DE19849000A1 - Funktionsschichten mit hoher Präzision, Verfahren zu ihrer Herstellung und Teststreifen enthaltend diese Funktionsschichten - Google Patents
Funktionsschichten mit hoher Präzision, Verfahren zu ihrer Herstellung und Teststreifen enthaltend diese FunktionsschichtenInfo
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Abstract
Beschrieben wird eine skelettfreie Funktionsschicht hoher Präzision, die ein Netzmittel der Formel I, II und/oder III enthält, DOLLAR A R·1·-CO-N(R·2·)-CH¶2¶-COOMe (I) DOLLAR A R·1·-CO-N(R·2·)-CH¶2¶-SO¶3¶Me (II) DOLLAR A HO¶2¶C-CH¶2¶-CH¶2¶-CH(NH-COR·1·)-CO¶2¶Me (III) DOLLAR A worin R·1· ein langkettiger aliphatischer Rest, R·2· ein Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen ist, und Me für ein Wasserstoff- oder Metallatom steht, DOLLAR A ein diagnostischer Teststreifen, der diese Funktionsschicht aufweist, DOLLAR A sowie Verfahren zur Herstellung dieser Gegenstände.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Funktionsschichten hoher Präzision und deren
Herstellung, die Verwendung von N-Acyl-N-alkyl-glycinaten, N-Acyl-tauraten
und/oder N-Acyl-N-alkyl-glutamaten zur Herstellung dieser Funktionsschichten
sowie Teststreifen, insbesondere diagnostische Teststreifen, die in ihren
Testelementen mindestens eine erfindungsgemäße Funktionsschicht hoher Präzision
tragen.
Zur qualitativen oder quantitativen analytischen Bestimmung von Bestandteilen von
Körperflüssigkeiten, insbesondere von Blut, werden oft sogenannte trägergebundene
Tests verwendet. Bei diesen liegen Reagenzien auf oder in entsprechenden Schichten
eines festen Testträgers vor, der mit der Probe in Kontakt gebracht wird. Die
Reaktion von flüssiger Probe und Reagenzien führt zu einem nachweisbaren Signal,
insbesondere einer Farbänderung, welche visuell oder mit Hilfe eines Geräts,
meistens reflektionsphotometrisch, ausgewertet werden kann.
Testträger sind häufig als Teststreifen ausgebildet, die im wesentlichen aus einer
länglichen Tragschicht aus Kunststoffmaterial und darauf angebrachten
Nachweisschichten als Testfelder bestehen. Es sind jedoch auch Testträger bekannt,
die als quadratische oder rechteckige Plättchen gestaltet sind. In der folgenden
Beschreibung soll die Bezeichnung "Teststreifen" auch Testträger umfassen, die
nicht die Streifenform aufweisen.
Testträger der eingangs bezeichneten Art sind beispielsweise aus der deutschen
Patentschrift 21 18 455 bekannt. Dort werden diagnostische Testträger zum
Nachweis von Analyten in Flüssigkeiten beschrieben, die aus einer Tragschicht und
mindestens einer die Nachweisreagenzien enthaltenden Nachweisschicht, deren
nicht auf der Tragschicht anliegende Oberfläche mit einer Deckschicht versehen ist,
bestehen. Die Deckschicht kann aus einem feinmaschigen Netzwerk in Form eines
Gewebes, Gewirkes oder Vlieses bestehen. Kunststoffgewebe werden als bevorzugte
Netzwerke angegeben, um eine schnelle Benetzung der Nachweisschicht mit
Probenflüssigkeit zu erreichen und störende Chromatographieeffekte zu vermeiden.
Zum Nachweis eines Analyts in einer Flüssigkeit wird ein solcher diagnostischer
Testträger in eine entsprechende Flüssigkeit, vorzugsweise Urin, eingetaucht. Die
Nachweisschicht kommt so mit einem sehr großen Überschuß an Flüssigkeit in
Kontakt, der nicht von dem Testträger aufgenommen werden kann. Je nach der
Dauer des Kontaktes der Nachweisschicht mit der zu untersuchenden Flüssigkeit
können jedoch unterschiedliche Farbintensitäten beobachtet werden.
In der Regel werden um so positivere Resultate erhalten, je länger die Kontaktzeit
ist. Bei einem großen Probenüberschuß ist daher eine korrekte quantitative
Analytbestimmung auf diese Weise nicht möglich.
Andererseits ist ein für eine Testträgerkonstruktion zu geringes Probenvolumen eine
häufige Ursache für falsche Meßwerte beim Diabetes-Monitoring, das heißt, der
regelmäßigen Kontrolle des Blutes Diabeteskranker auf den Gehalt an Glucose.
Testträger mit möglichst geringem Volumenbedarf sind deshalb das Ziel vielfältiger
derzeitiger Entwicklungen. Solche Testträger müssen jedoch nicht nur mit sehr
kleinen Probenvolumina von etwa 3 µl richtige Meßwerte ergeben, sondern sie
müssen auch bei relativ großen Probenvolumina von etwa 15-20 µl zuverlässig
arbeiten und müssen die Probenflüssigkeit halten. Im Falle eines Herauslaufens von
Flüssigkeit aus dem Testträger können nämlich hygienische Probleme auftreten, bei
spielsweise dann, wenn potentiell infektiöses Fremdblut vermessen wird oder wenn
der Testträger apparativ vermessen werden soll und dann die Gefahr der
Verschmutzung des Meßgerätes besteht.
Aus der DE-A-30 42 857 sind Teststreifen bekannt, die auf ihren Analyseelementen
eine Probenverteilungsschicht (Spreitschicht) aufweisen, die die Aufgabe hat,
punktförmig aufgetragene Probeflüssigkeit gleichmäßig über das ganze Testelement
zu verteilen. Diese Spreitschicht besteht aus einem Tuch oder einer
Schaumstoffschicht, die durch Imprägnierung mit einem Netzmittel hydrophiliert
und entweder auf die noch feuchte oberste Gelatineschicht des Analyseelements
gepreßt oder mittels einer zusätzlichen Klebstoffschicht darauf fixiert wird.
Die Analyseelemente dieser bekannten Teststreifen, die in der Literatur und in der
folgenden Beschreibung synonym als Testelemente, Testfelder, Nachweiselemente,
Nachweisfelder oder als Nachweisschichten bezeichnet werden, weisen zwei oder
mehr Schichten auf, die die zum Nachweis und der quantitativen Bestimmung des
Analyts (hier Harnstoff) erforderlichen Reagenzien oder Hilfsstoffe, wie z. B.
strahlungsabsorbierende Stoffe, enthalten. Im Folgenden werden derartige Schichten
als Funktionsschichten bezeichnet.
Diagnostische Testträger in Form von Teststreifen, die einen deutlichen Fortschritt in
Bezug auf Reproduzierbarkeit der Testergebnisse selbst bei Applikation
unterschiedlicher Probenvolumina und in Bezug auf hygienische Handhabbarkeit
bieten, sind aus der EP-A-0 821 233 bekannt.
Sie enthalten eine Tragschicht mit einer darauf angeordneten Nachweisschicht, die
eine oder mehrere Funktionsschichten aufweist, welche die zur Bestimmung von
Analyt in flüssiger Probe erforderliche Reagenzien enthalten, und eine die
Nachweisschicht überdeckende Auflage aus einem hydrophilen, aber nicht
kapillaraktiven, relativ grobmaschigen Netzwerk, die größer als die Nachweisschicht
ist und die beiderseits der Nachweisschicht auf der Tragschicht befestigt ist, auf der
Nachweisschicht dagegen ohne Befestigung unmittelbar, d. h. diese ohne Abstand im
wesentlichen vollflächig berührend, aufliegt.
Dieses Netzwerk leitet auf seine Oberfläche aufgebrachte Probenflüssigkeit schnell
auf die darunterliegende Nachweisschicht weiter und führt unter Mitwirkung einer
die Randbereiche des Netzwerks abdeckenden Folienschicht eventuell vorhandene
Probenüberschüsse in die über die Nachweisschicht hinausgehenden Randbereiche
des Netzwerks ab. Auf diese Weise werden geringe Probenmengen der
Nachweisschicht vollständig zur Verfügung gestellt, Fehl-Positiv-Ergebnisse aber
vermieden.
Das Bemühen im Stand der Technik geht offensichtlich dahin, unter Verwendung
von Teststreifen mit immer geringeren Probenvolumina möglichst genaue
quantitative Bestimmungen der interessierenden Analyte zu erzielen. Hand in Hand
mit der Verbesserung der Konstruktion der Teststreifen geht auch eine Reduzierung
der für die Analyse verwendeten Nachweisflächen. So wird beispielsweise bei einem
bekannten, zur Routinebestimmung von Blutzucker häufig eingesetzten Gerät, dem
GLUCOTREND®-Gerät, nur noch eine Fläche von ca. 1 mm Durchmesser der
Nachweisschicht ausgewertet.
Dieser Trend hat den Vorteil, daß die kleinen Probemengen auf den kleinen Flächen
noch gut erkennbare Farbsignale hervorbringen, er birgt jedoch das Risiko, das
bereits geringfügige örtliche Unterschiede in der Struktur der Funktions- bzw.
Nachweisschichten zu gravierenden Fehlmessungen führen können.
Herkömmliche Funktionsschichten können ein Skelett aus einem faserigen oder
nichtfaserigen porösen Werkstoff enthalten, in den die für den Nachweis der Analyte
erforderlichen Reagenzien und Hilfs- und Zusatzstoffe eingearbeitet sind.
Grundsätzlich ist es erforderlich für Funktionsschichten solche Materialien
einzusetzen, die in der Lage sind, die zu untersuchende Flüssigkeit mit darin
enthaltenen Inhaltsstoffen aufzunehmen. Dies sind sogenannte saugfähige
Materialien, wie beispielsweise Vliese, Gewebe, Gewirke, Membranen oder sonstige
poröse Kunststoffmaterialien, die als Skelett für die Schicht verwendet werden
können und die natürlich die Struktur und Dimensionen der Schicht maßgeblich
bestimmen. Die für die Nachweisschicht in Frage kommenden Materialien müssen
natürlich auch Reagenzien tragen können, die für den Nachweis des zu
bestimmenden Analyts erforderlich sind. Im einfachsten Fall befinden sich alle für
den Nachweis des Analyts erforderliche Reagenzien auf oder in einem solchen
Skelettmaterial.
