Testelemente für diagnostische Vorrichtungen, z. B. Blutzuckermesssysteme, werden vielfach von den Patienten selbst angewendet. Die Anwendung umfasst im Allgemeinen das Aufbringen einer Probe von Körperflüssigkeit, z. B. Blut, auf das Testelement, das Einführen des Testelements in eine Messvorrichtung und die Bestimmung eines Analyten aus der Körperflüssigkeit in der Messvorrichtung. Dabei war bisher der Verbleib von überschüssigem Probenmaterial, z. B. Blut, alleine dem Anwender überlassen. Bei Entsorgung des Testelements konnte dieses Probenmaterial je nach Entsorgungsort eine ernste Verschmutzungsgefahr und ein Hygieneproblem darstellen. Besonders relevant war dieses Problem bei Teststreifen mit Kapillarspalt, bei denen es oftmals zum Anhaften von Blut an der Außenseite der Kapillare kam.

Der aktuelle Trend bei Blutzuckermesssystemen läuft auf eine zunehmende Integration der Handhabungsschritte und Systemeinzelteile hinaus. Dabei werden die Testelemente oftmals in bzw. durch die Messvorrichtung gezogen. Auf dem Weg des Testelements durch die Vorrichtung stellt jedes außen am Testelement anhaftendes Probenmaterial ein Verschmutzungsrisiko des Messgeräts dar. Insbesondere besteht dieses Verschmutzungsrisiko des Messgeräts bei der Remagazinierung der Teststreifen. Hierbei werden Teststreifen, nachdem eine Probenaufgabe an einem Teststreifen erfolgt ist, innerhalb des Messgerätes transportiert. Ein Verschmutzungsrisiko besteht folglich zum einen während des Testelementtransports, nachdem eine Probe aufgegeben wurde, und zum

anderen durch die Lagerung bereits verwendeter Testelemente innerhalb des Magazins. Hierbei besteht das Risiko, dass getrocknetes Blut vom Testelement abfällt, sodass eine Verschmutzung des Magazingehäuses bzw. eine Kontamination noch zur Verwendung vorgesehener Testelemente bedingt wird.

Ein weiteres Problem ist, dass an der Außenseite von Testelementen angetrocknetes Probenmaterial abkrümeln und Geräteteile, Optik und die Umwelt kontaminieren kann.

WO 97/46887 beschreibt eine Remagazinierung von Küvetten bzw.

Testelementen. Überflüssige Probenreste, z. B. Blutreste, werden dabei durch ein vorstehendes Ende des Testelements aufgefangen, sodass Kontaminationen des Messgerätes bei der Remagazinierung vermieden werden können. Diese Maßnahme ist jedoch konstruktiv aufwändig und führt nicht zu einer zuverlässigen Vermeidung von Verschmutzungen bei der Remagazinierung.

Es besteht deshalb ein Bedarf nach Testelementen und Testverfahren, bei denen eine Verschmutzung durch Probenmaterial, insbesondere bei der Remagazinierung, möglichst weitgehend vermieden werden kann. Versuche zur hydrophoben Beschichtung von Testelementen mit Tensiden und Wachsen, mit Teflonfolien und Spray sowie mit Silikon-haltigen Hydrophobisierungsmitteln erwiesen sich jedoch weitgehend als erfolglos.

Bei Beschichtung von Testelementen mit hydrophoben strukturierten Oberflächen, welche auch unter dem Namen Lotus-Oberflächen bekannt sind, wurde überraschenderweise gefunden, dass eine Verschmutzung mit Probenmaterial, insbesondere mit Blut, weitestgehend ausgeschlossen werden kann. Insbesondere bei Testelementen, die eine Kanalöffnung bzw. einen Spalt zur Aufnahme und zum Transport von Probenmaterial aufweisen, konnte gezeigt werden, dass durch Lotus-Oberflächen eine ausschließliche Benetzung der Kanalöffnung bzw. des Spaltes erzielt wird

Darüber hinaus hat die Beschichtung mit Lotus-Oberflächen den Vorteil, dass eine genaue Dosierung und somit eine Reduktion des Probenvolumens möglich ist, wie es im Folgenden ausführlich dargelegt wird.

