssige Probe zunächst über die Probenaufgabeöffnung (4) auf das Testelement (1) aufgegeben. Also in the embodiments according to Figure 2, 4 and 8, the liquid sample is initially on the sample application opening (4) to the test element (1) given up. Durch Kapillarkräfte und/oder Zentrifugalkräfte wird die Probe anschließend von der Probenaufgabeöffnung (4) in die Kanalstrukturen weitertransportiert. then the sample from the sample application opening (4) is transported further in the channel structures by capillary and / or centrifugal forces. In den Ausführungsformen gemäß Figur 2 und 4 wird die Probe nach dem Aufgeben in die Probenaufgabeöffnung (4) in einem Probendosierabschnitt (5) überführt und anschließend durch Rotation eine Serum-/Plasmaabtrennung vom Vollblut bewirkt. In the embodiments according to Figures 2 and 4, the sample after the application in the sample application opening (4) is transferred into a sample metering section (5) and then effected by rotation of a serum / plasma separation from whole blood. Die unerwünschten zellulären Probenbestandteile, im Wesentlichen Erythrozyten, sammeln sich dabei in der Erythrozytenfalle (11), während Serum bzw. Plasma sich in der Zone (10) ansammeln. The undesired cellular sample components, mainly red blood cells collect in the erythrocyte trap (11) to accumulate while serum or plasma in the zone (10). Über eine Kapillare wird das Serum aus der Zone (10) entnommen und in die Kanalstruktur (9) weitertransportiert, wo getrocknete Reagenzien untergebracht sind und beim Einströmen der Probe gelöst werden. Serum from the zone (10) is further transported through a capillary removed and placed in the channel structure (9), where dried reagents are housed and are dissolved during the inflow of the sample. Durch nochmaliges Rotieren des Testelements (1) kann die Proben-Reagenz-Mischung aus Kanalstruktur (9) den Kapillarstopp (14) überwinden und so über den Kanal (15) zur Membran (12) gelangen. By again rotating the test member (1) can overcome the capillary stop (14) and thus across the channel (15) the sample-reagent mixture of channel structure (9) go to the membrane (12). Beim Verlangsamen oder Anhalten der Rotation wird die Proben-Reagenz-Mischung über die Membran (12) in das Waste-Vlies (13) transportiert. When slowing or stopping the rotation, the sample-reagent mixture through the membrane (12) into the waste fleece (13) is transported.
  • Die Ausführungsformen gemäß Figur 2 und Figur 4 unterscheiden sich dabei darin, dass in Figur 2 ein Behälter für Probenüberschuss (7) vorgesehen ist, während die Ausführungsform gemäß Figur 4 eine solche Funktion nicht vorsieht. The embodiments according to Figure 2 and Figure 4 differ in the fact that a container for surplus sample (7) is provided in Figure 2, while the embodiment according to Figure 4 does not provide such a function. Wie in der Ausführungsform gemäß Figur 3 ist hier ein dosiertes Aufbringen der Probe zweckmäßig. As in the embodiment according to FIG 3 a metered application of the sample is appropriate herein.
  • Figur 8 zeigt eine Variante der Ausführungsformen gemäß Figuren 2 und 4. Hier wird die Probe unmittelbar nach der Probenaufgabeöffnung (4) nach Passieren eines ersten geometrischen Ventils (19) durch Zentrifugation in eine Erythrozytenabtrennstruktur (10,11) überführt. Figure 8 shows a variant of the embodiments according to Figures 2 and 4. Here, the sample is transferred immediately after the sample application opening (4) after passing through a first geometric valve (19) by centrifugation in a Erythrozytenabtrennstruktur (10,11). Der mit (10) bezeichnete Bereich dient dabei als Serum-/Plasmasammelzone (10), aus der von Zellen befreites Serum bzw. Plasma nach dem Zentrifugieren über einen Kapillarkanal (21) weitergeleitet wird. The labeled (10) area serves as a serum / plasma collection zone (10), is forwarded from the cells of serum or plasma freed after centrifugation through a capillary channel (21). Kammer (20) dient als Auffangreservoir für überschüssiges Serum bzw. Plasma, das nach vollständigem Befüllen des Probendosierabschnitts (5) unter Umständen aus der Serum-/Plasmasammelzone (10) nachfließt. Chamber (20) serves as a collection reservoir for excess serum or plasma that after complete filling of the sample metering section (5) continues to flow, under certain circumstances from the serum / plasma collection zone (10). Alle anderen Funktionen und Strukturen sind analog den Figuren 1 bis 7. All other functions and structures are analogous to Figures 1 to 7th
  • Durch gezieltes Gestalten der hydrophilen bzw. hydrophoben Eigenschaften der Oberflächen des Testelements (1) kann erreicht werden, dass ein Bewegen der Probenflüssigkeit und/oder Waschflüssigkeiten entweder nur mit Hilfe der Rotation und der daraus resultierenden Zentrifugalkräfte erfolgt oder durch eine Kombination von Zentrifugalkräften und Kapillarkräften. By selectively designing the hydrophilic or hydrophobic properties of the surfaces of the test element (1) can be achieved by moving the sample liquid and / or washing liquids, either only with the help of the rotation and the resulting centrifugal forces takes place or by a combination of centrifugal forces and capillary forces. Letzteres erfordert zumindest teilweise hydrophilisierte Oberflächen in den fluidischen Strukturen des Testelements (1). The latter requires at least partially hydrophilized surfaces in the fluidic structures of the test element (1).
