WO2018046527A1

WO2018046527A1 - Selektive amperometrische messung von nichtelektroaktiven kationen mit einweg-teststreifen

Info

Publication number: WO2018046527A1
Application number: PCT/EP2017/072318
Authority: WO
Inventors: Lay Kuan TEH; Suresh PALALE; Yan Yan
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2018-03-15
Also published as: DE102016217261A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einweg- Analytennachweisstreifen (100) für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe, der einen elektrodentragenden Substratstreifen (118) und eine ionenselektive Membran (116) umfasst, wobei ein in der ionenselektiven Membran (116) umfasster Ionophor so ausgewählt ist, dass das Kation von Interesse fähig ist, die ionenselektive Membran (116) zu durchwandern, um die Arbeitselektrode (120) zu erreichen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des Einweg-Analytennachweisstreifens (100) für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer wie hierin offenbarten flüssigen Probe sowie ein Verfahren für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe, wobei der wie hierin offenbarte Einweg-Streifen (100) mit einer entsprechenden Analytennachweisvorrich- tung kombiniert wird.

Description

SELEKTIVE AMPEROMETRISCHE MESSUNG VON NICHTELEKTROAKTIVEN KATIONEN MIT EINWEG-TESTSTREIFEN

GEBIE T DER TECHNIK

5

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einweg- Analytennachweisstreifen (100) für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe, der einen elektrodentragenden Substratstreifen0 (118) und eine ionenselektive Membran (116) umfasst, wobei ein in der ionenselektiven Membran (116) umfasster Ionophor so ausgewählt ist, dass das Kation von Interesse fähig ist, die ionenselektive Membran (116) zu durchwandern, um die Arbeitselektrode (120) zu5 erreichen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des Einweg-Analytennachweisstreifens (100) für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer wie hierin offenbarten flüssigen Probe sowie ein Verfahren für den amperometrischen0 Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe, wobei der wie hierin offenbarte Einweg-Streifen (100) mit einer entsprechenden Analytennachweisvorrich- tung kombiniert wird. 5 ALLGEME INER STAND DER TECHNIK

Eine Messung mit einem elektrochemischen Sensor ist auf dem Gebiet der Medizin breit vorgeschlagen und eingesetzt worden, darunter potentialnachweisende und0 stromnachweisende Sensoren. Für nichtelektroaktive Kationen (z.B. K+, Na+) wird normalerweise eine ionenselektive Elektrode (ISE) des potentialnachweisen^¬ den Typs eingesetzt, um das Vorhandensein des spezifischen Ions in der Probe aufgrund einer5 Potentialreaktion nachzuweisen, die zu einem Logarithmus der Ionenaktivität proportional ist und sich daher zum Messen von Ionen in einem weiten Konzentrationsbereich eignet. Eine gute Selektivität wird in erster Linie aufgrund des spezifischen Ionenbindungsvorgangs des Ionophors erzielt. Die ISE weist den besonderen Vorteil auf, leicht durchführbar zu sein. Sie zeigt eine logarithmische Potential- Konzentrations-Reaktion an, die für maximal 60 mV und 30 mV pro Konzentrationsdekade für einwertige bzw. zweiwertige Ionen charakteristisch ist. Das elektrische Rauschen von nur einigen wenigen Millivolt kann daher die Messgenauigkeit behindern. Solch ein Messfehler innerhalb des sehr engen Konzentrationsbereichs wie in der Körperflüssigkeit darf nicht vernachlässigt werden. So zum Beispiel ist der Normalbereich für Blut-Kalium mit nur 3,5-5 mM relativ eng, und eine höhere Genauigkeit ist erforderlich. Weiterhin ist es, um mit einer ISE eine verlässliche Messung zu erzielen, erforderlich, einen Gleichgewichtszustand zu erzielen. Dies gelingt durch Einführen der ISE in die Analytenflüssigkeit und Verstreichenlassen eines Zeitraums von einigen wenigen Minuten, so dass das nachzuweisende Ion durch die Membran hindurch wandern kann, damit sich ein Gleichgewicht einstellt. Der Zeitraum der Messung wird daher von der Zeit diktiert, die erforderlich ist, dass sich ein Gleichgewicht einstellt, und ist unerwünscht langsam (EP0868662B1 ) . Im Vergleich mit der (logarithmusbasierenden) ISE zeigt ein Sensor des stromnachweisenden Typs einen Reaktionsstrom, der zu der Ionenkonzentration direkt proportional ist. Demgemäß ist der Bereich, innerhalb dessen die Ionenkonzentration nachgewiesen werden kann, enger als bei Verwendung einer Potentialnachweis-ISE . Es können Messfehler vermieden werden, wodurch eine höhere Messgenauigkeit bereitgestellt wird. Außerdem liegen die Strom-Zeit-Reaktionscharakteristika häufig im Sekundenbereich (EP0833149A1 ) .

Derzeit beruhen Einweg-Teststreifen für den Nachweis von Blutelektrolyten jedoch entweder auf dem optischen Prinzip oder dem ISE-Prinzip und nicht auf dem amperometrischen Prinzip. Über die stromnachweisenden Verfahren von nichtelektroaktiven Kationen wird ebenfalls selten berichtet. So wurden zum Beispiel Vorrichtungen vorgeschlagen, die durch Integrieren von elektroaktiven Polymeren (US4929313A; CN102914582B) , Elektrolyt (US5397451A) , Halbleitern (US20040251133A1 ) zwischen Elektrode und ionenselektive Filme, z.B. Ionenaustauscherharz, konstruiert werden. Ein Sensor, der auf einem nanostrukturierten Manganoxid des Hollandit-Typs beruht, wurde auf den voltammetrischen Nachweis von Kaliumionen untersucht. Der Nachweis beruht auf der Messung des Anodenstroms, der durch Oxidation von Mn(III) zu Mn(IV) an der Oberfläche der Elektrode und das anschließende Extrahieren der Kaliumionen in die Hollanditstruktur erzeugt wird {Sensors. 2009, 9, 6613-6625) .

Die Entwicklung von chemischen Sensoren für nichtelektroaktive Kationen ist auch auf Grundlage der Teilnahme dieser Kationen an Redoxreaktionen von Metallhexacyanoferraten vorgeschlagen worden. Einige einwertige Ionen fördern jedoch die Elektroaktivität von Metallhexacyanoferraten auf ähnliche Weise, was die Selektivität der entsprechenden Sensoren beeinflusst. Insbesondere ist es ziemlich schwierig, zwischen den Alkalimetallionen und dem Ammoniumion zu unterscheiden. Anionen wie Chlorid können ebenfalls an der Redoxreaktion teilnehmen und den Kationennachweis stören {Electroanalysis, 2001, 13, 813-819) . Selektivitätsprobleme hindern daher die Anwendung von Metallhexacyanoferraten in Sensoren für nichtelektroaktive Kationen.