Insbesondere eignet sich die Lotus-Oberflächen-Beschichtung für Testelemente mit hydrophiler Kapillarstruktur, da bei derartigen Testelementen mit einer Verschmutzung des Randbereiches der Testelemente und somit des Messgerätes gerechnet werden muss. Bei derartigen Systemen ragen die Testelemente während der Blutaufgabe zunächst aus dem Gerät heraus. Das Blut wird von dem Benutzer auf dem aus dem Gerät hervorstehenden Ende des Testelements, an dem die Öffnung der Kapillare angeordnet ist, aufgetragen. Bei Beschichtung des Testelements mit einer Lotus-Oberfläche, zumindest im Bereicht der Öffnung, wird überschüssiges Blut entweder in die Kapillare eingesaugt oder tropft Testelementrand ab, sodass ausschließlich der Kapillarspalt des Testelements benetzt wird, wobei an dem den Kapillarspalt umgebenden Bereich des Testelements kein Blut anhaftet.

Ein Gegenstand der Erfindung ist somit ein analytisches Testelement zur Bestimmung eines Analyten in einer Flüssigkeit, umfassend - einen inerten Träger, - eine Aufgabezone für Probenmaterial, - eine Nachweiszone zur Bestimmung des Analyten, und - einen Kanal oder Spalt zum Transport von Flüssigkeit von der Aufgabezone zur Nachweiszone, wobei das Testelement zumindest in einem Bereich um die Aufgabezone eine hydrophobe strukturierte Oberfläche aufweist.

Bei hydrophob strukturierten Oberflächen bzw. Lotus-Effekt-Oberflächen handelt es sich um selbstreinigende Oberflächen, die Erhebungen aufweisen, wobei der mittlere Abstand zwischen Erhebungen vorzugsweise

im Bereich von 50 nm bis 200 um, besonders bevorzugt im Bereich von 50 nm bis 10 um und die mittlere Höhe der Erhebungen vorzugsweise im Bereich von 50 nm bis 100 um, besonders bevorzugt im Bereich von 50 nm bis 10 um, liegt. Weiterhin zeichnet sich Lotus-Effekt-Oberflächen vorzugsweise durch eine Oberflächenenergie von weniger als vorzugsweise 20 mN/m sowie durch einen Kontaktwinkel von vorzugsweise > 120° und bis zu 160° gegenüber wässrigen Systemen auf. Zumindest die Erhebungen bestehen aus hydrophoben Materialen, beispielsweise Nanopartikeln mit hydrophoben Eigenschaften. Bevorzugte Beispiele für Oberflächen mit Lotus-Effekt sind in EP-B-0 772 514, EP-B-0 933 388, EP-A-1 018 531, EP- A-1 040 874, EP-B-1 171 529, EP-A-1 249 280 und EP-A-1 249 467 beschrieben, auf deren Offenbarung hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.

Strukturierte hydrophobe Oberflächen mit Lotus-Effekt können, wie in den oben genannten Dokumenten beschrieben, durch viele verschiedene Methoden erzeugt werden, z. B. durch Beschichten, Tränken, Sprühen, Koextrudieren oder durch Spritzguss. Bevorzugt ist das Aufsprühen einer Suspension von hydrophoben Nanopartikeln.

Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, welches eine Fixierung der hydrophoben strukturierten Beschichtung auf der Oberfläche des Testelements beinhaltet. Dabei wird vorzugsweise zunächst eine härtbare Substanz auf die zu beschichtenden Bereiche des Testelements aufgebracht, anschließend werden hydrophobe Partikel, mit günstigerweise zerklüfteten Strukturen, auf die zu beschichtenden Bereiche aufgebracht und danach werden die Partikel durch Härten fixiert, wie in EP-A-1 249 280 beschrieben ist. Als härtbare Substanzen sind z. B. Lacke geeignet, die einfach oder/und mehrfach ungesättigte Acrylate oder/und Methacrylate oder/und Polyurethane oder/und Silikonacrylate oder/und Urethanacrylate aufweisen. Die Lacke weisen vorzugsweise hydrophobe Eigenschaften auf.

