DE2436598A1 - Stabiler teststreifen zum nachweis von inhaltsstoffen in fluessigkeiten - Google Patents

Stabiler teststreifen zum nachweis von inhaltsstoffen in fluessigkeiten

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Description

BOEHRINGER MANNHEIM GMBH 1928
Stabiler Teststreifen zum Nachweis von Inhaltsstoffen in Flüssigkeiten
In der neueren Zeit haben in Verstärktem Umfang sog. Teststreifen in die Analytik, insbesondere in die klinische Chemie Eingang gefunden. Es sind dies Stücke saugfähigen Materials, auf denen sämtliche für eine Nachweisreaktion nötigen Reagenzien imprägniert sind, und auf denen kurz nach dem Benetzen mit der Untersuchungsflüsi'igkeit die NachweisreaJction abläuft. Es sind eine ganze Reihe solcher Schnellteste bekannt, von denen eine Anzahl auch handelsüblich sind. Ein wichtiges Qualitätsmerkmal eines Schnelltestes ist seine Stabilität auch unter extremen Lagerbedi'jngungen, wie sie beispielsweise in den Tropen vorherrschen1. Es gibt nun eine Reihe hochempfindlicher Schnellteste, die die.'.-e Eigenschaft leider nicht in zufriedenste!.! eu'i·- dern Maße besitzen. Es sind dies beispielsweise die Schnellteste zum Nachweis von Blut oder Hämoglobin und von Ketonkörpern im Harn.
Der Schnelltest zum Nachweis von Blut muß ein organisches bzw. anorganisches Hydroperoxid als Oxidationsmittel neben einem Oxidationsindikator (z.B. o~Tolidin) enthalten. Es ist klar, dciß die Reaktion dieser beiden, die durch Blut in wässriger Phase katalysiert wird, auf dem Teststreifen nicht völlig zu unterbinden ist.
Beim Schnelltest zum .Ketonkörpernachwcis liegt Nitropruscid-Natrium neben einem stark alkalischen Puffer vor. Einerseits funktioniert der Ketoiv-Nachweis nur in stark alkalischer Lösung, andererseits wird aber Nitroprussid-Natrium durch Alkali rasch zersetzt.
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Zur Behebung dieser Schwierigkeiten sind die verschiedensten Maßnahmen ergriffen worden, wie z.B. getrenntes Imprägnieren, Mikroverkapselung, Verdünnung durch Filmbildner, Quellstoffe oder andere Trennsubstanzen. Diese Maßnahmen führten z.T. zu beachtlichen Stabilitätsverbesserungen, sie sind jedoch für extreme Anforderungen meist nicht wirksam genug.
Eine andere Maßnahme zur Stabilisierung ist die strikte räumliche Trennung der unverträglichen Reagenzien, So sind z.B. im US-Patent 3,511,608 Schnellteste, beschrieben, bei denen unverträgliche Reagenzien auf separate Papiere imprägniert sind. Die Papiere werden dann zusammengeheftet/ evtl. unter Zwischenlegung einer undurchlässigen Trennschicht, die vor Gebrauch entfernt v/erden muß. Diese Schnellteste liefern befriedigende Ergebnisse dann, wenn die UntersuchungsfJüsiigkeit von oben eindringt
i
und das obere Papier, zur Beurteilung der Reaktionsfarbe des
unteren Papiers, entfernt werden kann.
IJun hat sich aber bei den handelsüblichen Schnalltesten eine Form durchgesetzt, bei der dcis Testpapier ganz in die Untersuchungsflüssigkeit, z.B. Urin, getemcht wird oder sogar in den Harnstrahl gehalten wird und danach ohne zusätzliche Manipulation mit der Vergleichsfarbe verglichen wird.
Zu diesem Zweck sind meist kleine Stücke des Testpapiers einzeln oder zu mehreren auf einer streifenförmigen Halterung aufgebracht. Bei dieser Art der Handhabung liefert aber die Maßnahme gemäß US-Patent 3,511,608 keine Schnellteste von befriedigender Empfindlichkeit. Das hat zwei Gründe: Einerseits werden beide Testpapiere nahezu gleichzeitig befeuchtet, da ja mindestens die Schnittkanten der relativ kleinen Bezirke offen sind. Die Reagenzien müssen also zueinander diffundieren, was einige Zeit in Anspruch nimmt. Diese Zeit ist dann besonders lang, wenn eines der Reagenzien schwer löslich ist.