Derzeit ist kein Einweg-Teststreifen bzw. keine Einwegtestpatrone für den Nachweis von Blutelektrolyten auf amperometrischer Grundlage verfügbar, und über stromnachweisende Verfahren von nichtelektroaktiven Kationen wird auch nur selten berichtet. Ein vielversprechender Ansatz, der vorgeschlagen wurde, beruht auf der Teilnahme der Kationen in Redoxreaktionen von Metallhexacyanoferraten . Selektivitätsprobleme hindern jedoch die Anwendung von Metallhexacyanoferraten in Sensoren für nichtelektroaktive Kationen, d.h. störende Kationen und Anionen nehmen ebenfalls an der Redoxreaktion teil.

Die vorliegende Erfindung bietet eine Lösung für diese Selektivitätsprobleme durch Kombinieren einer ionenselektiven Membran mit einer Arbeitselektrode, zum Beispiel einer Metallhexacyanoferrat-modifizierten Elektrode. Die Membran wird das Zielkation gegenüber anderen Kationen erkennen und die Anionen in der Probe abstoßen, um Störungen zu vermeiden. Es kann daher nur das Zielkation an Redoxreaktionen an der Arbeitselektrode, zum Beispiel einer Metallhexacyano- ferrat-modifizierten Elektrode, teilnehmen, und ein Stromsignal erzeugen, das zu der Konzentration des Zielanalyten in der Probe proportional ist. Ein Einweg- Teststreifen, bei dem solch ein Konzept so umgesetzt wird, dass eine selektive amperometrische Messung von nichtelektroaktiven Kationen durchgeführt werden kann, ist derzeit nicht im Handel verfügbar.

Zusätzlich bietet die vorliegende Erfindung eine mögliche Kompatibilität von Blutelektrolyttests mit existierenden Glucometern. Ein Glucometer ist die üblichste Point-of-Care-Vorrichtung für den Heimgebrauch und kann auf optischer und elektrochemischer (amperometrischer) Grundlage sein. Die Einwegstreifen gemäß der vorliegenden Erfindung können so konzipiert sein, dass sie mit existierenden Glucometern kompatibel sind. Demgemäß brauchen Verwender von Glucometern nur andere Teststreifen käuflich zu erwerben, um den jeweiligen Bluttest durchzuführen, was kostengünstig und konsumentenfreundlich ist. KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher einen Einweg-Analytennachweisstreifen (100) für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe, der Folgendes umfasst :

a) einen Substratstreifen (118), der ein Substratmaterial, eine Arbeitselektrode (120) und eine Gegenelektrode (122) umfasst; b) eine auf dem Substratstreifen (118) befindliche ionenselektive Membran (160), die Folgendes umfasst :

(i) mindestens ein Polymer;

(ü) mindestens einen Weichmacher;

(iii) mindestens einen Ionophor; und

(iv) mindestens ein Anionenausschlussmittel , wobei der Ionophor so ausgewählt ist, dass das Kation von Interesse fähig ist, die ionenselektive Membran (116) zu durchwandern, um die Arbeitselektrode (120) zu erreichen .

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des Einweg-Analytennach- weisstreifens (100) wie hierin beschrieben für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe, wobei der Einwegstreifen mit einer geeigneten Analytennachweisvorrichtung kombiniert wird .

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe, das Folgendes umfasst:

a) Kombinieren des wie hierin beschriebenen

Einwegstreifens (100) mit einer entsprechenden amperometrischen Analytennachweisvorrichtung so, dass die Elektroden des Substratstreifens mit der Nachweisvorrichtung elektrisch verbunden sind;

b) Inkontaktbringen des Streifens (100) mit der flüssigen Probe,

c) Überprüfen der Nachweisvorrichtung auf eine nachweisbare Reaktion; und

d) Korrelieren der nachweisbaren Reaktion mit der

Konzentration des Kations von Interesse in der flüssigen Probe.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 zeigt einen Einweg-Teststreifen (100) für die selektive amperometrische Kaliummessung. Der Teststreifen (100) umfasst einen Substratstreifen (118), eine Metallhexacyanoferrat-modifizierte Arbeits^¬ elektrode (120), eine Gegenelektrode (122), eine ionenselektive Membran (116), eine Isolierschicht (114), eine Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) und eine obere Deckschicht (110) . Der Streifen umfasst weiterhin eine Probeneingabestelle (124) und eine Streifenanschlussstelle (126) .

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In der vorliegenden Patentschrift beinhalten die Singularformen "ein", "eine" bzw. "der", "die", "das" Pluralformen, falls aus dem Zusammenhang nicht eindeutig anderes hervorgeht. So zum Beispiel soll der Begriff "ein Material" ein oder mehrere Materialien oder eine Kombination davon bedeuten.

"Ein/e/r oder mehrere" bezieht sich im vorliegenden Zusammenhang auf mindestens eine/n und umfasst 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder mehr der angegebenen Art. Auf ähnliche Weise bedeutet "mindestens ein/e/r" einen oder mehrere, d.h. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder mehr. "Mindestens ein/e/r" bezieht sich, wenn es im vorliegenden Zusammenhang für eine beliebige Komponente verwendet wird, auf die Anzahl chemisch unterschiedlicher Moleküle, d.h. auf die Anzahl unterschiedlicher Typen der angegebenen Art, jedoch nicht auf die Gesamtzahl Moleküle. So zum Beispiel bedeutet "mindestens ein Polymer", dass mindestens ein Typ von Molekül, das unter die Definition eines Polymers fällt, verwendet wird, das jedoch auch zwei oder mehr unterschiedliche Molekültypen, die unter diese Definition fallen, vorliegen können, bedeutet jedoch nicht, dass nur ein Molekül dieses Polymers vorliegt .

Falls nicht anders definiert, weisen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Ausdrücke dieselbe Bedeutung auf, wie sie dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, bekannt ist. Obwohl bei der Durchführung oder beim Testen der Erfindung beliebige bekannte Verfahren, Vorrichtungen und Materialien verwendet werden können, sind die diesbezüglichen Verfahren, Vorrichtungen und

Materialien hierin beschrieben. Der Einweg-Analytennachweisstreifen (100) für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst a) einen Substratstreifen (118), der ein Substratmaterial, eine Arbeitselektrode (120) und eine Gegenelektrode (122) umfasst; und b) eine auf dem Substratstreifen (118) befindliche ionenselektive Membran (116) .