Häufig eingesetzte Skelettmaterialien für die Funktionsschicht sind Papiere, die oben
genannten textilen Flächengebilde aus natürlichen oder synthetischen Fasern oder
poröse Kunststoffmaterialien, wie Membranen insbesondere asymmetrisch poröse
Membranen, wobei in der Regel die zu untersuchende Probenflüssigkeit auf die
großporige Seite der Membran aufgegeben wird und die Bestimmung des Analyts
von der feinporigen Seite der Membran aus erfolgt. Als poröse Membranmaterialien
sind Polyamid-, Polyvinylidendifluorid-, Polyethersulfon- oder
Polysulfonmembranen, insbesondere Polyamid 66-Membranen und hydrophilisierte
asymmetrische Polysulfonmembranen eingesetzt worden. Die Reagenzien zur
Bestimmung des nachzuweisenden Analyts sind in der Regel durch Imprägnierung
in die vorstehend genannten Materialien eingebracht oder durch Beschichtung
einseitig aufgebracht worden. Bei Beschichtung asymmetrischer Membranen wird
vorteilhafterweise die feinporige Seite beschichtet.
Naturgemäß bringen die Skelettmaterialien eine Inhomogenität in die Schichten
hinein, die sich bei großflächiger Auswertung der durch den Analyt erhaltenen
Farbsignale herausmitteln, bei zunehmend kleineren ausgewerteten Flächen aber
störend bemerkbar machen können.
Es sind daher verschiedene Ansätze gemacht worden, skelettfreie
Funktionsschichten in hoher Präzision, d. h. mit möglichst wenigen und geringen
örtlichen Inhomogenitäten zu erzeugen.
Dabei ist zu beachten, daß die Schichten auf den Unterlagen gut verlaufen und
haften. Das Bemühen geht dahin, die Oberflächenspannung der Schichtmaterialien
herabzusetzen bzw. aneinander anzunähern. Hierzu wurde der Zusatz von
organischen Lösungsmitteln, wie z. B. 1-Hexanol, oder von Netzmitteln
vorgeschlagen. Ein anderer Ansatz setzt auf eine Oberflächenbehandlung der
jeweiligen Unterlage, auf die die Schicht aufgebracht werden soll, durch eine
Plasmaentladung (Corona-Behandlung). Auch die Kombination dieser Maßnahmen
ist möglich.
Diese Maßnahmen des Standes der Technik weisen jedoch erhebliche Nachteile auf.
Organische Lösungsmittel wie z. B. das 1-Hexanol können nicht in größeren
Konzentrationen eingesetzt werden, da sie in Wasser, der bevorzugten flüssigen
Phase von Beschichtungsmassen, schlecht löslich sind. Wassermischbare
Lösungsmittel, wie z. B. Aceton, senken die Oberflächenspannung der
Beschichtungsmassen ebenfalls, können jedoch nur sehr begrenzt eingesetzt werden,
da sie die als Unterlage für die erste Schicht eingesetzten Kunststoffolien anlösen,
wodurch diese sich krümmen und auch die erhaltenen Funktionsschichten gekrümmt
sind. Derartige Schichten sind nicht einwandfrei zu verarbeiten und zu vermessen.
Netzmittel sind nicht generell einsetzbar, insbesondere sind sie bei der Herstellung
von Glucosenachweisschichten limitiert, da sie weder das verwendete Enzym
Glucose-dye-oxidoreductase (Gluc-DOR) denaturieren noch die Erythrozyten der
aufgetragenen Blutprobe lysieren dürfen, weil sonst durch die Rotfärbung der
Meßseite der Nachweisschicht des Teststreifens die Erkennbarkeit und Meßbarkeit
des Farbsignals der Nachweisreaktion erheblich beeinträchtigt wird.
Coronabehandlungen der Unterlagen stellen in erster Linie einen zusätzlichen
Arbeitsschritt dar und erfordern darüberhinaus eine entsprechende kostspielige
Apparatur, die einen störanfälligen Teil der Produktionslinie darstellt.
Es besteht daher nach wie vor ein dringendes Bedürfnis, skelettfreie
Funktionsschichten mit hoher Präzision herstellen zu können, d. h. solche, die keine
oder möglichst wenige und geringe örtliche Unregelmäßigkeiten aufweisen.
Die vorliegende Erfindung kommt diesem Bedürfnis entgegen.
Ein Gegenstand dieser Erfindung ist eine skelettfreie Funktionsschicht mit hoher
Präzision umfassend einen Film aus einem natürlichen oder synthetischen
filmbildenden Polymer (Filmbildner), einer oder mehreren, die Funktion der Schicht
ermöglichende Verbindungen, gegebenenfalls Hilfs- und/oder Zusatzstoffe, die
dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schicht Netzmittel der Formel I, II und/oder III
enthält,
R1-CO-N(R2)-CH2-COOMe (I)
R1-CO-N(R2)-CH2-CH2-SO3Me (II)
HO2C-CH2-CH2-CH(NH-COR1)-CO2Me (III)
worin R1 ein vorzugsweise geradkettiger oder ein wenig verzweigter aliphatischer
Rest mit 9 bis 23 C-Atomen, insbesondere mit 11 bis 19 C-Atomen ist, der gesättigt
ist oder eine bis drei Doppelbindungen aufweist,
R2 ein vorzugsweise geradkettiger oder ein wenig verzweigter Alkylrest mit 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 4, C-Atomen ist, und
Me für ein Wasserstoff oder Metallatom steht.
R2 ein vorzugsweise geradkettiger oder ein wenig verzweigter Alkylrest mit 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 4, C-Atomen ist, und
Me für ein Wasserstoff oder Metallatom steht.
Vorzugsweise ist R1 die aliphatische Kette der Laurinsäure, der Myristinsäure, der
Palmitinsäure, der Stearinsäure der Palmitoleinsäure, der Oleinsäure, der Linolsäure,
der Linolensäure oder deren Isomeren und
R2 Methyl oder Ethyl.
R2 Methyl oder Ethyl.
Von besonderer ökonomischer Bedeutung und sehr guter Wirksamkeit sind auch
Verbindungen der Formeln I, II und III in denen R1 für eine Menge von Alkylresten,
in der die einzelnen Alkylreste bezüglich ihrer Struktur und ihres Anteils in der
Mischung der Struktur und dem Anteil ihres Vorkommens in natürlichen Fetten
entsprechen, steht.
Besonders bevorzugt sind beispielsweise Verbindungen der Formeln I, II und III in
denen R1-CO- ein Oleoyl-, Kokoyl- oder Talgfettsäurerest und R2 Methyl ist.
Zweckmäßigerweise wird das für Me stehende Metallatom so gewählt, daß die Ver
bindungen der Formel I, II, und III wasserlöslich sind. Vorzugsweise bedeutet Me
ein Alkalimetallatom insbesondere ein Natrium- oder Kaliumatom.
Erfindungsgemäße skelettfreie Funktionsschichten können als Netzmittel eine
Mischung von Verbindungen der Formel I, II und/oder III ist.
Aus wirtschaftlichen Gründen besonders günstig sind erfindungsgemäße skelettfreie
Funktionsschichten, die Handelsprodukte der Formeln I oder II enthalten. Gut
geeignete Handelsprodukte sind beispielsweise Natrium-N-oleoyl-sarcosinat, leicht
erhältlich aus N-Oleoyl-sarcosin (z. B. ®Crodasinic O der Fa. Croda, Nettetal) und
NaOH und Natrium-N-methyl-N-oleoyl-taurat (z. B. ®Geropon T77 der Fa. Rhone-
Poulenc Chimie, Paris) und Mononatrium-N-cocoyl-L-glutamat (z. B. ®Aminosoft
CS-11 der Fa. Ajinomoto, Tokio).
Sehr überraschend ist, daß die hohe Präzision der erfindungsgemäßen
Funktionsschichten bereits erreicht wird, wenn sie insgesamt 0,0075 bis 2,5 Gew.-%,
vorzugsweise 0,01 bis 2,0 Gew.-%, insbesondere 0,03 bis 1,0 Gew.-%, Netzmittel
der Formel I, II und/oder III enthalten.
Die hohe Präzision der erfindungsgemäßen Funktionsschichten äußert sich, wenn
diese als Nachweisschichten in Teststreifen eingebracht werden, in einer erheblichen
Zunahme der Genauigkeit qualitativer und quantitativer Bestimmungen von
Analyten. Die Verbindungen der Formeln I, II und/oder III enthaltenden,
erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen zeigen auch eine erheblich niedrigere
Viskosität als Beschichtungsmassen gleicher Zusammensetzung aber ohne
Verbindungen I, II oder III, wobei in vielen Fällen das Ausmaß der
Viskositätsabnahme um so größer ist, je höher die Viskosität der Masse vor dem
Zusatz der Verbindungen I, II oder III ist. Dies führt dazu, daß die
Viskositätsunterschiede von verschieden zusammengesetzten Beschichtungsmassen
kleiner werden, sodaß sich viskositätsabhängige Verarbeitungseigenschaften
verschiedener Massen aneinander angleichen, was einen großen Vorteil
beispielsweise beim maschinellen Gießen der Schichten bringt.
Visuell wird beobachtet, daß erfindungsgemäße Beschichtungsmassen kurz nach
dem Aufbringen und vor dem Trocknen eine spiegelglatte Oberfläche zeigen. Sie
verlaufen also sehr gut auf der Trägerfolie bzw. auf der darauf bereits vorhandenen
ersten (trockenen) Schicht. Bei Schichten ohne Zusatz der Verbindungen I, II oder
III erscheint die Oberfläche visuell deutlich unebener.
Die erfindungsgemäßen Funktionsschichten dienen vorzugsweise als
Nachweisschichten oder sind Bestandteil von Nachweisschichten in Teststreifen,
insbesondere von diagnostischen Teststreifen und enthalten als solche neben den
Filmbildnern Reagenzien oder Hilfs- und/oder Zusatzstoffe zum qualitativen
Nachweis oder zur quantitativen Bestimmung von Analyten.