  • Wie weiter oben im Zusammenhang mit Figur 1 bereits beschrieben, weisen die erfindungsgemäßen Testelemente gemäß den Figuren 1, 2, 6, 7, 8 und 9 eine automatische Funktionalität auf, die ein verhältnismäßig genaues Abmessen eines Probenaliquots aus einer im Überschuss auf das Testelement aufgegebenen Probe erlaubt (so genanntes "Metering-System"). As already described above in connection with Figure 1, the test elements of the invention have shown in FIGS 1, 2, 6, 7, 8 and 9 to an automatic functionality, a relatively accurate measurement of a sample aliquot from a discontinued in excess onto the test element allowed (so-called "metering system"). Dieses Metering-System ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung. This metering system is a further object of the present invention. Es umfasst im Wesentlichen die Elementen 4, 5, 6, und 7 der dargestellten Testelemente (1). essentially comprising the elements 4, 5, 6, and 7 of the test elements shown (1). Probenflüssigkeit, insbesondere Vollblut, wird dem Testelement (1) über die Probenaufgabeöffnung (4) zugeführt. Sample liquid, especially whole blood is supplied to the test element (1) via the sample application opening (4). Angetrieben durch Kapillarkräfte und/oder Zentrifugalkräfte füllt die Probenflüssigkeit die Probendosierzone (5). Driven by capillary forces and / or centrifugal force, the sample liquid fills the sample metering zone (5). Die Probendosierzone (5) kann dabei auch die getrockneten Reagenzien beinhalten. The sample metering zone (5) can in this case also contain the dried reagents. Sie wird durch die Kapillarstopps (6 und 8), die beispielsweise als hydrophobe Barriere oder als geometrische/nicht schließende Ventile ausgebildet sein können, begrenzt. It is through the capillary stops (6 and 8) which may be formed for example as a hydrophobic barrier, or as a geometrical / closing valves not limited. Die Begrenzung der Probendosierzone (5) durch die Kapillarstopps (6, 8) gewährleistet dabei, dass ein definiertes Probenvolumen aufgenommen und in die fluidischen Zonen, die stromabwärts der Probendosierzone (5) liegen, weitergegeben wird. The limitation of the sample metering zone (5) through the capillary (6, 8) ensured here that a defined sample volume added and is passed into the fluidic zones which lie downstream of the sample metering zone (5). Bei Rotation des Testelements (1) wird ein eventueller Probenüberschuss von der Probenaufgabeöffnung (4) und der Probendosierzone (5) in den Behälter für Probenüberschuss (7) überführt, während die abgemessene Menge an Probe aus der Probendosierzone (5) in den Kanal (9) überführt wird. Upon rotation of the test element (1), a possible excess sample from the sample application opening (4) and the sample metering zone (5) in the container for excess sample (7) is transferred, while the measured quantity of sample from the sample metering zone (5) into the channel (9 ) is transferred. Alternativ ist es auch möglich, anstelle der durch Rotation erzeugten Kraft, die die Probe bewegt, auch andere Kräfte hierzu einzusetzen, z. Alternatively, it is also possible, instead of generated by rotational force that moves the sample to use other forces for this purpose, eg. B. durch Anlegen eines Überdrucks auf der Probeneingangsseite bzw. eines Unterdrucks an der Probenausgangsseite. For example, by applying a positive pressure on the sample input side and a negative pressure to the sample output side. Das dargestellte Metering-System ist folglich nicht zwingend an rotierbare Testelemente gebunden, sondern kann auch in anderen Testelementen Anwendung finden. The illustrated metering system is therefore not necessarily linked to rotatable test elements, but can also be used in other test elements.
