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Der
technische Bereich dieser Erfindung bezieht sich auf die Bestimmung
von Analytkonzentrationen, insbesondere auf die Bestimmung der Konzentration
in physiologischen Proben und ganz besonders auf die Bestimmung
der Glukosekonzentration.
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Hintergrund der Erfindung
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In
der heutigen Gesellschaft gewinnt die Bestimmung der Analytkonzentration
in physiologischen Proben immer mehr an Bedeutung. Solche Assays
finden ihre Anwendung in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen
einschließlich
klinischen Labortests, Test zu Hause uns so weiter, wobei die Ergebnisse
solcher Tests eine wichtige Rolle bei der Diagnose und dem Management
vieler Krankheitszustände
spielen. Zu den interessanten Analyten zählen Glukose für das Management
von Diabetes, Cholesterin zur Überwachung
kardiovaskulärer
Krankheitszustände
und Ähnliche.
Als Reaktion auf diese wachsende Bedeutung der Bestimmung von Analytkonzentrationen
wurden bereits eine Reihe von Protokollen zur Bestimmung von Analytkonzentrationen
entwickelt und ebenso Vorrichtungen sowohl für klinische Tests als auch
für Tests
zu Hause. Zum Beispiel sind verschiedene kolorimetrische oder photometrische
Teststreifen bekannt, welche ein Testreagenz oder mehrere Testreagenzien
enthalten, das/die mit einem Test- oder Reaktionsbereich in Verbindung steht/stehen,
in welchem das Reagenz/die Reagenzien in Abhängigkeit von der Konzentration
eines bestimmten Analyts, wie beispielsweise Glukose in einer Blutprobe,
welche auf den Reaktionsbereich des Teststreifens aufgegeben wurde,
eine andere Farbe annimmt/annehmen. Gemessen wird die Blutglukosekonzentration
entweder durch Vergleich der Farbe mit einer Farbskala oder durch
Einführen
des Streifens in ein Meßgerät, wie beispielsweise
ein Reflexionsphotometer oder Ähnliches,
welches automatisch die Konzentration aus dem Farbunterschied, der durch
die Reaktion zwischen dem Testreagenz/den Testreagenzien und dem
Analyt hervorgerufen wurde, bestimmt. Typischerweise enthält ein Teststreifen und
insbesondere ein kolorimetrischer oder photometrischer Teststreifen
(1) ein Substrat, welches ein oder mehrere Reaktions- oder Testreagenz(ien)
umfaßt,
das heißt
einen Reaktionsbereich, (2) eine Trägerschicht, welche den Streifen
strukturell unterstützt und
oftmals eine Öffnung
durch diese hindurch aufweist, um das Substrat sehen zu können, und
(3) ein Material, welches dabei hilft, die Probe zu dem Reaktionsbereich
zu transportieren, das heißt
ein Transport- oder Filtermaterial oder eine Struktur.
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Um
jedoch die Konzentration eines Analyts in einer physiologischen
Probe zu bestimmen, muß zuerst
eine physiologische Probe erhalten werden und in Kontakt mit einem
Reaktionsbereich des Teststreifens gebracht werden, so daß die physiologische Probe
und insbesondere der Analyt von Interesse oder das Derivat davon
mit dem Testreagenz/den Testreagenzien, das/die mit dem Reaktionsbereich
in Verbindung steht/stehen, reagieren kann. Um eine genaue Messung
des/der bestimmten interessierenden Analyts/Analyte zu erhalten,
muß ein
Minimum an Probevolumen auf den Reaktionsbereich aufgebracht werden.
Es sollte beachtet werden, daß nicht genaue
Messungen ernsthafte und sogar lebensbedrohliche Konsequenzen für diejenigen
Personen haben können,
deren Leben von der häufigen Überwachung
eines Analyts in ihrem Körper
abhängt,
zum Beispiel die Überwachung
von Glukose bei einem Diabetiker.
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Die 3A und 3B zeigen
Ansichten eines beispielhaften konventionellen Teststreifens. 3A zeigt
eine auseinander gezogene Darstellung einer konventionellen Teststreifenkonfiguration und 3B zeigt
den konfigurierten Teststreifen aus 3A. Ein
Teststreifen 300 weist, wie oben beschrieben, eine Trägerschicht 306 mit
einer Öffnung 308 auf,
die durch diese hindurch verläuft,
einen Reaktionsbereich 304 und ein Transportmaterial 302, das
mit dem Reaktionsbereich 304 in Verbindung steht, das heißt welches
direkt über
oder auf dem Reaktionsbereich 304 liegt. Wie zu sehen ist,
handelt es sich bei dem Fluidtransportmaterial 302 um ein
eindimensionales Materialstück.
Das bedeutet, daß die Form
und Abmessungen, wie etwa die Dicke und Breite des Transportmaterials 302 über die
gesamte Struktur konstant bleiben. Typischerweise ist das Transportmaterial
im Allgemeinen so hergestellt, daß es eine Dicke von etwa 0,51
bis 0,76 mm (0,020 bis 0,030 Inches), eine Breite von etwa 5,1 bis
7,6 mm (0,20 bis 0,30 Inches) und eine Länge von etwa 23 bis 28 mm (0,90
bis 1,10 Inches) aufweist.
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Typischerweise
entnimmt sich ein Patient eine physiologische Probe wie beispielsweise
Blut, Blutfraktionen oder interstitielle Fluide über eine Einstichstelle am
Finger oder Arm, wobei das Volumen der Probe, die durch einen solchen
Einstich gewonnen wird, beträchtlich
variieren kann in Abhängigkeit von
dem Patienten selbst, der Probeentnahmestelle und Ähnlichem.
Zuerst wird die Probe auf das Transportmaterial oder die Struktur,
welche mit dem Reaktionsbereich des Teststreifens in Verbindung
steht, aufgetragen und dann ein Teil der Probe durch den Reaktionsbereich
gefiltert. Das Transportmaterial ist üblicherweise so konfiguriert
und bemessen, daß es ein übermäßiges Probevolumen
zurückhalten
oder auf nehmen kann, damit es durch die überschüssige Probe nicht zu Kontaminationen
an anderen Abschnitten des Teststreifens oder zur Kontamination von
Abschnitten an einer automatischen Vorrichtung kommt, in welche
der Teststreifen für
die automatische Durchführung
des Testverfahrens eingeführt wird.
Solch eine Kontamination kann zu falschen oder ungenauen Ergebnissen
führen.
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Somit
hilft das Transportmaterial dabei, die Probe aufzunehmen und gleichmäßig über den
Reaktionsbereich abzuleiten oder zu verteilen und überschüssige Probe
zurückzuhalten,
und es kann weiter dazu beitragen, die Probe zu filtern oder unerwünschte Bestandteile
in der Probe zurückzuhalten, bevor
diese den Reaktionsbereich erreichen. Obwohl dieses Material eine
wichtige Rolle für
den Probentransport zu dem Reaktionsbereich spielt, gehen damit
auch bestimmte Nachteile einher. Damit die Probe durch das Material
zu dem Reaktionsbereich transportiert werden kann, muß zuerst
der Abschnitt des Materials über
dem Reaktionsbereich eine Sättigung
erreichen, wobei das Volumen der Probe, welches benötigt wird,
um das Material zu sättigen,
viel größer ist
als das Volumen, welches im Reaktionsbereich benötigt wird, um einen genauen
Test durchzuführen. Üblicherweise
ist ein Probevolumen von etwa 7 bis 50 Mikroliter und noch üblicher
von etwa 7 bis 10 Mikroliter erforderlich, um den Filter oder das Transportmaterial
des aktuell konfigurierten Teststreifens zu sättigen, wobei jedoch tatsächlich nur
1 bis 3 Mikroliter an dem Reaktionsbereich benötigt werden. Daher wird offensichtlich,
daß durch
dieses Transportmaterial das Volumen der Probe festlegt wird, welches
von dem Patienten entnommen werden muß, und nicht das Probevolumen,
das für
den Reaktionsbereich erforderlich ist, um einen genauen Test durchzuführen.
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Oftmals
ist es schwierig, dieses doch etwas größere Volumen an Probe, welches
zur Sättigung dieses
Materials erforderlich ist, von einem Patienten zu erhalten. Zum
Beispiel kann es zur Gewinnung dieses Volumens erforderlich sein,
eine Nadel mit großem
Durchmesser und/oder tieferem Eindringen in die Haut zu verwenden.