Der Substratstreifen (118) des Nachweisstreifens gemäß der vorliegenden Erfindung setzt sich aus einem Substratmaterial, auf dessen Oberfläche sich zwei Elektroden, d.h. eine Arbeitselektrode (120) und eine Gegenelektrode (122) befinden, zusammen. Das Substratmaterial ist nicht besonders auf eine bestimmte Art von Material beschränkt, solange es sich um ein nichtleitfähiges Material handelt, und wird im Allgemeinen von der gewünschten Anwendung abhängen. Das Substratmaterial kann eine homogene Mischung aus Materialien, ein Materialverbundstoff oder multiple Materialschichten sein. Es kann entweder starr oder biegsam sein. So zum Beispiel kann das Substratmaterial Glas sein. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann es jedoch bevorzugt sein, dass das Substratmaterial relativ wenig wiegt, um ein bequemes Handhaben des schlussendlichen Nachweisstreifens und gleichzeitig niedrige Kosten zu gewährleisten. So zum Beispiel kann das Material ein Polymer sein, wie ein Polycarbonatfilm. Zu weiteren Beispielen für polymere Materialien zählen Polyethylenterephthalat (PET) , Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethersulfon (PES), Polyimid (PI), Copolymere davon und dergleichen. Die beiden Elektroden, d.h. die Arbeitselektrode (120) und die Gegenelektrode (122), befinden sich auf der Oberfläche des Substratstreifens (118) . Gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung befinden sich beide Elektroden (120, 122) auf derselben Oberfläche des Substratmaterials. Die Elektroden (120, 122) können aus Kupfer, Messing, Titan, Silber, Platin, Palladium, MMO (Mixed Metall Oxide) , Graphit, Kohlenstoff sowie Mischungen der genannten Substanzen bestehen. Gemäß bestimmten Aus führungs formen befinden sich die beiden Elektroden (120, 122) parallel zu der Oberfläche des Substratstreifens (118) . Vorzugsweise erstrecken sich die beiden Elektroden (120, 122) von einem Ende des Substratstreifens (124) zu dem entgegengesetzten Ende des Substratstreifens (126) .

Gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung ist die Arbeitselektrode (120) weiter mit einer Metallhexacyanoferrat-Spezies modifiziert. Das Modifizieren der Elektrode (120) umfasst die Abscheidung des jeweiligen Metallhexacyanoferrats auf die Oberfläche der Elektrode (120) . Geeignete Abscheidungsverfahren sind fachbekannt und können entsprechend den elektrochemischen Eigenschaften des jeweiligen einzusetzenden Metallhexacyanoferrats variiert werden. So kann zum Beispiel die Abscheidung von Eisen ( I I I ) -hexacyanoferrat auf die Oberfläche einer Elektrode (120) durch die Abscheidung von Eisen (III)- hexacyanoferrat aus der Mischung aus Eisen (III)- und Eisen ( I I ) -cyanoferrationen erfolgen .

Gemäß bestimmten Aus führungs formen ist die

Arbeitselektrode (120) also eine Metallhexacyanoferrat- modifizierte Elektrode, vorzugsweise eine Eisen (III)- hexacyanoferrat- , eine Kupfer ( I I ) -hexacyanoferrat- , eine Nickelhexacyanoferrat- , eine Silberhexa- cyanoferrat- , eine Indiumhexacyanoferrat- , eine Chromhexacyanoferrat- , eine Kobalthexacyanoferrat- , eine Rutheniumhexacyanoferrat- oder eine Osmiumhexa- cyanoferrat-modifizierte Elektrode. Gemäß einer Aus führungs form ist die Arbeitselektrode (120) eine Eisen ( III ) -hexacyanoferrat-modifizierte Elektrode . Das Molekulargitter des Metallhexacyanoferrats gestattet das Einfangen von kleinen Ionen wie hydratisierten Kaliumionen (K⁺) , während größere hydratisierte Ionen wie Natriumionen (Na⁺) blockiert werden. Die Modifikation der Arbeitselektrode (120) mit einer Metallhexacyanoferrat-Spezies ermöglicht die Erzeugung eines Stromsignals, sobald ein kleines Ion eingefangen wird, da der Transfer eines Elektrons an der Elektrode durch das Einfangen eines Kations kompensiert wird. So entspricht zum Beispiel das Einfangen eines Kaliumkations in Eisen (III)- hexacyanoferrat der folgenden Gleichung:

Fe4^IIJ [Fe¹¹ (CN) ₆] ₃ + 4e^~ + 4K⁺ « Κ₄¥θ₄ ^ττ [ Fe¹¹ (CN) ₆] ₃ Als weiteres Beispiel für das Einfangen eines kleinen Kations in Metallhexacyanoferraten entspricht das Einfangen eines Kaliumions in Kupfer (II)- hexacyanoferrat der folgenden Gleichung:

Cu₃ ^IJ [Fe¹¹¹ (CN) ₆] ₂ + 2e^" + 2K⁺ K₂CU3^IJ [ Fe¹¹ (CN) ₆] ₂

Gemäß diesem Verfahren ist jedoch das Auftreten von Interferenz beim Nachweisen von Kationen höchstwahrscheinlich, da außer K⁺, NH₄ ⁺, Cs⁺ und Rb⁺ andere Ionen wie Chloridionen (Cl^~) , die in der zu analysierenden Probe vorhanden sein können, ebenfalls in Molekulargitter von Metallhexacyanoferraten eingefangen werden können. So zum Beispiel entspricht das Einfangen von Chloridanionen in Eisen (III)- hexacyanoferrat der folgenden Gleichung:

Fe₄ ^IIJ [Fe¹¹ (CN) ₆] 3 - 3e^~ + 3C1^" « Fe₄ ^IIJ [ Fe¹¹¹ (CN) ₆C1 ] ₃

Gemäß bestimmen Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung wird die Störung des amperometrischen Kationennachweises im Wesentlichen durch den Einsatz einer ionenselektiven Membran (116) verhindert, die oben auf die Elektroden (120, 122) an der Oberfläche des Substratstreifens (118) platziert wird und die sich so zusammensetzt, dass sie das Durchwandern des spezifischen nachzuweisenden Kations von Interesse gewährleistet und gleichzeitig störende Ionen wie Anionen, insbesondere Chloridionen, abstößt.

Gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung umfasst die in dem hierin offenbarten Streifen zu umfassende ionenselektive Membran (116) (i) mindestens ein Polymer (ii), mindestens einen Weichmacher; (iii) mindestens einen Ionophor; und (iv) mindestens ein Anionenausschlussmittel . Der Ionophor ist so ausgewählt, dass das Kation von Interesse, vorzugsweise nur das Kation von Interesse, fähig ist, den Ionophor und die ionenselektive Membran (116) zu durchwandern, um die Arbeitselektrode (120) zu erreichen .