  • Ähnliche Metering-Systeme sind beispielsweise aus Similar metering systems are known from US 5,061,381 US 5,061,381 bekannt. known. Auch in diesem Dokument wird ein System beschrieben, bei dem Probenflüssigkeit im Überschuss auf ein Testelement aufgegeben werden kann. Also this document describes a system can be applied to a test element in the sample liquid in excess. Das Abmessen eines verhältnismäßig genauen Probenaliquots, das anschließend im Testelement weiterverarbeitet wird, erfolgt hierbei ebenfalls durch das Zusammenspiel einer Dosierzone ("metering chamber") und einer Zone für den Probenüberschuss ("overflow chamber"), wobei diese beiden Zonen - anders als bei der vorliegenden Erfindung - durch einen zwar schmalen, aber zumindest beim Befüllen stets Flüssigkeitsaustausch ermöglichenden Kontakt stehen. The metering a relatively accurate sample aliquot, which is then further processed in the test element is carried out, in this case also by the interaction of a metering ( "metering chamber") and a zone for the sample excess ( "overflow chamber"), these two zones - unlike the present invention - namely by a narrow, but at least during the filling always fluid communication permitting contact stand. Probenflüssigkeit wird hier beim Befüllen des Testelements unmittelbar aufgetrennt in einen Teil, der durch einen breiten Kanal in die "metering chamber" geleitet wird, und einen Teil, der durch einen schmalen Kanal in die "overflow chamber" fließt. Sample liquid is here during filling of the test element immediately separated into a part which is passed through a wide channel in the "metering chamber", and a portion that flows through a narrow channel in the "overflow chamber". Nach dem vollständigen Befüllen der "metering chamber" wird das Testelement in Rotation versetzt und ein eventueller Probenüberschuss in die "overflow chamber" abgeleitet, so dass in der "metering chamber" nur das gewünschte, abgemessene Probenvolumen verbleibt, welches anschließend weiter verarbeitet wird. After complete filling of the "metering chamber", the test element is set in rotation and a possible excess sample derived in the "overflow chamber", so that in the "metering chamber" only remains the desired, metered volume of sample, which is then further processed.
  • Nachteilig an der Ausgestaltung des Metering-Systems gemäß A disadvantage of the embodiment of the metering system in accordance with US 5,061,381 US 5,061,381 ist, dass bei Probenvolumina, die auf das Testelement aufgegeben werden und die genau dem Mindestvolumen entsprechen oder nur geringfügig größer sind als das Mindestvolumen, die Gefahr besteht, dass die Dosierzone unterdosiert wird, da ja stets ein Anteil der Probe von Anfang an ungehindert in die "overflow chamber" fließt. is that in sample volumes that are applied to the test element and correspond exactly to the minimum volume or are only slightly larger than the minimum volume, the risk that the metering zone is under-dosed, since always a portion of the sample from the beginning unhindered into the "overflow chamber" flows.
  • Dieses Problem wird bei der vorliegend vorgeschlagenen Ausgestaltung des Metering-Systems dadurch gelöst, dass zwischen Dosierzone und der Zone für den Probenüberschuss ein Kapillarstopp (hydrophobe Barriere bzw. ein geometrisches bzw. nicht-schließendes Ventil) angeordnet wird. This problem is solved by the present proposed embodiment of the metering system, characterized in that a capillary (hydrophobic barrier or a geometric or non-closing valve) is arranged between metering zone and the zone for the excess sample. Beim Befüllen des Testelements mit Probe wird deshalb zunächst die Probe praktisch ausschließlich in die Dosierzone geleitet. Therefore, during filling of the test element with the sample, the sample is first virtually exclusively guided in the metering zone. Der Kapillarstopp verhindert dabei, dass Probe in die Zone für den Probenüberschuss einfließen kann, bevor die Probendosierzone vollständig gefüllt ist. The capillary stop prevents that sample may flow into the zone for the excess sample, before the sample metering zone is completely filled. Auch bei Probenvolumina, die auf das Testelement aufgegeben werden und die genau dem Mindestvolumen entsprechen oder nur geringfügig größer sind als das Mindestvolumen, ist so sichergestellt, dass die Probendosierzone vollständig gefüllt ist. Also in sample volumes that are applied to the test element and correspond exactly to the minimum volume or are only slightly larger than the minimum volume, so as to ensure that the sample metering zone is completely filled.