Selbst wenn eine Nadel mit großem
Durchmesser benutzt wird und/oder eine Nadel tief in die Haut eingeführt wird,
reicht oftmals ein erster Einstich nicht aus, um ausreichend Volumen
für den
speziellen Test, der durchgeführt
werden soll, zu entnehmen, und deshalb muß die Haut erneut penetriert
werden, bis letztendlich ein ausreichendes Volumen vorliegt. Diese
Faktoren können
das vom Patienten wahrgenommene Unwohlgefühl und den Schmerz verstärken und
die Volumina können
für diejenigen
Personen, deren Kapillarblut nicht leicht austritt, schwer zu errei chen
sein. Da dieser Probeabnahmevorgang möglicherweise häufig während eines
einzigen Tages wiederholt werden muß, wird der Schmerz, der mit
der Probeentnahme verbunden ist, für viele Patienten rasch immer
weniger erträglich oder
insgesamt unerträglich.
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Des
Weiteren muß bei
konventionellen Teststreifenkonfigurationen, welche ein Material
verwenden, um die Probe zu dem Teststreifen zu transportieren, die
Probe direkt im Zentrum des Transportmaterials oder auf dem Teststreifen
aufgetragen werden. Anders ausgedrückt bedeutet dies, der Patient muß entweder
(1) den Teststreifen mit dem Transportmaterial nach oben zeigend
festhalten und einen Finger in Richtung des Materials drehen, damit
der Probetropfen, der aus dem Finger herausgedrückt wird, in Richtung nach
unten auf den Streifen tropft, oder der Patient muß alternativ
dazu, (2) den Streifen mit der Transportmaterialseite nach unten
auf einen Finger mit einem Probetropfen, der nach oben zeigt, positionieren.
Unabhängig
davon, welche Variante hier gewählt
wird, ist der Blick des Patienten auf das Material verdeckt und
dadurch die Sicht, wie viel Probe auf das Material aufgetragen wird,
behindert und demzufolge auch die Einschätzung, wie viel mehr an Probe
noch benötigt
wird, bis das Material gesättigt ist.
Dieser Nachteil führt
oft dazu, daß Patienten
ein Volumen aufgeben, das größer ist,
als das Volumen, welches gebraucht wird, was zu noch mehr Schmerz und
Unwohlgefühl
im Zusammenhang mit der Probeabnahme beiträgt.
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Daher
besteht ein nachhaltiges Interesse an der Entwicklung neuer Vorrichtungen
und Verfahren für
den Einsatz bei der Bestimmung von Analytkonzentrationen in einer
physiologischen Probe. Von besonderem Interesse wäre die Entwicklung
solcher Vorrichtungen und Verfahren, die hierzu verwendet werden
könnten
und welche minimale Probevolumina benötigten (das heißt das Transportmaterial
würde geringe
Totvolumina aufweisen, um gleichmäßig die Ableitung oder Verteilung
der Probe über
den Reaktionsbereich zu ermöglichen) überschüssige Probe zurückhielten,
nicht gewünschte
Bestandteile in der Probe herauszufilterten, bevor sie den Reaktionsbereich
erreichen würden,
und sie wären
einfach in der Anwendung und leicht herzustellen.
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Zu
den Referenzmaterialien, welche von Interesse sind, gehören:
US-Patentschrift 5,515,170 und
6,168,957 B1 .
Insbesondere offenbart
WO 99/32883 ein
Verfahren für
das Messen der Menge an Analyt in einer Probe von biologischer Flüssigkeit mit
Hilfe eines einfachen Reagenzteststreifens für geringes Probevolumen mit
einem eingebauten Meßsystem.
Der Teststreifen kann eine Mikrotitrationszone umfassen, um eine Überladung
mit Probe zu verhindern, sowie eine integrierte Kapillare, um Probleme
im Zusammenhang mit geringer Probeaufgabe zu verhindern und welche
als Mittel dienen kann, um die fluide Probe aufzusaugen. Der Teststreifen
umfaßt
eine Wicking-Schicht bzw. eine Schicht mit Dochtwirkung und eine
Schicht aus einer geprägten Reaktionsmatrix
in Form eines Kissens, welche in einer Mikrotitrationstasche eingepaßt sind,
die in dem Streifen gebildet ist. Benutzt wird der Teststreifen
zu Einmalapplikationen, wie beispielsweise der Bestimmung der Glukosekonzentration
im Blut.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
werden Teststreifen für
die Bestimmung der Konzentration von wenigstens einem Analyt, beispielsweise
Glukose, in einer physiologischen Probe und Verfahren für deren
Herstellung und Verwendung bereitgestellt. Die betreffenden Teststreifen
umfassen eine Trägerschicht,
einen Reaktionsbereich, welcher ein Testreagenz oder mehrere Testreagenzien
enthält,
in welchem die Testreagenzien mit Bestandteilen oder Analyten in
einer physiologischen Probe, die auf diesen Bereich appliziert wird,
reagieren, sowie ein poröses
Fluidtransportelement für
den Transport der Probe zu dem Reaktionsbereich, wobei das Fluidtransportelement
wenigstens einen ersten Bereich, welcher oberhalb der Trägerschicht
angeordnet ist, und einen zweiten Bereich, der oberhalb des Reaktionsbereichs
angeordnet ist, umfaßt,
wobei die Dicke des ersten Bereichs größer ist als die Dicke des zweiten
Bereichs. In den betreffenden Verfahren wird durch das Transportelement
der Transport einer Probe zu einem Reaktionsbereich des Teststreifens erleichtert.
Die betreffenden Teststreifen und Verfahren finden ihre Anwendung
in einer Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsbereichen, insbesondere
bei der Bestimmung der Glukosekonzentration.
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Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsbeispielen
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf Figuren einer Zeichnung näher
erläutert.
Hierbei zeigen:
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1A eine
auseinander gezogene Darstellung einer Ausführungsform, bei welcher das
Transportelement im Wesentlichen einen rechteckigen zweiten Bereich
besitzt;
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1B den
konfigurierten Teststreifen aus 1A;
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1C eine
auseinander gezogene Darstellung einer Ausführungsform, bei welcher das
Transportelement im Wesentlichen einen kreisförmigen zweiten Bereich besitzt;
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1D den
konfigurierten Teststreifen aus 1C;
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1E eine
auseinander gezogene Darstellung einer Ausführungsform, bei welcher das
Transportelement zwei laterale Verlängerungen besitzt, die wirksam
mit diesem verbunden sind;
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1F den
konfigurierten Teststreifen aus 1E;
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1G eine
auseinander gezogene Darstellung einer Ausführungsform, bei welcher die
Trägerschicht
des Teststreifens Kerben darin aufweist;
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2A eine
beispielhafte Ausführungsform einer
Preßwerkzeugvorrichtung
für die
Verwendung bei der Herstellung der Teststreifen der betreffenden Erfindung,
welche Bereiche mit unterschiedlicher Dicke aufweisen;
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2B die
Vorrichtung aus 2A, in welcher ein Vorläufermaterial
für das
Transportelement positioniert ist;
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2C eine
seitliche Ansicht eines beispielhaften Transportelements, welches
durch die betreffenden Verfahren in seinem nicht gefalteten Zustand gebildet
ist;
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2D eine
seitliche Ansicht des gebildeten Transportelements aus 2C in
seinem gepreßten Zustand;
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3A eine
auseinander gezogene Darstellung eines konventionellen Teststreifens;
und
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3B den
konfigurierten Teststreifen aus 3A.
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Es
werden Teststreifen für
die Bestimmung der Konzentration von wenigstens einem Analyt, beispielsweise
Glukose, in einer physiologischen Probe und Verfahren für deren
Herstellung und Verwendung bereitgestellt. Die betreffenden Teststreifen
umfassen eine Trägerschicht,
einen Reaktionsbereich, welcher ein Testreagenz oder mehrere Testreagenzien
enthält,
in welchem die Testreagenzien mit Bestandteilen oder Analyten in
einer physiologischen Probe, die auf diesen Bereich appliziert wird,
reagieren, sowie ein poröses
Fluidtransportelement für
den Transport der Probe zu dem Reaktionsbereich, wobei das Fluidtransportelement
wenigstens einen ersten Bereich, welcher oberhalb der Trägerschicht
angeordnet ist, und einen zweiten Bereich, der oberhalb des Reaktionsbereichs
angeordnet ist, umfaßt,
wobei die Dicke des ersten Bereichs größer ist als die Dicke des zweiten
Bereichs. In den betreffenden Verfahren wird durch das Transportelement
der Transport einer Probe zu einem Reaktionsbereich des Teststreifens erleichtert.
