FI74151B - Testanordning, i vilken reagensomraodena ej reagerar i kors med varandra och foerfarande foer framstaellning av denna. - Google Patents

Description

KUULUTUSJULKAISU

·$3Γί? ^ (11) UTLÄGQNINGSSKRIFT 74151 'V——^ (51) Kv.lk.Vlnt.C!4 G 01 N 33/52, 31/22

SUOMI-FINLAND

(Fl) (21) Patenttihakemus-Patentansökning 801968 (22) Hakemispäivä - Ansökningsdag 19 - 06.80

Patentti-ja rekisterihallitus (23) Alkupäivä-Giltighetsdag 19.06.80

Patent-och registerstyrelsen (41) Tuiiut julkiseksi - Biivit offentiig 23.12.80 (44) Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.- 31.08.87

Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad (86) Kv. hekemus - Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus - Begärd prioritet 22.06.79 USA(US) 51224 (71) Miles Laboratories, Inc., 1127 Myrtle Street, Elkhart, Indiana, USA(US) (72) Myron Colman Rapkin, Elkhart, Indiana,

David Lee Tabb, Elkhart, Indiana, USA(US) (74) Oy Koister Ab (54) Koeväline, jossa ei tapahdu ristikkäisiä reaktioita reagoivien alueiden välillä, ja sen valmistusmenetelmä - Testanordning, i vilken reagens-omradena ej reagerar i kors med varandra och förfarande för framställ-ning av denna Tämä keksintö koskee koevälinettä, jolla voidaan ilmaista nestemäisen näytteen sisältämä aineosa, ja tällaisen koevälineen valmistusmenetelmää. Lisäksi keksintö liittyy pyrkimykseen saada välineen virheellisestä käytöstä johtuvat haittavaikutukset mahdollisimman pieniksi ja näin parantaa sen tarkkuutta ja luotettavuutta.

Analyyttinen kemia on edistynyt suuresti sen jälkeen, kun biokemia alkoi edetä eturintamassa tarviten yhä parempia analyyttisiä menetelmiä sellaisten ongelmien ratkaisuun, joita ei koskaan aikaisemmin oltu yritetty ratkaista. Myös lääketiede on antanut impulsseja analyyttisen kemian kehitykselle tarvitessaan sekä erittäin tarkkoja että nopeita analyysituloksia. Tätä huomattavaa kehitystä ovat lisäksi vauhdittaneet eri teollisuudenalat, kuten panimoteollisuus, kemiallinen teollisuus ym.

2 74151 Näiden laajenevien tarpeiden tyydyttämiseksi on kehitetty valtava määrä analyyttisiä menetelmiä, seoksia ja laitteita, joihin sisältyy liuoskemiallisia menetelmiä, automaattisia laitteita ja ns. "dip-and-read" -tyyppisiä reagenssiliuskoja. Tämä keksintö liittyy ennen kaikkea viimeksi mainittuihin, mutta siitä on hyötyä myös muiden menetelmien yhteydessä.

Reagenssiliuskoilla on laaja käyttö analyyttisissä sovellutuksissa ja varsinkin biologisten nesteiden kemiallisessa analysoinnissa, sillä ne ovat halpoja, helppoja käyttää ja tulokset saadaan nopeasti. Esimerkiksi lääketieteessä voidaan seurata lukuisia fysiologisia toimintoja vain kastamalla reagenssiliuska näytenesteeseen, kuten virtsaan, ja havaitsemalla vaikutus, kuten värinmuutos tai liuskasta heijastuneen valon määrän tai siihen absorboituneen valon määrän muutos.

Tällaisiin "dip-and—read" -reagenssiliuskoihin liittyen on syntynyt lukuisia kemiallisia sovellutuksia kehon nesteiden sisältämien komponenttien havaitsemiseksi. Monet näistä komponenteista saavat aikaan kvantitatiivisen tai ainakin puolikvantitatiivisen vaikutuksen. Niinpä, kun analyytikko mittaa vaikutuksen tietyn ajan kuluttua, hän saa positiivisen indikaation tietyn aineen läsnäolosta näytteessä sekä viitteen siitä, kuinka paljon tätä ainetta näyte sisältää. Tällaiset liuskat ovat lääkärille helppoja diagnostisia välineitä ja antavat hänelle mahdollisuuden arvioida sairauden tai kehon toimintahäiriön vakavuutta.

Tällä hetkellä markkinoilla olevia liuskoja, joita valmistaa Ames Division of Miles Laboratories, Ind., ovat CLINISTIX®, MULTISTIX®, KETOSTIX®, N-MULTISTIX®, DIASTIX®, DEXTROSTIX® jne. Tällaiset koevälineet muodostuvat tavallisesti yhdestä tai useammasta matriisista, kuten absorbenttipaperista, jotka sisältävät tiettyä reagenssia tai reagenssisysteemiä, jossa tapahtuu värinmuutos, jos näyte sisältää jotakin tiettyä ainetta. Riippuen matriisin sisältämästä reagenssisysteemistä, näillä välineillä voidaan ilmaista glukoosin, ketoyhdisteiden, bilirubiinin, urobilinogeenin, piilevän veren, nitriitin ym. yhdisteiden läsnäolo. Tietty värinmuutos ja tietyn ajan kuluttua havaittu värin intensiteetti, kun liuska on kastettu näytteeseen, osoittavat tietyn aineosan läsnäoloa näytteessä ja sen pitoisuutta. Joitakin näistä koevälineistä ja niiden sisältä- l 3 74151 mistä reagenssisysteemeistä on selostettu US-patenttijulkaisuissa nro 3 123 443 (CLINISTIX®) , 3 212 855 (KETOSTIX®) , 3 814 668, 3 164 534 ja 2 981 606 (DIASTIX®) ja 3 298 789, 3 092 465, 3 164 534 ja 2 981 606 (DEXTROSTIX®) .

Tämä keksintö soveltuu ennen kaikkea niihin edellä mainituista välineistä, joissa on enemmän kuin yksi reagenssia sisältävä kan-tajamatriisi. Näin ollen reagenssiliuska voi sisältää kokeet useammalle kuin yhdelle näytteen sisältämälle aineosalle. Esimerkiksi yhdessä reagenssiliuskassa voi olla reagenssia sisältävä kantaja-matriisi virtsan glukoosille ja toinen tämän matriisin rinnalla, mutta kuitenkin siitä erillään ketonien, kuten asetoasetaatin, ilmaisemista varten. Tällaista tuotetta markkinoi Ames Division nimellä KETO-<K) DIASTIX^ . Toinen reagenssiliuska, jota Ames Division markkinoi, sisältää kahdeksan rinnakkaista reagenssimatriisia, joiden avulla voidaan analysoida pH, proteiini, glukoosi, ketonit, bilirubiini, piilevä veri, nitriitti ja urobilinogeeni.

Tällaisten useita reagensseja sisältävien liuskojen ilmeisistä ja ajan mittaan koetuista eduista huolimatta, voi niiden väärinkäyttö johtaa väärään informaatioon. Nämä useampiin analyyseihin tarkoitetut välineet sisältävät monimutkaisia kemiallisia ja katalyyttisiä systeemejä, ja jokainen reagenssimatriisi sisältää oman erityisen reaktiivisen systeemin, joka vastaa tiettyä analysoitavaa ainetta. Niinpä jos reagenssiliuskaa käytetään väärin, saattavat yhden kemiallisen aineen analysointiin tarvittavat kemikaalit siirtyä analysoitavan nestenäytteen mukana yhdestä kantajamatriisista toiseen. Jos näin tapahtuu, on mahdollista, että yhden kantajamatriisin sisältämät reagenssit häiritsevät muiden kantajamatriisien reagensseja joutuessaan niiden kanssa kosketuksiin ja aiheuttavat näin epäluotettavia tuloksia. Vaikka reagenssiliuskoja tuottava teollisuus tavallisesti antaa tarkat käyttöohjeet tämän ongelman välttämiseksi, saattaa huolimattomuus tai näiden ohjeiden laiminlyönti johtaa siihen, että yhden matriisin sisältämät reagenssit vuotavat viereiseen. Tämä keksintö tähtää juuri tämän vuoto-ongelman torjumiseen.

Vuodon eliminointia on yritetty pitkään, mutta tyydyttäviä tuloksia ei ole ennen tätä keksintöä saavutettu. Tämä keksintö on pitkäaikaisen tutkimustyön tulos, jonka tähtäimessä on ollut vuoto-häiriön poistaminen, ja saavutettu tulos onkin lajissaan ainutlaatuinen .