Im Einzelnen ist zu der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen
Funktionsschichten Folgendes zu sagen:
Die Funktionsschichten werden aus Dispersionen oder Emulsionen polymerer Filmbildner hergestellt. Dispersionsfilmbildner enthalten mikroskopische, in der Trägerflüssigkeit (meist Wasser) unlösliche Polymerteilchen, welche in feinster Verteilung in der Trägerflüssigkeit dispergiert sind. Wird bei der Filmbildung die Flüssigkeit durch Verdampfen entfernt, so nähern sich die Teilchen und berühren sich schließlich. Durch die dabei auftretenden großen Kräfte und einen mit der Filmbildung einhergehenden Abbau der Oberflächenenergie wachsen die Teilchen zu einer weitgehend geschlossenen Filmschicht zusammen. Alternativ kann auch eine Emulsion des Filmbildners verwendet werden, bei der dieser in einem Lösungsmittel gelöst ist. Das gelöste Polymer ist in einer Trägerflüssigkeit emulgiert, die mit dem Lösungsmittel nicht mischbar ist.
Die Funktionsschichten werden aus Dispersionen oder Emulsionen polymerer Filmbildner hergestellt. Dispersionsfilmbildner enthalten mikroskopische, in der Trägerflüssigkeit (meist Wasser) unlösliche Polymerteilchen, welche in feinster Verteilung in der Trägerflüssigkeit dispergiert sind. Wird bei der Filmbildung die Flüssigkeit durch Verdampfen entfernt, so nähern sich die Teilchen und berühren sich schließlich. Durch die dabei auftretenden großen Kräfte und einen mit der Filmbildung einhergehenden Abbau der Oberflächenenergie wachsen die Teilchen zu einer weitgehend geschlossenen Filmschicht zusammen. Alternativ kann auch eine Emulsion des Filmbildners verwendet werden, bei der dieser in einem Lösungsmittel gelöst ist. Das gelöste Polymer ist in einer Trägerflüssigkeit emulgiert, die mit dem Lösungsmittel nicht mischbar ist.
Als Polymere für solche Filmbildner eignen sich insbesondere Polyvinylester,
Polyvinylacetate, Polyacrylester, Polymethacrylsäure, Polyvinylamide, Polyamide
und Polystyrol. Neben Homopolymeren sind auch Mischpolymerisate, z. B. von
Butadien, Styrol oder Maleinsäureester geeignet.
Wird eine erfindungsgemäße Funktionsschicht mit einer weiteren
erfindungsgemäßen oder auch einer nicht erfindungsgemäßen Funktionsschicht zu
einer Nachweisschicht kombiniert, so können die Funktionsschichten aus
Beschichtungsmassen hergestellt werden, die den gleichen polymeren Filmbildner
enthalten oder sie können aus Beschichtungsmassen erzeugt werden, die
unterschiedliche polymere Filmbildner enthalten.
Für die Funktionsschicht kommen jedoch auch sogenannte offene Filme in Frage,
wie sie beispielsweise in EP-B-0 016 387 beschrieben sind. Hierfür werden einer
wäßrigen Dispersion von filmbildenden organischen Kunststoffen Feststoffe als
feine, unlösliche, organische oder anorganische Partikel zugegeben und die für die
Nachweisreaktion erforderlichen Reagenzien zusätzlich hinzugefügt. Geeignete
Filmbildner sind bevorzugt organische Kunststoffe, wie Polyvinylester,
Polyvinylacetate, Polyacrylester, Polymethacrylsäure, Polyacrylamide, Polyamide,
Polystyrol, Mischpolymerisate, zum Beispiel von Butadien und Styrol oder von
Maleinsäureester und Vinylacetat oder andere filmbildende, natürliche und
synthetische organische Polymere sowie Mischungen derselben in Form von
wäßrigen Dispersionen. Die Dispersionen lassen sich auf einer Unterlage zu einer
gleichmäßigen Schicht verstreichen, die nach dem Trocknen einen wasserfesten
Film ergibt. Die trocknen Filme haben eine Dicke von 10 µm bis 500 µm,
vorzugsweise von 30 bis 200 µm. Der Film kann mit der Unterlage als Träger
zusammen verwendet werden oder für die Nachweisreaktion auf einen anderen
Träger aufgebracht werden. Obwohl die für die Nachweisreaktion erforderlichen
Reagenzien normalerweise in die zur Herstellung der offenen Filme verwendete
Dispersion gegeben werden, kann es auch vorteilhaft sein, wenn der gebildete Film
nach seiner Herstellung mit den Reagenzien imprägniert wird. Auch eine
Vorimprägnierung der Füllstoffe mit den Reagenzien ist möglich.
Ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäß bevorzugte Nachweisschicht ist eine
Filmschicht, wie sie in WO-A-92 15 879 beschrieben ist. Diese Schicht wird aus
einer Dispersion oder Emulsion eines polymeren Filmbildners hergestellt, welche
zusätzlich in homogener Verteilung ein Pigment, ein Quellmittel und das
Nachweisreagenz enthält. Als polymere Filmbildner eignen sich insbesondere
Polyvinylester, Polyvinylacetate, Polyacrylester, Polymethacrylsäure,
Polyvinylamide, Polyamide und Polystyrol. Neben Homopolymeren sind auch
Mischpolymerisate, z. B. von Butadien, Styrol oder Maleinsäureester geeignet.
Titandioxid ist ein für den Film besonders geeignetes Pigment. Das verwendete
Quellmittel soll besonders gute Quelleigenschaften aufweisen, wobei
Methylvinylethermaleinsäure-Copolymer besonders empfohlen wird.
Neben den Filmbildnern und den Reagenzien für den Analyt-Nachweis kommt
Hilfs- und/oder Zusatzstoffen eine große Bedeutung als Bestandteil der
erfindungsgemäßen Funktionsschichten zu. Sie dienen dazu, die Schichten
speziellen Anforderungen anzupassen beispielsweise die Erkennbarkeit der
Farbreaktionen zu verbessern, die Reagenzsysteme zu stabilisieren und/oder die
Probenflüssigkeit durch eine Filterwirkung "aufzubereiten", z. B. durch Abtrennung
bestimmter den Nachweis störender Inhaltsstoffe. Beispiele für derartige
Zusatzstoffe sind Pigmente mit ausgewählten Brechungsindices, Quellmittel oder
nicht poröse oder poröse Füllstoffe wie Kieselgur (Diatomeenerde).
Durch Zugabe eines gut quellenden Quellmittels (das heißt, einer Substanz, die unter
Aufnahme von Wasser ihr Volumen vergrößert) erhält man nicht nur Schichten, die
relativ schnell von Probenflüssigkeit penetriert werden, sondern die trotz dieser
Öffnungswirkung des Quellmittels gute Erythrozyten- und außerdem auch
Blutfarbstoffabtrenneigenschaften besitzen. Die Quelleigenschaften sollten so gut
sein, daß für einen Test, bei dem die Geschwindigkeit der Farbbildung - wie
beispielsweise einer Glucosenachweisreaktion - überwiegend von der Penetration
der Probenflüssigkeit durch die Schicht abhängt, die optisch nachweisbare Reaktion
nach maximal einer Minute meßbar ist. Als besonders geeignete Quelhnittel haben
sich Xanthangum und Methylvinylethermaleinsäure-Copolymer erwiesen.
Reagenzsysteme zum Nachweis bestimmter Analyte durch Farbbildung sind dem
Fachmann bekannt. Es ist möglich, daß sich sämtliche Komponenten des
Reagenzsystems in einer Filmschicht befinden. Es ist aber auch möglich, daß die
Komponenten des Reagenzsystems auf beide Filmschichten verteilt sind.
Vorteilhafterweise befindet sich das farbbildende Reagenzsystem wenigstens zum
Teil in der ersten Filmschicht.
Unter Farbbildung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht nur der
Übergang von weiß nach farbig verstanden, sondern auch jede Farbveränderung,
wobei natürlich solche Farbveränderungen besonders bevorzugt sind, die mit einer
möglichst großen Verschiebung der maximalen Absorptionswellenlinie (λ max)
einhergehen.
Die erfindungsgemäßen Schichten werden auf einer Unterlage erzeugt. Dies ist
zweckmäßigerweise eine, vorzugsweise transparente, Folie als Basisunterlage oder
eine bereits mit einer erfindungsgemäßen oder einer nicht erfindungsgemäßen
Schicht versehene Folie. Als Basis-Unterlage kommen insbesondere solche
Kunststoffolien in Betracht, die flüssigkeitsundurchlässig sind. Polycarbonatfolie hat
sich als besonders bevorzugt erwiesen.
Die Dicke der erfindungsgemäßen Funktionsschichten beträgt in der Regel nicht
mehr als 0,1 mm, vorzugsweise nicht mehr als 0,05 mm.
Neben den oben beschriebenen erfindungsgemäßen skelettfreien Funktionsschichten
hoher Präzision ist auch die Verwendung von Verbindungen der Formel I und/oder
II, worin die Reste R1, R2, R3 und Me die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen
haben, zur Herstellung von skelettfreien Funktionsschichten hoher Präzision ein
Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von
skelettfreien Funktionsschichten hoher Präzision durch Beschichten einer Unterlage
mit einer flüssigen oder pastösen Beschichtungsmasse aus einem flüssigen Lösungs-
oder Dispergiermittel, einer Lösung, einer Dispersion oder einem redispergierbaren
oder löslichen Präparat eines natürlichen oder synthetischen filmbildenden Polymers
(Filmbildners), einer oder mehreren, die Funktion der Schicht ermöglichenden
Verbindungen und gegebenenfalls Hilfs- und/oder Zusatzstoffen, und anschließendes
Entfernen des flüssigen Lösungs- oder Dispergiermittels, dadurch gekennzeichnet,
daß die flüssige oder pastöse Mischung ein Netzmittel der Formel I, II und/oder III
enthält, worin die Reste R1, R2 und Me die oben angegebenen Bedeutungen haben.