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Andererseits entwickelt sich die Hauptmenge der Reaktionsfarbe zwischen den beiden Papieren/ ist also nicht gut sichtbar. Zur Verbesserung der Sichtbarkeit kann man zwar als oberes Papier sehr dünne Qualitäten wählen, bei diesen ist aber die Reagenzienaufnahmekapazität sehr begrenzt, und die Schwierigkeiten bei der Verarbeitung sind wegen der mechanischen Stabilität beträchtlich.
Es bestand nun die Aufgabe, einen stabilen Teststreifen zum Machweis von Inhaltsstoffen in Flüssigkeiten zu entwickeln, der die oben genannten Nachteile nicht aufweist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein stabiler Teststreifen zum Nachweis von Inhaltsstoffen in Flüssigkeiten, bestehend aus zwei Indikatorschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Indikatorschicht aus wasserlöslichem Papier besteht.
Es wurde hamlich überraschenderweise gefunden, daß bei Verwendung eines wasserlöslichen Papieres für die eine Indikatorschicht ein schneller Stoffaustausch stattfindet und gleichzeitig eine gut sichtbare Farbentwicklung gewährleistet ist.
Prinzipiell sind als Bestandteile von wasserlöslichen Papieren alle die Materialien geeignet, die faserige Struktur mit schneller Wasserquellbarkeit verbinden. Diese wasserlöslichen Papiere zerfallen im Wasser fast vollständig unter starker Quellung und werden dabei je nach Fremdfasergehalt mehr oder weniger transparent, Solche Papiere werden beispielsweise gemäß DOS 2.042.781 oder Brit. Pat. Spec. 1.071.706 aus Carboxymethylcellulose allein oder unter Zumischung anderer Fasern (bis zu 30 %) hergestellt. Die Carboxymethylcellulose wird nach der Blattbildung durch Benetzung mit Alkali und nachheriges Trocknen in ihr wasserquellbares Alkalisalz überführt. Andere wasserlösliche Papiere bestehen beispielsweise aus Methylcellulose-Fasern mit einem CH3O-Gehalt von 5-15 % (UdSSR-Patente 324.329 und 324.330).
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Sollten den wasserlöslichen Papieren von der Herstellung her noch Alkalireste anhaften, so können sie mit flüchtigen organischen Säuren in Organischen Lösungsmitteln neutralisiert werden, ohne daß die Quellbarkeit beeinflußtwird.
Die wasserlöslichen Papiere können Flächengewichte von 10 bis
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100 g/m , vorzugsweise 25 bis 60 g/m besitzen.
Für das untere Reagenzpapier kann nahezu beliebiges Filterpapier oder Faservlies gewählt werden, es muß nur eine einigermaßen lockere Struktur besitzen, damit die Diffusion der Reagenzien nicht zu stark behindert ist.
Die Mengen der Reagenzien auf beiden Papieren können im allgemeinen ähnlich wie bei bekannten Testpapieren gewählt v/erden, es empfiehlt sich manchmal, sie etwas höher zu dosieren.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schnellteste kann man wie folgt verfahren:
Das in seiner Stabilität gefährdete Reagenz wird beispielsweise aus einem organischen Lösungsmittel auf das wasserlösliche Papier imprägniert, gegebenenfalls zusammen mit anderen stabilitätsneutralen oder Stabilitätserhöhenden Zusätzen. Die übrigen Reagensien imprägniert man z.B. auf gewöhnliches Filterpapier oder Faservlies. Die Verteilung der Reagenzien kann natürlich auch umgekehrt erfolgen, wichtig ist die räumliche Trennung der unverträglichen Reagenzien. Zweckmäßig sollte die für die Farbreaktion wichtige Komponente im löslichen Papier lokalisiert werden. Beide imprägnierten Papiere werden nun aufeinandergelegt, wobei das wasserlösliche Papier nach oben kommt und beide Papiere zusammen vorzugsweise zwischen einer Kunststoff-Folie und einem feinmaschigen Netzwerk gemäß DBP 2.118.455 eingesiegelt werden. Man kann auch das untere Papier auf einen Kunststoff-Streifen aufkleben, und das wasserlösliche Papier mittels eines wasserlöslichen Klebers oder einer
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Klebstoff-Rasterung darauf befestigen. Bei Teststreifen dieser Art besteht jedoch die Gefahr, daß das lösliche Papier nach der Befeuchtung abgewischt oder abgespült wird, beispielsweise bei der Anwendung im HarnstrahI.