4 74151

Patenttikirjallisuus sisältää suuren määrän selostuksia yrityksistä rajoittaa vuotoilmiötä, ja suurin osa mielenkiinnosta on kohdistunut kahteen pääpiirteeseen, nimittäin siihen, että reagenssiliuskan reagenssikerrosten alle on sijoitettu imukykyiset liuokset, joihin ylimääräinen neste imeytyy, ja siihen, että matriisien väleihin on sijoitettu hydrofobiset esteet pidättämään näyteneste matriisissa. Edellinen ratkaisu on onnistunut kohtalaisesti, jälkimmäinen ei lainkaan. Mutta mikä tärkeintä, kumpikin ei ole poistanut ongelmaa täysin.

Kirjallisuudessa kuvatuista useampia kerroksia sisältävistä reagenssiliuskoista vain yhdessä on onnistuttu rajoittamaan vuoto-olgelma.

DE-hakemusjulkaisussa 2 854 342 selostetaan koevälinettä, jossa reagensseja sisältävät kantajamatriisit on varustettu imu-kykyisillä aluskerroksilla, jotka on erotettu reagensseja sisältävistä kantaja-matriiseista näytettä läpäisemättömillä estekerok-silla. Näin ollen jokainen matriisi muodostaa ylemmän kerroksen laminaatissa, jossa on estekerros matriisin ja imukykyisen pohjakerroksen välissä, ja laminaatti on kiinnitetty sopivan tukialustaan, kuten muoviliuskaan. Kun koeväline kastetaan nestemäiseen näytteeseen, se osa näytteestä, joka muuten juoksisi toisesta matriisista toiseen, imeytyy suurelta osin sivuilta käsin aluskerrok-seen, ja laminaatin sisältämä estekerros ei päästä ylimääräistä imeytynyttä nestettä kulkeutumaan ylempään reagenssikerrokseen.

Missään aikaisemmassa menetelmässä ei ole vuoto-ongelma ratkaisussa turvauduttu imukykyiseen aluslevyyn, vaikka muita monikerroksisia reagenssiliuskoja on kuvattu, joissa samaan kokeeseen potentiaalisesti yhteen sopimattomat reagenssit on erotettu toisistaan kerroksiin ja joutuvat kpsketuksiin näytteen kostuttamina. Esim. US-patenttijulkaisussa nro 3 521 254 mainitaan, että potentiaalisesti yhteensopimattomat reagenssit voidaan imeyttää erillisiin kerroksiin ja näin mahdollistaa pitkät varastointiajät ennen käyttöä. Kun tällaiset monikerroksiset matriisit kastellaan koenäyt-teellä, kerrokset joutuvat vuorovaikutukseen keskenään ja aikaisemmin erillään olleet reagenssit sekoittuvat niin, että saadaan analyyttinen koetulos.

l· 5 74151

Toinen esimerkki monikerroksisesta kantajamatriisista on esitetty US-patenttijulkaisussa nro 3 802 842. Tässä huokoinen reagens-seja sisältämätön tyyny rajoittuu ylempään tyynyyn, joka sisältää halutun kokeen reagenssit. Kun nyt nestemäistä näytettä joutuu tällaiseen kantajamatriisiin, osa näytteestä imeytyy alustyynyyn ja osa siihen, joka sisältää reagenssit. Kuten edellisessäkin patenttijulkaisussa kuvatussa tapauksessa, myös tässä kantajamatriisin kerrokset ovat märkinä vuorovaikutuksessa keskenään. Jonkin verran nestettä (ja jonkin verran reagenssej kulkeutuu ylemmästä tyynystä alempaan tyynyyn. Tyynyjen välillä ei ole mitään estettä.

Asiasta kiinnostuneiden kannalta mainitaan vielä muutamia muita patenttijulkaisuja, jotka eivät ole niin asiaankuuluvia kuin kaksi edellä mainittua, mutta ovat kuitenkin mielenkiintoisia tätä keksintöä arvioitaessa. US-patenttijulkaisussa nro 3 418 083 kuvataan indikaattorilla imeytettyä absorbenttikantajamatriisia, joka on käsitelty vahalla, öljyllä tai vastaavalla "hydrofobisella" aineella. Kun tämän mukaan laitetaan verinäyte tällaiselle reagenssiliuskal-le, vain värittömät nestemäiset aineosat imeytyvät siihen ja värilliset proteiinipitoiset veren aineosat jäävät pintaan, josta ne voidaan poistaa. Näin analysoitavan aineen sisältävä nestemäinen osa tunkeutuu reagenssityynyyn ja väriä häiritsevät aineosat jäävät ulkopuolelle .

Vielä eräässä aikaisemmassa tämän keksinnön tekijälle merkityssä US-patenttijulkaisussa nro 3 672 845 selostetaan liima-aineen suihkuttamista muoviseen tai paperiseen tukialustaan, jotta reagens-sia sisältävät polymeerihiukkaset saadaan liimatuiksi. Edelleen eräässä US-patenttijulkaisussa nro 3 992 158 kuvataan ylempää puoli-läpäisevää kerrosta, joka sisältää askorbaattioksidaasia, ja joka on kiinnitetty alempaan reagenssipitoiseen kerrokseen.

Myös toisen edellä mainitun vuodon hillitsemistavan eli rea-genssiliuskan sisältämien vierekkäisten koealueiden välisten hydrofobisten esteiden ympärillä on ollut huomattavaa patentointiaktii-visuutta. Tämän keksinnön tekijälle merkityssä US-patenttijulkaisussa nro 3 001 915 selostetaan absorbenttipaperireagenssiliuskaa, jossa on erilliset reagenssilla imeytetyt alueet useammalle kuin yhdelle näytteen sisältämälle komponentille, ja kutakin tällaista aluetta erottaa naapuristaan absorboimaton esteosa. Esteosa on saatu 6 74151 aikaan imeyttämällä paperiliuskaan sellaisia aineita, kuten pöly-styreeniä, hartsia, parafiinia ja erilaisia selluloosaestereitä.

Tämän viitteen mukaisesti reagenssiliuska valmistetaan siten, että paperiliuskan osaan imeytetään glukoosille herkkää reagenssisystee-miä. Tämän annetaan kuivua ja jonkin edellä mainitun esteaineen liuosta levitetään paperille glukoosille herkän alueen viereen. Kuivatuksen jälkeen levitetään proteiinille her-kä reagenssisysteemi. Toimenpide toistetaan levittämällä vuorotellen reagenssia ja este-liuosta ja antamalla välillä kuivua.

Vielä aikaisemmassa US-patenttijulkaisussa nro 2 129 754, julkaistu 13.9.1938, selostetaan suodatinpaperin imeyttämistä para-fiinivahalla siten, että tietyt alueet jätetään imeyttämättä, mutta vahan ympäröimiksi. Nämä vahaamattomat alueet voidaan sitten käsitellä jonkin analysoitavan kohteen indikaattorisysteemeillä.

US-patenttijulkaisu nro 3 006 735 liittyy myös estemateriaa-leihin, jotka on imeytetty reagenssialueiden väleihin paperiliuskoissa niin, että syntyy peräkkäiset reagenssialueet, jotka vastaavat veden eri kovuusasteita. Reagenssialueiden väleihin on imeytetty sellaisia vettähylkiviä aineita, kuten öljyjä, vahoja, silikoneja tai painolakkaa. Kuten edelliset kaksi patenttia, myös tämä liittyy paperiin tai imukykyiseen materiaaliin, johon reagenssia ja esteai-netta on imeytetty peräjälkeen.

Samoin US-patenttijulkaisuissa nro 3 011 874 ja 3 127 281 kuvataan hydrofobisia esteaineita, jotka on imeytetty osaan paperi-liuskaa niin, että reagenssialueet saadaan erotetuiksi toisistaan kontaminoitumisen välttämiseksi.