Die betreffenden Teststreifen und Verfahren finden ihre Anwendung
in einer Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungen, insbesondere
bei der Bestimmung der Glukosekonzentration. Bei der weiteren Beschreibung
der betreffenden Erfindung werden zuerst die betreffenden Vorrichtungen
beschrieben und anschließend
wird eine Übersicht über die betreffenden
Verfahren der Herstellung und Verfahren für die Verwendung zur praktischen
Anwendung der betreffenden Vorrichtungen gegeben.
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Bevor
die Erfindung beschrieben wird, versteht es sich, daß diese
Erfindung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen, welche beschrieben werden,
beschränkt
ist, da diese selbstverständlich variieren
können.
Ebenso ist es selbstverständlich, daß der Anwendungsbereich
der Erfindung durch die anhängigen
Ansprüche
festgelegt ist.
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Wenn
ein Bereich von Werten angegeben wird, ist es selbstverständlich,
daß jeder
dazwischen liegende Wert bis zum zehnten Teil der Einheit des unteren
Grenzwertes, sofern es aus dem Kontext nicht eindeutig anders hervorgeht,
zwischen dem oberen und unteren Grenzwert dieses Bereichs und jeder
andere angegebene oder dazwischen liegende Wert in diesem angegeben
Bereich in der Erfindung miteingeschlossen sind. Die oberen und
unteren Grenzwerte dieser kleineren Bereiche, welche unabhängig in
den kleineren Bereichen enthalten sein können, sind ebenfalls in der
Erfindung miteingeschlossen in Abhängigkeit von jedem speziell
in dem angegebenen Bereich ausgeschlossenen Grenzwert. Wenn der
angegebene Bereich einen Grenzwert oder beide Grenzwerte beinhaltet,
sind die Bereiche, welche einen oder beide dieser eingeschlossenen
Grenzwerte ausschließen,
auch in der Erfindung enthalten.
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Sofern
nicht anders definiert, haben alle technischen Begriffe und wissenschaftlichen
Ausdrücke,
die hierin verwendet werden, die gleiche Bedeutung, wie sie allgemein
von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Erfindung
zählt, verstanden
wird. Obwohl auch alle Verfahren und Materialien, die ähnlich oder
gleichwertig zu denjenigen sind, die hierin beschrieben werden,
bei der praktischen Umsetzung oder dem Testen der Erfindung verwendet
werden können,
werden die bevorzugten Verfahren und Materialien nun beschrieben.
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Es
ist festzuhalten, daß die
Singularformen „ein", „eine" und „der/die/das", wie sie hierin
und in den anhängigen
Ansprüchen
verwendet werden, sich auch auf die Pluralformen be ziehen, sofern
es durch den Kontext nicht anderweitig eindeutig angegeben ist.
Somit wird bei der Bezugnahme auf „einen Teststreifen" auch auf eine Vielzahl
solcher Teststreifen Bezug genommen und die Bezugnahme auf „die Vorrichtung" bezieht sich auch
auf eine Vorrichtung oder „mehrere
Vorrichtungen" und Äquivalente
dazu, wie sie dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind und so weiter.
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Alle
Veröffentlichungen,
die hierin erwähnt sind,
offenbaren und beschreiben die Verfahren und/oder Materialien, die
im Zusammenhang mit den Veröffentlichungen
angeführt
sind. Die Veröffentlichungen,
die hierin erwähnt
werden, werden lediglich zur Offenbarung vor dem Datum der Anmeldung
der vorliegenden Patentschrift bereitgestellt. Des Weiteren können die
Daten der Publikationen, die bereitgestellt werden, sich von den
tatsächlichen
Veröffentlichungsdaten
unterscheiden, welche unabhängig voneinander
bestätigt
werden müssen.
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VORRICHTUNGEN
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Wie
oben zusammenfassend dargelegt, stellt die betreffende Erfindung
Teststreifen für
die Bestimmung der Konzentration eines Analyts in einer physiologischen
Probe bereit, wobei die Teststreifen so konfiguriert sind, daß sie nur
ein minimales Volumen an Probe benötigen. Die betreffenden Teststreifen
finden ihre Anwendung bei der Bestimmung einer breiten Vielzahl
von unterschiedlichen Analytkonzentrationen, zu deren repräsentativen
Analyten Glukose, Cholesterin, Laktat, Alkohol und Ähnliche
gehören,
ohne dabei auf diese beschränkt
zu sein. In vielen Ausführungsformen
der betreffenden Vorrichtungen werden die Teststreifen dazu verwendet,
die Glukosekonzentration in einer physiologischen Probe, zum Beispiel
interstitielles Fluid, Blut, Blutfraktionen, Bestandteilen davon
und Ähnlichem
zu bestimmen.
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Während es
selbstverständlich
ist, daß eine Vielzahl
unterschiedlicher Typen von Teststreifen für die Verwendung mit der Erfindung
geeignet sein kann, beispielsweise kolorimetrische oder photometrische
(hierin austauschbar verwendet) und elektrochemische, wird die betreffende
Erfindung hierin in Bezug auf ein photometrisches Assaysystem beschrieben,
wobei eine Beschreibung nur anhand von Beispielen erfolgt und nicht
einschränkend
ist.
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Im
Allgemeinen umfassen die betreffenden Teststreifen ein Substrat,
beispielsweise eine poröse Membran
oder Ähnliches,
welches ein Testreagenz oder mehrere Testreagenzien beinhaltet,
wobei die Testreagenzien mit Bestandteilen oder Analyten in einer
physiologi schen Probe, die darauf appliziert wird, reagieren. Diese
poröse
Membran mit den damit in Verbindung stehenden Reagenzien wird hierin
als der Reaktionsbereich oder die Reaktionszone des Teststreifens
bezeichnet. Die Membran ist typischerweise mit einer Stützschicht
oder Trägerschicht
verbunden und der Testsstreifen beinhaltet auch ein poröses Transportelement,
welches an einer Seite der Membran befestigt ist, wobei eine Trägerschicht
typischerweise an der anderen Seite der Membran (siehe 1A und 1B für eine beispielhafte
Ausführungsform
eines solchen Teststreifens) befestigt ist. Durch eine Öffnung durch
die Trägerschicht
wird Sicht auf die Membran geboten. Eine physiologische Probe wird
auf das Transportelement appliziert beziehungsweise aufgegeben und
wenigstens ein Teil der aufgegebenen Probe, das heißt das Volumen, das
nötig ist,
um eine genaue Messung zu erhalten, wandert durch das Transportelement
zu dem Reaktionsbereich. Die Bestandteile der Teststreifen und verschiedene
Ausführungsformen
davon werden nun detaillierter beschrieben.
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Die poröse Membran
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Die
Membran des Teststreifens kann eine einheitliche Zusammensetzung
aufweisen oder ein beschichtetes Substrat sein. Sie enthält eine
Probeseite, an welcher das Transportmedium oder eine andere Materialschicht,
wie unten stehend beschrieben wird, angebracht ist, und eine Testseite,
an welcher ein Farbunterschied zu beobachten ist, durch welchen
der Nachweis und/oder die Konzentration eines Analyts bestimmt wird.
Die Testseite umfaßt
ein Testreagenz oder mehrere Testreagenzien, welche(s) mit der Probe
reagiert/reagieren, um ein nachweisbares Produkt zu bilden, welches
in Bezug zu dem Nachweis und/oder der Quantität von wenigstens einem Analyt
in der Probe steht.
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Üblicherweise
ist die Membran porös
und weist noch üblicher
einen breiten Bereich von Porengrößen auf. Nach der Passage durch
das Transportelement oder durch eine andere Transportmöglichkeit,
beispielsweise durch Ansaugen aufgrund der Kapillarkräfte und
so weiter, tritt somit Blut in die Probeseite der Membran ein und
trifft auf immer kleiner werdende Poren, während es durch die Membran hindurch
penetriert. Schließlich
erreichen feste Bestandteile wie beispielsweise rote Blutkörperchen eine
Position in der Membran, von der aus sie nicht weiter penetrieren
können.