Die Partikel können selbst hydrophob, z. B. pulverförmige Polymere, insbesondere halogenierte Kohlenwasserstoffe wie etwa

Polytetrafluorethylen, oder hydrophobierte Partikel, z. B. hydrophobe Aerosile, sein. Gegebenenfalls kann die Hydrophobisierung der Partikel auch nach dem Fixieren auf dem Träger erfolgen. Das Fixieren der Partikel erfolgt durch Härten, beispielsweise durch thermische oder chemische Energie oder/und durch Lichtenergie. Eine durch ein solches mehrstufiges Verfahren aufgebrachte hydrophobe Schicht ist besonders stabil gegen Abrieb und mechanische Belastungen.

Durch Bereitstellung eines Testelements, das eine Lotus-Effekt-Oberfläche in einem Bereich um die Aufgabezone und insbesondere um eine Kanalöffnung bzw. einen Spalt im Bereich der Aufgabezone aufweist, wird eine erleichterte Dosierung der Probenflüssigkeit ermöglicht, da die Probenflüssigkeit automatisch zur Kanalöffnung hingeleitet und ein Anhaften an die Kanalöffnung ungebenden Bereichen des Testelements wird. Dies ist insbesondere für Diabetespatienten, bei denen es sich oft um ältere oder sehbehinderte Personen handelt, von besonderem Interesse.

Aufgrund der exakten Dosierbarkeit durch die hydrophobe strukturierte Oberfläche ist es weiterhin möglich, das Probenvolumen zu reduzieren, sodass eine schmerzarme Blutentnahme von nur noch sehr geringen Blutmengen ermöglicht wird. Darüber hinaus zeigt sich, dass insbesondere bei Remagazinierung von Testelementen eine hydrophobe Beschichtung der Testelemente vorteilhaft ist. Bei einer derartigen Remagazinierung wird das Testelement, das zunächst aus einem gegebenenfalls in die Messvorrichtung integriertem Magazin zur Probenaufgabe, z. B. zur Aufgabe von Blut, hinausgeschoben wird, anschließend wieder in dieses zurückgezogen. Bei erfindungsgemäßer Beschichtung des Testelements zeigt sich, dass eine Verschmutzung der Außenseite nicht zu befürchten ist.

Das erfindungsgemäß beschichtete analytische Testelement besitzt eine Kanalöffnung bzw. einen Spalt im Bereich der Aufgabezone, wobei die Oberfläche des Testelements zumindest um die Kanalöffnung herum eine hydrophobe Strukturierung aufweist. Gegebenenfalls kann die Oberfläche

des Testelements, zumindest die Teile, die vom Träger sowie von eventuell vorhandenen Abdeckungen oder Zwischenschichten gebildet werden, vollständig mit einer hydrophob strukturierten Beschichtung belegt sein. Der Kanal ist vorzugsweise ein Kapillarkanal bzw. Kapillarspalt, d. h. ein zum kapillaren Flüssigkeitstransport zur Nachweiszone des Testelements befähigter Kanal bzw. Spalt, der neben einer Öffnung in der Aufgabezone an seinem anderen Ende gegebenenfalls eine Entlüftungsöffnung besitzen kann. Der Kanal weist in seinem Inneren vorzugsweise zumindest teilweise eine hydrophile oder hydrophil beschichtete Oberfläche auf, z. B. eine metallische oder oxidische Oberfläche.

Der Kanal-oder Spaltquerschnitt kann grundsätzlich beliebig sein.