Lösungen im Sinne dieser Verfahrensbeschreibung sind auch sog. Scheinlösungen,
d. h. Systeme aus Lösungsmittel und hochmolekularen Substanzen, die keine
Phasengrenzen aufweisen aber einen Tyndall-Effekt zeigen. Unter den Begriff der
Dispersion sollen alle Systeme aus einer kontinuierlichen flüssigen Phase, dem
Dispergiermittel, und einer darin fein verteilten diskontinuierlichen Phase fallen, also
auch Emulsionen. Geeignete Gruppen natürlicher und synthetischer Filmbildner sind
bereits oben bei der stofflichen Beschreibung der erfindungsgemäßen
Funktionsschichten ausführlich behandelt worden.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte flüssige oder pastöse
Beschichtungsmasse enthält insgesamt 0,0075 bis 2,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,01
bis 2,0 Gew.-%, insbesondere 0,03 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht aller
Bestandteile der Beschichtungsmasse mit Ausnahme des Wassers, von Netzmitteln
der Formel I, II und/oder III, worin die Reste R1, R2, und Me die oben angegebenen
Bedeutungen haben.
Die Unterlage, auf der eine erfindungsgemäße Schicht erzeugt wird, kann bereits
eine oder mehrere erfindungsgemäße oder nicht erfindungsgemäße
Funktionsschichten tragen.
Die Beschichtung kann durch alle bekannten Beschichtungsverfahren ausgeführt
werden, die einen dosierten Auftrag von Beschichtungsmasse ermöglichen,
insbesondere durch Gießen, durch Aufstreichen mittel Bürsten, Pinsel oder Rakel
oder durch Walzenauftrag oder durch Kombinationen dieser Verfahren. So kann eine
durch Walzen aufgebrachte Schicht durch Bürsten oder gezielte Luftströme (sog.
Luftbürsten) egalisiert werden; Rakeln verschiedener bekannter Konstruktionen
können zur Entfernung eines eventuell aufgetragenen Überschusses an
Beschichtungsmasse eingesetzt werden.
Die Entfernung der flüssigen Phase des Beschichtungsmittels erfolgt, sofern das
Material der Unterlage und/oder die sonstigen Inhaltsstoffe der Beschichtungsmasse
keine anderen Grenzen setzen, zweckmäßigerweise bei Temperaturen zwischen
Raumtemperatur und dem Siedepunkt der flüssigen Phase, vorzugsweise bei
Temperaturen von ca. 40 bis 80°C.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Teststreifen aus einem - in
der Regel flexiblen - flächenförmigen Träger, auf dem in einem Testbereich ein oder
mehrere Testelemente nebeneinander angeordnet sind, die jeweils eine oder mehrere
übereinanderliegende Funktionsschichten umfassen, und gegebenenfalls durch eine
Auflage aus einem Spreitmaterial abgedeckt sind, die dadurch gekennzeichnet sind,
daß mindestens eine der Funktionsschichten eine erfindungsgemäße skelettfreie
Funktionsschicht hoher Präzision ist.
Die aus einer oder mehreren Funktionsschichten aufgebauten Testelemente können,
wie oben bereits gesagt, auch als Testfelder, Nachweiselemente, Nachweisfelder
oder als Nachweisschichten bezeichnet werden.
Auch in der folgenden Beschreibung werden diese Ausdrücke synonym benutzt.
Besonders vorteilhaft vom Standpunkt der Arbeitsökonomie sind solche erfindungs
gemäßen Teststreifen, die zwei unmittelbar aneinandergrenzende oder durch einen
Spalt getrennte ein- oder mehrschichtige Testfelder für den gleichen oder für
verschiedene Analyte aufweisen.
Sollen, was bevorzugt ist, die Testreifen diagnostischen Zwecken dienen, so
enthalten die Testfelder in ihren Funktionsschichten Reagenzien für den Nachweis
eines diagnostisch verwertbaren Analyts.
Der flächenförmige Träger (Tragschicht) des erfindungsgemäßen Teststreifens
besteht zweckmäßigerweise aus einem Material, das die zu untersuchende
Flüssigkeit nicht aufnimmt. Dies sind sogenannte nicht-saugfähige Materialien,
wobei Kunststoffolien beispielsweise aus Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyester,
Polycarbonat oder Polyamid besonders bevorzugt sind. Es ist jedoch auch möglich,
saugfähige Materialien, wie zum Beispiel Holz, Papier oder Pappe mit
wasserabstoßenden Mitteln zu imprägnieren oder mit einem wasserfesten Film zu
überziehen, wobei als Hydrophobierungsmittel Silikone oder Hartfette und als
Filmbildner beispielsweise Nitrocellulose oder Celluloseacetat verwendet werden
können. Als weitere Trägermaterialien eignen sich Metallfolien oder Glas.
Da in der Regel die visuelle Beurteilung und/oder die apparative Ausmessung des in
der Regel in Form von Farbänderungen der Nachweisschicht erhaltenen
Testergebnisses von der, der Probe-Aufgabeseite gegenüberliegenden Seite des
Nachweiselements erfolgt, ist es erforderlich, daß der Träger des Teststreifens aus
einem transparenten Material besteht und/oder im Bereich des Testfeldes eine
Lochung aufweist, die von der Nachweisschicht überdeckt ist. Durch die Lochung ist
dann die Nachweisschicht, zumindest aber die Reaktionsbezirke der
Nachweisschicht sichtbar. Durch ein Loch können aber auch mehrere
Reaktionsbezirke einer Nachweisschicht sichtbar sein.
Insbesondere bei bevorzugten Teststreifen mit zwei oder mehreren nebeneinander
angeordneten Nachweiselementen kann die Lochung eines erfindungsgemäßen
diagnostischen Testträgers auch aus zwei oder mehr Löchern gleicher oder
unterschiedlicher Form bestehen, die zur Bestimmung von Analyt (einem oder
mehreren Analyten) genutzt werden können. Über den Löchern können die
verschiedenen Nachweisschichten angeordnet sein oder auch nur eine
Nachweisschicht mit mehreren Reaktionsbezirken, so daß durch je 1 Loch eine
Nachweisschicht oder je ein Reaktionsbezirk beobachtet werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen diagnostischen
Testträgers befindet sich in der Tragschicht unterhalb einer Nachweisschicht ein
Loch, durch das die Nachweisschicht oder ein Reaktionsbezirk beobachtbar ist, das
einen etwas kleineren Durchmesser besitzt als die kleinste Längenausdehnung der
Nachweisschicht, so daß die Nachweisschicht außerhalb des Loches auf der
Tragschicht aufliegt und dort mittels dünnem Klebeband auf der Tragschicht
befestigt sein kann. In der Regel ist die Nachweisschicht durch beidseitig daneben
angeordnete doppelseitige Klebebänder und die über der Nachweisschicht liegende
Spreitauflage und deren Befestigung auf der Tragschicht ausreichend fixiert.
Um die Ausmessung der Testreaktion einfach und dennoch reproduzierbar zu
gestalten, weist der Träger des Teststreifens zweckmäßigerweise
Justierungsmarkierungen, z. B. Kerben oder Bohrungen auf, in entsprechende
Justierungselemente des eingesetzten Meßgerätes - z. B. eines ®GLUCOTREND-
Gerätes - eingreifen und so eine korrekte Lage des Teststreifens im Meßgerät
sicherstellen.
Zur Veranschaulichung dieser und der folgenden Ausführungen dienen die Fig. 1
bis 4.
Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Aufsicht, die Fig. 2 einen Schnitt längs der
Schnittlinie A-A', die Fig. 3 eine Aufsicht auf die Unterseite einer
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Teststreifens.
Die Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in Fig. 2 gezeigten
Schnitt.
Die in den Figuren verwendeten Bezugszeichen haben folgende Bedeutung:
1 Teststreifen
2 Flexibler Träger
3 bis 3c Erfindungsgemäße Funktionsschichten
4 und 4a Abstandshalter
5 und 5a Adhäsionsschichten
6 Spreitauflage
7 und 7a Schutzabdeckung
8 Auftragsbereich für Probenmaterial
9 Markierung der Einschubrichtung
10 Positionierungsbohrung
11 und 12 Beobachtungs- und Meßöffnungen
13 Basis-Folienschicht
2 Flexibler Träger
3 bis 3c Erfindungsgemäße Funktionsschichten
4 und 4a Abstandshalter
5 und 5a Adhäsionsschichten
6 Spreitauflage
7 und 7a Schutzabdeckung
8 Auftragsbereich für Probenmaterial
9 Markierung der Einschubrichtung
10 Positionierungsbohrung
11 und 12 Beobachtungs- und Meßöffnungen
13 Basis-Folienschicht
Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Aufsicht, die Fig. 2 einen Schnitt längs der
Schnittlinie A-A' in Fig. 1, die Fig. 3 eine Aufsicht auf die Unterseite einer Aus
führungsform eines erfindungsgemäßen Teststreifens mit einer Nachweisfläche und
einer erfindungsgemäßen Spreitauflage. Diese Darstellung erfolgt ohne Maßstab um
den Aufbau klar ersichtlich machen zu können. Eine konkrete Dimensionierung
dieser Ausführungsform kann dem Ausführungsbeispiel 2 entnommen werden.
Der in Fig. 1 perspektivisch, in Fig. 2 im Schnitt und in Fig. 3 von unten gezeigte
erfindungsgemäße diagnostische Teststreifen (1) weist auf einer Tragschicht (2)
zwei aus aus je zwei übereinanderliegenden erfindungsgemäßen Funktionsschichten
hoher Präzision (3 bis 3c) bestehende Nachweisschichten auf, die durch die
Spreitauflage (6) überdeckt sind. Neben den Nachweisschichten ist die Spreitauflage
(6) mittels Abstandhaltern (4, 4a) und Adhäsionsschichten (5, 5a) auf der Tragschicht
(2) befestigt. Diese Abstandhalter können in der Praxis auch Schmelzkleberflächen
oder zweiseitig klebende Bänder sein, die die Spreitauflage (6) auf der Tragschicht
(2) fixieren. Idealerweise besitzen die Abstandhalter mit ihren Klebeflächen in etwa
die gleiche Dicke wie die Nachweisschicht. Der hier dargestellte Aufbau weist ferner
Abdeckungen (7, 7a) auf, die auf der Tragschicht (2) und der Spreitauflage (6)
befestigt sind. Sie sind so angeordnet, daß sie die über die Nachweisschichten
hinausragenden Bereiche und einen Teil der über der Nachweisschicht liegenden
Fläche der Spreitauflage (6) überdecken. Sie lassen jedoch einen Bereich über der
Mitte der Nachweisschicht frei, der die Probenauftragsstelle (8) darstellt. Hierauf
wird die zu untersuchende Probenflüssigkeit aufgegeben. Die linke Abdeckung (7)
weist einen aufgedruckten Pfeil (9) auf, der dem Anwender zeigt, mit welchem Ende
der Testträger (1) in ein Meßgerät gelegt oder geschoben werden soll. Das Positio
nierloch (10) dient dazu, den Teststreifen im Falle einer apparativen, beispielsweise
einer reflektionsphotometrischen Vermessung an einer genau vorbestimmten Stelle
des Apparates festzuhalten. Dies kann dadurch geschehen, daß beispielsweise ein
Stift in das Positionierloch (10) hineinragt und so den Testträger (1) an einer
vorbestimmten Stelle festhält.