Der Rest der Probe, der immer noch gelöste Glukose enthält, passiert
weiter bis zur Testseite. Zu den geeigneten Membranmaterialien zählen Polysulfon,
Nylon, Nitrozellulose, Zelluloseester und so weiter, ohne auf diese
beschränkt zu
sein.
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Die
Probe, die durch die Membran passiert ist, reagiert wenigstens mit
einem Testreagenz, wodurch ein lichtabsorbierender Farbstoff in
dem Hohlraumvolumen nahe der Testseite gebildet wird und der Farbstoff
die Reflexion der Membran wesentlich beeinflußt.
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Die
Größe der porösen Membran
kann unterschiedlich sein in Abhängigkeit
von mehreren Faktoren, wobei solche Faktoren die speziellen Testreagenzien,
die verwendet werden, und Ähnliches
beinhalten. Um jedoch eine genaue Messung durchzuführen, beträgt das minimale
Volumen, das von dem Reaktionsbereich benötigt wird, üblicherweise etwa 0,1 bis 5
Mikroliter, üblicherweise
etwa 1 bis 3 Mikroliter und noch üblicher etwa 1,5 bis 2,5 Mikroliter.
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Das Transportelement
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Wie
oben beschrieben, ist das Transportelement so konfiguriert, um eine
physiologische Probe, beispielsweise Vollblut, aufzunehmen und wenigstens
einen Teil dieser Probe zur Membran zu transportieren. Das Transportelement
ist typischerweise so konfiguriert oder größenmäßig ausgelegt, daß es sich über ein
Ende oder mehrere Enden des Reaktionsbereichs erstreckt, um ein
Reservoir für
die Aufnahme überschüssiger Mengen
an Probe zu bilden. Wie oben beschrieben, ist bei konventionellen
Reagenzteststreifen von diesem Typ das gesamte Transportelement
einschließlich
der Reservoirbereiche, im Allgemeinen in der Lage, etwa 12 bis 230
Mikroliter an Blut, üblicherweise
etwa 30 bis 80 Mikroliter an Blut aufzunehmen, während der Abschnitt oder Bereich
direkt oberhalb des Reaktionsbereichs typischerweise angepaßt ist etwa
5 bis 15 Mikroliter an Blut, üblicherweise
etwa 6 bis 10 Mikroliter an Blut aufzunehmen und etwa 1,5 bis etwa
2,5 Mikroliter an Blut zu dem Reaktionsbereich durchzulassen. Wie oben
angemerkt, ist das Fluidtransportelement porös. Das Fluidtransportelement
kann aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt sein, einschließlich natürlichen
Fasern, wie beispielsweise Baumwolle oder Papier (das heißt Zellulose),
sowie Polyestern, Polyamiden, Polyethylen und anderen synthetischen Polymeren.
In bestimmten Ausführungsformen
kann das Material mit einem oberflächenaktiven Mittel behandelt
sein. Mit oberflächenaktivem
Mittel behandeltes Polyethylen ist besonders gut zur Verwendung in
der betreffenden Erfindung geeignet, wie beispielsweise oberflächenbehandeltes
poröses
Polyethylen, das von der Porex Corp. in Fairburn, GA vertrieben wird.
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Das
Transportelement beinhaltet wenigstens zwei Bereiche: einen ersten
Bereich und einen zweiten Bereich. Der erste Bereich, der im Wesentlichen oberhalb
der Trägerstruktur
des Teststreifens angeordnet ist, ist konfiguriert als ein Reservoir
und wirkt als ein solches, um überschüssige Mengen
an Probe aufzunehmen. Der zweite Bereich, der im Wesentlichen oberhalb
des Reaktionsbereichs des Teststreifens angeordnet ist, ist konfiguriert,
um wenigstens einen Teil einer physiologischen flüssigen Probe
zu dem Reaktionsbereich des Teststreifens zu transportierten oder überzuleiten.
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Wie
oben erwähnt,
sind die Teststreifen der betreffenden Erfindung so konfiguriert
oder größenmäßig ausgelegt,
daß sie
nur ein minimales Volumen an Probe benötigen, damit ein genauer Test
durchgeführt
werden kann, das heißt
das Transportelement benötigt
nur ein minimales Probe- oder Hohlraumvolumen, um das erforderliche
Probevolumen zu dem Reaktionsbereich passieren zu lassen. Mit anderen Worten
ist typischerweise der zweite Bereich, welcher der Bereich ist,
der im Wesentlichen für
den Transport der Probe zu dem Reaktionsbereich verantwortlich ist,
beispielsweise der Bereich, welcher im Wesentlichen oberhalb des
Reaktionsbereichs liegt, so konfiguriert und geformt, damit nur
ein minimales Probevolumen für
seine Sättigung
erforderlich ist, bevor durch ihn ein notwendiges Probevolumen zu
dem Reaktionsbereich hindurchpassieren kann. Genauer gesagt, muß der Patient
weniger Probevolumen bereitstellen, um den zweiten Bereich zu sättigen,
während
der zweite Bereich dennoch angepaßt ist, das Volumen der Probe,
welches benötigt
wird, zu dem Reaktionsbereich zu transportieren. Zum Beispiel ist
der zweite Bereich so konfiguriert und/oder geformt, daß er weniger
als etwa 4 bis 5 Mikroliter an Probe benötigt, bevor dieser Bereich
etwa 1,5 bis 2,5 Mikroliter an Probe zu dem Reaktionsbereich des Teststreifens
passieren lassen kann.
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Unter
Bezug nun auf die Figuren, in welchen die gleichen Numerierungen
sich auf gleiche Bestandteile oder Merkmale beziehen, stellt 1A eine
auseinander gezogene Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform
der betreffenden Vorrichtung dar. 1A zeigt
eine Vorrichtung 2 mit einer Trägerschicht 4 mit einer Öffnung 3,
die sich durch diese hindurch erstreckt und mit welcher eine Membran 6 und
somit auch ein Reaktionsbereich 8 verbunden sind. Die Öffnung 3 ist
in einer runden Konfiguration dargestellt, allerdings sind auch
andere Formen mit dieser Erfindung vorstellbar. In den Ausführungsformen,
in denen die Öffnung
im Wesentlichen eine runde Form aufweist, das heißt im Wesentlichen
kreisförmig,
oval, elliptisch ist und ähnliche Formen
besitzt, liegt der Durchmesser der Öffnung 3 üblicherweise
im Bereich von etwa 0,25 bis 5,3 mm (0,010 bis 0,21 Inches), üblicherweise
im Bereich von etwa 3,6 bis 5,1 mm (0,14 bis 0,20 Inches) und noch üblicher
im Bereich von etwa 3,8 bis 4,8 mm (0,15 bis 0,19 Inches).
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Die
Vorrichtung 2 umfaßt
auch ein poröses Transportelement 10,
wobei das poröse
Transportelement 10 wenigstens erste Bereiche 12 und
einen zweiten Bereich 14 umfaßt. Die Reservoirbereiche für die überschüssige Probe,
das heißt
die ersten Bereiche 12, besitzen typischerweise ein Porenvolumen von
etwa 40 bis 60%, noch üblicher
von etwa 45% bis 55%, jedoch liegt das Porenvolumen üblicherweise nicht über etwa
55% noch fällt
das Porenvolumen üblicherweise
unter 45%. Der Bereich 14 weist typischerweise ein Porenvolumen
von etwa 20 bis 50% auf, noch üblicher
von etwa 25 bis 45%, jedoch liegt das Porenvolumen üblicherweise
nicht über
etwa 40% noch fällt
das Porenvolumen üblicherweise
unter etwa 25%. Die Größe der Poren
des zweiten Bereichs 14 liegt typischerweise in dem Bereich
von etwa 50 bis 200 Mikrometer, üblicherweise
im Bereich von etwa 60 bis 150 Mikrometer und noch üblicher
im Bereich von etwa 80 bis 120 Mikrometer. Typischerweise liegt
die Gesamtlänge
des Transportelements, das heißt
die Gesamtlänge
aller Bereiche, im Bereich von etwa 12 bis 38 mm (0,5 bis 1,5 Inches), üblicherweise
im Bereich von etwa 20 bis 30 mm (0,8 bis 1,2 Inches) und noch üblicher
im Bereich von etwa 23 bis 28 mm (0,9 bis 1,1 Inches), und die Breite
des Transportelements bewegt sich üblicherweise im Bereich von
etwa 3,8 bis 15 mm (0,15 bis 0,60 Inches), üblicherweise im Bereich von
etwa 4,6 bis 10 mm (0,18 bis 0,40 Inches) und noch üblicher im
Bereich von etwa 5,0 bis 7,6 mm (0,20 bis 0,30 Inches).
