Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erfassung der Dichteverhältnisse oder der Aktivitätsverhältnisse von Elektrolyten in Lösungen durch Inkontaktbringen der Flüssigkeit mit einem geeigneten Reagenz und Auswertung der angezeigten Farbänderung und ein Reagenz zu dessen Ausführung.
Beschreibung[de]
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Dichteverhältnisse
bzw. der Aktivitätsverhältnisse von Elektrolyten in wäßrigen Flüssigkeiten sowie
ein Mittel zu dessen Ausführung.
Charakteristik des Standes der Technik
Die Dichte von Flüssigkeiten läßt sich mit unterschiedlichen Mitteln
und physikalischen Methoden wie mit Pyknometern, Aräometern, Refraktometern oder
nach der Auftriebsmethode mit einer hydrostatischen Waage oder mit der Mohrschen
Waage ermitteln. Die Dichte läßt sich mit solchen Methoden mit guter Genauigkeit
bestimmen, jedoch sind hierfür bestimmte Geräte und kostenintensive Kalibrierungs-
und Temperierungsarbeiten erforderlich. Die heutigen Anstrengungen gehen dahin,
mit einfacheren Methoden zu gleichwertigen Aussagen zu kommen. Diesem Bedürfnis
entspringt die Entwicklung von Schnelltests für die klinische Diagnostik, mit denen
dem Arzt und seinen Mitarbeitern in Praxis und Klinik ein unkompliziertes, zu raschen
Ergebnissen führendes, zuverlässiges Hilfsmittel bereitgestellt werden soll.
Die Ermittlung des spezifischen Gewichtes mittels Teststreifen ist
aufgrund der visuellen Auswertung einfach, kostengünstig und zeitsparend. Außerdem
gestattet die Kombination mehrerer Testfelder auf einen Streifen eine rationelle
Vorfelddiagnostik. Die Routineuntersuchung des Harns mit Multiparameter-Teststreifen
gestattet die Erfassung des kompletten chemischen Urinstatus und stellt so einen
ersten Schritt zur Diagnose verschiedener Krankheiten dar.
In der US-A-4,318,709 und der korrespondierenden DE-A-29 44 980 wird
ein Verfahren zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes bzw. der Ionenstärke beschrieben,
indem die Probe mit einem Reagenz reagiert, das sich aus schwach sauren oder schwach
basischen, zu mindestens 50% neutralisierten Polyelektrolyten und einem Indikator
zusammensetzt.
In dem in der EP-A-0 114 315 beschriebenen Verfahren dienen ein schwach
basischer Polyelektrolytpolymer, der durch eine starke organische Säure neutralisiert
wird und ein Indikator als Reagenz.
Das in der EP-A-0 023 631 aufgeführte Reagenz setzt sich aus einem
stark sauren oder stark basischen Polyelektrolytpolymer, einer Puffersubstanz und
einem pH-Indikator zusammen.
In der EP 0 513 564 wird ein
Verfahren offenbart, in dem sich das Reagenz aus gepuffertem Reagenz, Detergenz
und einem pH-Indikator zusammensetzt.
Im Verfahren der EP 0 349 934
werden statt Polyelektrolytpolymere mindest eine pH-Puffersubstanz und/oder ein
Komplexbildner und ein pH-Indikator verwendet.
Auch aus der US 4,376,827
ist ein Verfahren bekannt, in dem stark saure oder stark basische Polyelektrolytpolymere,
Puffersubstanzen und ein Indikator als Reagenz verwendet werden.
Verfahren, die auf Reagenzien basieren, die Polyelektrolytpolymere
enthalten, haben den Nachteil, daß die durch den pH-Sprung hervorgerufene Farbe
innerhalb kurzer Zeit rasch Änderungen unterworfen ist.
Das hat zur Folge, daß sich Ergebnisse, die nach einer Minute ermittelt
wurden, stark von denen unterscheiden können, die nach zwei oder mehr Minuten abgelesen
wurden.
Wenn demzufolge der Test von nicht speziell dafür ausgebildeten Personen,
z.B. einem beliebigen Patienten ausgeführt wird, und die Ablesung nicht immer zur
gleichen, vom Hersteller des Streifens vorgegebenen Zeit erfolgt, kann folgenschwer
der Gesundheitszustand fehlinterpretiert werden.