Eiken Chemical Co. Ltd., Tokio, Japani, laski äskettäin markkinoille 4 reagenssialuetta sisältävän "dip-and-read" -koeliuskan, jolla voidaan mitata virtsasta pH, proteiini, piilevä veri ja glukoosi. Liuskassa oli pitkä muovinen tukiosa, joka muodostui alemmasta polystyreenikerroksesta ja päällimmäisestä polyvinyylikloridiker-roksesta (PVC). Reagenssit oli imeytetty paperityynyihin, jotka oli kiinnitetty tukiosan PVC-puolelle. Mitattaessa kosketuskulmia tässä tuotteessa, saatiin tislatulle vedelle arvo noin 108°. Sen jälkeen, kun tämän keksinnön tekijä sai tiedon tästä tuotteesta, on Eiken ilmeisesti vetänyt sen pois markkinoilta tämän muotoisena ja korvannut sen uudella tuotteella, jossa tukiosasta on poistettu PVC-kerros.

l· 7 74151

Lopuksi US-patenttijulkaisussa nro 3 964 871 mainitaan indi-kaattorireagenssikohtien erottamisesta toisistaan absorboimattomalla tai hydrofobisella materiaalilla.

Vaikka edellä mainittujen patenttijulkaisujen uskotaankin olevan tämän keksinnön kannalta asiaankuuluvimpia, on syytä huomata, että tällä hetkellä markkinoilla olevista reagenssiliuskoista suurin osa on sellaisia, joissa reagenssilla imeytetyt matriisit on kiinnitetty hydrofobiseen muoviliuskaan. Niinpä reagenssiliuska nimeltä (S) N-MULTISTIXW, jota markkinoi Ames Division of Miles Laboratories, sisältää kahdeksan erilaista reagenssilla imeytettyä matriisia, jot-on sijoitettu polystyreenikalvolle. Koska polystyreeni on hydrofobinen materiaali, voidaan sanoa, että vierekkäisillä matriiseilla on hydrofobiset välit.

Huolimatta aikaisemmista kauniista vuoto-ongelman eliminoin-tilupauksista, pysyy kuitenkin tosiasiana, että tällä hetkellä ei markkinoilla ole reagenssiliuskoja, joissa tämä ongelma olisi saatu vältetyksi läheskään sillä tavoin kuin tämän keksinnön mukaisessa koevälineessä. Vain DE-hakemusjulkaisua 2 854 342, jossa käytetään eristettyä absorboivaa aluskerrosta, voidaan pitää todellisena edistysaskeleena alalla. Mutta tämäkään ratkaisu, joka kylläkin eroaa suuresti nyt käsillä olevasta keksinnöstä, ei poista vuoto-ongelmaa yhtä tehokkaasti kuin tämä uusi keksintö.

Aikaisemmat yritykset käyttää vahoja, öljyjä, silikoneja jne. eivät ole poistaneet vuoto-ongelmaa kliinisesti merkittävässä määrin, ja vaatimattomat edistysaskeleet ovat peittyneet niihin vakaviin haittoihin, joita näihin yrityksiin muuten liittyy. Esimerkiksi se, että hydrofobisia materiaaleja levitetään vain reagenssialueiden väleihin, sisältää valtavia teknisiä ongelmia, kun verrataan tämänhetkisiin "dip-and-read" -reagenssiliuskojen valmistusmenetelmiin. Sen lisäksi, että välien käsittelyssä tarvitaan ylimääräisiä työvaiheita, on olemassa vaara, että jonkin verran hydrofobista materiaalia joutuu reagenssialueisiin ja häiritsee näin välineen varsinaista käyttötarkoitusta. Ja on myös niin, ettei mikään näistä aikaisemmista aineista tarjoa sopivaa kiinnityspintaa. Onkin todella ihme, ettei markkinoilla ole saatavissa tuotteita, joihin ei liity vuoto-ongelmaa .

74151

Vaikka nämä puutteet eivät olleetkaan riittävän vakavia, aikaisempien hydrofobisten aineiden vettähylkivä ominaisuus on sitä luokkaa, ettei vuoto-omgelma poistu. Niiden kosketuskulma ei ole riittävä tarvittavan hydrofobisuuden saavuttamiseksi eikä niiden pinta ole sellainen, että absorbenttimatriisi tai reagenssi siihen kiinnittyisi, jos ne tarvitsisi liittää välittömästä hydrofobiseen pintaan. Ainoastaan tämä keksintö sisältää tämän pitkään etsityn läpimurron.

Nyt käsillä oelva keksintö eliminoi oleellisesti ristikkäiset reaktiot vierekkäisten reagenssialueiden välillä koeliuskoissa, joissa on useampia reagenssialueita. Tulokset ovat todella kiistattomat. Mikään aikaisempi ratkaisu ei lähimainkaan vastaa sitä tasoa, joka tämän keksinnön mukaisella menetelmällä on saavutettu kyseisen ongelman ratkaisussa.

Mutta tämä keksintö menee vielä vuoto-ongelman eliminointia pitemmälle. Yllättäen on havaittu, että tällä hetkellä käytössä oleva tekniikka, jolla reagenssimatriisit kiinnitetään tukiosaan, aiheuttaa vielä voimakkaammat kiinnityssidokset, kun käytetään tämän keksinnön mukaista menetelmää. Lisäksi ei ole tarpeen soveltaa kalliita prosessivaiheita, joilla matriisien väleihin saadaan hydrofobiset päällysteet. Nämä ja muut edistysaskeleet ilmenevät tästä selostuksesta ja liitteenä olevista patenttivaatimuksista.

Lyhyesti sanottuna tämä keksintö koskee koevälinettä, jolla voidaan ilmaista aineosan läsnäolo nestemäisessä näytteessä, ja jossa on tukialusta, mainittuun tukialustaan kiinnitetty hydrofobinen kerros ja mainittuun hydrofobiseen kerrokseen kiinnitetty reagenssi, ja mainittu reagenssi on sisällytetty hydrofiiliseen kanta jamatriisiin ja kykenee tuottamaan havaittavissa olevan vasteen mainitun aineosan läsnäollessa, ja jolle on tunnusomaista, että mainittu hydrofobinen kerros sisältää (a) hienojakoisia piidioksi-dihiukkasia, joiden pintaan on kovalenttisesti sidottu ryhmiä, joilla on rakenne -O-SiR^, jossa R merkitsee C1_g-alkyyliä, ja R-ryhmät ovat keskenään samanlaisia tai erilaisia, ja (b) sopivaa sideainetta. Lisäksi keksintö koskee patenttivaatimuksessa 8 esitettyä menetelmää, jolla voidaan välttää vuotoilmiö koeväliseessä, jolla määritetään aineosan läsnäolo näytteessä.

Tätä keksintöä selvennetään kuvioiden 1-9 avulla.

Kuviossa 1 on tämän keksinnön mukainen väline sivulta katsot tuna .

9 741 51

Kuvio 2 esittää tislatun veden kosketuskulmaa päällystämättömällä polystyreenifilmillä.

Kuvio 3 esittää tislatun veden tippaa samalla kalvolla, kun se on päällystetty tämän keksinnön mukaisesti.

Kuvio 4 on graafinen esitys, joka on saatu vertaamalla tämän keksinnön mukaista menetelmää aikaisempiin.

Kuvioissa 5 ja 6 on graafinen esitys virtsan sisältämän piilevän veren ja urobilinogeenin määrityksistä, vastaavasti, tämän keksinnön mukaisella menetelmällä.

Kuviot 7 ja 8 esittävät kiinnittymistutkimuksia, joilla on selvitetty erilaisia liima-ainekiinnityksiä polystyreenifilmeillä, joita ei ole tai jotka on käsitelty tämän keksinnön mukaisesti.

Kuviossa 9 on esitetty laite ja menetelmä, jolla testataan tämän keksinnön mukaisella hydrofobisella kerroksella päällystetyn polystyreenifilmin liimaustaipumus.

Tämän keksinnön mukaisella koevälineellä voidaan nestemäisestä näytteestä analysoida useita aineosia. Jos näyte on esimerkiksi olut, siitä voidaan määrittää sokeripitoisuus ja siten käymisaste. Sitä voidaan käyttää pH:n määritykseen, kun halutaan tietää akkuha-pon voimakkuus. Eräs erittäin tärkeä alue on virtsan analysointi, jossa välinettä voidaan käyttää erilaisten virtsan aineosien ja ominaisuuksien, kuten albumiinin, askorbiinihapon, bilirubiinin, glukoosin, vetyionikonsentraation, ketonien, nitriitin, piilevän veren, ominaispainon ja urobilinogeenin määritykseen. On selvää, että tämän keksinnön mukaista laitetta voidaan käyttää monien muiden näytteen sisältämien aineosien analysointiin kuin edellä mainitut, ja näin ollen termi "aineosa" tarkoittaakin mitä tahansa liuosparametriä, kuten liuennutta ainetta tai siitä johtuvaa ominaisuutta, jolle voidaan rakentaa indikoiva reagenssisysteemi. Yhtä monimuotoisia ovat näytteet, joita voidaan analysoida, kuten olut, teollisuusjäte, virtsa, veri ja uima-altaan vesi.