Die selbstverständlich vorhandene Befestigung der Nachweisschichten und der
Abstandshalter auf dem Träger, die ebenfalls über Adhäsionsschichten erfolgen
kann, ist in den Figuren nicht dargestellt.
Die Fig. 3 zeigt die Unterseite des erfindungsgemäßen Teststreifens mit der im
Träger (2) angebrachten Positionierungsbohrung (10), der runden
Beobachtungsöffnung (11), sowie der rechteckigen Meßöffnung (12), durch die die
Nachweisschicht inspiziert und vermessen werden kann.
Die Fig. 4 zeigt zur Verdeutlichung einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig. 2.
Auf der Tragschicht (2) sind unmittelbar aneinandergrenzend zwei aus je zwei
übereinanderliegenden erfindungsgemäßen Funktionsschichten hoher Präzision (3
bis 3c) und einer die Funktionsschichten fragenden Basis-Folienschicht (13)
bestehende Nachweisschichten angebracht, die durch die Spreitauflage (6) überdeckt
sind. Neben den Nachweisschichten ist die Spreitauflage (6) mittels Abstandhaltern
(4, 4a) und Adhäsionsschichten (5, 5a) auf der Tragschicht (2) befestigt. Ferner
erkennt man Teile der Abdeckungen (7, 7a), die auf der Spreitauflage (6) befestigt
sind.
Zur Herstellung eines Testelements eines erfindungsgemäßen Testträgers werden
zunächst die zum Aufbau des Testelements erforderlichen Funktionsschichten wie
oben beschrieben auf einer Unterlage erzeugt. Umfaßt das Testelement zwei
Funktionsschichten, so werden diese jeweils nacheinander aus einer homogenen
Dispersion der genannten Bestandteile hergestellt. Hierzu verwendet man als
Unterlage für das Ausformen der Beschichtungsmasse für die erste Filmschicht die
transparente Folie. Nach Aufbringen der Beschichtungsmasse für die erste
Filmschicht in einer bestimmten Schichtdicke wird die Schicht getrocknet. Danach
wird auf diese Schicht die Beschichtungsmasse für die zweite Schicht ebenfalls in
einer dünnen Schichtdicke aufgebracht und getrocknet. Nach dem Trocknen sollte
die Dicke der ersten und zweiten Filmschicht zusammen maximal 0,2 mm,
bevorzugt maximal 0,12 mm, besonders bevorzugt maximal 0,08 mm betragen.
In analoger Weise können auch Nachweiselemente mit mehr als zwei
Funktionsschichten hergestellt werden.
In einem erfindungsgemäßen Teststreifen müssen nicht alle Funktionsschichten
erfindungsgemäße Schichten hoher Präzision sein. Vielmehr können Schichten, die
nur Hilfsfunktionen haben auch herkömmliche Schichten ohne einen Gehalt an
Verbindungen der Formeln I, II und/oder III sein. In der Regel ist es jedoch
vorteilhaft, alle Verbindung erfindungsgemäß in hoher Präzision herzustellen.
Die Befestigung der Nachweiselemente auf dem Trägermaterial kann nach dem
Fachmann aus der Testträgertechnologie bekannten Methoden erfolgen.
Beispielsweise kann die Befestigung mittels Schmelzkleber oder Kaltkleber
erfolgen. Als vorteilhaft haben sich auch doppelseitig klebende Streifen erwiesen.
Die über dem Testelement liegende Spreitauflage ist mit ihm nicht verbunden,
sondern liegt nur lose auf, steht aber möglichst vollflächig mit ihm in Berührung.
Normalerweise wird die Auflage in Richtung der Längsachse des Teststreifens
gesehen, in einem vor und einem hinter dem Testfeld gelegenen Flächenbereich auf
dem Träger fixiert. Vorteilhaft ist es, wenn das Mittel, das zur Befestigung der
Auflage auf der Tragschicht dient, etwa die gleiche Dicke wie die
Nachweisschicht(en) hat. Es dient dann quasi als Abstandshalter, um die erfindungs
gemäße Auflage auch außerhalb des Bereiches der Nachweisschicht(en) insgesamt
auf einer durchgehenden Fläche eben zu halten.
Die Spreitauflage hat die Aufgabe die Probenflüssigkeit gleichmäßig und möglichst
schnell dem Nachweiselement zuzuführen bzw. sie gegebenenfalls auf alle
vorhandenen Nachweiselemente gleichmäßig zu verteilen. Gegebenenfalls kommt
der Spreitauflage darüberhinaus die Aufgabe zu, Überschüsse der Analytprobe von
dem Testelement abzuleiten. Auf diese Art und Weise ist die bei Anwesenheit eines
Analyts sich einstellende Signalintensität unabhängig von der Menge und der Dauer
des Kontaktes der Probenflüssigkeit mit der Nachweisschicht. Die Farbe, die sich
nach Beendung der Nachweisreaktion, üblicherweise innerhalb weniger Sekunden
bis weniger Minuten eingestellt hat, bleibt so für die Messung unverändert. Sie wird
lediglich durch die Stabilität des farbgebenden Systems bestimmt, nicht aber
beispielsweise durch Analyt, der aus überschüssiger Flüssigkeit in die
Nachweisschicht nachdiffundiert. Falsch positive Resultate werden so ebenfalls
vermieden und eine quantitative Analytbestimmung ermöglicht.
Um dieser Zusatzaufgabe gerecht werden zu können, ist die Spreitauflage
gegebenenfalls größer als das abzudeckende Testelement, damit ein
Probenüberschuß von den das Testelement "überragenden" Teilen der Auflage
aufgenommen werden kann.
Ferner ist es wichtig, daß die Befestigung der Auflage auf der Tragschicht so erfolgt,
daß von der Nachweisschicht ein kapillaraktiver Flüssigkeitstransport in den Teil der
Auflage möglich ist, der auf der Tragschicht befestigt ist. Beispielsweise kann die
Befestigung mittels Schmelzkleber oder Kaltkleber erfolgen. Dabei ist eine
punktuelle oder gerasterte Verklebung vorteilhaft, da der kapillaraktive
Flüssigkeitstransport in diesem Fall besonders gut möglich ist. Dieser kapillaraktive
Flüssigkeitstransport muß insbesondere dann möglich sein, wenn die
Nachweisschicht mit Flüssigkeit gesättigt ist. Für die Verarbeitung ganz besonders
geeignet haben sich Klebebänder mit Natur- oder Synthesekautschuk erwiesen.
Eine Spreitauflage, die sich sehr gut für die Kombinationsaufgabe eignet,
Probenflüssigkeit schnell und gleichmäßig über das Testelement zu verteilen, und
Überschüsse derselben in seitliche Speicherbereiche abzuleiten, besteht
beispielsweise aus einem schiebefesten Gewebe mit Leinwandbindung und einer
Maschenweite von 200 bis 350 µm, vorzugsweise 250 bis 300 µm, aus Monofila
menten mit einem Titer von 150 bis 300 dtex, vorzugweise 200 bis 250 dtex.
Je nach der Art der auszuführenden Reaktion, des nachzuweisenden Analyts, der
Konstruktion des Teststreifens und der Art der Probensubstanz kann das
Spreitmaterial so gewählt werden, daß es entweder eine hohe Durchlässigkeit hat,
d. h. die Probenflüssigkeit dem Testfeld besonders schnell zuführt, oder daß seine
Spreitwirkung überwiegt, um z. B. Probenmaterial sicher auf zwei oder mehrere
nebeneinander liegende Testfelder zu verteilen. In jedem Fall wird man
Durchlässigkeit und Spreitwirkung so aufeinander abstimmen, daß selbst bei hoher
Durchlässigkeit ein Probenüberschuß sicher in die nicht mehr mit dem (den)
Testfeld(ern) in Berührung stehenden Teilen der Auflage abgeleitet werden kann.
Ein großer Vorteil eines so konstruierten Testträgers besteht darin, daß kein genau
vorbestimmtes Volumen einer Probenflüssigkeit auf den Testträger aufgegeben
werden muß, sondern daß für das Aufgabevolumen ein großer Spielraum zur
Verfügung steht. Überschüssige Flüssigkeit wird, wie bereits vorstehend erwähnt,
durch die über die Nachweisschicht hinausragende Spreitauflage von der
Nachweisschicht weggeleitet. Weil überschüssige Flüssigkeit von der
Nachweisschicht weggeleitet wird, wird auch hygienischen Gesichtspunkten
Rechnung getragen. Ein Herabtropfen von Flüssigkeit aus dem Testträger oder ein
Kontakt von Flüssigkeit beispielsweise mit Teilen eines Gerätes, in das der
Testträger zur apparativen Auswertung gelegt wird, wird zuverlässig vermieden.
Dies ist insbesondere bei der Untersuchung von Blut oder von Blut abgeleiteten
Proben, wie Plasma oder Serum, ein sehr wichtiger Aspekt.
Die Reagenzien, die für den Nachweis bestimmter Analyte erforderlich sind, und
eventuell zweckmäßige Hilfs- und/oder Zusatzstoffe können in einer einzelnen
erfindungsgemäßen Funktionsschicht vereinigt sein.