Ziel der Erfindung
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung
der Ionenstärke bzw. der Dichteverhältnisse einer wäßrigen Flüssigkeit zur Verfügung
zu stellen, das Ergebnisse liefert, die während der Testdurchführung
über längere Zeit hinweg konstant bleiben und daß entsprechend dem Verfahren hergestellte
Teststreifen schnelle und zuverlässige Aussagen über pathologische Veränderungen
im Urin ermöglichen
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Aufgabe wird gelöst von dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung
der Ionenstärke bzw. der Dichteverhältnisse einer wäßrigen Flüssigkeit durch Inkontaktbringen
der Flüssigkeit mit einem geeigneten Reagenz und Auswertung der Farbänderung, dadurch
gekennzeichnet, daß das Reagenz einen Ampholyt mit oder ohne Peptidbindung, Salze
und organische Farbstoffe bzw. einen Ampholyt mit oder ohne Peptidbindung, Salze,
organische Farbstoffe und eine Invertseife enthält.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß durch Zusatz von Ampholyten
zu den dem Fachmann an und für sich bekannten Indikatoren und verwendeten Substanzen
und Puffersalzen, die in einer Konzentration von 50–300 mmol/l eingesetzt
werden und einen pH-Wert von 6,8 bis 8,2, vorzugsweise 7 bis 7,6 ergeben oder durch
Zusatz eines Ampholyten und einer Invertseife mit Brönsted Säurecharakter, die in
einer Konzentration von 0,1 bis 3% Gewichtsprozente (w/v) eingesetzt wird, zu den
dem Fachmann an und für sich bekannten Indikatoren und verwendeten Substanzen und
Puffersalzen, die in einer Konzentration von 50–300 mmol/l eingesetzt werden
und einen pH-Wert von 6,8 bis 8,2, vorzugsweise 7 bis 7,6 ergeben und durch weiteren
Zusatz von Farbstoffen, die im relevanten Bereich keinen Farbänderungen unterliegen,
Reagenzien erhalten werden, mit denen bei Änderungen der Ionenstärke bzw. der Dichteverhältnisse
direkt Farbänderungen erzielt werden, die sich durch hohe Farbbrillanz und sehr
feine Farbabstufungen in Abhängigkeit der Änderungen der Dichte und der Ionenstärke
auszeichnen.
Das Reagenz enthält als Indikator vorzugsweise Thymolsulfophthalein
oder Dibromthymolsulfophthalein. Bevorzugte Konzentrationen des Indikators im zum
Imprägnieren verwendeten Reagenz sind 1–50 mmol/l, vorteilhaft 2–20
mmol/l.
Als Ampholyt ohne Peptidbindung wird eine Verbindung der allgemeinen
Formel I und als Ampholyt mit Peptidbindung wird eine Verbindung der allgemeinen
Formel II ausgewählt,
H2N-CH(R)-CO-OHIH2N-CH(R1)-CO-(NH-CH(R2)-CO]n-NH-CH(R3)-COOHII
in der R einen aliphatischen Rest Cn=3-5, Hn=5-10, Nn=1-3,
On=0-2 oder einen Alkylrest oder eine methylsubstituierte heterocyclische
Verbindung Cn=3-5, Hn=4-6, Nn=1-3 darstellen und
n den Wert von 0 bis 5000, vorzugsweise von 0 bis 500 annehmen kann und R1, R2,
R3 gleich oder verschieden sind und vorzugsweise einen aliphatischen Rest Cn=3-5,
Hn=5-10, Nn=1-3, On=0-2 oder eine methylsubstituierte
heterocyclische Verbindung Cn=3-5, Hn=4-6, Nn=1-3
darstellen, aber auch einen substituierten oder nichtsubstituierten Benzylring oder
einen Alkylrest annehmen kann. Der Ampholyt wird in einer bevorzugten Konzentration
von 0,2 bis 20 mmol/l, vorteilhaft von 0,5 bis 10 mmol/l eingesetzt.
Zur Verbesserung der Farbbrillanz und zwecks Erreichen guter Farbabstufungen
können Farbstoffe, vorzugsweise Tropäolin-Farbstoff, der in einer bevorzugten Konzentration
von 0,05 bis 20 mmol/l eingesetzt wird und dessen Eigenschaften beispielsweise in
Römpp Chemie Lexikon, Georg Thieme Verlag 1995, Stichwort „Tropäolin" beschrieben
sind, zugesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Reagenz ist vorzugsweise auf einem saugfähigen
Träger imprägniert.
Das Reagenz kann weiterhin dem Fachmann bekannte Zusatzstoffe wie
beispielsweise Stabilisatoren, Netzmittel oder Quellmittel enthalten.