Välineen sisältämät reagenssit muodostavat analyyttisen vasteen ytimen ja laajassa mielessä sisältävät yhden tai useamman rea-genssiyhdistelmän, jotka vastaavat tiettyjä aineosia siten, että jokin havaittavissa oleva ilmiö merkitsee jonkin tietyn aineosan 10 741 51 läsnäoloa. Havaittavissa oleva ilmiö voi olla esim. värinmuodostus tai värin häviäminen. Heijastuneen valon tai absorboituneen valon muutosta voidaan myös käyttää. Havaittaviin vasteisiin perustuvia ana-lyysimuotoja on olemassa valtava määrä.

Jos esimerkiksi halutaan analysoida virtsan sisältämä glukoosi, saattaa reagenssiseos sisältää entsyymeinä glukoosioksidaasia ja peroksidaasia ja indikaattorina 3,3',5,5'-tetrametyylibentsidiiniä (TMB). Jos näyte sisältää glukoosia, tämä seos saa erilaisia sinisen sävyjä riippuen glukoosikonsentraatiosta, eli havaittavissa oleva vaste on sinisen värin ilmeneminen. Jos aineosa on askorbiinihappo, seos saattaa sisältää metyleenivihreää ja sopivan puskurin. Askor-baatti-ionin vaikutuksesta tämän seoksen väri muuttuu tummansinisestä vaaleammansiniseksi riippuen näytteen askorbaattikonsentraatios-ta.

Tukeva pohjaosa muodostaa koevälineen pääasiallisen rakenteellisen kokonaisuuden ja sen vuoksi sen pitäisi olla jäykkää tai puolijäykkää materiaalia. Mielellään se on mittasuhteiltaan stabiilia kalvomaista materiaalia, kuten polystyreeniä, polyolefiiniä, poly-karbonaattia, melamiinihartsia tai jotakin muuta polymeeriä. Erittäin edullista on kaksiakselisesti orientoitunut polystyreenikalvo, jota tuottaa esim. Plastic Suppliers, Inc., Columbus, Ohio. Huomattavan pitkänomainen ja kapea suorakaiteenmuoto on edullinen. Rea-genssit, sisältyvät ne sitten matriiseihin tai johonkin muuhun, on kiinnitetty alueihin, jotka ovat tavallisesti lähempänä toista päätä kuin toista niin, että muodostuu reagensseista vapaa kädensijaosa.

Tämän keksinnön sisältämä ainutlaatuinen piirre, jonka avulla ristikkäiset reaktiot vierekkäisten reagenssien välillä saadaan eliminoiduiksi ja kiinnittyminen tehokkaammaksi, on tukialustaan levitetty hydrofobinen kerros. Kerros muodostuu hydrofobisesta materiaalista, jolla on suuri kosketuskulma, ja mahdollisesta sopivasta sideaineesta, kuten polymeeristä, joka liukenee orgaaniseen liuotti-meen, esim. akryylipolymeeristä.

Tässä keksinnössä käytettäväksi sopiva hydrofobinen materiaali voi vaihdella useassa suhteessa, mutta on havaittu erittäin edulliseksi käyttää alkyloitua höyrystettyä piidioksidia, kuten sellaista, joka tunnetaan nimellä Tullanox 500, ja jota tuottaa Tulco, Inc., North Billerica, Massachusetts. Valmistaja kuvaa Tullanox 500 i 11 74151 epäorgaaniseksi jauhemaiseksi (hiukkaskoko noin 0,007 mikronia) piidioksidiksi, jolla on pieni tilavuuspaino (noin 48 g/1). Sillä on erittäin suuri pinta, jota on modifioitu reaktiolla orgaanisen "silikonityyppisen" yhdisteen kanssa (ei kuitenkaan ole silikoni).

2

Pinta-alaksi on laskettu teoreettisesti 325 m /g ja määritetty 2 kokeellisesti ^-adsorptiomenetelmällä 225 m /g. Se on johdettu höyrystetystä piidioksidista, joka on yli 99,8-%sisen puhdasta piidioksidia. Tällaisten piidioksidihiukkasten oinnassa olevat hydrofiiliset hydroksyyliryhmät on korvattu trimetyylisiloksyyli-ryhmillä. Tämän materiaalin huomattavimmat fysikaaliset ominaisuudet ovat erittäin pieni hiukkaskoko, erittäin suuri pinta-ala sekä täydellinen hiukkasten välisen koheesiovoiman puute.

Vaikka Tullanox 500 on edullinen hydrofobisen kerroksen materiaali, on selvää, että tämä keksintö on luonteeltaan niin uraauurtava, että se ulottuu paljon laajemmalle kuin vain Tullanox 500:aan. Esimerkiksi piidioksidiin kovalenttisesti sidotut silok-syyliryhmät voivat tyydyttää yleisen kaavan -O-SiR^. R-substitu-entit, jotka ovat Tullanox 500:ssa kaikki metyyliryhmiä, voivat myös olla mitä tahansa C^_g-alkyyliryhmiä tai mitä tahansa muita ryhmiä, joiden avulla saavutetaan edellä kuvatut edut. C^_g-alkyyliryhmällä tarkoitetaan substituoituja tai substituoimattomia 1-6 hiiliatomia sisältäviä alkyyliryhmiä. Näin R voi olla metyyli, etyyli, n-propyyli, isopropyyli, n-butyyli, isobutyyli, tert.-butyyli, syklobutyyli tai joku erilaisista pentyyli- tai heksyyli-isomeereistä.

Hydrofobinen kerros voi sisältää myös sopivaa sideainetta, joka kiinnittää hydrofobisen materiaalin tukialustaan, ja se voi olla useissa eri muodoissa. Piidioksidimateriaali voidaan esimerkiksi suspendoida liuottimeen, joka kykenee liuottmaaan tuki-alustan osittain. Jos tukialusta on polystyreeniä ja liuotin sisältää bentseeniä, polystyreenin osittainen liukeneminen suspensiota levitettäessä johtaa piidioksidin sitoutumiseen tukialustaan liuenneen polymeerin avulla, kun jäljelle jäänyt liuotin on haihtunut. Tässä tapauksessa sideaineena toimii itse tukialusta-materiaali.

1. - — 12 741 51

Muita sopivia sideaineita ovat tavallisesti käytetyt päällystemateriaalit, kuten polysiloksaanit, polyakryylihartsit, esim. poly(metakryylihappo), poly(metyylimetakrylaatti), akryylihapon kopo-lymeerit jne., sekä vinyylikloridin ja muiden etyleenisesti tyydytty-mättömien monomeerien kopolymeerit.

Erittäin edullinen sideaine on se akryylikopolymeeri, jota Tulco, Inc. käyttää tuotteessaan nimeltä Tullanox LC 410. Tämä tuote sisältää edellä kuvattua Tullanox 500 hienojakoisena suspendoitu-na liuokseen, jossa on akryylikopolymeeriä nestemäisessä hiilivedyssä. Tulco, Inc:n ilmoittamat Tullanox LC 410:n fysikaaliset ominaisuudet ovat seuraavat: paino litraa kohti 0,81 kg kiinteän aineen määrä prosentteina 16,00 g/100 ml liuottimen määrä prosentteina (Rule 66/3) 84,00 % piidioksidin suhde polymeerisideaineeseen 1,0:0,6 (painosuhde) kirkkaus läpinäkymätön valkoinen kuivumisaika (a) tarttumaton 60 minuuttia (b) täysin kuiva 8 tuntia Tätä suspensiota voidaan rajoittamattomasti laimentaa liuottimiin ja liuotinyhdistelmiin, joiden K.B.-arvo on 35 tai sitä suurempi. K.B.-arvo on hiilivetyliuottimen aromaattisen pitoisuuden ja siten myös liuotusvoiman mitta. Kaurikumi liukenee hyvin butanoliin, mutta ei liukene hiilivetyihin. Näin ollen K.B.-arvo merkitsee sitä liuotintilavuutta, joka tarvitaan saamaan aikaan sameutta standar-diliuoksessa, joka sisältää butanoliin liuotettua kaurikumia. Kivi-öljyjakeiden K.B.-arvo on noin 30, kun taas tolueenin arvo on noin 105 .