Es sind jedoch auch Fälle vorstellbar, für die es vorteilhafter ist, die Reagenzien und
eventuell einzusetzende Hilfs- und/oder Zusatzstoffe auf mehrere saug- oder
quellfähige Materialschichten zu verteilen, die dann übereinander, sich vollflächig
berührend, vorzugsweise miteinander fest verbunden, angeordnet sind. Die
verwendeten Begriffe Testelement, Testfeld, Nachweiselement und Nachweisschicht
soll sowohl solche Fälle umfassen, bei denen sich die Reagenzien entweder nur in
oder auf einer Schicht oder in zwei oder noch mehr, wie vorstehend beschrieben,
angeordneten Schichten befinden.
Außerdem können die Nachweiselemente auch eine Schicht enthalten, die Plasma
oder Serum aus Vollblut abzutrennen in der Lage ist, wie beispielsweise ein
Glasfaservlies, wie es zum Beispiel aus EP-B-0 045 476 bekannt ist. Eine oder
mehrere solcher Abtrennschichten kann über einer oder mehreren Schichten, die
Nachweisreagenzien tragen, liegen. Auch ein solcher Aufbau soll von den Begriffen
Testelement, Testfeld, Nachweiselement Nachweisschicht umfaßt sein.
Ganz besonders bevorzugt wird in einem erfindungsgemäßen diagnostischen
Testträger ein Testelement eingesetzt, das aus zwei Funktionsschichten aufgebaut ist.
Dieses Testfeld umfaßt eine transparente Folie, auf die in dieser Reihenfolge eine
erste und eine zweite Funktionsschicht übereinanderliegend aufgebracht sind.
Wesentlich ist, daß die auf der transparenten Folie befindliche erste Schicht im
feuchten Zustand bedeutend weniger lichtstreuend ist als die darüberliegende zweite
Schicht. Die nicht beschichtete Seite der transparenten Folie wird als Nachweisseite
bezeichnet und die Seite der zweiten Schicht, die der Seite gegenüberliegt, mit der
die zweite Schicht auf der ersten aufliegt, wird als Probenaufgabenseite bezeichnet.
Die beiden Funktionsschichten können aus Beschichtungsmassen hergestellt werden,
die den gleichen polymeren Filmbildner enthalten oder sie können aus
Beschichtungsmassen erzeugt werden, die unterschiedliche polymere Filmbildner
enthalten.
Sofern besondere Testaufgaben und/oder Testbedingungen vorliegen, wie z. B. bei
der Bestimmung von Glukose in Vollblut, ist es zweckmäßig, die Schichten so
auszubilden, daß sie außer guter Erythrozytenseparation auch optische Merkmale
aufweisen, die die Beobachtung der Nachweisreaktion erleichtern und die Exaktheit
der Beurteilung und der meßtechnischen Erfassung verbessern.
Hierzu enthält die erste Schicht zweckmäßigerweise ein Quellmittel und
gegebenenfalls einen schwach lichtstreuenden Füllstoff, die zweite Schicht ein
Quellmittel und wenigstens ein stark lichtstreuendes Pigment. Da die schwach
lichtstreuenden Füllstoffe und die stark lichtstreuenden Pigmente wesentlich für die
optischen Eigenschaften der Filmschichten verantwortlich sind, besitzen die erste
und die zweite Filmschicht unterschiedliche Füllstoffe und Pigmente.
Die erste Funktionsschicht soll entweder keine oder solche Füllstoffe enthalten,
deren Brechungsindex nahe beim Brechungsindex von Wasser liegt. Als besonders
geeignet hierfür haben sich Siliziumdioxid, Silikate und Aluminiumsilikate
erwiesen. Ein Natriumaluminiumsilikat mit dem Handelsnamen Transpafill® (Fa.
Degussa, Frankfurt (M)) ist besonders bevorzugt.
Die zweite Schicht soll möglichst stark lichtstreuend sein. Idealerweise liegt der Bre
chungsindex der Pigmente in der zweiten Filmschicht mindestens bei 2,5. Daher
wird vorzugsweise Titandioxid eingesetzt. Teilchen mit einem mittleren
Durchmesser von etwa 0,2 bis 0,8 µm haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen.
Über der Spreitauflage des erfindungsgemäßen diagnostischen Testträgers kann
zweckmäßigerweise eine inerte Abdeckung aus probenundurchlässigem, in der
Regel wasserundurchlässigem und nicht saugfähigem Material, so angeordnet
werden, daß der Bereich der Spreitauflage außerhalb der Nachweisschicht abgedeckt
ist. Idealerweise ragt die Abdeckung auch noch in den Bereich der Nachweisschicht
hinein, läßt jedoch auf jeden Fall einen mittleren Teil der erfindungsgemäßen
Auflage, die die Nachweisschicht bedeckt, frei. Dieser freie Teil der Auflage wird
als Probenauftragsstelle bezeichnet. Zweckmäßigerweise beträgt die von der inerten
Abdeckung für den Probenauftrag freigelassene Strecke 2 bis 5 mm. Die
Probenauftragsstelle befindet sich vorzugsweise über der Lochung in der
Tragschicht, durch die eine Signalbildung in der Nachweisschicht beobachtet
werden kann.
Eine Probenauftragsstelle kann besonders einfach durch eine Abdeckung mittels
zweier bandförmiger Kunststoffolien erreicht werden, die einen bandartigen Bereich
der die Nachweisschicht überdeckenden Spreitauflage frei lassen. Wenn 2 oder mehr
Probenauftragsstellen vorgesehen werden, sind 3 oder mehr bandförmige Kunst
stoffolien zu verwenden. Die zur Abdeckung verwendeten Folien sind auf der
Spreitauflage und gegebenenfalls auf der Tragschicht befestigt. Für eine solche
Befestigung eignen sich Schmelzkleber, die vorzugsweise punktuell oder gerastert
auf der Tragschicht oder der Unterseite der Abdeckung aufgebracht sind oder
Klebebänder, wenn die Folien nicht selbst klebefähig sind. Soll für eine Abfuhr eines
eventuellen Probenüberschusses gesorgt werden, so ist darauf zu achten, daß
zwischen der Abdeckung und der Spreitauflage ein Kapillarspalt verbleibt, in den
überschüssige Probenflüssigkeit von einer mit Flüssigkeit gesättigten
Nachweisschicht aufgenommen werden kann.
Außerdem führt die Abdeckung dazu, daß von der Nachweisschicht weggeleitete
überschüssige Flüssigkeit von Kontakt von außen geschützt ist und solche
Flüssigkeit nicht leicht von dem Testträger herabtropfen kann.
Durch die Abdeckung von Teilen der erfindungsgemäßen Auflage und damit der
Markierung der Probenauftragsstelle wird dafür Sorge getragen, daß Flüssigkeit nur
an der dafür optimalen Stelle auf die Nachweisschicht gelangen kann. In
Kombination mit einer Nachweisschicht, die nur wenig Flüssigkeit aufnimmt und
dennoch eine intensive Signalbildung gewährleistet, wird sichergestellt, daß bereits
bei sehr kleinen Probenvolumina zuverlässige Analytbestimmungen möglich sind.
Dadurch, daß der erfindungsgemäße Testträger aus nur wenigen Komponenten
besteht, die einfach und schnell zusammenfügbar sind, ist er sehr preiswert
herzustellen.
Zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestimmung von Analyt in flüssiger Probe
mit Hilfe eines erfindungsgemäßen diagnostischen Testträgers wird
Probenflüssigkeit auf die dem Nachweiselement abgewandten Seite der
Spreitauflage aufgegeben, idealerweise so viel, daß die durch die Spreitauflage
gelangende Flüssigkeit die Nachweisschicht vollständig sättigt. Als
Probenflüssigkeit kommen insbesondere Körperflüssigkeiten wie Blut, Plasma,
Serum, Urin, Speichel etc. in Frage. Blut oder von Blut abgeleitete Flüssigkeiten wie
Plasma oder Serum sowie Urin sind besonders bevorzugte Probenflüssigkeiten.
Überschüssige Flüssigkeit wird durch die Spreitauflage von dem Nachweiselement
in den über das Nachweiselement hinausragenden Bereich der Auflage weggeführt.
In dem Nachweiselement kann dann bei Anwesenheit des zu bestimmenden Analyts
ein Signal nachgewiesen werden. Vorteilhafterweise handelt es sich bei einem
solchen Signal um eine Farbänderung, worunter sowohl Farbbildung, Farbverlust als
auch Farbumschlag verstanden wird. Zur Bestimmung des in der Probenflüssigkeit
nachzuweisenden Analyts ist in dem erfindungsgemäßen diagnostischen Testträger
das Nachweiselement, zumindest aber sind die Reaktionsbezirke, das heißt, Reagenz
tragende Bereiche des Nachweiselements, die auf Signalbildung hin beobachtet und
vermessen werden können, durch die Tragschicht sichtbar. Dies kann, wie oben
bereits ausgeführt, dadurch erreicht werden, daß die Tragschicht transparent ist oder
unter dem Nachweiselement gelocht ist.
Die Intensität der Farbänderung ist ein Maß für die Menge an Analyt in der
untersuchten flüssigen Probe. Sie kann visuell oder mit Hilfe eines Gerätes, meistens
reflektionsphotometrisch, quantitativ ausgewertet werden, wobei in Vorversuchen
geschaffene Eichkurven benutzt werden können. Alternativ kann auch eine direkte
Anzeige des Analytgehalts über die Geräte-Software bewerkstelligt werden.
Besonders bevorzugt sind auch solche Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, die eine Kombination mehrerer bevorzugter Merkmale aufweisen.
Die folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulichen die Herstellung
erfindungsgemäßer Funktionsschichten und Teststreifen und zeigen deren
signifikante Überlegenheit gegenüber herkömmlichen Produkten.
Das Beispiel veranschaulicht Beschichtungsmassen zur Herstellung
erfindungsgemäßer Funktionsschichten und zeigt die Wirkung eines
erfindungsgemäß einzusetzenden Netzmittels auf die Oberflächenspannung der
Massen.