Der erfindungsgemäße Teststreifen zum Nachweis von Blut im Harn wird unter Verwendung der üblichen Reagenzien hergestellt. Vorteilhaft kann man in Anlehnung an DBP 2.235.127 und DAS 2.235.152 wie folgt vorgehen: Ein Filterpapier oder Faservlies wird mit einer Lösung, welche ein festes organisches Hydroperoxid, ein Phosphorsäuretriamid, ein Benzochinolin, einen Puffer und ein langkettiges organisches BuIfonat enthält, imprägniert, Ein wasserlösliches Papier wird mit einer methanolischen Lösung von o-Tolidin oder eines seiner Salze und eines Phosphorsäuretriamids getränkt. Beide Papiere werden zusammen zwischen einer Kunststoff-Folie und einem feinmaschigen Netzwerk eingesiegelt. Der Teststreifen, der auf diese Weise hergestellt wurde, reagiert bei Eintauchen in Harn praktisch genauso wie ein Streifen, bei dem alle Reagenzien auf ein Papier imprägniert wurden, ist aber im Gegensatz zu diesem nahezu unbegrenzt haltbar.
Der erfindungsgemäße Teststreifen zum Nachweis von Ketonkörpern im Urin wird unter Verwendung der üblichen Reagenzien hergestellt. Vorteilhaft kann man in Anlehnung an DAS 1.256.920 vorgehen: Das Filterpapier oder Faservlies wird mit einer Lösung von Phosphatpuffer und Glycin imprägniert. Das wasserlösliche Papier tränkt man mit einer methanolischen Lösung von Nitroprussid-Natrium und siegelt beide Papiere wie oben beschrieben ein.
Der erfindungsgemäße Teststreifen zum Nachweis von Nitrat im Harn wird unter Verwendung der üblichen Reagenzien hergestellt. Vorteilhaft keinn man über ein mit Zinkstaub bestrichenes Filterpapier ein lösliches Papier siegeln, welches mit Nitrit-Nachweis-Reagenzien gemäß DBP 1.941.370 getränkt ist. Ein solcher Schnelltest ist auf einem bisher verwendeten Testpapier nicht herstell-
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— Ό
:>ar, da Zink in Gegenwart des sauren Nitrit-Reagenzes nicht stabil ist.
Durch folgende Beispiele soll die Herstellung der Teststreifen näher erläutert werden:
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Beispiel 1
Blut-Test
25 ml g
0,5 g
1,6 g
1,0 g
12,7 g
1,0 ml
35,0 ml
100,0
Filterpapier (2316 von Schleicher & Schüll) wird mit einer Lösung folgender Zusammensetzung getränkt und anschließend getrocknet:
1,2 molarer Citratpuffer pH 5,25
Äthylendiarnintetraessigsäure, Dinatriumsalz
2,5-Dimethylhexan-2,5-dihydroperoxid (etwa 80 %ig)
Phenanthridin
Phosphorsäuretrimorpholid
Dioctylnatriumsulfosuccinat
Methanol
Wasser, dest. ad
Testpapier_B
Ein wasserlösliches Papier aus 90 % Carboxymethylcellulose und
2
% Cellulose (Flächengewicht 30 g/m ) wird mit einer Lösung folgender Zusammensetzung j-mprägniert und anschließend getrocknet:
o-Tolidin 1,0 g
Phosphorsäuretrimorpholid 3,0 g
Eisessig 8,0 ml
Wasser, dest. 10,0 ml
Methanol ad 100,0 ml
Die Testpapiere A und B werden in 6 ltim breite .Streifen geschnitten und zusammen, B über A, zwischen Bändern aus PoIyäthylen-kaschierter Polyesterfolie und feinmaschigem Nylonnetz eingesiegelt. Die Bänder werden quer in 6 mm breite Streifen
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geschnitten und man erhält auf diese Weise Teststäbchen, die nahe dem unteren Ende den quadratischen reaktiven Bezirk unter dem Netzwerk tragen.
Taucht man diese Teststäbchen in bluthaltigen Urin, so erhält man je nach Blutkonzentration mehr oder weniger starke blaugrüne Färbungen. Die Nachweis-Empfindlichkeit ist etwa gleich der eines singulären Testpapieres, welches aus Testpapier A durch Imprägnieren mit einer Lösung von 0,2 g o-Tolidin in 100 ml Toluol und anschließendes Trocknen hergestellt wird. Während jedoch dieses Testpapier nach ca. halbjähriger Lagerung erheblich an Empfindlichkeit einbüßt, ist die Reaktivität des erfindungsgemäßen Teststreifens praktisch nicht verändert.