Tullanox LC 410:n laimentamiseen voidaan käyttää erilaisia liuottimia. Erittäin edullista on käyttää liuotinta, joka osittain liuottaa tai syövyttää tukialustamateriaalia. Jos tukialusta on po-lystyreeniä, aromaattinen liuotin, kuten bentseeni tai tolueeni saa aikaan erinomaisen hydrofobisen viimeistelyn, joka samalla sitoo hydrofobisen kerroksen erittäin hyvin tukialustamateriaaliin.

Tämän koevälineen sisältämä (tai sisältämät) reagenssi kiinnitetään sopivalla tavalla hydrofobiseen kerrokseen. Reagenssi voidaan kiinnittää usealla eri tavalla, esim. käyttämällä absorbentti- 13 741 51 paperilevyjä, joihin on imeytetty haluttuja reagensseja, tai käyttämällä reagenssipäällysteitä tai painamalla kiinnitettyjä reagensseja. Imeytetty paperilevy on tavallisesti kiinnitetty käyttämällä kaksipuolista teippiä nimeltä "Double Stick", jota myy 3M Company.

Eräs tämän keksinnön yllättävistä piirteistä on tämän kiinnikkeen parempi tarttuvuus hydrofobiseen kerrokseen verrattuna tämän saman kiinnikkeen tarttumiseen edulliseen tukialustamateriaaliin, kuten polystyreeniin, jossa ei ole hydrofobista kerrosta. Kuvioissa 7 ja 8 on tämä parempi kiinnittyvyys esitetty graafisesti. Kuvio 7 esittää voimaa, joka tarvitaan irrottamaan kaksi Double Stick-teip-pinäytettä polystyreeniliuskoista, jotka on päällystetty Tullanox LC 410:llä. Kummallekin näytteelle on saatu lähes sama tulos, joista voidaan havaita, että molemmissa tapauksissa tarvitaan noin 3,5 N ylimääräinen voima. Kuten kuviosta 8 ilmenee, kahden Double Stick-teipin poistaminen päällystämättömästä polystyreenistä vaati vain noin 2,2 N voiman. Tämän keksinnön mukainen päällyste paransi huomattavasti Double Stick-kiinnikkeen tarttumista tukialustaan. Kuvioissa 7 ja 8 esitettyjä kokeita tarkastellaan vielä myöhemmin esimerkeissä.

Tämän keksinnön edullinen toteutustapa, johon monet edellä kuvatuista piirteistä on sisällytetty, on esitetty kuviossa 1. Niinpä tukialusta 1, joka on kaksiakselisesti orientoitunutta polysty-reenikalvoa, on päällystetty ohuella Tullanox LC 410-kerroksella, joka kuivuessaan muodostaa hydrofobisen kerroksen 2. Päällystys on tehty kaavinterän tai jonkin muun päällystys- tai painoalalla käytetyn sopivan välineen avulla. Tällä hetkellä etusijalle asetettava menetelmä, jolla hydrofobinen kerros voidaan levittää tukialustalle, on kuparisyväpainotekniikka, joka tunnetaan perusteellisesti painoalalla. Tarkemmin sanottuna hydrofobinen Tullanox LC 410-liuos pumpataan syväpainokoneen säiliöön, josta se johdetaan painosylinteriin. Polystyreenitukimateriaalikalvo johdetaan painokoneeseen, jossa siihen siirretään Tullanox-liuos.

Kun päällyste on tarpeeksi kuiva ilmakuivauksen tai lämpimän uunikuivauksen jälkeen, tarvittavat reagenssilla imeytetyt matriisit 4 voidaan kiinnittää kerrokseen 2 peräkkäin sopivalla kiinni-tysaineella 3. Kuten edellä on mainittu, Double Stick-teippi on edullinen kiinnitysaine. Edulliset reagenssimatriisit 4 ovat suora- 14 74151 kaiteenmuotoisia suodatinpaperinpalasia, joihin on imeytetty kyseiseen analyysiin tarivttavaa reagenssiliuosta, ja sen jälkeen kuivattu ja kiinnitetty hydrofobiseen kerrokseen 2.

Kosketuskulmalla on suuri merkitys vuotoilmiön eliminoinnissa, vaikka se ei olekaan ainoa kriteerio. Termi "kosketuskulma" liittyessään kiinteän ja nestemäisen aineen kosketuskohtaan, tarkoittaa sitä kulmaa, joka muodostuu kiinteän aineen pinnan ja sen tangenttitason välille, joka sivuaa pisaran pintaa kohdassa, jossa kiinteä ja nestemäinen aine koskettavat toisiaan. Kuviot 2 ja 3 esittävät tislattuja vesipisaroita 5 ja 6, jotka lepäävät vaakasuorilla pinnoilla, ja kosketuskulmat ovat φ^ ja Φ2. Mitä suuremman kosketuskulman tietty pinta aiheuttaa, sitä suurempi on kyseisen pinnan hydrofobisuus. Vastaavasti, mitä suurempi kahta kuvion 1 mukaisen koevälineen reagenssimatriisia toisistaan erottavan pinnan hydrofobisuus on, sitä vähemmän tällaisten matriisien välillä on vuotoilmiötaipumusta.

Kuvio 3 esittää kaksiakselisesti orientoituneesta polystyree-nikalvosta (Plastic Suppliers, Inc.) tehtyä levyä 1, joka on päällystetty Tullanox LC 410:11a ja kuivattu niin, että syntyy tämän keksinnön mukainen hydrofobinen kerros. Tämän pinnan 2 ja tislatun vesipisaran 6 välinen kosketuskulma (Φ2) on noin 135°. Kuviossa 2 esitetty päällystämätön polystyreeni 1 saa aikaan kosketuskulman (φ]_) » joka on vain noin 50°.

Seuraavien esimerkkien avulla valaistaan tätä keksintöä ja esitetään edullisia toteutustapoja. Esimerkkejä ei kuitenkaan ole tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, joka on määritelty patenttivaatimuksissa .

Esimerkki 1

Polystyreenitukialustan valmistus

Suoritettiin koe, jossa valmistettiin polystyreenitukialus-ta, jolla oli erittäin suuri hydrofobisuus. Tässä tarkoituksessa kaksiakselisesti orientoituneesta polystyreenistä (Plastic Suppliers, Inc.) valmistetut liuskat päällystettiin eri asteisesti laimennetuilla Tullanox LC 410-liuoksilla. Tullanox laimennettiin eri määrillä liuotinseosta, joka sisälsi petrolieetteriä (65°), asetonia ja tolueenia. Tullanox LC 410, joka sisälsi 16 paino-% kiinteää ainetta, is 74151 laimennettiin sellaisella määrällä liuotinseosta, että saatiin neljä suspensiota, jotka sisälsivät 3,2, 2,4, 1,6 ja 0,8 g Tullanox 500-hiukkasia per 100 g suspensiota. Valmistettiin neljä ryhmää päällystettyjä polystyreeniliuskoja käyttämällä 0,25 mmin kaavinta-terää ja näille ryhmille annettiin merkinnät A, B, C ja D vastaavasti. Seuraavassa taulukossa on esitetty yhteenveto näistä seoksista. Tällä tavoin valmistettuja kerroksia kuivattiin kolme minuuttia la-boratoriolämpötuulettimella.

Aineosa_ A_B_C_D

Tullanox LC 410 1,0 g 0,75 g 0,50 g 0,25 g

Petrolieetteri 3,4 ml 3,65 ml 3,90 ml 4,15 ml

Tolueeni 0,3 ml 0,3 ml 0,3 ml 0,3 ml

Asetoni 0,3 ml 0,3 ml 0,3 ml 0,3 ml

Tullanox 500 (g/100 g levitettyä liuosta! ;3,2 2,4 1,6 0,8 i ! 1

Kuivatuksen jälkeen päällystettyjä liuskoja pidettiin 45° kulmassa, ja jokaiselle liuskalle laitettiin 10 pisaraa, joiden tilavuus oli mikrolitra. Kaikilta liuskoilta A, B ja C valui pois kaikki niille laitettu vesi. Liuskalta D, jossa oli 0,8 % kiinteää ainetta, ei kaikki vesi valunut pois, mutta se havaittiin kuitenkin hyvin hydrofobiseksi.