  • Beispiel 1 example 1
  • Herstellung eines Testelements gemäß Figur 6 Production of a test element according to FIG 6
  • 1.1. 1.1. Herstellung des Substrats (2) Preparation of substrate (2)
  • Mittels Spritzguss wird aus Polycarbonat (PC) (alternativ ist auch Polystyrol (PS), ABS-Kunststoff oder Polymethylmethacrylat (PMMA) als Material möglich) ein Substrat (2) gemäß Figur 6 gefertigt (Abmessungen ca. 60 x 80 mm 2 ). Means of injection molding is made of polycarbonate (PC) (alternatively also polystyrene (PS), ABS plastic or polymethyl methacrylate (PMMA) material as possible) a substrate (2) manufactured in accordance with Figure 6 (dimensions approximately 60 x 80 mm 2). Die einzelnen Kanäle und Zonen (fluidische Strukturen) haben dabei die folgenden Dimensionen (Tiefe der Strukturen (t) und ggf. deren Volumen (V); die Ziffern verweisen auf Figur 6 und die darin gezeigten Strukturen): The individual channels and zones (fluidic structures) have here the following dimensions (depth of the structures (t) and if necessary the volume (V), the numbers refer to Figure 6 and the structures shown therein):
    Kapillare zwischen 4 und 5: Capillary 4-5: t = 500 µm t = 500 microns
    Nr.7: No.7: t= 700 µm t = 700 microns
    Nr.5: No.5: t= 150 µm; t = 150 microns; V= 26,5 mm 3 V = 26.5 mm 3
    Nr.8: No.8: t= 500 µm t = 500 microns
    Nr.9: No.9: t= 110 µm t = 110 microns
    Nr. 10: No. 10: t= 550 µm t = 550 microns
    Nr. 11: No. 11: t= 130 µm; t = 130 microns; V= 15 mm 3 V = 15 mm 3
    Nr. 15: No. 15: t= 150 µm; t = 150 microns; V= 11,4 mm 3 V = 11.4 mm 3
  • Ein Übergang von weniger tiefen auf tiefere Strukturen ist dabei in der Regel für Flüssigkeiten in den Fluidikstrukturen nur möglich, wenn von außen Kraft (z. B. Zentrifugalkraft) einwirkt. A transition from shallower to deeper structures is only possible as a rule for fluids in the fluidic structures, acts when external force (for. Example, centrifugal force). Solche Übergänge wirken als geometrische (nicht-schließende) Ventile. Such transitions act as geometric (non-closing) valves.
  • Das Substrat (2) weist neben den fluidischen Strukturen (so) noch die Proben- und Pufferzugabeöffnungen (4,16), Entlüftungsöffnungen (17) und die zentrale Aussparung (3) auf. The substrate (2) has in addition to the fluidic structures (see above) nor the sample and buffer addition ports (4.16), vents (17) and the central recess (3).
  • Die Oberfläche des Substrats (2), die die fluidischen Strukturen aufweist, kann anschließend mittels Plasmabehandlung gereinigt und hydrophiliert werden. The surface of the substrate (2) having the fluidic structures, can be cleaned by means of plasma treatment and subsequently hydrophilized.
  • 1.2. 1.2. Einbringen der Reagenzien Introducing the reagents
  • Ein Teil der für den Analytnachweis erforderlichen Reagenzien (z. B. biotinylierte Anti-Analyt-Antikörper und mit einem Fluoreszenzlabel markierte Anti-Analyt-Antikörper) werden mittels Piezodosierung als Lösung abwechselnd als punktförmige Reagenzienspots in den Probendosierabschnitt (5) eingebracht und anschließend getrocknet, so dass praktisch seine gesamte innere Fläche mit Reagenzien belegt ist. Part of the necessary for analyte detection reagents (eg. As biotinylated anti-analyte antibody and labeled with a fluorescence label anti-analyte antibody) are introduced by means of piezo dosage as a solution alternately as a point-shaped reagent spots in the sample metering section (5) and then dried so that almost the entire inner surface is coated with reagents.
  • Die Reagenzlösungen sind dabei wie folgt zusammengesetzt: The reagent solutions are composed as follows:
    Biotinylierter Antikörper: Biotinylated antibody: 50 mM Mes pH 5.6,; 50 mM Mes pH 5.6 ,; 100 µg/ml biotinylierte monoklonale Anti-Troponin T-Antikörper 100 ug / ml biotinylated anti troponin T monoclonal antibody
    Gelabelte Antikörper labeled antibodies 50 mM Hepes pH 7.4, mit Quadratsäurederivat 50 mM Hepes pH 7.4, with squaric acid derivative
    Fluoreszenzfarbstoff JG9(in Polystyrol-Latexpartikel eingebettet) Fluorescent dye JG9 (in polystyrene latex particles embedded)
    fluoreszenzmarkierte monoklonale Anti-Troponin T-Antikörper fluorescently labeled monoclonal anti-troponin T antibody
    (0,35-prozentige Lösung) (0.35 percent solution)
  • 1.3. 1.3. Einlegen der Membran (12) Inserting the diaphragm (12)
  • In eine entsprechende Aussparung im Substrat (2) wird die poröse Matrix (12) (Nitrocellulosemembran auf Kunststoffträgerfolie; 21x5 mm 2 ; mit 100 µm PE-Folie verstärkte Cellulosenitrat-Membran (Typ CN 140 von Sartorius, Deutschland)), in die mittels Strichimprägnierung (su) eine Analytnachweislinie (Polystreptavidin) und eine Kontrolllinie (Polyhapten) eingebracht wurde, eingelegt und ggf. mittels doppelseitigem Klebeband fixiert. In a corresponding recess in the substrate (2), the porous matrix (12) is (21x5 mm 2; nitrocellulose membrane on a plastic carrier film with 100 microns PE film reinforced cellulose nitrate membrane (type CN 140 from Sartorius, Germany)), in which by means of line impregnation (see below) a (polystreptavidin) and a control line (polyhapten) was placed, inserted and, if necessary, fixed by means of double-sided tape.