Beispiel
Keton-Test
Ein Cellulose-Polyamid-Mischvlies wird mit einer Lösung folgender Zusammensetzung getränkt und anschließend getrocknet:
Trinatriumphosphat-Dodekahydrat 21,0 g
Dinatriumhydrogenphosphat 9,0 g
Glycin · 18,7 g
Wasser, dest. 100,0 ml
Testpapier B
Ein lösliches Papier aus 100 % Carboxymethylcellulose vom
Flächengewicht 60 g/m wird zunächst mit einer Lösung von je 5 % Eisessig und Wasser in Methanol imprägniert und getrocknet. Danach wird mit einer 3 %igen methanolischen Lösung von Nitroprussid-Natrium nachimprägniert und erneut getrocknet.
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w Q _
Die Testpapiere A und B werden in 6-mm breite Streifen geschnitten und zusammen, B über A, wie in Beispiel 1 beschrieben, eingesiegelt, Die erhaltenen Teststäbchen reagieren mit Acetoacetat-haltigera Urin mit violetter Farbe und behalten ihre Reaktivität auch nach einwochiger Temperaturbelastung bei 60 C.
Ein singuläres Testpapier, welches durch Nachimprägnation von Testpapier A mit einer einprozentigen methanolischen Lösung von Nitroprussldnatrium hergestellt wurde, ist nach dieser Belastung fast vollständig zerstört.
Beispiel
Nitrat-Test
Testpapie£_A
Filterpapier wird mit einem Brei aus Zinkstaub und 1 %iger methanolischer Lösung von Polyvinylpyrrolidon dünn bestrichen und getrocknet.
Ein lösliches Papier aus 100 % Carboxymethylcellulose vom
Flächengewicht 60 g/m wird mit einer Lösung folgender Zusammensetzung imprägniert und anschließend getrocknet:
Sulfanilamid 0,17 g
3-Hydroxy-l,2,3,4-tetrahydrobenzo(h)chinolin 0,98 g Weinsäure 2,5 g
Eisessig 8 ml
Wasser · 20 ml
Methanol ad 100 ml
Die Testpapiere A und B werden in 6 mm breite Streifen geschnitten und zusammen, B über A, wie in Beispiel 1 beschrieben, eingesiegelt.
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Die erhaltenen Teststäbchen reagieren mit nitrathaltigen Flüssigkeiten mit roter Farbe und zwar auch nach dreitägiger Temperaturbelastung bei 60 C. Bei einem singulären Testpapier wird das metallische Zink durch die Säure in kurzer Zeit zersetzt, wobei das Testpapier unbrauchbar wird.
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Claims (10)

Patentansprüche
1.) Stabiler Teststreifen zum Nachweis von Inhaltsstoffen in Flüssigkeiten, bestehend aus zwei Indikatorschichten dadurch gekennzeichnet, daß die eine Indikatorschicht aus wasserlöslichem Papier besteht.
2. Teststreifen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Papier aus Methylcellulose oder dem Alkali-Salz der Carboxymethylcellulose, gewünschtenfalls mit einem Zusatz an anderen Fasern, besteht.
3. Teststreifen gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Fasern aus Cellulose bestehen.
4. Teststreifen gernäß Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß das wasserlösliche Papier ein Flächengewicht von 10 -
2
100 g/m besitzt.
5. Teststreifen gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wass
besitzt.
das wasserlösliche Papier ein Flächangewicht von 25 - 60 g/m
6. Teststreifen gemäß Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Indikatorschicht aus saugfähigem Papier oder Vlies besteht.
7. Stabiler Teststreifen zum Nachweis von Blut im Harn, bestehend aus zwei Indikatorschichten, welche mit den üblichen Reagenzien zum Blut-Nachweis imprägniert sind, wobei die eine Indikatorschicht aus wasserlöslichem Papier besteht.
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8. Stabiler Teststreifen zum Nachweis von KetonkÖrpern im Harn, bestehend aus zwei Indikatorschichten, welche mit den üblichen Reagenzien zum Ketonkörper-Nachweis imprägniert sind, wobei die eine Indikatorschicht aus wasserlöslichem Papier besteht.
9. Stabiler Teststreifen zum Nachweis von Nitrat im Harn, bestellend aus zwei Indikatorschichten, welche mit den üblichen Reagenzien zum Nitrat-Nachweis imprägniert sind, wobei die eine Indikatorschicht aus wasserlöslichem Papier besteht.
10. Verfahren zur Herstellung von stabilen Teststreifen zum Nachweis von Inhaltsstoffen in Flüssigkeiten, wobei man zwei Indikatorschichten jeweils mit einem Teil der üblichen Reagenzien imprägniert und trocknet, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Indikatorschicht aus wasserlöslichem Papier besteht.
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