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Bestimmte
Abmessungen der ersten Bereiche und des zweiten Bereichs 14 sind
unterschiedlich. Anders ausgedrückt,
unterscheiden sich die Bereiche so, daß jeder Bereich konfiguriert
ist, damit er seine jeweilige Funktion optimal bereitstellen kann. Jeder
der ersten Bereiche 12 der Vorrichtung 2 hat eine
Länge 16,
welche im Bereich von etwa 2,5 bis 11 mm (0,10 bis 0,45 Inches), üblicherweise
im Bereich von etwa 5,6 bis 14 mm (0,22 bis 0,55 Inches) und noch üblicher
im Bereich von etwa 7,6 bis 11 mm (0,30 bis 0,45 Inches) liegt und
jeder Bereich hat eine Breite 18 im Bereich von etwa 4,1 bis 15
mm (0,16 bis 0,600 Inches), üblicherweise
im Bereich von etwa 4,6 bis 10 mm (0,18 bis 0,40 Inches) und noch üblicher im
Bereich von etwa 5,1 bis 7,6 mm (0,20 bis 0,30 Inches).
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Ein
Merkmal des zweiten Bereichs 14 besteht darin, daß der Bereich
so konfiguriert und bemessen ist, um für optimalen Probetransport
zu dem Reaktionsbereich zu sorgen. Der zweite Bereich kann eine
Reihe von Formen annehmen einschließlich eine Form, die im Wesentlichen
rechteckig, quadratisch, kreisförmig,
oval, elliptisch, rautenförmig
ist, sowie ähnliche
Formen, ohne auf diese beschränkt zu
sein. Wenn der zweite Bereich 14 eine im Wesentlichen rechteckige
oder quadratische Form aufweist, wie beispielsweise die Ausführungsform,
die durch Vorrichtung 2 repräsentiert wird, weist dieser
typischerweise eine Länge 20 auf,
die im Bereich von etwa 2,5 bis 10 mm (0,10 bis 0,40 Inches), üblicherweise
im Bereich von etwa 3,8 bis 8,9 mm (0,15 bis 0,35 Inches) und noch üblicher
im Bereich von etwa 5,1 bis 7,6 mm (0,20 bis 0,30 Inches) liegt
und eine Breite 22, die im Bereich von etwa 3,8 bis 15
mm (0,15 bis 0,6 Inches), üblicherweise
im Bereich von etwa 4,6 bis 10 mm (0,18 bis 0,40 Inches) und noch üblicher
im Bereich von etwa 5,1 bis 7,6 mm (0,20 bis 0,30 Inches) liegt.
In den Ausführungsformen
von 1A mit einem im Wesentlichen rechteckigen zweiten
Bereich ist typischerweise der Abschnitt des zweiten Bereichs 14,
der sich im Wesentlichen direkt über
der Öffnung 3 befindet,
in der Lage, mit einem Volumen an Probe in dem Bereich von etwa
1 bis 7 Mikroliter, üblicherweise
im Bereich von etwa 3 bis 6 Mikroliter und noch üblicher im Bereich von etwa
4 bis 5 Mikroliter gesättigt
zu werden und ein Volumen an den Reaktionsbereich passieren zu lassen,
welches im Bereich von etwa 0,1 bis 5,0 Mikroliter, üblicherweise
von etwa 1,0 bis 3,0 Mikroliter und noch üblicher im Bereich von etwa
1,5 bis 2,5 Mikroliter liegt. 1B zeigt
den konfigurierten Teststreifen aus 1A.
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In
den Ausführungsformen
mit einem im Wesentlichen kreisförmigen
zweiten Bereich, wie beispielsweise die Ausführungsformen, die in 1C dargestellt
sind, weist der zweite Bereich 32 typischerweise einen
Durchmesser auf, der im Bereich von etwa 2,5 bis 5,3 mm (0,10 bis
0,21 Inches), üblicherweise
im Bereich von etwa 3,6 bis 5,1 mm (0,14 bis 0,20 Inches) und noch üblicher
im Bereich von etwa 3,8 bis 4,8 mm (0,15 bis 0,19 Inches) liegt.
In den Ausführungsformen
von 1C mit einem im Wesentlichen kreisförmigen zweiten
Bereich, ist der zweite Bereich typischerweise angepaßt, um mit
einem Volumen an Probe im Bereich von etwa 1 bis 7 Mikroliter, üblicherweise
im Bereich von etwa 3 bis 6 Mikroliter und noch üblicher im Bereich von etwa
1,5 bis 2,5 Mikroliter gesättigt
zu werden und ein Volumen im Bereich von etwa 0,1 bis 5,0 Mikroliter, üblicherweise
im Bereich von etwa 1,0 bis 3,0 Mikroliter und noch üblicher
im Bereich von etwa 1,5 bis 2,5 Mikroliter an den Reaktionsbereich
passieren zu lassen. 1D zeigt den konfigurierten
Teststreifen aus 1C.
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Ein
weiteres Merkmal der Erfindung, welches beispielhaft in 1A bis 1D (und
ebenso in 1E bis 1G, wie
unten beschrieben) dargestellt ist, bezieht sich darauf, daß die Dicke
des ersten Bereichs des Transportelements größer ist als die Dicke des zweiten
Bereichs. Zum Beispiel ist die Dicke eines jeden ersten Bereichs 12 größer als
die Dikke des zweiten Bereichs. In anderen Worten, das Verhältnis der
Dicke eines jeden der ersten Bereiche zu der Dicke des zweiten Bereichs,
das heißt
die Dicke eines jeden ersten Bereichs/der Dicke des zweiten Bereichs
liegt in dem Bereich von etwa 1,1 bis 1,9, typischerweise in dem
Bereich von etwa 1,1 bis 1,7 und noch typischer in dem Bereich von
etwa 1,2 bis 1,5. Dementsprechend beträgt die Dicke eines jeden der
ersten Bereiche etwa 0,48 bis 0,79 mm (0,019 bis 0,031 Inches), üblicherweise
etwa 0,51 bis 0,76 mm (0,020 bis 0,030 Inches) und noch üblicher etwa
0,53 bis 0,69 mm (0,021 bis 0,027 Inches), wohingegen die Dicke
des zweiten Bereichs etwa 0,38 bis 0,56 mm (0,015 bis 0,022 Inches), üblicherweise etwa
0,41 bis 0,53 mm (0,016 bis 0,021 Inches) und noch üblicher
etwa 0,43 bis 0,51 mm (0,017 bis 0,020 Inches) beträgt.
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1E zeigt
eine auseinander gezogene Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform
des betreffenden Teststreifens mit einer oder mehreren Verlängerung(en),
welche an den Seiten des Transportelements für das Passieren der Probe zu
dem Transportelement angebracht ist/sind und 1F zeigt
den konfigurierten Teststreifen aus 1E. Als solches
ist die Vorrichtung 40 aus 1E im
Wesentlichen die gleiche wie die Vorrichtungen aus 1A bis 1D (hierin
dargestellt mit dem im Wesentlichen kreisförmigen Transportelement aus 1C, allerdings
kann das Transportelement jede geeignete Form, wie oben beschrieben,
aufweisen) mit Ausnahme, daß der
zweite Bereich 32 des Transportelements wenigstens zwei
laterale Verlängerungen 44 aufweist,
die mit dem zweiten Bereich 32 verbunden sind, und wobei
solche lateralen Verlängerungen konfiguriert
sind, um die Probeaufgabe auf dem Transportelement, spezieller auf
den zweiten Bereich 32 des Transportelements, zu vereinfachen.