Ionophore sind gut fachbekannt; als organische Moleküle weisen sie im Allgemeinen eine minimale Wasserlöslichkeit auf. Der Begriff „Ionophor" beinhaltet organische Moleküle, die fähig sind, mit einem bestimmten Ion selektiv einen Komplex zu bilden, wobei die Bildung von Komplexen mit anderen Ionen im Wesentlichen ausgeschlossen wird. So zum Beispiel geht der cyclische Polyether 2, 3-Naphtho-l, 4, 7, 10, 13- pentaoxacyclopentadeca-2-en, der auch unter der Bezeichnung 2 , 3-Naphtho-15-Krone-5 bekannt ist, eine selektive Wechselwirkung mit Kaliumionen ein, und zwar unter Bildung eines kationischen Komplexes. Der Begriff „Ionophor" beinhaltet daher neutrale, elektronenreiche Verbindungen, die zur Komplexbildung mit Kationen befähigt sind. Demgemäß beinhaltet der Begriff „mehrzähnige" cyclische Verbindungen, die elektronenreiche Donoratome wie Sauerstoff oder Stickstoff in ihren cyclischen Ketten enthalten. Solche mehrzähnige cyclische Verbindungen können monocyclisch oder polycyclisch sein. Alternativ dazu kann der Ionophor eine offenkettige Verbindung, die Donoratome enthält, sein. Der Begriff Ionophor beinhaltet daher monocyclische ionenspezifische Verbindungen, die als Coronanden bekannt sind; offenkettige ionenspezifische Verbindungen, die als Podanden bekannt sind; und Ionophore des Antibiotikatyps, wie Valinomycin und Macrotetralid-Actine . Die Klasse der Coronanden, die Kronenether genannt wird, sind besonders nützliche Ionophore .

Alle Mitglieder der Klasse von Verbindungen, die allgemein als Ionophore bekannt sind, können in dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Zahlreiche Beispiele für Ionophore/ Ionenpaare können der Literatur entnommen werden. So zum Beispiel beinhalten die US-Patente Nr. 4,649,123 und 4,670,218, die durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen werden, eine vollständige Diskussion und mehrere nichteinschränkende Beispiele für die verschiedenen Typen von Ionophoren, die sich ebenso für die vorliegende Erfindung eignen. Im Allgemeinen sind Ionophore dazu fähig, mit Ionen, üblicherweise einem spezifischen Ion, Komplexe zu bilden und das Ion als Ionophor/ Ion-Komplex durch Lipidmembranen oder in eine organische Phase zu transportieren. Diese Eigenschaft, d.h. die Fähigkeit, ein Ion in eine hydrophobe Phase zu transportieren, wird dazu verwendet, um Ionophore als Klasse von der breiteren Klasse der unter der Bezeichnung „Chelate" bekannten Verbindungen zu unterscheiden. Chelate sind zwar technisch eine breitere Einteilung, gelten jedoch üblicherweise als geladene wasserlösliche Moleküle, die fähig sind, Ionen zu komplexieren und die Ionen in wässrigen Medien zu solubilisieren .

Zu nichteinschränkenden Beispielen von Ionophoren, die sich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eignen, zählen 1 , 1 , 1-Tris [ 1 ' - ( 2 ' -oxa-4 ' -oxo-5 ' -aza-5 ' - methyl ) dodecanyl ] propan (für Na⁺ selektiv), Ν,Ν'- Dibenzyl-N, N ' -diphenyl-1 , 2-phenylendioxydiacetamid ( für Na⁺ selektiv), 6, 7, 9, 10, 18, 19-Hexahydro-17-n-butyl- dibenzol [b,k] [1,4,7,10,13] penta-oxa-cyclohexadecan-18- yloxyessigsäure (für Na⁺ selektiv), 2,3-Naphtho- 1, 4, 7, 10, 13-pentaoxacyclopentadeca-2-en (für K⁺ selektiv) , N, N ' -Diheptyl-N, N ' , 5, 5-tetramethyl-3 , 7- dioxanonandiamid (für Li⁺ selektiv), N, N' -Diheptyl-5, 5- dimethyl-N, N ' -di ( 3-oxapentyl ) -3 , 7-dioxanandiamid (für Li⁺ selektiv), Cis-N, N, N ' , N ' -tetraisobutyl-1 , 2-cyclohexan- dicarboxamid (für Li⁺ selektiv), Diethyl-N, N ' - [ ( 4R, 5R) - 4, 5-dimethyl-l-8-dioxo-3, 6-dioxaoctamethylen] -bis (12- methylaminododecanoat ) (für Ca²⁺ selektiv), 15-Krone-5 (für Na⁺, K⁺ selektiv), Valinomycin (für K⁺ selektiv), 4,7,13,16,21, 24-Hexaoxa-l , 10-diaza-bicyclo [8, 8, 8] hexa- cosan (KRYPTOFIX ® 222) (für K⁺ selektiv), 4,7,13,16,21- Pentaoxa-1, 10-diaza-bicyclo [8, 8, 5] tricosan (KRYPTOFIX ® 221) (für Na⁺ selektiv), 18-Krone-6 (für K⁺ selektiv), Dibenzo-18-Krone-6 (für K⁺ selektiv), Dicyclohexano-18- Krone-6(für K⁺ selektiv), 4, 7, 13, 18-Tetraoxa-l, 10-diaza- bicyclo [ 8 , 5, 5, ] eicosan (KRYPTOFIX ® 211) (für Li⁺ selektiv), 12-Krone-4 (für Li⁺ selektiv), N, N ' -Diheptyl- Ν,Ν' -dimethyl-1, 4-butandiamid (für Mg²⁺ selektiv), Bis [ 12-Krone-4-methyl ] methyldodecylmalonat (für Na⁺ selektiv), Monesin (für Na⁺ selektiv) .

Obwohl diese spezifischen Ionophore vorteilhaft im Teststreifen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden sie lediglich als Beispiele angeführt, und andere Ionophore oder Mischungen davon, die ebenso verwendet werden können, solange der Ionophor eine ausreichende Elektrolytenspezifität für das jeweilige Ion von Interesse aufweist.

In bestimmten Aus führungs formen ist der mindestens eine Ionophor aus der Gruppe bestehend aus einem Coronanden, einem Podanden, Valinomycin, einem Macrotetralid-Actin, Monenesin und Kombinationen davon ausgewählt.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist das spezifische Ion von Interesse ein Kation. So kann zum Beispiel das Kation von Interesse ein Kation, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus H⁺, NH₄ ⁺, Alkalimetallkationen, Erdalkalimetallkationen und

Übergangsmetallkationen, sein. Als spezifischere Beispiele, jedoch ohne Einschränkung, sind Natrium-, Kalium-, Lithium-, Magnesium- und Calciumkationen zu erwähnen. Je nach dem spezifischen nachzuweisenden Kation von Interesse wird ein geeigneter Ionophor ausgewählt, der in der ionenselektiven Membran (116) des Streifens gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung umfasst sein soll.