  • Auf die zuvor beschriebene Cellulosenitrat-Membran wird durch Strichdosierung eine wässrige Streptavidinlösung (4,75 mg/ml) aufgebracht. In the above-described cellulose nitrate membrane An aqueous streptavidin is applied (4.75 mg / ml) by line dosing. Hierzu wird die Dosierung so gewählt (Dosiermenge 0,12 ml/min, Bahngeschwindigkeit 3 m/min), dass ein Strich mit einer Breite von ca. 0,4 mm entsteht. For this purpose, the dosage is selected (dosing volume 0.12 ml / min web speed 3 m / min), that a line with a width of about 0.4 mm is formed. Dieser Strich dient zum Nachweis des zu bestimmenden Analyts und enthält ca. 0,95 µg Streptavidin pro Membran. This bar is used to detect the analyte to be determined and contains about 0.95 ug streptavidin per membrane.
  • In einem Abstand von etwa 4 mm flussabwärts vom Streptavidinstrich wird unter identischen Dosierungsbedingungen eine wässrige Troponin T-Polyhapten-Lösung mit 0,3 mg/ml aufgebracht. At a distance of about 4 mm downstream of the streptavidin an aqueous troponin T polyhapten solution containing 0.3 mg / ml is applied under identical measuring conditions. Dieser Strich dient als Funktionskontrolle des Testelements und enthält ca. 0,06 µg Polyhapten pro Test. This bar serves as a functional check of the test element and contains about 0.06 micrograms per Polyhapten test.
  • 1.4. 1.4. Aufbringen der Abdeckung Applying the cover
  • Anschließend wird die Abdeckung (Folie oder Spritzgussteil ohne Fluidikstrukturen, die bzw. das ggf. hydrophiliert sein kann) aufgebracht und gegebenenfalls mit dem Substrat (2) permanent verbunden, vorzugsweise verklebt, verschweißt oder verklipst. Subsequently, the cover (foil or injection molded part without fluidic structures which can optionally be hydrophilized) is applied and optionally to the substrate (2) is permanently connected, preferably adhesively bonded, welded or clipped.
  • 1.5. 1.5. Einlegen des Waste-Vlieses (13) Inserting the waste web (13)
  • Schließlich wird das Substrat gewendet und in die entsprechende Aussparung das Waste-Vlies (13) (13 x 7 x 1,5 mm 3 großes Vlies aus 100 Teilen Glasfaser (Durchmesser 0,49 bis 0,58 µm, Länge 1000 µm) und 5 Teilen Polyvinylalkoholfasern (Kuralon VPB 105-2 von Kuraray) mit einem Flächengewicht von ca. 180 g/m 2 ) eingelegt, welches dann mittels eines Klebebandes im Substrat (2) fixiert wird. Finally, the substrate is turned over and the waste fleece in the corresponding recess (13) (13 x 7 x 1.5 mm 3 large non-woven, 100 parts of glass fiber (diameter 0.49 to 0.58 microns, 1000 microns) and 5 parts of polyvinyl alcohol fibers inserted (Kuralon VPB 105-2 by Kuraray) having a basis weight of about 180 g / m 2), which is then fixed (by means of an adhesive tape in the substrate 2).
  • Durch die quasi selbstdosierende Probenaufnahmeeinheit (umfassend die Probenaufgabeöffnung (4), den Probendosierabschnitt (5) und den ihn begrenzenden Strukturen (Kapillarstopp (8) und Behälter für Probenüberschuss (7)) wird gewährleistet, dass unabhängig von der auf das Testelement (1) aufgegebenen Probenmenge (sofern sie ein Mindestvolumen (in diesem Beispiel 27 µl) überschreitet) bei Verwendung unterschiedlicher Testelemente reproduzierbar gleiche Probenmengen verwendet werden. Due to the quasi self-metering sample receiving unit (including the sample application opening (4), (the sample metering section (5) and bounding it structures capillary (8) and container for sample excess (7)) is ensured that discontinued regardless of the (to the test element 1) amount of sample (if it (a minimum volume in this example, 27 ul) exceeds) when using different test elements reproducibly identical sample quantities can be used.