Esimerkki 2

Kosketuskulmien määritys

Jotta voitaisiin verrata päällystämättömän polystyreenikal-von ja esimerkin 1 mukaisesti valmistetun kalvon B hydrofobisuutta toisiinsa, suoritettiin koe, jolla mitattiin kosketuskulmat kummassakin. Otettiin valokuvat tislatuista vesipisaroista, jotka olivat vaakasuorilla polystyreenilevyillä, joista toinen oli päällystetty esimerkin IB mukaisesti ja toinen oli päällystämätön. Valokuvat otettiin levyjen tason suuntaisesti eli sivukuvina ja saaduista kuvista kehitettiin negatiivit, joista tehtiin dioja. Kun kuvat heijastettiin seinälle, oli kosketuskulman mittaus helppo ja tarkka suorittaa. Saadut valokuvat on simuloitu kuvioihin 2 ja 3, joista kuvio 2 esittää päällystämätöntä polystyreenilevyä ja kuvio 3 esimerkin IB mukaista päällystettyä levyä.

Jokaisesta levystä tehtiin kolme koetta, ja tulokset on esi tetty seuraavassa taulukossa: 16 741 51

Polystyreenilevy Kosketuskulma

Esimerkki 1, B 133° 135° 134° päällystämätön 53° 49° 53°

Esimerkki 3

Koevälineiden valmistus

Tehtiin laboratoriokoe, jossa valmistettiin koeväline, jossa oli useita eri reagensseilla. imeytettyjä matriiseja, joista jokainen oli virtsan eri aineosaa varten. Tämän kokeen tarkoituksen oli demonstroida tämän keksinnön pääpiirre, jolla vuoto toisesta matriisista toiseen sen jälkeen, kun koeväline on kastettu näytteeseen, kuten virtsaan, ja otettu sieltä pois, on saatu erittäin tehokkaasti estetyksi. Tämän koevälineen reagenssimatriisit vastaavat suurin piirtein markkinoilla olevaa tuotetta nimeltä N-MULTISTIX^. Virtsan aineosat, jotka vastaavat reagenssiparametrejä, ovat pH, albumiini, bilirubiini, urobilinogeeni, nitriitti, piilevä veri, glukoosi ja ketoni.

Kaksiakselisesti orientoitunutta polystyreeniä (valmistaja Monsato Company, oleellisesti sama kuin Plastic Suppliers, Inc:n tuote) oleva levy päällystettiin Tullanox LC 410-liuoksella. Tähän tarkoitukseen käytettiin valulaitetta, jolla saatiin 0,125 mm paksu märkä kerros. Tullanox-seos (Tulco, Inc.) laimennettiin eri määrillä esimerkin 1 mukaista liuotinta, joka sisälsi petrolieetteriä (65°), asetonia ja tolueenia. Tullanox LC 410, joka sisälsi 16 pai-no-% kiinteää ainetta, laimennettiin sellaisilla määrillä liuotin-seosta, että saatiin kolme suspensiota, jotka sisälsivät 1,6, 2,4 ja 3,2 g Tullanox 500-hiukkasia per 100 g suspensiota (g %). Näin saatiin kolme muovilevyä, joista kukin sisälsi eri määrän metyloi-tua piidioksidia (Tullanox).

Päällystettyjen polystyreenilevyjen annettiin kuivua ja sen jälkeen niihin kiinnitettiin suodatinpaperikaistoja, joihin oli imeytetty tiettyä virtsan aineosaa osoittavat reagenssit. Kiinnitys tapahtu siten, että Double Stick-teippiä laitettiin imeytettyjen nauhojen toiselle puolelle ja nauhat painettiin polystyreenin hydrofobiseen päällysteeseen pituussuunnassa rinnakkain niin, että väliin 17 741 51 jäi rako. Päällystetylle polystyreenille kiinnitettiin kahdeksan nauhaa, joilla voitiin analysoida pH, proteiini, glukoosi, ketoni, bilirubiini, piilevä veri, nitriitti ja urobilinogeeni vastaavasti, käänteisessä järjestyksessä alkaen polystyreenilevyn reunasta. Rea-genssiseokset olivat kaikki alalla hyvin tunnettuja.

Kun reagensseilla imeytetyt nauhat oli kiinnitetty polysty-reenitukeen, levy leikattiin leveyssuunnassa koeliuskoiksi (10 x 0,5 cm). Näitä laboratoriossa valmistettuja koevälineitä käytettiin sitten arvioitaessa hydrofobisesta päällysteestä aiheutuvaa vuotoil-miön vähenemistä.

Esimerkki 4

Koevälineen ja muiden sellaisten välineiden vertailu, jotka on tarkoitettu virtsan aineosien mittaamiseen

Esimerkin 3 mukaisesti valmistettuja välineitä verrattiin samalla tavalla valmistettuihin muihin välineisiin sekä markkinoilla oleviin välineisiin.

Yksi reagenssiliuskaryhmä valmistettiin tähän vertailuun tarkalleen samoin kuin esimerkissä 3, mutta ilman hydrofobista päällystettä. Liuskat olivat kaikissa muissa suhteissa identtiset esimerkin 3 liuskojen kanssa.

Toinen reagenssiliuskaryhmä valmistettiin samalla tavalla, mutta hydrofobinen kerros jätettiin pois ja joihinkin reagenssimat-riiseihin laitettiin absorbenttialuskerrokset. Nämä valmistettiin DE-hakemusjulkaisussa 2 854 342 esitetyllä tavalla, jota on selostettu edellä. Absorbenttialuslevyillä varustetut reagenssi-matriisit olivat pH, proteiini, bilirubiini, piilevä veri ja nitriitti. Aluskerrokset erotettiin vastaavista reagenssi-matriiseista Double Stick-teippieristekerroksilla. Täten nämä liuskat olivat samat kuin esimerkissä 3 kahta tärkeää eroa lukuunottamatta: tukialustassa ei ollut hydrofobista kerrosta ja viisi reagenssimatriisia kahdeksasta sisälsi absorbenttialus-kerroksen.

Lisäksi esimerkin 3 mukaisia välineitä verrattiin markkinoilla oleviin tuotteisiin Chemstrip 8 (Boehringer Mannheim GmbH) ja Rapignost Total Screen ja Rapignost Organoprofil (Behringwerke AG).

Koevälineet kastettiin virtsanäytteisiin, jotka sisälsivät 100 mg/dl (mg %) proteiinia, 250 mg % glukoosia, 0 mg % askorbaat-tia, ja joiden ominaispaino oli 1,007 ja pH 8,5.

ie 74151

Vuotoilmiön arvioi useampi henkilö, joista jokainen arvioi jokaisen reagenssialueen. Tulokset merkittiin muistiin ja niistä laskettiin keskiarvot ja standardipoikkeamat.

Tässä tutkimuksessa käytetty menettelytapa oli hyvin altis vuotoilmiölle. Markkinoilla olevien useampia reagensseja sisältävien koevälineiden käyttöohjeita rikottiin tahallaan. Niinpä koe suoritettiin siten, että kukin reagenssiliuska kastettiin virtsaan ja nostamisen jälkeen kädensija käännettiin välittömästi alaspäin, jossa asennossa sitä pidettiin reagenssimatriiseja tutkittaessa. Tämä menettely on nimenomaan kielletty vastaavia markkinoilla olevia tuotteita käytettäessä, sillä reagenssien välillä saattaa tällöin tapahtua ristikkäisiä reaktioita. Näin ollen tässä kokeessa saadut tulokset heijastavat pahinta mahdollista vuotoilmiötä.

Seuraavassa taulukossa ilmoitetut lukemat tarkoittavat havaittuja vääriä värejä reagenssimatriiseissa. Tarkkailija havaitsi joka kerta jokaisen reagenssimatriisin ja arvioi sen pinnan prosentuaalisen osuuden, jossa oli väärä väri vuotoilmiöstä johtuen. Uro-bilinogeenimatriiseista ei ole annettu tietoja (taulukossa mainittuja poikkeuksia lukuun ottamatta), koska kaistoja pidettiin ylösalaisin (kädensija alaspäin) ja urobilinogeenimatriisi oli ylinnä niin, ettei vuotoilmiö vaikuttanut siihen.

Tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa.

I.