Als Hauptkomponente besteht die ionenselektive Membran (116) aus mindestens einem Polymer. Gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung kann es sich bei dem mindestens einen Polymer um ein hydrophiles Polymer, das synthetisch oder natürlich vorkommend sein kann, handeln. Als Beispiele für synthetische Polymere, die sich für die Anwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eignen, sind nicht vernetzte und leicht vernetzte Polymere, wie nicht vernetzte und leicht vernetzte Acrylate, Poly(vinyl alkohol), Copolymere der Acrylsäure, Carboxymethylcellulose, Hydroxybutylcellulose, Hydroxy- ethylcellulose, Hydroxypropylcellulose und

Hydroxymethylcellulose zu nennen. Als Beispiele für natürlich vorkommende Polymere sind Agarose, Gelatine, Carrageenan, Alginate, Alginsäure, Xanthangummis , Guargummis und ähnliche Polymere zu nennen. Es kann jedoch jedes beliebige Polymer, das zur Bildung einer Membran befähigt ist und das die Wechselwirkung zwischen dem Ionophor und dem nachzuweisenden Kation von Interesse nicht stört, als Komponente der ionenselektiven Membran des Streifens gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung verwendet werden .

Gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Polymer der ionenselektiven Membran (116) aus der Gruppe bestehend aus Agarose, Gelatine, Carrageenan, einem Alginat, Alginsäure, einem Xanthangummi , einem Guargummi, einem Acrylat, einem Poly (vinylalkohol ) , einem Poly (vinylchlorid) , einem Copolymer der Acrylsäure, Carboxymethylcellulose, Hydroxybutycellulose, Hydroxy- ethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxymethyl^¬ cellulose und Kombinationen davon ausgewählt. Je nach der Auswahl des einzusetzenden Polymers kann der mindestens eine Weichmacher als weitere Komponente der ionenselektiven Membran (116) des Streifens (100) gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung entsprechend gewählt werden, um die Fluidität der der ionenselektiven Membran (116) zu modifizieren. So können zum Beispiel bei einer Membran auf Poly (vinylchlorid) -Basis geeignete Weichmacher Ester- Weichmacher, wie Ester von Polycarbonsäuren mit geradkettigen oder verzweigten aliphatischen Alkoholen, wie Ester der Phthalsäure, zum Beispiel

Dioctylphthalat , Dibutylphthalat und dergleichen, Ester einer aliphatischen zweiwertigen Carbonsäure, zum Beispiel Dioctyladipat , Dibutylsebacat und dergleichen, Glycolester, zum Beispiel Ester von Pentaerythrit , Diethylenglycol-dibenzoat und dergleichen, Ester einer aliphatischen einwertigen Carbonsäure, zum Beispiel Acetylricinoleinsäure und dergleichen, Ester der Phosphorsäure, zum Beispiel Trikresylphosphat ,

Triphenylphosphat und dergleichen, epoxidierte Fettsäuren, zum Beispiel epoxidiertes Sojaöl, epoxidiertes Leinöl und dergleichen, Epoxyharze auf Bisphenolbasis, Ester der Citronensäure, zum Beispiel Acetyltributyl-citrat , Acetyltrioctylcitrat und dergleichen, Trialkyltrimellitat , Tetra-n- octylpyromellitat und Polypropylenadipat sowie andere Typen von Polyester-Weichmacher sein. Es sind jedoch andere Klassen von geeigneten Weichmachern, die sich für die Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eignen, fachbekannt; diese können in Abhängigkeit von dem mindestens einen Polymer, das in der ionenselektiven Membran (116) einzusetzen ist, gewählt werden.

Gemäß bestimmten Aus führungs formen kann der mindestens eine Weichmacher aus der Gruppe bestehend aus Bis (2- ethylhexyl ) sebacat und Bis ( 2-ethylhexyl ) phthalat ausgewählt sein.

Das in der ionenselektiven Membran (116) des Streifens (100) gemäß der vorliegenden Erfindung einzusetzende mindestens eine Anionenausschlussmittel dient dazu, Anionenarten abzustoßen, die in der zu analysierenden Probe vorliegen können, wie Chlorid-, Hydroxyl-, Phosphat- und Sulfationen und dergleichen. Geeignete anionenausschließende Verbindungen sind fachbekannt und können aus lipophilen Salzen ausgewählt werden, die das „Donnan failure" (d.h. die Begrenzung der oberen Nachweisgrenze durch Coionentransfer in die Membran) verzögern und/oder vermindern. Gleichzeitig ist jedoch eine ausreichende Kompatibilität mit den verbleibenden Komponenten der ionenselektiven Membran (116), wie dem Polymer, zu gewährleisten.

Gemäß bestimmten Aus führungs formen kann das mindestens eine Anionenausschlußmittel aus der Gruppe bestehend aus Tetraphenylboratderivativen, wie Kaliumtetrakis ( 4- chlorphenyl ) borat und Natirumtetraphenylborat , ausgewählt werden.

Verfahren zur Herstellung einer ionenselektiven Membran (116) wie hierin beschrieben sind fachbekannt. Gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung ist die ionenselektive Membran (116) so formuliert und zusammengesetzt, dass sie als Barriere zwischen den an der Oberfläche des Substratstreifens (118) befindlichen Elektroden (120, 122) und der Zone des Nachweisstreifens, die mit der flüssigen Probe (124) in Kontakt gebracht wird, agiert. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass außer von vorhandenen Lösungsmitteln das Kation von Interesse, vorzugsweise nur das Kation von Interesse, fähig ist, die ionenselektive Membran (116) dadurch zu durchwandern, dass es durch den mindestens einen Ionophor, der dementsprechend ausgewählt wird, durchgeht. Gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung kann die ionenselektive Membran (116) solche Abmessungen aufweisen, dass sie die gesamte Oberfläche des Substratstreifens (118), auf dem sich die Elektroden (120, 122) befinden, abdeckt. In anderen Aus führungs formen jedoch sind die Abmessungen der ionenselektiven Membran (116) so, dass sie nur einen Teil des Substratstreifens (118) und die beiden darauf befindlichen Elektroden (120, 122) abdeckt, vorzugsweise zum Beispiel einen Teil an einem Ende des Substratstreifens (118) .

Gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung umfasst der Teststreifen weiterhin eine auf der Seite der ionenselektiven Membran (116) gegenüber dem Substratstreifen (118) befindliche Flüssigkeits- anziehungsschicht (112) . Die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) des Streifens gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung befindet sich an der Oberfläche der ionenselektiven Membran (116) und dient dazu, jegliche Flüssigkeit, die mit dem Streifen in Kontakt gebracht wird, so anzuziehen, dass sie die ionenselektive Membran (116) erreichen kann. Demgemäß ist das Material der Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) nicht besonders eingeschränkt und kann zum Beispiel aus unterschiedlichen Arten von Papier, wie Filterpapier und Chromatographiepapier, ausgewählt werden. Im Allgemeinen können hydrophile Polymere wie Cellulose, Agarose, Gelatine, Carrgeenan, Alginate, Alginsäure, Xanthangummis , Guargummis und ähnliche Polymere, ein hydrophiles Polymer, und beliebige Kombinationen der oben genannten als geeignete Materialien für die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) des Streifens gemäß der vorliegenden Erfindung angeführt werden. Gemäß bestimmten Aus führungs formen ist die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) aus der Gruppe bestehend aus Filterpapier, Chromatographiepapier, einem hydrophilen Polymer und Kombinationen davon ausgewählt. Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist die Abmessung und Lage der Flüssigkeitsanzie^¬ hungsschicht (112) auf eine bestimmte Fläche beschränkt, zum Beispiel kann sich die

Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) nur an einem Ende des Streifens gemäß der vorliegenden Erfindung befinden, so dass eine Flüssigkeit, mit der der Streifen in Kontakt gebracht wird, nur von einem Ende des Nachweisstreifens angezogen wird.

Der Nachweisstreifen gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung kann weiterhin mindestens eine zwischen der ionenselektiven Membran (116) und/oder den Elektroden (120, 122) und der Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) befindliche

Isolierschicht (114) umfassen. Die gegebenenfalls vorhandene Isolierschicht (114) dient dazu, eine Barriere bereitzustellen, die die Elektroden (120, 122), die sich auf der Oberfläche des Substratstreifens und/oder der ionenselektiven Membran (116) befinden, abdeckt, um beide gegen mechanische Beanspruchung zu schützen. Weiterhin stellt die Isolierschicht (114) eine zusätzliche Stabilität des Nachweisstreifens bereit und dient als verbindendes, stützendes Trägerelement. Es wird bevorzugt, dass die Isolierschicht aus einem nichtleitfähigen Material besteht. Geeignete Materialien können zum Beispiel aus den oben für den Substratstreifen angeführten Materialien ausgewählt werden, wie

Polyethylenterephthalat (PET) , Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethersulfon (PES), Polyimid (PI), Copolymere davon und dergleichen. In bestimmten Aus führungs formen ist die Isolierschicht wasserundurchlässig, so dass die Fläche des Substratstreifens (118), die von der Isolierschicht (114) bedeckt wird, daran gehindert wird, mit z.B. der zu analysierenden flüssigen Probe in Kontakt zu kommen. Gemäß bestimmten Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung ist die Form und Abmessung der Isolierschicht (114) derart, dass mindestens ein Teil der Oberfläche an je einem Ende des Substratstreifens (118), auf dem sich die Elektroden (120, 122) befinden, nicht von der Isolierschicht (114) bedeckt ist. Es ist weiterhin vorgesehen, dass der Nachweisstreifen gemäß der vorliegenden Erfindung weitere Komponenten, wie eine oder mehrere schützende Deckschichten, umfassen kann. Es ist jedoch wesentlich, dass mindestens ein Teil der Oberfläche der Flüssigkeitsanziehungsschicht nicht bedeckt ist, so dass eine zu analysierende Flüssigkeitsprobe mit der Flüssigkeitsanziehungsschicht des Nachweisstreifens gemäß der vorliegenden Erfindung in Kontakt gebracht werden kann.