  • Durch die Verteilung der Reagenzien im gesamten Probendosierabschnitt (5), vorzugsweise in Form sich abwechselnder Reagenzienspots (dh kleiner, fast punktförmiger Reagenzienbezirke), in Kombination mit einer raschen Befüllung des Probendosierabschnitt (5) mit Probe wird ein homogenes Lösen der Reagenzien im gesamten Probenvolumen erreicht, insbesondere falls das Befüllen deutlich schneller erfolgt als das Lösen. The distribution of the reagents throughout the sample metering section (5), preferably in the form of alternating reagent spots (ie, smaller, almost point-like reagents districts), in combination with a rapid filling of the sample metering section (5) to sample a homogeneous release of the reagents in the entire sample volume is achieved , especially if the filling is significantly faster than the dissolution. Darüber hinaus erfolgt ein praktisch vollständiges Lösen der Reagenzien, so dass auch hier wieder eine gesteigerte Reproduzierbarkeit im Vergleich zu herkömmlichen, auf saugfähigen Materialien basierenden Testelementen (Teststreifen, Bio-Disks mit Reagenzienpads etc.) beobachtet wird. In addition takes place practically complete dissolution of the reagents, so that here again an increased reproducibility in comparison to conventional, based on absorbent materials test elements (test strips, bio-discs with Reagenzienpads etc.) is observed.
  • Beispiel 2 example 2 Nachweis von Troponin T mit Hilfe des Testelements aus Beispiel 1 Detection of troponin T with the aid of the test element of Example 1
  • Auf das Testelement gemäß Beispiel 1 werden 27 µl Vollblut, dem unterschiedliche Mengen an rekombinantem Troponin T beigemischt wurden, aufgegeben. To the test element in Example 1 are 27 .mu.l whole blood, different amounts of the recombinant troponin T were mixed, abandoned. Das Testelement wird anschließend anhand des in Tabelle 1 angegebenen Ablaufs weiterbehandelt und abschließend die Fluoreszenzsignale für unterschiedliche Konzentrationen gemessen. The test element is then further treated according to the specified sequence in Table 1 and finally the fluorescence signals for different concentrations measured. Tabelle 1: Messablauf Table 1: Measuring procedure
    Zeit (min:sec) Time (min: sec) Dauer (min:sec) Duration (min: sec) Rotation mit Umdrehungen pro Minute Rotation rpm Aktion action
    00:00 00:00 01:00 01:00 0 0 27 µl Probe aufgeben; Place 27 ul of sample; Lösen der Reagenzien Dissolving the reagents
    01:00 01:00 02:00 02:00 5000 5000 Erythrozytenseparation und Inkubation Erythrocyte separation and incubation
    03:00 03:00 01:00 01:00 800 800 Chromatographie (Signal generieren) Chromatography (signal generating)
    04:00 04:00 00:10 12:10 0 0 12 µl Waschpuffer 1 ) aufgeben Ad 12 ul wash buffer 1)
    04:10 04:10 02:00 02:00 800 800 Waschpuffertransport und Chromatographie Wash buffer transport and chromatography
    06:10 06:10 00:10 12:10 0 0 12 µl Waschpuffer 1 ) aufgeben Ad 12 ul wash buffer 1)
    06:20 06:20 02:00 02:00 800 800 Waschpuffertransport und Chromatographie Wash buffer transport and chromatography
    08:20 08:20 00:10 12:10 0 0 12 µl Waschpuffer 1 ) aufgeben Ad 12 ul wash buffer 1)
    08:30 08:30 02:00 02:00 800 800 Waschpuffertransport und Chromatographie Wash buffer transport and chromatography
    10:30 10:30 0 0 Messen measure up
    1) 100 mM Hepes, pH 8,0; 1) 100 mM Hepes, pH 8.0; 150 mM NaCl; 150 mM NaCl; 0,095 % Natriumazid. 0.095% sodium azide.
  • Die Messdaten sind in Figur 10 wiedergegeben. The measurement data are shown in Figure 10th Dabei sind die jeweiligen Messsignale (in counts) gegen die Konzentration an rekombinantem Troponin T (c (TnT)) in [ng/ml]) aufgetragen. Here, the respective measurement signals (in counts) versus the concentration of recombinant Troponin T (c (TnT)) in [ng / ml]) are plotted. Die tatsächliche Troponin T-Konzentration in den Vollblutproben wurde mit der Referenzmethode "Roche Diagnostics Elecsys Troponin T Test" bestimmt. The actual troponin T concentration in the whole blood samples was determined by the reference method "Roche Diagnostics Elecsys Troponin T test".