In bestimmten Ausführungsformen,
in welchen eine oder mehrere laterale Verlängerung(en) vorliegen, kann die
Gesamtlänge
des porösen
Materials, das heißt die
Längen
der ersten Bereiche und des zweiten Bereichs zusammen, minimiert
sein, indem die Längenabmessungen
der ersten Abschnitte gering gehalten werden. Diese bestimmte Ausführungsform beinhaltet
zwei laterale Verlängerungen,
wobei jede an im Wesentlichen gegenüber liegenden Seiten des Fluidtransportelements
positioniert ist, jedoch wird offensichtlich, daß jede beliebige Anzahl von
lateralen Verlängerungen
benutzt werden kann, zum Beispiel können 1 bis 50 laterale Verlängerungen
verwendet werden. Unge achtet der Anzahl an lateralen Verlängerungen
ist das Material, aus welchem die lateralen Verlängerungen hergestellt sind,
typischerweise das gleiche Material wie in dem zweiten Bereich 32,
und somit ein einheitliches Aufbaustück, das heißt das gleiche Stück Material.
Allerdings können
die lateralen Verlängerungen 44 auch
aus einem anderen Material sein als das zweite Element 32.
Es kann eine Reihe von unterschiedlichen Materialien zur Herstellung
von lateralen Verlängerungen
eingesetzt werden, wobei die einzige Anforderung an das Material
darin besteht, daß das
Material es ermöglicht,
Probe durch Aufsaugen oder auf andere Art zu einem zweiten Bereich
des Transportelements zu befördern.
Wenn die lateralen Verlängerungen
aus dem gleichen Material bestehen wie das Transportelement, das
heißt
aus porösem
Material, haben die lateralen Verlängerungen typischerweise eine
Breite im Bereich von etwa 5,1 bis 6,4 mm (0,20 bis 0,25 Inches), üblicherweise
im Bereich von etwa 0,76 bis 1,5 mm (0,030 bis 0,060 Inches) und
noch üblicher
im Bereich von etwa 11 bis 14 mm (0,45 bis 0,55 Inches). Die Länge der
lateralen Verlängerungen
liegt im Allgemeinen bei etwa 0,51 bis 1,8 mm (0,020 bis 0,070 Inches), üblicherweise
bei etwa 0,76 bis 1,5 mm (0,030 bis 0,060 Inches) und noch üblicher
bei etwa 11 bis 14 mm (0,45 bis 0,55 Inches). In einer anderen Ausführungsform
der betreffenden Teststreifen sind die lateralen Verlängerungen 44 von
lang gestreckter, hohler oder röhrenähnlicher
Struktur derart, daß die
lateralen Verlängerungen
einen Fluidtransportkanal oder ein Lumen durch diese hindurch (nicht gezeigt)
aufweisen, so daß die
lateralen Verlängerungen
angepaßt
sind, Probe zu dem zweiten Bereich des Teststreifens durch den Kanal
zu transportieren, und wobei die Kanäle so ausgelegt sind, daß sie eine
Kapillarkraft auf ein physiologisches Fluid ausüben.
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1G zeigt
eine auseinander gezogene Darstellung einer noch weiteren beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung. In dieser bestimmten Ausführungsform ist eine Vorrichtung 50 im
Wesentlichen die gleiche wie Vorrichtung 40 aus 1E mit Ausnahme
der Konfiguration der Trägerschicht.
Die Trägerschicht 5 beinhaltet
die Öffnung 3,
wie in den vorhergehenden Ausführungsformen
beschrieben, jedoch enthält
die Trägerschicht 5 auch
Kerben 7, welche im Wesentlichen in der Nähe oder
neben der Öffnung 3 liegen.
In dieser bestimmten Ausführungsform
sind zwei Kerben dargestellt, allerdings ist jede beliebige Anzahl
von Kerben einsetzbar, beispielsweise kann mindestens eine Kerbe
in der Trägerschicht
gebildet sein; es können
mindestens zwei Kerben oder mehrere Kerben in der Trägerschicht gebildet
sein. Als solche treten Membran 6 und laterale Verlängerungen 44 aus
der Trägerschicht
an der Position der Kerben aus oder erstrecken sich über diese
hinaus.
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Die
Kerben 7 sind so konfiguriert, daß sie die Probenkontamination
an der Unterseite 9 der Trägerschicht 5 minimieren,
wo eine solche Kontamination in einer automatischen Vorrichtung,
wie beispielsweise einem Meßgerät (nicht
dargestellt), in welchem die Vorrichtung zur automatischen Bestimmung
der Konzentration von wenigstens einem Analyt in der Probe eingeführt wird,
zu Verschmutzungen führen
kann, was möglicherweise
auch nicht korrekte oder fehlerhafte Ablesungen am Meßgerät zur Folge
haben kann. Typischerweise wird die Länge einer Kerbe im Bereich
von etwa 0,25 bis 0,51 mm (0,010 bis 0,020 Inches), üblicherweise
im Bereich von etwa 3,8 bis 1,0 mm (0,15 bis 0,040 Inches) und noch üblicher
im Bereich von 0,51 bis 0,76 mm (0,020 bis 0,030 Inches) liegen
und die Breite einer Kerbe, das heißt die Strecke, über welche
die Kerbe in der Trägerschicht eingeschnitten
oder eingelassen ist, wird im Bereich von etwa 2,5 bis 12 mm (0,10
bis 0,50 Inches), üblicherweise
im Bereich von etwa 5,1 bis 10 mm (0,20 bis 0,40 Inches) und noch üblicher
im Bereich von etwa 6,4 bis 8,9 mm (0,25 bis 0,35 Inches) liegen.
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HERSTELLUNGSVERFAHREN
-
Wie
oben zusammengefaßt,
stellt die Erfindung Verfahren zur Herstellung von Reagenzteststreifen
der Erfindung bereit. Insbesondere stellt die Erfindung Verfahren
für die
Herstellung des Fluidtransportelements für den Reagenzteststreifen bereit.
Der Reagenzteststreifen kann wenigstens ein Trägermaterial, eine Membran und
ein Fluidtransportelement umfassen. Beispiele für Reagenzteststreifen, welche
mit Hilfe der betreffenden Verfahren hergestellt werden können, sind
oben detaillierter beschrieben.
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Daher
ist ein Merkmal der betreffenden Erfindung das Transportelement,
welches so konfiguriert ist, um eine physiologische Fluid-Probe
wirksam zu dem Reaktionsbereich eines Teststreifens zu transportieren.
Bei dem Transportelement handelt es sich um ein poröses Transportelement,
welches verschiedene Bereiche oder Abschnitte umfassen kann, wobei
solche verschiedenen Abschnitte unterschiedliche Abmessungen und/oder
Formen aufweisen können.
Zum Beispiel ist die Dicke eines ersten Bereichs eines porösen Transportelements
größer als
die Dicke eines zweiten Bereichs des Transportelements (siehe 1A–1G).
Zu den geeigneten Materialien, aus denen das poröse Transportelement hergestellt
sein kann, gehören
natürliche
Fasern, wie beispielsweise Baumwolle oder Papier (das heißt Zellulose),
sowie Polyester, Polyamide, Polyethylen und andere synthetische
Polymere, ohne darauf beschränkt
zu sein. In bestimmten Ausführungsformen kann
das Material mit einem oberflächenaktiven
Mittel behandelt werden. Mit einem oberflächenaktiven Mittel behandeltes
Polyethylen ist besonders gut geeignet für den Einsatz in der betreffenden
Erfindung; zum Beispiel poröses
Polyethylen, welches von der Porex Corp.aus Fairburn, GA bezogen
werden kann.
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Preßformen
ist eine Art von Herstellungsverfahren, welches sich speziell dazu
eignet, das poröse Transportelement
der Erfindung herzustellen und sich insbesondere für die Konfiguration
des porösen Transportelements
in eine gewünschte
Form und/oder ein gewünschtes
Muster eignet. Ein Vorteil des Preßformens besteht darin, daß das gleiche
Materialstück
benutzt werden kann, um die verschiedenen porösen Transportelementbereiche
herzustellen, das heißt
das poröse
Transportelement wird als ein einheitliches Konstruktionsstück hergestellt,
welches Bereiche oder Bereiche mit unterschiedlichen Abmessungen
aufweist. Des Weiteren stellt die Möglichkeit, bestimmte Abmessungen
des porösen Transportelements
anzupassen und Abmessungen des porösen Transportelements konsistent
auszuführen,
einen weiteren Vorteil bei der Verwendung des Preßformens
dar.