19 741 51

I ' · *H

•Η Λ β -H

4-> 3 -H P

4-> X P -H Φ •Η CM σι U"> <N Ο ·Η rH ,Q > I -H » » - » * ip « 3 •Η P o σι -H vo P :3 4J-P Η ΛΉ-ΗΟι > β ·Η ip I 0) •Η β Ή ·Η rp

<0 ___—-- β Λ -H

•I—I φ - -H

•H :f0 Φ a

CO > X O

a) r~ O O 00 -H

3 r-H -H * * β « β LD ·Η 4-> -HP pH CT\ O O O-HrHO β

ip ·Η φ CM rH -P CM -H

φ CM > -H Φ -P

P Λ M -Q

o--- ~ ~ ο -p 3

3 -P P _ β P

H C 3 -Η -H

•P -—— Ή i—1 β -P X -Ρ -Ρ Λ ·Ρ Ο Λ σ o ld m m β to 3 Λ 3 - *^**ou">o©P© +> P rH OVOVOrH4-)»0--H -

•Ρ -Ρ CO rH Φ CM x CO rH -P

CO rH x 3 CO -H β

CO -Ρ ip -Q -P

C Λ © ·Η Φ--------Φ

tn ·η ·η +J

3 -Η ·Η β β 0 φ β m 00 O CO rP ·Ρ ·Ρ Ρ Ρ Ο *- ^ O***HLO*H00Q-i ^ 4-1 Η· στΡΟΟΟιΡφ-φ» Q) H CM 4-> CO 4J ιΡ * Ρ Λί 3 O cm Ο ι—i 33 3__rH Ρ Ρ Ο-ι β--CT> CP ϋ 3 -Η 4-1 4-· to ---3 4-1 Ο ·Η -Η ·Η > 3 O o tn LO o o C γ- ρ ρ ·Η

X ji; - .........Η - φ φ rH

•h 3 © cm ro σι m ·ρ cm > > O

3 pH φ rP LT) σ.

>01 4-1 :3 - :3 - 4-> __ Ο > Ο > Ο -Η β Ρ φ pH φ rP to

Ο Ή Οι rP ι—I -H

β X _Ή ·Η ·Η CO *Η Ή ·Η -- *Ρ__Ρ

•Η ·η ro r-~ t^OjtnOjoo4J

g φ » ». « — ^ ._ -. 3

H ·>-. 4-1 σι O O O OffiH1® «<* ffi ©S

•Ρ β O >H OjVO&iH'&iH’-H

O Φ P __to

4-> -H Λ -H -H -H ' CO

0 M - · --X- 4J 4-1 4-1 β 33 tn rPr"co 4-> cm 4-> tn 4-> <n φ

> P-I ® ·· . . . ·Ρ * ·Ρ ^ ·Ρ ^ O

CP Tr ro <p ro o -p ro -p tn -p ro 3 β 3 © CM iH ppp φ

•H 4-1 -5--4-1 4J -Ρ P

40 tO g ·Η ·Η ·Η •H 3 I 3 β β β 4-1 Ο -η ·Ρ ,Χ 3 ΓΟ ·Ρ Ο 3 Pp rPOOOCM Ο Ο-Ρ 10 TOiP CM CMpHrPrPCM pH .Ρ φ * β ·Ρ -Ρ — φ λ: β to dP Ό 3 Φ 3 ^ :3 d Ό Ρ ρΧ--3 -Ρ 3 > φ :3 ·η <#> <#> <#> φ to β β :3 -Η 3t0 33:3 33:3 CO H· CM β ιΗ pH 4-1 ιΡ φ g 4J 4-1 έ 4-1 4-1 β - - - 00 φ *Η ι—14-1 3 CO -Ρ C0 4-1 rp C0 4-1 >ι rP CM (Ρ φ MP -Η -Η η λ: -ρ ·ρ φ ·ρ ·ρ φ > . a, 4-J ρ 4-> ο >ι·ρ ω>ι 434J Λ-ρφ X X X ·η mo top>p to 4-1 (Ρ o to ro o to -P co o (PO CO o P O CO O CM Φ-Ρ

β CO 3 MP >i MP >i CO 3 β β β 4J β β O rp -H

ΦΦ M · O H · OH 3 » ·3 ·3 *3 CD tn<P θ' β CO β 01 -ro CO gCliPgpr-lr-ltOgrPgrPgiP g *H 3 -P 3 3 3 P 3 p W p 3 :3 3 C PH PH PH Φ CM -P 04OrP3 Φ :3 -H to >1:3 to >1:3 3t03t03t03 -β 30 3P 3 -n

05 ·π J Η β Οι Μ -β CM tn H H H Ep M Ep U KEp PIO X

20 741 51

Lukijan on syytä muistaa taulukon tuloksia tarkastellessaan, että reagenssimatriisit ovat Chemistrip 8:ssa ja molemmissa Rapignost välineissä eri järjestyksessä kuin tätä esimerkkiä varten valmistetuissa esimerkin 3 mukaisissa välineissä ja niiden muunnoksissa. Kaupallisten reagenssimatriisien erilaisesta sijainnista johtuen on vuotoilmiö näissä erilainen kuin muissa liuskoissa. Tämä siksi, että näytepisarat liuottavat eri reagensseja kuljettaen niitä naapuri-matriiseihin. Vaikka taulukossa ja kuviossa 4 esitetyt tiedot ovatkin erittäin hyödyllisiä tämän keksinnön arvioinnissa, edellä kuvatut seikat heikentävät tulosten absoluuttisuutta.

Eräiden kokeiltujen reagenssiliuskojen keskimääräisistä lukemista otettiin vielä keskiarvot, jotka merkittiin kuvioon 4 rea-genssialueiden välisen tukialustan kosketuskulman funktiona. Piste 10 vastaa tuloksia niistä liuskoista, jotka oli valmistettu esimerkin 3 mukaisesti ilman hydrofobista päällystettä tai alustyynyjä, piste 8 vastaa Chemistrip 8, piste 7 Rapignost Total Screeniä ja piste 9 tämän keksinnön mukaista liuskaa (esimerkki 3, 2,4 g % kiinteää ainetta).

Käyrästä voidaan havaita huomattava vuotoilmiön väheneminen, joka on tämän keksinnön mukaisten toteutustapojen ansiota. Lisäksi käyrän tulokset on saatu erittäin epäedullisissa olosuhteissa, jopa niin epäedullisissa, että laboratoriossa valmistettujen päällystämättömien liuskojen keskimääräinen vuoto oli lähes 74 %, kun taas samoilla laboratoriossa valmistetuilla liuskoilla, joissa oli hydrofobinen kerros, tämä arvo oli vain 19 %. Tällä hetkellä markkinoilla oleville kokeissa käytetyille- tuotteille saatiin vuotoarvoik-si noin 47-50 %.

Esimerkki 5

Hydrofobisen päällysteen vaikutus reagenssialueen käyttäytymiseen

Suoritettiin koe, jonka avulla haluttiin tutkia tämän keksinnön mukaisen hydrofobisen päällysteen mahdollista epäsuotuisaa vaikutusta tavallisiin analyyttisiin reagensseihin. Valmistettiin esimerkin 3 mukaiset koeliuskat, joissa oli reagenssimatriisit piilevän veren ja urobilinogeenin määritystä varten. Hydrofobinen päällyste vastasi Tullanox LC 410:tä laimennettuna pitoisuuteen 2,4 g % 21 74151

Tullanox 500. Toinen liuskaryhniä valmistettiin identtisesti, mutta polystyreenitukialustaan ei laitettu hydrofobista kerrosta. Kummankin ryhmän liuskoilla määritettiin virtsanäytteistä piilevä veri ja urobilinogeeni. Liuskojen antamat tulokset merkittiin virtsan näiden aineosien todellisten pitoisuuksien rinnalle.

Näistä kokeista saadut tulokset on eistetty kuvioissa 5 ja 6, joista edellinen kuvaa piilevän veren tuloksia ja jälkimmäinen uro-bilinogeenituloksia. Käyristä nähdään, että tämän keksinnön mukaiset liuskat ("päällystetty") ja identtiset liuskat, joissa ei ollut hydrofobista päällystettä ("päällystämätön"), antoivat lähes samat väriarvot. Näin ollen tämän keksinnön mukaisella toteutustavalla ei ole epäsuotuisaa vaikutusta tutkittuun piilevän veren eikä urobili-nogeenin reangenssisysteemiin.