  • Im Vergleich zu herkömmlichen immunochromatographischen Troponin T-Teststreifen, wie z. Compared to conventional immunochromatographic troponin T test strips such. B. Cardiac Troponin T von Roche Diagnostics, ist die Nachweisgrenze für den quantitativ auswertbaren Messbereich mit dem erfindungsgemäßen Testelement nach unten verschoben (Cardiac Troponin T: 0,1 ng/ml; Erfindung: 0,02 ng/ml) und der dynamische Messbereich nach oben hin erweitert (Cardiac Troponin T: 2,0 ng/ml; Erfindung: 20 ng/ml). B. Cardiac Troponin T by Roche Diagnostics, the detection limit for the measuring range quantitatively evaluated with the inventive test element shifted downward (Cardiac Troponin T: 0.1 ng / ml; invention: 0.02 ng / ml) and the dynamic measurement range as upwardly extended (Cardiac troponin T: 2.0 ng / ml; invention: 20 ng / ml). Zugleich zeigen die erfindungsgemäßen Testelemente eine verbesserte Präzision. At the same time test elements of the invention exhibit improved precision.

Claims (19)

  1. Testelement, das im Wesentlichen scheibenförmig und eben ist und um eine zentrale Achse, die senkrecht zur scheibenförmigen Testelementebene liegt, rotierbar ist, enthaltend Test element, which is substantially disc-shaped and flat and about a central axis that is perpendicular to the disk-shaped test element level is rotatable, comprising
    - eine Probenaufgabeöffnung zur Aufgabe einer flüssigen Probe, - a sample application opening for the object of a liquid sample,
    - eine poröse, saugfähige Matrix mit einem achsenfernen ersten Ende, und - a porous, absorbent matrix having a first off-axis end, and
    - einen Probenkanal, der von der Probenaufgabeöffnung über einen achsennahen Bereich zum achsenfernen ersten Ende der porösen, saugfähigen Matrix reicht, - a sample channel, which extends from the sample application port via a near axis area to the far-axis first end of the porous, absorbent matrix,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die poröse, saugfähige Matrix weiterhin ein achsennahes zweites Ende aufweist. the porous, absorbent matrix further comprises a second end near to the axis.
  2. Testelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Test element according to claim 1, characterized, in that
    die Probenaufgabeöffnung achsennah ist und der Probenkanal von der achsennahen Probenaufgabeöffnung zum achsenfernen ersten Ende der porösen, saugfähigen Matrix reicht. the sample application opening is close to the axis and the sample channel from the near-axis sample application opening to the far-axis first end of the porous, absorbent matrix last.
  3. Testelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Test element according to claim 1, characterized, in that
    die Probenaufgabeöffnung achsenfern ist und über einen Kapillarkanal mit einem achsennahen Bereich verbunden ist. the sample application opening is remote from the axis and is connected via a capillary channel with a near-axis area.
  4. Testelement gemäß Anspruch einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Test element according to claim one of the preceding claims, characterized, in that
    die poröse, saugfähige Matrix ein Papier, eine Membran oder ein Vlies ist. the porous, absorbent matrix is ​​a paper, a membrane or a fleece.
  5. Testelement gemäß Anspruch einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Test element according to claim one of the preceding claims, characterized, in that
    die poröse, saugfähige Matrix eine oder mehrere Zonen mit immobilisierten Reagenzien enthält. the porous, absorbent matrix contains one or more zones with immobilized reagents.
  6. Testelement gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse, saugfähige Matrix mit dem achsennahen zweiten Ende in Kontakt steht mit einem weiteren saugfähigen Material, das Flüssigkeit aus der Matrix aufnehmen kann. Can compete with another absorbent material, the fluid from the matrix test element according to one of the preceding claims, characterized in that the porous, absorbent matrix with the paraxial second end is in contact.
  7. Testelement gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkanal Zonen unterschiedlicher Dimensionen und/oder für unterschiedliche Funktionen enthält. Test element according to one of the preceding claims, characterized in that the sample channel comprises zones of different dimensions and / or different functions.
  8. Testelement gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkanal eine Zone enthaltend lösliche Reagenzien enthält. Test element according to any one of the preceding claims characterized in that the sample channel comprises a zone containing soluble reagents.