Die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist die, daß auf einem
Teststreifen ein Testfeld aufgebracht wird, das mit einer Lösung des Reagenz getränkt
und getrocknet wurde. Das Testfeld wird mit dem zu untersuchenden Harn in Kontakt
gebracht, zum Beispiel durch Eintauchen des Streifens in Harn und Herausnahme nach
wenigen (ca. 1–3) Sekunden. Die Farbe die das Testfeld angenommen hat, wird
mit einer Farbskala verglichen, die dem Teststreifen beiliegt. Jeder Farbe der Skala
ist dabei ein Wert für ein spezifisches Gewicht zugeordnet.
In einer im allgemeinen bevorzugten Ausführungsform befindet sich
das Testfeld auf einen Multiparameter-Teststreifen.
Alternativ zur visuellen Auswertung kann das Testfeld in einem Instrument,
wie es z.B. unter dem Namen „CombiScan" (Analyticon Biotechnologies AG, Lichtenfels,
Deutschland) bekannt ist, reflexionsfotometrisch gemessen werden.
Die Auswertung im erfindungsgemäßen Verfahren kann auf an und für
sich bekannte Art und Weise mittels einer Eichkurve erfolgen. Während im Falle der
visuellen Auswertung beispielsweise eine Farbskala als Eichkurve verwandt werden
kann, können in der Auswertung mit dem Gerät Remissionswerte Grundlage für die Erstellung
der Eichkurve sein.
Die Auswertung einer Bestimmung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist bereits nach 30 Sekunden möglich, die entstandene Farbe bleibt über einen langen
Zeitraum von mindestens 15 Minuten bestehen, so daß bei größeren Meßreihen, die
sich über einen längeren Zeitraum hinziehen, direkte Vergleiche der Ergebnisse möglich
sind.
AusführungsbeispieleBeispiel 1
Papier der Sartorius group Spezialpapier Filtrak GmbH (BF2) wird mit
folgender Lösung imprägniert und im Luftstrom getrocknet:
In 900 ml Phosphatpuffer [Dinatrium hydrogenphosphatlösung (0,2 mol/l) mit Natriumhydrogenphosphatlösung
(0,2 mol/l) auf pH 7,5 eingestellt] werden 0,579 g C21 H30N8O4.2C2H4O2
gelöst und 100 ml einer methanolischen Lösung, die 2,496 g Dibromthymolsulfophthalein
und 5,6 mmol Tropäolin C16H11N2NaO4S
enthält, zugegeben.
Auf einen flexiblen Plastikträger werden 5 × 5 mm große Quadrate
des Testpapiers aufgeklebt, die nach Eintauchen in Urine mit unterschiedlicher Dichte
visuelle und reflexionsfotometrisch ausgewertet werden können.
Beispiel 2
Papier der Sartorius group Spezialpapier Filtrak GmbH ( BF2) wird
mit folgender Lösung imprägniert und getrocknet:
In 900 ml Phosphatpuffer [Dinatrium hydrogenphosphatlösung (0,2 mol/l) mit Natriumhydrogenphosphatlösung
(0,2 mol/l) auf pH 7,5 eingestellt] werden 0,604 g C12H26N6O3
(freie Base) und 5,01 g Invertseife CH3(CH2)15P[(CH2)3CH3]3Br
gelöst und 100 ml einer methanolischen Lösung, die 2,496 g Dibromthymolsulfophthalein
C27H28Br2O5S und 5,6 mmol Tropäolin
C16H11N2NaO4S enthält, zugegeben.
Auf einen flexiblen Plastikträger werden 5 × 5 mm große Quadrate
des Testpapiers aufgeklebt, die nach Eintauchen in Urine mit unterschiedlicher Dichte
visuelle und reflexionsfotometrisch ausgewertet werden können.