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Im
Allgemeinen wird in den betreffenden Verfahren das interessierende
Material, das zusammengepreßt
werden soll, zwischen Abschnitte einer Preßwerkzeugvorrichtung positioniert,
und die beiden Abschnitte werden unter Druck zusammengeführt, oftmals
unter Druck und Hitze, um das Material, das zwischen diesen liegt,
zu pressen oder auf andere Art zu formen. Typischerweise sind die
Abschnitte der Preßwerkzeugvorrichtung
im Wesentlichen aus hartem und robustem Material, um so dem Druck und/oder
der Hitze, die in den betreffenden Verfahren angewandt werden, zu
widerstehen.
-
Demgemäß wird nach
der Bereitstellung der Preßwerkzeugvorrichtung
ein Vorläufer
des porösen Transportelements
bereitgestellt. Der Vorläufer
des porösen
Elements kann jede passende Größe haben,
zum Beispiel kann er so bemessen sein, um ein poröses Transportelement
bereitzustellen oder er kann so bemessen sein, um eine Vielzahl
von porösen
Transportelementen bereitzustellen.
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Der
nächste
Schritt in den betreffenden Verfahren, der auf die Bereitstellung
des Vorläufers
des porösen
Transportelements folgt, besteht darin, den Vorläufer zwischen zwei beabstandeten
Abschnitten der Preßwerkzeugvorrichtung
einzubringen, wobei solche Abschnitte so konfiguriert sind, daß sie den Vorläufer aufnehmen
und den Vorläufer
in eine vorher festgelegte Form oder ein vorher festgelegtes Muster
formen. Der Vorläufer
wird entsprechend zwischen zwei Abschnitten positioniert, welche
gegeneinander ausrichtbare Oberflächen aufweisen, beispielsweise
einen Steckabschnitt mit einem Vorsprung, welcher eine Negativabbildung
der gewünschten
Form ist, zum Beispiel eine Negativabbildung eines zweiten Bereichs
eines Fluidtransportelements, wie oben beschrieben, und einen Aufnahmebereich
mit einer Vertiefung oder einer Nut, um den Vorsprung des Steckabschnitts
darin aufzunehmen.
-
Im
Anschluß an
die Positionierung des Vorläufers
zwischen den beiden Abschnitten der Vorrichtung werden die Oberflächen der
beiden Werkzeuge zusammengeführt.
Spezieller wird die Oberfläche
eines der Abschnitte in die Nähe
oder in Kontakt mit der Oberfläche
des anderen Abschnitts gebracht, wobei der Vorläufer zwischen den beiden Oberflächen so
positioniert ist, daß ein
Bereich des Vorläufers,
der mit dem Vorsprung des Steckabschnitts in Verbindung steht, in
die entsprechende Nut des Aufnahmebereichs eingebracht oder geschoben
wird und dann zusammengedrückt
wird. Typischerweise ist der Druck, mit dem die Oberflächen zusammengebracht
werden, groß genug,
um den Vorläufer
zwischen dem Steck- und Aufnahmeabschnitt der Vorrichtung zu positionieren
und zusammenzudrücken, aber
nicht so groß,
daß dadurch
der Vorläufer
beschädigt
oder der Vorläufer
anderweitig negativ beeinträchtigt
wird. Im Speziellen ist der Druck groß genug, um einen Bereich des
Vorläufers
zusammenzudrücken
und spezieller, um einen Bereich des Vorläufers zu bilden, der mit einem
Bereich des Vorläufers, der
mit einem zweiten Bereich des Transportelements, wie oben beschrieben,
in Verbindung steht, zu bilden, so daß die Dicke des gebildeten
zweiten Bereichs geringer ist als die Dicke des Vorläuferbereichs/der
Vorläuferbereiche,
der/die mit den ersten Bereichen eines Transportelements in Verbindung stehen.
Zum Beispiel beträgt
das Verhältnis
der Dicke eines jeden der ersten Bereiche zu der Dikke des zweiten
Bereichs, das heißt
die Dicke eines jeden ersten Bereichs/der Dicke des zweiten Bereichs
etwa 1,1 bis 1,9, typischerweise etwa 1,1 bis 1,7 und noch typischer
etwa 1,2 bis 1,5. Entsprechend liegt die Dicke eines jeden der ersten
Bereiche im Bereich von etwa 0,48 bis 0,79 mm (0,019 bis 0,031 Inches) üblicherweise
im Bereich von etwa 0,51 bis 0,76 mm (0,020 bis 0,030 Inches) und
noch üblicher
im Bereich von etwa 0,53 bis 0,69 mm (0,021 bis 0,027), während die
Dicke des zweiten Bereichs im Bereich von etwa 0,38 bis 0,56 mm
(0,015 bis 0,022 Inches), üblicherweise
im Bereich von etwa 0,41 bis 0,53 mm (0,016 bis 0,021 Inches) und
noch üblicher
im Bereich von etwa 0,43 bis 0,51 mm (0,017 bis 0,020 Inches) liegt.
Es wird ein ausreichender Druck ausgeübt, um den gewünschten
Spielraum zwischen den beiden Abschnitten der Preßwerkzeugvorrichtung
zu erhalten, spezifisch um diesen zwischen den beiden Abschnitten
an dem wesentlichen Zen trum des zweiten Bereichs zu erhalten. Der
Spielraum beträgt
typischerweise etwa 0,25 bis 0,51 mm (0,010 bis 0,020 Inches), üblicherweise
etwa 0,30 bis 0,46 mm (0,012 bis 0,018 Inches) und noch üblicher
etwa 0,30 bis 0,38 mm (0,012 bis 0,015 Inches). Oftmals wird auch Hitze
angewandt, um das Transportelement zu bilden, wobei eine solche
Hitze entweder vor oder während
der Druckausübung
angewandt wird, zum Beispiel kann Hitze in einem Temperaturbereich
von etwa 40 bis 120°C
angewandt werden.
-
Im
Anschluß an
das Zusammendrücken
wird das zusammengedrückte
Transportelement aus der Vorrichtung entfernt. In diesen Ausführungsformen, in
denen der Vorläufer
so bemessen ist, daß er
eine Vielzahl von Transportelementen bereitstellt, wird der Vorläufer im
Anschluß in
mehrere Transportelemente zerschnitten.
-
Unter
nochmaliger Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt 2A eine
beispielhafte Ausführungsform
einer Werkzeugvorrichtung, die für
den Einsatz beim Preßformen
von dem porösen
Transportelement der Erfindung geeignet ist. Es ist selbstverständlich,
daß jede
geeignete Preßwerkzeugvorrichtung,
wie beispielsweise in Form von runden oder rotierenden Preßformvorrichtungen
und Ähnliche verwendet
werden können. 2A zeigt
eine Preßwerkzeugvorrichtung 80 mit
einem ersten Element, das heißt
einem Basis- oder Aufnahmeabschnitt 82, wobei der Aufnahmeabschnitt
eine Vertiefung oder eine Nut 84 darin aufweist, und ein
zweites Element, das heißt
einen ausrichtbaren Steckabschnitt oder oberen Abschnitt 86 mit
einem Vorsprung 88, welcher durch die Nut 84 aufgenommen
werden kann. Der Vorsprung 88 stellt ein negatives oder
entgegengesetztes Abbild der gewünschten
Fläche
des porösen Transportelements
dar, welches zusammengedrückt oder
geformt werden soll, wie beispielsweise der zweite Bereich des porösen Transportelements
aus 1A bis 1G. Zu
Beginn sind der Steck- und Aufnahmebereich der Werkzeugvorrichtung,
wie in 2A gezeigt, voneinander beabstandet,
um einen Vorläufer
des Transportelements aufzunehmen. 2B zeigt
einen Vorläufer 100,
der zwischen den beiden Elementen 82 und 86 positioniert
ist.
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2C stellt
eine seitliche Ansicht eines beispielhaften Transportelements dar,
welches durch die betreffenden Verfahren in einem nicht gefalteten Zustand
gebildet wurde, zum Beispiel Transportelement 10 aus 1A.