  9. Testelement gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkanal eine Zone zum Abtrennen partikulärer Bestandteile aus der flüssigen Probe enthält. Test element according to one of the preceding claims, characterized in that the sample channel includes a zone for separating particulate components from the liquid sample.
  10. Testelement gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkanal geometrische Ventile oder Hydrophobsperren enthält. Test element according to one of the preceding claims, characterized in that the sample channel comprises geometric valves or hydrophobic.
  11. Testelement gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkanal eine Probendosierzone enthält. Test element according to one of the preceding claims, characterized in that the sample channel comprises a sample metering zone.
  12. Testelement gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkanal einen Zufluss für weitere Flüssigkeiten außer der Probenflüssigkeit aufweist. Test element according to one of the preceding claims, characterized in that the sample channel has an inlet for other fluids other than the sample liquid.
  13. Testelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenaufgabeöffnung mit einer Probendosierzone und einer Zone für Probenüberschuss in Kontakt steht, wobei zwischen der Probendosierzone und der Zone für Probenüberschuss ein Kapillarstopp vorhanden ist. Test element according to one of claims 1 to 12, characterized in that the sample application opening is connected to a sample metering zone and a zone for sample excess in contact, wherein a capillary stop between the sample metering zone and the zone for sample excess is present.
  14. Testelement umfassend eine Probenaufgabeöffnung, eine Probendosierzone und eine Zone für Probenüberschuss, wobei die Probenaufgabeöffnung mit der Probendosierzone und der Zone für Probenüberschuss in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Probendosierzone und der Zone für Probenüberschuss ein Kapillarstopp vorhanden ist. The test element comprises a sample application port, a sample metering zone and a zone for sample excess, wherein the sample application opening communicating with the sample metering zone and the zone for sample excess in contact, characterized in that a capillary is provided between the sample metering zone and the zone for sample excess.
  15. Verfahren zum Nachweis eines Analyten in einer flüssigen Probe, wobei A method for detecting an analyte in a liquid sample, wherein
    - die Probe in die Probenaufgabeöffnung des Testelements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 aufgegeben wird, - the sample is applied in the sample application opening of the test element according to one of claims 1 to 13,
    - das Testelement um die zentrale Achse rotiert wird, so dass die Probe zum achsenfernen Ende der porösen, saugfähigen Matrix transportiert wird, - the test element is rotated around the central axis, so that the sample for off-axis end of the porous, absorbent matrix is ​​transported,
    - die Rotation des Testelements soweit verlangsamt wird bzw. gestoppt wird, so dass die Probe oder ein beim Durchströmen des Testelements aus der Probe gewonnenes Material vom achsenfernen zum achsennahen Ende der porösen, saugfähigen Matrix gesaugt wird, und - the rotation of the test element is slowed down so far and is stopped so that the sample or when it flows through the test element from the sample material derived from the off-axis to on-axis end of the porous, absorbent matrix is ​​sucked, and
    - der Analyt in der porösen, saugfähigen Matrix oder einer ihr nachgelagerten Zone visuell oder optisch nachgewiesen wird. - the analyte is detected visually or optically in the porous, absorbent matrix or its downstream zone.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass A method according to claim 15, characterized, in that
    nach der Rotation des Testelements eine weitere Flüssigkeit auf das Testelement aufgegeben wird, die nach der Probe vom achsenfernen zum achsennahen Ende der porösen, saugfähigen Matrix gesaugt wird. after the rotation of the test element a further liquid which is sucked by the sample from the off-axis to on-axis end of the porous, absorbent matrix is ​​applied to the test element.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanderung der flüssigen Probe und/oder der weiteren Flüssigkeit über die Matrix durch die Rotation des Testelements gezielt verlangsamt oder gestoppt wird A method according to claim 15 or 16, characterized in that is the liquid sample migration and / or the further liquid through the matrix deliberately slowed down by the rotation of the test element or stopped
  18. System zur Bestimmung eines Analyten in einer flüssigen Probe enthaltend ein Testelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 und ein Messgerät, wobei das Messgerät System for determining an analyte in a liquid sample comprising a test element according to one of claims 1 to 13 and a measuring device, wherein the measuring device
    - zumindest einen Antrieb für die Rotation des Testelements und - at least one drive for the rotation of the test element and
    - eine Auswerteoptik zum Auswerten des visuellen oder optischen Signals des Testelements aufweist. - having an evaluation optics for evaluating the visual or optical signal of the test element.
  19. Verwendung eines Testelements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 oder eines Messsystems gemäß Anspruch 18 zur Bestimmung eines Analyten in einer flüssigen Probe. Use of a test element according to one of claims 1 to 14 or a measuring system according to claim 18 for the determination of an analyte in a liquid sample.
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