Beispiel 3
Papier der Sartorius group Spezialpapier Filtrak GmbH (BF2) wird mit
folgender Lösung imprägniert und getrocknet:
In 900 ml Phosphatpuffer [Dinatrium hydrogenphosphatlösung (0,2 mol/l) mit Natriumhydrogenphosphatlösung
(0,2 mol/l) auf pH 7,5 eingestellt] werden 0,604 g C12H26N6O3
(freie Base) und 4,4 g C27H50NCl.H2O gelöst und
100 ml einer methanolischen Lösung, die 2,496 g Dibromthymolsulfophthalein und 5,6
mmol Tropäolin C16H11N2NaO4S enthält,
zugegeben. Auf einen flexiblen Plastikträger werden 5 × 5 mm große Quadrate
des Testpapiers aufgeklebt, die nach Eintauchen in Urine mit unterschiedlicher Dichte
visuelle und reflexionsfotometrisch ausgewertet werden können. Kochsalzlösung unterschiedlichen
spezifischen Gewichtes
Beispiel 2
Papier der Sartorius group Spezialpapier Filtrak GmbH ( BF2) wird
mit folgender Lösung imprägniert und im Luftstrom getrocknet:
In 900 ml Phosphatpuffer [Dinatrium hydrogenphosphatlösung (0,2 mol/l) mit Natriumhydrogenphosphatlösung
(0,2 mol/l) auf pH 7,5 eingestellt] werden 0,604 g C12H26N6O3
(freie Base) und 4,4 g Invertseife C6H5CH2N[(CH2)17CH3]CH3)2Cl.H2O
gelöst und 100 ml einer methanolischen Lösung, die 2,496 g Dibromthymolsulfophthalein
C27H28Br2O5S und 5,6 mmol Tropäolin
C16H11N2NaO4S enthält, zugegeben.
Auf einen flexiblen Plastikträger werden 5 × 5 mm große Quadrate
des Testpapier aufgeklebt, die nach Eintauchen in Urine mit unterschiedlicher Dichte
visuelle und reflexionsfotometrisch ausgewertet werden können.
Anspruch[de]
Verfahren zur Ermittlung der Ionenstärke bzw. der Dichteverhältnisse
einer wäßrigen Flüssigkeit durch Inkontaktbringen der Flüssigkeit mit einem geeigneten
Reagenz und Auswertung der Farbänderung, dadurch gekennzeichnet, daß das
Reagenz einen Ampholyt mit oder ohne Peptidbindung, Salze und organische Farbstoffe
bzw. einen Ampholyt mit oder ohne Peptidbindung, Salze, organische Farbstoffe und
eine Invertseife enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ampholyt
ohne Peptidbindung eine Verbindung der allgemeinen Formel I und als Ampholyt mit
Peptidbindung eine Verbindung der allgemeinen Formel II ausgewählt wird,
H2N-CH(R)-CO-OHIH2N-CH(R1)-CO-[NH-CH(R2)-CO]n-NH-CH(R3)-COOHII
in der R einen aliphatischen Rest Cn=3-5, Hn=5-10, Nn=1-3,
On=0-2 oder einen Alkylrest oder eine methylsubstituierte heterocyclische
Verbindung Cn=3-5, Hn=4-6, Nn=1-3 darstellen und
n den Wert von 0 bis 5000, vorzugsweise von 0 bis 500 annehmen kann und R1, R2,
R3 gleich oder verschieden sind und vorzugsweise einen aliphatischen Rest Cn=3-5,
Hn=5-10, Nn=1-3, On=0-2 oder eine methylsubstituierte
heterocyclische Verbindung Cn=3-5, Hn=4-6, Nn=1-3
darstellen, aber auch einen substituierten oder nichtsubstituierten Benzylring oder
einen Alkylrest annehmen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen
Farbstoffe aus einer farbändernden Substanz, die bei Änderung der Dichte oder der
Ionenstärke ihre Farbe ändert und einem Farbstoff, der im relevanten Bereich seine
Farbe nicht ändert, bestehen.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reagenz
auf einem saugfähigen Träger imprägniert ist.
Reagenz zur Ermittlung der Ionenstärke bzw. der Dichteverhältnisse
einer wäßrigen Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Ampholyt mit oder
ohne Peptidbindung, Salze und organische Farbstoffe bzw. einen Ampholyt mit oder
ohne Peptidbindung, Salze, organische Farbstoffe und eine Invertseife enthält.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Ampholyt
ohne Peptidbindung eine Verbindung der allgemeinen Formel I und als Ampholyt mit
Peptidbindung eine Verbindung der allgemeinen Formel II ausgewählt wird, wie unter
Anspruch 2 formuliert.
Reagenz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen
Farbstoffe aus einer farbändernden Substanz, die bei Änderung der Dichte oder der
Ionenstärke ihre Farbe ändert, und einem Farbstoff, der im relevanten Bereich seine
Farbe nicht ändert, bestehen.
Teststreifen zur Ermittlung der Ionenstärke bzw. der Dichteverhältnisse
einer wäßrigen Flüssigkeit aus einem Kunststoffstreifen, der mit einem Reagenz nach
Anspruch 1 imprägnierten saugfähigen Träger verbunden ist.