Esimerkki 6

Hydrofobisen kerroksen vaikutus kiinnitysvoimaan

Koska haluttiin tutkia tämän keksinnön mukaisen toteutustavan soveltuvuutta tämänhetkiseen reagenssiliuskateknologiaan, jossa rea-genssimatriisit kiinnitetään tukialustoihin kiinnikkeillä, kuten Double Stick Type 415-teipillä, suoritettiin koe, jolla tutkittiin sen kiinnityksen vahvuutta, jolla kiinnike on tarttunut polystyree-nin hydrofobiseen kerrokseen. Niinpä polystyreenilevyt päällystettiin Tullanox LC 410:11a. Levyt kuivattiin ja niitä verrattiin päällystämättömiin polystyreenilevyihin mittaamalla se voima, jolla Double Stick-teippi kiinnittyi niihin.

Päällystetty polystyreenilevy valmistettiin esimerkin IB mukaisesti. Vertailussa käytettiin samaa päällystämätöntä polystyree-niä kuin esimerkissä 1. Kiinnitysvoima tai adheesio mitattiin veto-koelaitteella (Instron Table Model TM Universal Measuring Instrument, valmistaja Instron Corporation, Canton, Massachusetts). Tätä koetta on kuvattu kuviossa 9, jossa laitteella on ylempi kiinnitysleuka 25 ja alempi kiinnitysleuka 26, johon näytemateriaalin vastakkaiset päät voidaan kiinnittää. Tähän laitteeseen voidaan kytkeä voima niin, että leuat liikkuvat kauemmaksi toisistaan määrätyllä vakionopeudella. Leukojen välissä olevan näytteen aiheuttama vastus merkitään käyrälle, jossa voima on esitetty ajan funktiona. Kuvioissa 7 ja 8 on esitetty tässä kokeessa saadut piirturin käyrät, joita selostetaan seuraavassa tarkemmin.

22 7 4 1 51 Näyte valmistettiin siten, että Double Stick 415-kaksipuoli-sen teipin toinen puoli kiinnitettiin suodatinpaperiin, jota tavallisesti käytetään markkinoilla olevien reagenssiliuskojen reagenssi-matriiseissa (Eaton-Dikeman nro 204) . Sen jälkeen suodatinpaperi-teippiyhdistelmä leikattiin liuskoiksi (12,7 x 0,5 cm). Näin toinen puoli teipistä oli kiinni paperissa ja toista puolta peitti vielä helposti poistettavissa oleva suojapaperi. Suojapaperista poistettiin 5 cm:n pätkä niin, että 5 cm kiinnikettä paljastui jokaisessa 12,7 cm:n paperi-teippiyhdistelmässä. Sen jälkeen kaksi näistä liuskoista kiinnitettiin polystyreenilevyn palaseen siten, että kiinnittämisessä käytettiin vain pientä painetta. Sitten näytteen päälle laitettiin laatta, joka peitti molemmat kaistat, ja päälle pantiin yhden minuutin ajaksi 4,35 kg paino. Tällä menettelyllä voitiin varmistaa taipin kiinnittyminen tasaisesti sekä päällystettyyn että päällystämättömään polystyreeniin.

Heti minuutin painamisen jälkeen polystyreenilevy leikattiin kiinnikeliuskojen välistä niin, että saatiin kaksi polystyreeninäy-tettä, joihin kumpaankin oli kiinnitetty oma paperi-teippiyhdistel-mä. Nämä näytteet tutkittiin Instron-laitteella.

Näytteet kiinnitettiin laitteen leukoihin, kuten kuviossa 9 on esitetty. Paperi-teippiyhdistelmän 23 liimaamaton pää, jossa oli paperikerros 24 ja Double Stick-kerros 22, kiinnitettiin ylempään kiinnitysleukaan 25. Sitten teippi taivutettiin kuviossa esitetyllä tavalla ja polystyreenilevyn 21 alapää kiinnitettiin Instron laitteen alempaan kiinnitysleukaan 26. Laitetta käytettäessä kiinnitys-leuat 25 ja 26 liikkuvat toisistaan erilleen, kuten edellä on esitetty .

Kuviossa 7 on esitetty tulokset, jotka on saatu Tullanox LC 410:11a päällystetyllä polystyreenillä, ja kuviossa 8 on esitetty tulokset, jotka on saatu päällystämättömällä polystyreenillä. Kuvioista 7 ja 8 ilmenee selvästi Double Stick-teipin parempi kiinnittyminen polystyreenilevyyn, jossa on tämän keksinnön mukainen hydrofobinen kerros. Paperi-teippiyhdistelmän irrottamiseen päällystetystä tukialustasta tarvittiin noin 3,5 N voima (kuvio 7), kun taas päällystämättömästä tarvittiin vain noin 2,2 N voima (kuvio 8).

Kun aikaisemmin on yritetty käyttää hydrofobisina päällysteinä esim. vahoja, öljyjä tai silikoneja, ei ole onnistuttu, koska 23 74151 reagenssimatriisit eivät kiinnity näihin riittävän hyvin. Tästä esimerkistä ilmenee, että tätä ongelmaa ei esiinny tämän keksinnön mukaisessa toteutustavassa. Itse asiassa Double Stick-teipin kiinnittyminen polystyreeniin on huomattavasti parantunut entisestään.

Vaikka tämän keksinnön sisältämiä etuja on esimerkeissä valaistu käyttämällä reagensseja, jotka on kiinnitetty hydrofobiseen kerrokseen absorbenttimatriisien avulla, on selvää, että keksinnön mukaisesta toteutustavasta johtuva vuotoilmiön väheneminen pätee myös siinä tapauksessa, että reagenssit on kiinnitetty hydrofobiseen kerrokseen muulla tavalla, kuten painamalla tai päällysteenä mainitulle kerrokselle.

Claims (8)

24 741 51

1. Koeväline, jolla voidaan ilmaista aineosan läsnäolo nestemäisessä näytteessä, ja jossa on tukialusta, mainittuun tukialustaan kiinnitetty hydrofobinen kerros ja mainittuun hydrofobiseen kerrokseen kiinnitetty reagenssi, ja mainittu reagenssi on sisällytetty hydrofiiliseen kantajamatriisiin ja kykenee tuottamaan havaittavissa olevan vasteen mainitun aineosan läsnäollessa, tunnettu siitä, että mainittu hydrofobinen kerros sisältää (a) hienojakoisia piidioksidihiukkasia, joiden pintaan on kovalent-tisesti sidottu ryhmiä, joilla on rakenne -O-SiR^- jossa R merkitsee C^_g-alkyyliä, ja R-ryhmät ovat keskenään samanlaisia tai erilaisia, ja (b) sopivaa sideainetta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koeväline, tunnettu siitä, että kaikki R-substituentit merkitsevät metyyliä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen koeväline, tunnettu siitä, että mainittu reagenssi on sisällytetty paperiseen kantajamatriisiin.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen koeväline, tunnettu siitä, että mainittu sideaine on akryylipolymeeri.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen koeväline, tunnettu siitä, että mainittu tukialusta on polystyreeni-kalvo.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen koeväline, jolla voidaan ilmaista kahden tai useamman näytteessä olevan aineosan läsnäolo, tunnettu siitä, että mainitussa välineessä on eri reagenssi kullekin mainitulle aineosalle ja mainitut reagenssit on kiinnitetty mainittuun hydrofobiseen kerrokseen peräkkäin niin, että väleihin jää tilaa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen koeväline, tunnettu siitä, että se sisältää erikseen reagenssit piilevän veren, vetyionikonsentraation, bilirubiinin, urobilinogeenin, ketonien, nitriitin, albumiinin ja glukoosin määritystä varten. 25 741 51

8. Menetelmä, jolla voidaan välttää vuotoilmiö koevälinees-sä, jolla määritetään aineosan läsnäolo näytteessä, tunnettu siitä, että valmistetaan hydrofobinen päällystemateriaali, joka sisältää (a) hienojakoisia piidioksidihiukkasia, joihin on liitetty ryhmiä, joilla on rakenne-O-SiR,, jossa R merkitsee C^^-alkyy-liä, ja R-ryhmät voivat olla keskenään samanlaisia tai erilaisia, ja (b) sopivaa sideainetta, mainittu hydrofobinen päällyste kiinnitetään tukialustaan niin, että mainitulle tukialustalle muodostuu hydrofobinen kerros, ja mainitulle hydrofobiselle kerrokselle kiinnitetään kaksi tai useampia reagensseja, jotka tuottavat havaittavan vasteen mainitun aineosan läsnäollessa, ja mainitut rea-genssit on kiinnitetty hydrofobiseen kerrokseen peräkkäin niin, että väleihin jää tilaa. 26 741 51