Ein Transportelement 90 beinhaltet die ersten Bereiche 12 und
den zweiten Bereich 14, wobei die Dicke des zweiten Bereichs
geringer ist als die Dicke der ersten Bereiche, was durch die Preßformverfahren,
wie oben beschrieben, bedingt ist. 2D zeigt
eine seitliche Ansicht des gebildeten Transportelements aus 2C,
welches hierin in seinem gepreßten
oder gefalteten Zustand während
oder nach dem Zusammendrücken
dargestellt ist. Das gepreßte
Transportelement ist dann wirksam mit den anderen Bestandteilen
des Teststreifens auf eine beliebig geeignete Weise verbunden, so
daß das
Transportelement oder vielmehr der zweite Abschnitt davon in seinem
nicht gefalteten Zustand im Wesentlichen direkt oben auf der Membran so
konfiguriert und positioniert ist, daß keine Lücke entsteht oder daß es im
Wesentlichen keine Lücke zwischen
dem Abschnitt selbst und der darunter liegenden Membran gibt, das
heißt
das Element übt eine
Federkraft auf die darunter liegende Membran aus, so daß es auf
oder im Wesentlichen auf der Membran ruht und sogar eine Federkraft
auf die Membran ausüben
kann.
-
VERWENDUNGSVERFAHREN
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Wie
oben zusammengefaßt,
bietet die betreffende Erfindung auch Verfahren für die Bestimmung
der Konzentration eines Analyts in einer Probe, wobei die Verfahren
vorteilhafterweise den wirksamen Transport der Probe zu dem Reaktionsbereich des
Teststreifens ermöglichen.
Spezieller werden Verfahren beschrieben für ein Applizieren einer Fluid-Probe auf einen Teststreifen
der Erfindung, wobei solch ein Teststreifen dazu benutzt wird, um
die Konzentration von wenigstens einem Analyt in einer physiologischen
Probe zu bestimmen. Die betreffenden Verfahren finden ihre Anwendung
in der Bestimmung einer Vielzahl von unterschiedlichen Analytkonzentrationen,
wobei repräsentative
Analyte Glukose, Cholesterin, Laktat, Alkohol und Ähnliche
miteinschließen.
In vielen Ausführungsformen
werden die betreffenden Verfahren eingesetzt, um die Glukosekonzentration
in einer physiologischen Probe zu bestimmen.
-
Während im
Prinzip die betreffenden Verfahren benutzt werden können, um
die Konzentration eines Analyts in einer Reihe von unterschiedlichen physiologischen
Proben zu bestimmen, wie beispielsweise Urin, Tränenflüssigkeit, Speichel und Ähnlichem,
sind diese besonders gut geeignet für die Bestimmung der Konzentration
eines Analyts in interstitiellem Fluid, Blut oder Blutfraktionen
und insbesondere in Vollblut.
-
Im
Allgemeinen wird eine Probe von physiologischem Fluid auf einen
Reaktionsbereich eines Teststreifens der Erfindung appliziert, in
welchem eine solche Probe zu dem Reaktionsbereich transportiert
wird, indem die Probe durch ein Transportelement hindurchpassiert.
Die Probe kann direkt auf das Transportelement appliziert oder zuerst
auf einen Ab schnitt des Teststreifens, der wirksam mit dem Transportelement
verbunden ist, appliziert werden, wobei die Probe dann durch den
Abschnitt zum Transportelement bewegt oder der Transport der Probe
zum Transportelement erleichtert wird. Die verschiedenen Verfahren
von physiologischer Fluidapplikation werden mm detaillierter beschrieben.
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Wie
oben beschrieben, kann Probe direkt auf das Transportelement oder
zuerst auf einen anderen Abschnitt oder eine andere Struktur des
Teststreifens appliziert werden und anschließend zu dem Transportelement
bewegt oder auf andere Art zu diesem hin transportiert werden, bevor
wenigstens ein Teil der Probe dann aus dem Transportelement zu dem Reaktionsbereich
passiert. Anders ausgedrückt
kann Probe direkt oben auf das Transportelement appliziert werden
oder über
eine oder mehrere Seiten des Transportelements dem Transportelement
zugeführt werden,
wobei solche Seitenzuführungen
es dem Benutzer vorteilhafterweise ermöglichen, das Transportelement
zu sehen, das heißt
das Transportelement ist nicht durch den Finger des Benutzers oder durch
eine andere Vorrichtung, welche die Probe enthält, wie beispielsweise eine
Kapillarröhre
oder Ähnliches,
verdeckt, wobei eine solche freie Sicht die Wahrnehmung ermöglicht,
wann das Transportelement mit Probe gesättigt ist, wodurch eine Überladung
des Transportelements vermieden wird, welche zu ungenauen Ablesungen
der Analytkonzentration führen
kann. Entsprechend ist es möglich,
die Probe anfänglich
auf eine oder mehrere Seiten des Teststreifens zu applizieren, wobei
eine solche Probe dann zu dem Transportelement bewegt oder weitergeleitet
wird.
-
In
bestimmten Verfahren wird Probe auf ein Element oder mehrere Elemente,
welche(s) wirksam mit der/den Seite(n) des Transportelements verbunden
ist/sind, appliziert, wie zum Beispiel eine oder mehrere laterale
Verlängerung(en),
wie oben beschrieben, wobei solche Elemente die Probe zu dem Transportelement
transportieren zum Beispiel, indem die Probe durch den Wicking-Effekt
bzw. Dochtwirkungseffekt durch das Probeaufgabeelement zu dem Transportelement
gezogen wird. In bestimmten anderen Verfahren wird die Probe zu
dem Transportelement durch ein Lumen des Probeaufgabeelements transportiert,
typischerweise durch Kapillarkräfte.
Typischerweise wird Probe im Bereich von etwa 1 bis 8 Mikroliter
auf eine oder mehrere laterale Verlängerung(en) appliziert, üblicherweise
im Bereich von etwa 5,5 bis 7,5 Mikroliter und noch üblicher
im Bereich von etwa 6 bis 7 Mikroliter.
-
KITS
-
Durch
die betreffende Erfindung werden auch Kits bereitgestellt für die Benutzung
bei der praktischen Durchführung
der betreffenden Verfahren. Die Kits der betreffenden Erfindung
beinhalten wenigstens einen Teststreifen der Erfindung. Oftmals enthalten
die Kits der betreffenden Erfindung eine Vielzahl solcher Teststreifen.
Die Kits können
auch eine wieder verwendbare oder eine einmal verwendbare Stechhilfe
enthalten, um einen Zugang für und/oder
die Abnahme von Probe aus der Haut bereitzustellen. Des Weiteren
kann das Kit auch ein wieder verwendbares oder einmal verwendbares Messgerät enthalten,
welches mit den betreffenden Teststreifen verwendet werden kann.
Bestimmte Kits können
auch verschiedene Typen von Teststreifen enthalten, beispielsweise
solche, bei denen verschiedene Teststreifen die gleichen Reagenzien
oder unterschiedliche Reagenzien enthalten, beispielsweise elektrochemische
und/oder kolorimetrische Teststreifen. Schlußendlich können die Kits ferner Anweisungen
für den
Gebrauch der betreffenden Vorrichtungen für die Bestimmung der Konzentration
von wenigstens einem Analyt in einer physiologischen Probe enthalten.
Die Anweisungen können
auf ein Substrat, wie etwa Papier oder Kunststoff und so weiter aufgedruckt
sein. Als solche können
die Anweisungen dem Kit als eine Packungsbeilage beiliegen, auf der
Etikettierung des Behälters
des Kits oder der Komponenten des Kits (das heißt in Verbindung mit der Verpackung
oder der Beipackung) und so weiter enthalten sein. In anderen Ausführungsformen
liegen die Anweisungen in Form von elektronisch gespeicherten Daten
auf einem geeigneten computerlesbaren Speichermedium vor, beispielsweise
CD-ROM, Diskette und so weiter.
-
Aus
der oben gegebenen Beschreibung und Ausführung dazu ist es offensichtlich,
daß die
oben beschriebene Erfindung eine einfache, schnelle und bequeme
Art bereitstellt, um eine physiologische Probe zu erhalten und deren
Analytkonzentration zu bestimmen. Die oben beschriebene Erfindung
bietet eine Reihe von Vorteilen, zu denen einfache Anwendbarkeit,
Wirksamkeit und minimales Schmerzempfinden zählen. Als solche stellt die
betreffende Erfindung einen bedeutenden Beitrag auf diesem Gebiet
dar.
-
Obwohl
die vorausgehende Erfindung anhand von bildlichen Darstellungen
und Beispielen zum Zwecke eines besseren Verständnisses in einigen Details
beschrieben wurde, ist es für
einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet aufgrund der Erläuterung
dieser Erfindung selbstverständlich leicht
ersichtlich, daß bestimmte
Veränderung
und Abwandlungen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne
dabei vom Anwendungsbereich der anhängigen Ansprüche abzuweichen.