In einem Becherglas werden die folgenden Komponenten als Reinsubstanzen oder in
Form von Stammlösungen in folgender Zusammensetzung zusammengegeben und
durch Rühren gemischt:
Wasser | 820,0 g |
Natrium-N-methyl-N-oleoyl-taurat (®Geropon T77, Handelsprodukt der Fa. Rhone-Poulenc Chimie) | X g |
Citronensäure-1-hydrat | 2,5 g |
Calciumchlorid-2-hydrat | 0,5 g |
Natriumhydroxid | 1,4 g |
Xanthan gum | 3,4 g |
Tetraethylammoniumchlorid | 2,0 g |
N-Octanoyl-N-methyl-glucamid | 2,1 g |
Polyvinylpyrrolidon (MG 25000) | 3,5 g |
Transpafill ((Natrium-Aluminiumsilikat) | 62,1 g |
Polyvinylpropionat-Dispersion (50 Gew.-% in Wasser) | 60,8 g |
Bis-(2-hydroxyethyl)-(4-hydroximinocyclohexa-2,5-dienylidin)-ammoniumchlorid | 1,2 g |
2,18-Phosphormolybdänsäure-hexanatriumsalz | 16,1 g |
Pyrrolochinolin-chinon | 32 mg |
Glucosedehydrogenase rec. aus Acinetobacter calcoaceticus, 1,7 MU EC 1.1.99.17 | 2,4 g |
Die Gesamtmasse wird mit NaOH auf einen pH von ca. 6 eingestellt.
Die obige Mischung wurde mit folgenden Mengen X des Geropons T77 hergestellt:
X = 0 entsprechend 0 Gew.-% Geropon
X = 0,0098 entsprechend 0,001 Gew.-% Geropon
X = 0,098 entsprechend 0,01 Gew.-% Geropon
X = 0,29 entsprechend 0,03 Gew.-% Geropon
X = 0,98 entsprechend 0,1 Gew.-% Geropon
X = 2,9 entsprechend 0,3 Gew.-% Geropon
X = 0 entsprechend 0 Gew.-% Geropon
X = 0,0098 entsprechend 0,001 Gew.-% Geropon
X = 0,098 entsprechend 0,01 Gew.-% Geropon
X = 0,29 entsprechend 0,03 Gew.-% Geropon
X = 0,98 entsprechend 0,1 Gew.-% Geropon
X = 2,9 entsprechend 0,3 Gew.-% Geropon
Von jeder der so hergestellten Mischungen wurde die Oberflächenspannung [mN/m]
bei 20°C nach der Ringmethode nach DIN 53914 unter Verwendung eines
Digitaltensiometers K10T der Fa. Krüss GmbH, Hamburg gemessen. Die Ergebnisse
der Messungen sind in der Tabelle 1 angegeben.
In einem Becherglas werden die folgenden Komponenten als Reinsubstanzen oder in
Form von Stammlösungen in folgender Zusammensetzung zusammengegeben und
durch Rühren gemischt:
Wasser | 579,7 g |
Natrium-N-methyl-N-oleoyl-taurat | X g |
Natriumhydroxid | 3,4 g |
Gantrez ((Methylvinylether-maleinsäure-Copolymer) | 13,8 g |
N-Octanoyl-N-methyl-glucamid | 3,6 g |
Tetraethylammoniumchlorid | 9,7 g |
Polyvinylpyrrolidon (MG 25000) | 20,2 g |
Titandioxid | 177,1 g |
Kieselgur | 55,3 g |
Polyvinylpropionat-Dispersion (50 Gew.-% in Wasser) | 70,6 g |
2,18-Phosphormolybdänsäure-hexanatriumsalz | 44,3 g |
Kaliumhexacyanoferrat (III) | 0,3 g |
Auch diese Mischung wurde mit den oben für X angegebenen Mengen Geropon
hergestellt. Anschließend wurden wie bei Mischung A die Oberflächenspannungen
gemessen und in der Tabelle 1 angegeben.
Auf eine bandförmige, 50 mm breite Titandioxid-haltige Polyester-Tragschicht wird
parallel im Abstand von 18,6 mm (gemessen zur linken Kante des Klebebandes) zu
seiner linken Kante ein 5 mm breites doppelseitiges Klebeband (Polyesterträger und
Synthesekautschuk-Kleber) aufgebracht. Aus diesem Verbund werden mit einem
Abstand von 6 mm jeweils zwei Löcher, ein Positionierungsloch und ein
Inspektions- und Meßloch, ausgestanzt, deren Mittelpunkte auf einer senkrecht zur
Längsachse der Trägerstreifens liegenden Geraden liegen. Das erste Loch, das
Positionierungsloch, ist kreisrund, hat einen Durchmesser von 2,6 mm und sein
Mittelpunkt hat von der linken Kante des Trägerstreifens einen Abstand von 4 mm.
Das zweite Loch ist ebenfalls rund mit einem Durchmesser von 4 mm. Der
Mittelpunktsabstand des zweiten Loches von der linken Kante des Trägerstreifens
beträgt 21 mm.
Danach wird das Schutzpapier des doppelseitigen Klebebands abgezogen.
Zur Herstellung einer Nachweisschicht, die aus 2 Filmschichten aufgebaut ist, wird
so vorgegangen:
In einem Becherglas werden die folgenden Komponenten als Reinsubstanzen oder in Form von Stammlösungen in folgender Zusammensetzung zusammengegeben und durch Rühren gemischt:
In einem Becherglas werden die folgenden Komponenten als Reinsubstanzen oder in Form von Stammlösungen in folgender Zusammensetzung zusammengegeben und durch Rühren gemischt:
Wasser | 820,0 g |
Natrium-N-methyl-N-oleoyl-taurat | 0,29 g |
Citronensäure-1-hydrat | 2,5 g |
Calciumchlorid-2-hydrat | 0,5 g |
Natriumhydroxid | 1,4 g |
Xanthan gum | 3,4 g |
Tetraethylammoniumchlorid | 2,0 g |
N-Octanoyl-N-methyl-glucamid | 2,1 g |
Polyvinylpyrrolidon (MG 25000) | 3,5 g |
Transpafill ((Natrium-Aluminiumsilikat) | 62,1 g |
Polyvinylpropionat-Dispersion (50 Gew.-% in Wasser) | 60,8 g |
Bis-(2-hydroxyethyl)-(4-hydroximinocyclohexa-2,5-dienylidin)-ammoniumchlorid | 1,2 g |
2,18-Phosphormolybdänsäure-hexanatriumsalz | 16,1 g |
Pyrrolochinolin-chinon | 32 mg |
Glucosedehydrogenase rec. aus Acinetobacter calcoaceticus, 1,7 MU EC 1.1.99.17 | 2,4 g |
1-Hexanol | 1,6 g |
1-Methoxy-2-propanol | 20,4 |
Die Gesamtmasse wird mit NaOH auf einen pH-Wert von ca. 6 eingestellt und dann
mit einem Flächengewicht von 89 g/qm auf eine 125 µ dicke Polycarbonatfolie
aufgetragen und getrocknet.
In einem Becherglas werden die folgenden Komponenten als Reinsubstanzen oder in
Form von Stammlösungen in folgender Zusammensetzung zusammengegeben und
durch Rühren gemischt:
Wasser | 579,7 g |
Natrium-N-methyl-N-oleoyl-taurat | 0,29 g |
Natriumhydroxid | 3,4 g |
Gantrez ((Methylvinylether-maleinsäure-Copolymer) | 13,8 g |
N-Octanoyl-N-methyl-glucamid | 3,6 g |
Tetraethylammoniumchlorid | 9,7 g |
Polyvinylpyrrolidon (MG 25000) | 20,2 g |
Titandioxid | 177,1 g |
Kieselgur | 55,3 g |
Polyvinylpropionat-Dispersion (50 Gew.-% in Wasser) | 70,6 g |
2,18-Phosphormolybdänsäure-hexanatriumsalz | 44,3 g |
Kaliumhexacyanoferrat (III) | 0,3 g |
1-Hexanol | 1,6 g |
1-Methoxy-2-propanol | 20,4 |
Die Gesamtmasse wird mit NaOH auf einen pH von ca. 6 eingestellt und dann als
zweite Schicht mit einem Flächengewicht von 104 g/qm auf die wie vorstehend
unter A. beschriebene beschichtete Polycarbonatfolie aufgetragen und getrocknet.
B.4) Ein 5 mm breiter Streifen der so hergestellten Nachweisschicht wird mit der
Folienseite auf das gestanzte doppelseitige Klebeband auf der Tragschicht passgenau
aufgeklebt.
Direkt an die Nachweisschicht angrenzend werden auf beiden Seiten doppelseitige
Klebebänder als Abstandshalter auf die Trägerfolie aufgeklebt. Im vorliegenden
Beispiel ist ein Abstandshalter 6 mm und der andere 9 mm breit. Danach wird die
Schutzfolie der beiden doppelseitigen Klebebänder abgezogen.
Auf diesen Verbund wird ein 20 mm breiter Streifen des in Abschnitt A hergestellten
Spreitvlieses aufgelegt und durch Anpressen verklebt.
Es werden zwei einseitige Klebebänder als Abdeckungen so auf das Spreitvlies
aufgeklebt, daß die Abstandshalter ganz abgedeckt werden und wenigstens noch eine
geringfügige Überlappung mit dem Reaktivbezirk stattfindet. Damit ist die
Bandware fertiggestellt.
Die Bandware wird so in 6 mm breite Testträger geschnitten, daß das Meßloch im
Testträger mittig liegt.
Die Herstellung von Teststreifen gemäß Beispiel 2 wird wiederholt mit dem
Unterschied, daß der Zusatz der 0,29 g Natrium-N-methyl-N-oleoyl-taurat
weggelassen wurde.
Signifikante Unterschiede zwischen den Beschichtungsmassen der Beispiele 2 und 3
zeigten sich bereits beim Aufrakeln auf die Polycarbonat-Basisfolie. Mit den Massen
des Beispiels 2 wurde eine fehlstellenfreie und wesentlich glattere Beschichtung
erzielt als mit den Massen des Beispiels 3.
Außerdem konnte bei Verwendung der Massen des Beispiels 2 eine praktisch
fehlstellenfreie Erstbeschichtung auch ohne Plasmavorbehandlung der
Polycarbonatfolie gefertigt werden.