Figur 1 zeigt einen beispielhaften Bauplan eines Nachweisstreifens (100) gemäß bestimmen Ausführungs^¬ formen der vorliegenden Erfindung. Der Substratstreifen (118) bildet die Grundlage des Nachweisstreifens (100), auf dessen Oberfläche sich zwei Elektroden (120, 122) befinden, nämlich die Eisen ( I I I ) -hexacyanoferrat^¬ modifizierte Arbeitselektrode (120) und die Gegenelek^¬ trode (122) . An einem Ende des Substratstreifens (118) befindet sich die ionenselektive Membran (116) oben auf dem Substratstreifen (118) so, dass mindestens die beiden Elektroden (120, 122) an dem Ende des Substratstreifens (118) von der Membran (116) bedeckt sind. Als weitere Komponente ist die Isolierschicht (114) oben auf dem Substratstreifen (118) und der ionenselektiven Membran (160) aufgeschichtet. Wie in Figur 1 angegeben, weist die Isolierschicht (114) zwei ausgeschnittene Abschnitte an jeweils einem Ende der Isolierschicht (114) auf, was zu Flächen führt, wo der Substratstreifen (118) mit den beiden Elektroden (120, 122) und/oder der ionenselektiven Membran (116), die die Elektroden (120, 122) bedeckt, nicht von der Isolierschicht (114) bedeckt ist, wenn die Schicht oben auf dem Substratstreifen (118) und der Membran (116) aufgeschichtet ist. Diese ausgeschnittenen Flächen stellen an dem einen Ende des Streifens einen Zugang zu der ionenselektiven Membran (116) und den beiden Elektroden (120, 122) und an dem gegenüberliegenden Ende des Streifens (126) nur den beiden Elektroden (120, 122) bereit. Auf diese Weise kann die zu analysierende flüssige Probe, zum Beispiel eine Blutprobe, mit der Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) und der ionenselektiven Membran (116) an dem einen Ende des Streifens (124) in Kontakt gebracht werden, während am anderen Ende des Streifens (126) die beiden Elektroden (120, 122) elektrisch mit einer geeigneten Nachweisvorrichtung, wie einem Glucometer, verbunden werden können. Als weitere Komponente des Streifens ist die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) oben auf der Isolierschicht (114) an dem Ende des Streifens (124), wo sich die ionenselektive Membran (116) befindet, aufgeschichtet, so dass die Flüssigkeitsanziehungs^¬ schicht (112) zumindest teilweise den ausgeschnittenen Teil der Isolierschicht (114) bedeckt, so dass die ionenselektive Membran (116) aus Schutzgründen bedeckt sein kann. Eine obere Deckschicht (110) bildet die Abschlussschicht, um die gesamte Konstruktion zu schützen und eine Oberfläche zum Markieren bereitzustellen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung soll der wie hierin offenbarte Nachweisstreifen wegwerfbar sein, d.h. der einmaligen Verwendung dienen. Demgemäß wird vorgesehen, dass die in dem hierin beschriebenen Nachweisstreifen einzuschließenden Materialien so ausgewählt und dimensioniert sind, dass die Herstellungs- und Materialkosten des Nachweisstreifens niedrig gehalten werden können.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung des wie hierin offenbarten Einweg-Analyten- nachweisstreifens (100) für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe. Zu diesem Zweck wird der Nachweisstreifen (100) mit einer entsprechenden Analytennachweisvorrichtung kombiniert. Es eignet sich jede Art von Analytennach^¬ weisvorrichtung, solange sie elektrisch mit den beiden Elektroden (120, 122) des Nachweisstreifens (100) so verbunden werden kann, dass beim Einfangen von Kationen im Molekülgitter der Metallhexacyanoferrat- modifizierten Arbeitselektrode (120) ein erzeugtes Stromsignal zu der Nachweisvorrichtung weitergeleitet werden kann. Das weitergeleitete Signal kann dann von der Nachweisvorrichtung prozessiert und auf konsumentenfreundliche Weise angezeigt werden. Eine geeignete Nachweisvorrichtung kann eine amperometrische Analytennachweisvorichtung sein. Als nichteinschränkendes Beispiel hierfür sei ein amperometrisches Glucometer zu erwähnen. Die vorliegende Erfindung betrifft daher weiterhin ein Verfahren für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe, das die folgenden Schritte umfasst: a) Kombinieren des wie hierin offenbarten Eingwegstreifens (100) mit einer entsprechenden amperometrischen Analytennachweisvorrichtung so, dass die Elektroden (120, 122) des Substratstreifens (118) elektrisch mit dem Nachweis^¬ gerät in Kontakt stehen; b) Inkontaktbringen des Streifens mit der Flüssigkeitsprobe, c) Prüfen der Nachweisvorrichtung auf eine nachweisbare Reaktion; und d) Korrelieren der nachweisbaren Reaktion mit der Konzentration des Kations von Interesse in der flüssigen Probe. Gemäß bestimmen Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung führt das Inkontaktbringen des Nachweisstrei^¬ fens (100) mit der flüssigen Probe zum Inkontaktbringen der Metallhexacyanoferrat-modifizierten Arbeitselektrode (120) mit beliebigen Komponenten der flüssigen Probe, die fähig sind, durch die oben auf den Elektroden (120, 122) befindliche ionenselektive Membran (116) durchzugehen. Gemäß der vorliegenden Erfindung soll beim Inkontaktbringen des Streifens mit der zu analysierenden flüssigen Probe nur der Teil des Nachweisstreifens (100), bei dem sich die ionenselektive Membran (116) befindet, mit der flüssigen Probe in Kontakt gebracht wird. So kann zum Beispiel das Inkontaktbringen dadurch erfolgen, dass man einen oder mehrere Tropfen flüssige Probe auf die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) auf dem Streifen platziert, die sich oben auf der ionenselektiven Membran (116) befindet, die sich oben auf den beiden Elektroden (120, 122) des Substratstreifens (118) befindet. Das Inkontaktbringen des Nachweisstreifens (100) mit der Probe kann jedoch auch das Eintauchen des Nachweisstreifens in die flüssige Probe beinhalten. Bei der zu analysierenden flüssigen Probe kann es sich um eine beliebige Art von flüssiger Probe handeln. Als nicht einschränkende Beispiele hierfür seien eine biologische Probe wie Vollblut, Plasma, Serum, Harn, usw., eine Wasserprobe, eine Bodenprobe und eine Nahrungsmittelprobe erwähnt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann eine zu analysierende Probe bearbeitet werden, bevor sie mit dem Nachweisestreifen gemäß der vorliegenden Erfindung in Kontakt gebracht wird. Da gemäß bestimmten Aus führungs formen die flüssige Probe eine wässrige Probe sein kann, kann das Bearbeiten einer zu analysierenden Probe das Lösen und/oder Verdünnen der Probe mit (entionisiertem) Wasser umfassen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Kation von Interesse aus der Gruppe bestehend aus H⁺, NH₄ ⁺, Alkalimetallkationen, Erdalkalimetallkationen und Übergangsmetallkationen ausgewählt werden. So kann zum Beispiel das in einer flüssigen Probe unter Verwendung des Nachweisstreifens gemäß der vorliegenden Erfindung nachzuweisende Kation von Interesse ein Kaliumkation (K⁺) , Caesiumkation (Cs⁺) oder ein Rubidiumkation (Rb⁺) sein.

Die Erfindung ist hierin weit und generisch beschrieben worden. Jede der engeren Spezies und subgenerischen Gruppierungen, die in die generische Offenbarung fallen, ist ebenfalls Teil der Erfindung. Hierzu gehört die generische Beschreibung der Erfindung mit der Maßgabe oder negativen Einschränkung, die irgendeinen Gegenstand aus dem Genus entfernt, unabhängig davon, ob das entfernte Material hierin spezifisch angeführt ist oder nicht. Andere Aus führungs formen finden sich in den folgenden Ansprüchen. Außerdem wird der Fachmann dort, wo Merkmale oder Aspekte der Erfindung in Form von Markush-Gruppen beschrieben sind, erkennen, dass die Erfindung dadurch auch in Form jedes einzelnen Mitglieds oder jeder einzelnen Untergruppe von Mitgliedern der Markush-Gruppe beschrieben ist.

Es versteht sich für den Durchschnittsfachmann, dass sich die vorliegende Erfindung gut für die Bewältigung der Aufgaben und zum Erreichen der erwähnten Ziele und Vorteile, sowie den diesen innewohnenden, eignet. Weiterhin wird dem Fachmann einleuchten, dass verschiedene Substitutionen und Modifikationen an der hierin offenbarten Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang und Gedanken der Erfindung abzuweichen. Die hierin beschriebenen Zusammensetzungen, Verfahren, Vorgehensweisen, Behandlungen, Moleküle und spezifischen Verbindungen sind derzeit für bevorzugte Aus führungs formen repräsentativ, sind beispielhaft und sollen den Erfindungsumfang nicht einschränken. Veränderungen hierbei und andere Verwendungen werden dem Fachmann klar werden, diese sind vom Gedanken der Erfindung umfasst und vom Umfang der Ansprüche definiert. Die Aufzählung oder Diskussion eines vorveröffentlichten Dokuments in dieser Patentschrift gilt nicht zwangsweise als Bestätigung, dass das Dokument Teil des Stands der Technik oder allgemeines Fachwissen ist.