Wirkung des erfindungsgemäßen Netzmittelzusatzes auf die Präzision der
Funktionsschichten der gemäß Beispiel 2 hergestellten Teststreifen.
Unter Verwendung von gemäß Beispiel 2 hergestellten erfindungsgemäßen und von
gemäß Beispiel 3 hergestellten herkömmlichen Teststreifen und Benutzung von
®GLUCOTREND-Geräten wurde in Vollblut mit vier verschiedenen, vorgegebenen
Glucosekonzentrationen der Glucosegehalt bestimmt. Es zeigte sich, daß die
Reaktionsgeschwindigkeit und die Farbtiefe (% Remission) durch den Zusatz des
erfindungsgemäßen Netzmittels nicht beeinflußt wurden. Es wurden für jede
Glucosekonzentration und die Varianten ohne und mit Geropon T77 10 Meßserien
mit je 10 Einzelmessungen (n = 10, N = 100) ausgeführt. Hieraus wurden für jede
Glucosekonzentration und die Varianten ohne und mit Geropon T77 10 VK-Werte
berechnet, deren Mediane in der Tabelle 2 aufgeführt wurden. (Der VK-Wert ist
definiert als die relative Standardabweichung
VK = Standardabweichung/Mittelwert
und wird in % angegeben.)
Die Tabelle zeigt, daß bei Einsatz der erfindungsgemäßen Teststreifen, hergestellt
gemäß Beispiel 2, die Mediane der VK-Werte um durchschnittlich 0,5% (absolut)
geringer ausfielen als bei Verwendung herkömmlicher Teststreifen, hergestellt
gemäß Beispiel 3. Dies entspricht einer Verbesserung der Zuverlässigkeit der
Meßergebnisse um durchschnittlich 18%, was auf die durch den erfindungsgemäßen
Zusatz von Natrium-N-methyl-N-oleoyl-taurat verbesserte Präzision der
Funktionsschichten der Teststreifen zurückzuführen ist.
Claims (20)
1. Skelettfreie Funktionsschicht hoher Präzision umfassend einen Film aus
einem natürlichen oder synthetischen filmbildenden Polymer (Filmbildner),
einer oder mehreren, die Funktion der Schicht ermöglichenden
Verbindungen, gegebenenfalls Hilfs- und/oder Zusatzstoffen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schicht ein Netzmittel der Formel I, II und/oder III
enthält,
R1-CO-N(R2)-CH2-COOMe (I)
R1-CO-N(R2)-CH2-CH2-SO3Me (II)
HO2C-CH2-CH2-CH(NH-COR1)-CO2Me (III)
worin R1 ein vorzugsweise geradkettiger oder ein wenig verzweigter aliphatischer Rest mit 9 bis 23 C-Atomen, insbesondere mit 11 bis 19 C- Atomen ist, der gesättigt ist oder eine bis drei Doppelbindungen aufweist,
R2 ein vorzugsweise geradkettiger oder ein wenig verzweigter Alkylrest mit 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 4, C-Atomen ist, und
Me für ein Wasserstoff oder Metallatom steht.
R1-CO-N(R2)-CH2-COOMe (I)
R1-CO-N(R2)-CH2-CH2-SO3Me (II)
HO2C-CH2-CH2-CH(NH-COR1)-CO2Me (III)
worin R1 ein vorzugsweise geradkettiger oder ein wenig verzweigter aliphatischer Rest mit 9 bis 23 C-Atomen, insbesondere mit 11 bis 19 C- Atomen ist, der gesättigt ist oder eine bis drei Doppelbindungen aufweist,
R2 ein vorzugsweise geradkettiger oder ein wenig verzweigter Alkylrest mit 1 bis 8, vorzugsweise 1 bis 4, C-Atomen ist, und
Me für ein Wasserstoff oder Metallatom steht.
2. Skelettfreie Funktionsschicht gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß R1 die aliphatische Kette der Laurinsäure, der Myristinsäure, der
Palmitinsäure, der Stearinsäure der Palmitoleinsäure, der Oleinsäure, der
Linolsäure, der Linolensäure oder deren Isomeren und
R2 Methyl oder Ethyl ist.
R2 Methyl oder Ethyl ist.
3. Skelettfreie Funktionsschicht gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 und
2, dadurch gekennzeichnet, daß R1 für eine Menge von Alkylresten, in dem
die einzelnen Alkylreste bezüglich ihrer Struktur und ihres Anteils in der
Mischung der Struktur und dem Anteil ihres Vorkommens in natürlichen
Fetten entsprechen, steht.
4. Skelettfreie Funktionsschicht gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß R1-CO- Oleoyl, Kokoyl- oder der
Talgfettsäurerest und R2 Methyl ist.
5. Skelettfreie Funktionsschicht gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß Me ein solches Metallatom ist, daß die
Verbindungen der Formel I, II, und III wasserlöslich sind.
6. Skelettfreie Funktionsschicht gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß Me ein Alkalimetall, vorzugsweise Natrium
oder Kalium ist.
7. Skelettfreie Funktionsschicht gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzmittel eine Mischung von
Verbindungen der Formel I, II und/oder III ist.
8. Skelettfreie Funktionsschicht gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß sie insgesamt 0,0075 bis 2,5 Gew.-%,
vorzugsweise 0,01 bis 2,0 Gew.-%, Netzmittel der Formel I, II und/oder III,
worin die Reste R1, R2, und Me die oben angegebenen Bedeutungen haben,
enthält.
9. Skelettfreie Funktionsschicht gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß sie Reagenzien oder Hilfs- und/oder
Zusatzstoffe zum qualitativen Nachweis oder zur quantitativen Bestimmung
von Analyten enthält.
10. Skelettfreie Funktionsschicht gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß sie Teil eines diagnostischen Teststreifens
ist.
11. Verwendung von Verbindungen der Formel I, II und/oder III, worin die
Reste R1, R2, R3 und Me die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen
haben, zur Herstellung von skelettfreien Funktionsschichten hoher Präzision.
12. Verfahren zur Herstellung von skelettfreien Funktionsschichten hoher
Präzision durch Beschichten einer Unterlage mit einer flüssigen oder pastösen
Beschichtungsmasse aus einem flüssigen Lösungs- oder Dispergiermittel,
einer Lösung, einer Dispersion oder einem redispergierbaren oder löslichen
Präparat eines natürlichen oder synthetischen filmbildenden Polymers
(Filmbildner), einer oder mehreren, die Funktion der Schicht ermöglichenden
Verbindungen und gegebenenfalls Hilfs- und/oder Zusatzstoffen, und
anschließendes Entfernen des flüssigen Lösungs- oder Dispergiermittels,
dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige oder pastöse Mischung ein
Netzmittel der Formel I und/oder II enthält,
worin die Reste R1, R2, und Me die in den Ansprüchen 1 bis 6 angegebenen Bedeutungen haben.
worin die Reste R1, R2, und Me die in den Ansprüchen 1 bis 6 angegebenen Bedeutungen haben.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage
bereits eine oder mehrere Funktionsschichten trägt.
14. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die flüssige oder pastöse Beschichtungsmasse insgesamt
0,0075 bis 2,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das
Gewicht aller Bestandteile der Beschichtungsmasse mit Ausnahme des
Wassers, von Netzmitteln der Formel I, II und/oder III, worin die Reste R1,
R2, und Me die oben angegebenen Bedeutungen haben.
15. Teststreifen aus einem flexiblen flächenförmigen Träger, auf dem in einem
Testbereich ein oder mehrere Testfelder nebeneinander angeordnet sind, die
jeweils eine oder mehrere übereinanderliegende Funktionsschichten
umfassen, und gegebenenfalls durch eine Auflage aus einem Spreitmaterial
abgedeckt sind, die dadurch gekennzeichnet sind, daß mindestens eine der
Funktionsschichten eine erfindungsgemäße skelettfreie Funktionsschicht
hoher Präzision ist.
16. Teststreifen gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Testfeld
eine transparente Folie und eine erste und eine zweite darauf aufgebrachte
übereinanderliegende Funktionsschichten umfaßt,
wobei die sich auf der transparenten Folie befindliche erste Schicht im feuchten Zustand wesentlich weniger lichtstreuend ist als die darüberliegende zweite Schicht und wobei die Seite der Folie, die der Folienseite gegenüberliegt, auf der die erste Schicht aufgebracht ist, die Nachweisseite und die Seite der zweiten Schicht, die der Seite gegenüberliegt, mit der die zweite Schicht auf der ersten aufliegt, die Probenaufgabeseite ist.
wobei die sich auf der transparenten Folie befindliche erste Schicht im feuchten Zustand wesentlich weniger lichtstreuend ist als die darüberliegende zweite Schicht und wobei die Seite der Folie, die der Folienseite gegenüberliegt, auf der die erste Schicht aufgebracht ist, die Nachweisseite und die Seite der zweiten Schicht, die der Seite gegenüberliegt, mit der die zweite Schicht auf der ersten aufliegt, die Probenaufgabeseite ist.
17. Teststreifen gemäß mindestens einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dicke der ersten und zweiten Funktionsschicht im
trockenen Zustand zusammen maximal 0,20 mm, bevorzugt maximal 0,12
mm, besonders bevorzugt maximal 0,08 mm beträgt.
18. Teststreifen gemäß mindestens einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tragschicht ein Loch enthält, über dem eine
Nachweisschicht mit mehreren nebeneinander befindlichen
Reaktionsbezirken angeordnet ist.
19. Verwendung eines diagnostischen Teststreifens gemäß einem der
Patentansprüche 15 bis 18 zur Bestimmung von Analyt in einer Flüssigkeit.
20. Verfahren zur Bestimmung von Analyt in flüssiger Probe mit Hilfe eines
diagnostischen Teststreifens gemäß einem der Patentansprüche 15 bis 18,
wobei Probenflüssigkeit auf die Probenauftragsstelle aufgegeben wird und
die Nachweisschicht(en) auf eine Signalbildung hin beobachtet wird
(werden), wobei die Signalbildung ein Maß für die Anwesenheit bzw.
Menge an Analyt in der untersuchten flüssigen Probe darstellt.
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