Die hier veranschaulichend beschriebene Erfindung kann in Abwesenheit eines oder mehrerer Elemente oder einer oder mehrerer Einschränkungen, die hier nicht speziell offenbart sind, auf geeignete Weise ausgeübt werden. So sind beispielsweise die Begriffe „umfassend", „beinhaltend", „enthaltend" usw. umfangreich und ohne Einschränkung zu lesen. Demgemäß gilt, dass das Wort "umfassen" oder Variationen wie "umfasst" oder "umfassend" den Einschluss einer angegebenen ganzen Zahl oder von Gruppen von ganzen Zahlen impliziert, jedoch nicht den Ausschluss von einer beliebigen anderen ganzen Zahl oder Gruppe von ganzen Zahlen. Außerdem dienen die hier verwendeten Begriffe und Ausdrücke der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es ist nicht beabsichtigt, dass durch die Verwendung solcher Begriffe und Ausdrücke jegliche Äquivalente der gezeigten und beschriebenen Merkmale oder Teile davon ausgeschlossen werden, sondern es wird anerkannt, dass verschiedene Modifikationen im Rahmen des beanspruchten Schutzbereichs der Erfindung möglich sind. So gilt, dass die vorliegende Erfindung zwar durch bevorzugte Aus führungs formen und fakultative Merkmale spezifisch offenbart worden ist, der Fachmann aber Modifikationen und Variationen der hier ausgeführten Erfindungen vornehmen kann, und dass solche Modifikationen und Variationen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen sollen. Der Inhalt aller hierin zitierten Dokumente und Patentdokumente wird voll inhaltlich durch Bezugnahme aufgenommen .

BEISPIELE

Beispiel 1: Einweg-Teststreifen für die selektive amperometrische Kaliummessung

Ein Einweg-Teststreifen (100) für die selektive amperometrische Kaliummessung ist beispielhaft in Figur 1 dargestellt. Eine Eisen ( I I I ) -hexacyanoferrat^¬ modifizierte Elektrode wird als Arbeitselektrode (120) verwendet, und eine kaliumselektive Membran (116) wird oben angeordnet. Eine typische Zusammensetzung für eine kaliumselektive Membran lässt sich wie folgt zusammenfassen : Tabelle 1: Bestandteile einer kaliumselektiven Membran

Funktion Komponente Menge

Polymer Poly ( vinylchlorid) 33 mg

Weichmacher Bis (2-ethyl- 65,5 mg

hexyl ) sebacat

Ionophor Valinomycin 2 mg

Anionausschluss- Kaliumtetrakis (4- 0 , 5 mg mittel chlorphenyl ) borat

Claims

Einweg-Analytennachweisstreifen (100) für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe, der Folgendes umfasst :

a) einen Substratstreifen (118), der ein Substratmaterial, eine Arbeitselektrode (120) und eine Gegenelektrode (122) umfasst;

b) eine auf dem Substratstreifen (118) befindliche ionenselektive Membran (160), die Folgendes umfasst :

(i) mindestens ein Polymer;

(ii) mindestens einen Weichmacher;

(iii) mindestens einen Ionophor; und

(iv) mindestens ein Anionenausschlussmittel, wobei der Ionophor so ausgewählt ist, dass das Kation von Interesse fähig ist, die ionenselektive Membran (116) zu durchwandern, um die Arbeitselektrode (120) zu erreichen.

Streifen nach Anspruch 1, wobei

das mindestens eine Polymer der ionenselektiven Membran (116) aus der Gruppe bestehend aus Agarose, Gelatine, Carrgeenan, einem Alginat, Alginsäure, einem Xanthangummi , einem

Guargummi, einem Acrylat, einem

Poly (vinylalkohol ) , einem Poly (vinylchlorid) , einem Copolymer von Acrylsäure,

Carboxymethylcellulose, Hydroxybutylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxymethylcellulose und Kombinationen davon ausgewählt ist; und/oder

der mindestens eine Weichmacher aus der Gruppe bestehend aus Ester-Weichmachern ausgewählt ist; und/oder

der mindestens eine Ionophor aus der Gruppe bestehend aus einem Coronanden, einem Podanden, Valinomycin, einem macrotetralid-actin,

Monensin und Kombinationen davon ausgewählt ist; und/oder

das mindestens eine Anionenausschlussmittel aus der Gruppe bestehend aus Tetraphenylboratderi- vaten, wie Kaliumtetrakis ( 4-chlorphenyl ) borat und Natriumtetraphenylborat , ausgewählt ist.

Streifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Arbeitselektrode (120) des

Substratstreifens eine Metallhexacyanoferrat^¬ modifizierte Elektrode, vorzugsweise eine Eisen ( I I I ) -hexacyanoferrat- , eine Kupfer (II) - hexacyanoferrat- , eine Nickelhexacyanoferrat- , eine Silberhexacyanoferrat- , eine Indiumhexacyano- ferrat-, eine Chromhexacyanoferrat- , eine

Kobalthexacyanoferrat- , eine Rutheniumhexacyano- ferrat- oder eine Osmiumhexacyanoferrat^¬ modifizierte Elektrode ist.

Streifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der weiterhin eine an der Seite der ionenselektiven Membran (116) gegenüber dem Substratstreifen (118) befindliche Flüssigkeitsan- ziehungsschicht (112) umfasst.

Streifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) aus der Gruppe bestehend aus Filterpapier, Chromatographiepapier, einem hydrophilen Polymer und Kombinationen davon ausgewählt ist.

Streifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der weiterhin mindestens eine zwischen der ionenselektiven Membran (116) und der

Flüssigkeitsanziehungsschicht (112) befindliche Isolierschicht umfasst. Verwendung des Einweg-Analytennachweisstreifens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe, wobei der Einwegstreifen mit einer entsprechenden

Analytennachweisvorrichtung kombiniert wird.

8. Verfahren für den amperometrischen Nachweis eines Kations von Interesse in einer flüssigen Probe, das Folgendes umfasst:

a) Kombinieren des Einwegstreifens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer entsprechenden amperometrischen Analytennachweisvorrichtung so, dass die Elektroden (120, 122) des Substratstreifens (118) mit der Nachweisvorrichtung elektrisch verbunden sind;

b) Inkontaktbringen des Streifens (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 mit der flüssigen Probe ;

c) Überprüfen der Nachweisvorrichtung auf eine nachweisbare Reaktion; und

d) Korrelieren der nachweisbaren Reaktion mit der Konzentration des Kations von Interesse in der flüssigen Probe.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei es sich bei der flüssigen Probe um eine wässrige Probe handelt.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei der Probe um eine biologische Probe, eine Wasserprobe, eine Bodenprobe oder eine Nahrungsmittelprobe handelt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kation von Interesse aus der Gruppe bestehend aus H⁺, NH₄ ⁺, Alkalimetallkationen, Erdalkalimetallkationen und Übergangsmetallkatio^¬ nen ausgewählt ist.