Vorzugsweise hat der Kanal bzw. Spalt einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, dessen Dimensionen durch die physikalischen Grenzen der Kapillaraktivität vorgegeben sind. Die Höhe des Kanals bzw. Spalts liegt beispielsweise für wässrige Probenflüssigkeiten in der Größenordnung von 10 bis 500 um, bevorzugt zwischen 20 und 300 um. Je nach gewünschtem Kanal-bzw. Spaltvolumen kann die Breite dann mehrere mm, bevorzugt 1 bis 10 mm, besonders bevorzugt 1 bis 3 mm, und die Länge bis zu einigen cm, bevorzugt 0.5 bis 5 cm, ganz bevorzugt 1 bis 3 cm, betragen.

Vorzugsweise weist die Kante des Testelements, die die Probenaufgabezone bildet, eine Aussparung im Bereich der den Kanal bzw.

Spalt bildenden Fläche auf, um den Eintritt der Probenflüssigkeit in den Kanal zu erleichtern. Die Dimension der Aussparung, z. B. deren Breite, wird vorzugsweise so gewählt, dass der Durchmesser des Tropfens der Probenflüssigkeit, der auf das Testelement aufgebracht wird, geringfügig größer ist als die gewählte Dimension der Aussparung. So hat sich für ein Tropfenvolumen von 3 pl eine Breite der Aussparung von etwa 1 mm als geeignet erwiesen. Die durch die Aussparung freiliegende Fläche weist- ebenso wie der Kanal oder Spalt selbst-vorzugsweise eine hydrophile oder hydrophil beschichtete Oberfläche auf.

Desweiteren enthält das Testelement einen Teil oder alle der zur Bestimmung des Analyten notwendigen Reagenzien und gegebenenfalls Hilfsstoffe. Diese Reagenzien umfassen beispielsweise Enzyme, Enzymsubstrate, Indikatoren, Puffersalze, inerte Füllstoffe und dergleichen.

Die Reagenzien sind vorzugsweise im Bereich der Nachweiszone enthalten.

Die Nachweiszone kann aus einem oder mehreren Bereichen aufgebaut sein und enthält üblicherweise saugfähige Materialien, die mit den Reagenzien imprägniert sind. Beispiele für saugfähige Materialien sind Vliese, Gewebe, Gewirke oder poröse Kunststoffmaterialien, die in Form von beispielsweise Schichten vorliegen können. Bevorzugte Materialien sind Papiere oder poröse Kunststoffmaterialien wie Membranen. Besonders bevorzugt enthält die Nachweiszone offene Filme, wie sie z. B. in EP-B-0 016 387 beschrieben sind. Die Filme können aus einer oder mehreren Schichten bestehen und auf einem Träger des Testelements aufgebracht sein.

Die Nachweiszone kann außerdem über Bestandteile verfügen, die einen Ausschluss störender Probenanteile von der Nachweisreaktion erlauben und somit als Filter, beispielsweise für partikuläre Probenbestandteile wie Blutzellen, wirken. Geeignete Beispiele hierfür sind semipermeable Membranen oder Glasfaservliese, wie sie aus EP-B-0 045 476 bekannt sind.

Die Bestimmung des Analyten in der Nachweiszone kann durch optische Methoden, z. B. durch visuelle oder photometrische Bestimmung, durch elektrochemische Methoden oder andere geeignete Nachweismethoden erfolgen.

Das Testelement kann weiterhin Abdeckungen oder/und Zwischenschichten enthalten, die zusammen mit dem Träger und gegebenenfalls der Nachweiszone die Begrenzung des Probentransportkanals bzw.-spalts bilden. Die Abdeckungen und Zwischenschichten können in ihren Eigenschaften, wie z. B. Material und Beschichtung, gleich oder ähnlich dem inerten Träger sein. Besonders bevorzugt ist dabei auf der dem Kanal bzw.

Spalt hinzugewandten Seite einer Abdeckung eine flexible inerte Folie angebracht, die über die gesamte Länge der Abdeckung reicht, den Kanal bzw. Spalt auf der gesamten Breite bedeckt und die, zumindest teilweise zwischen den sich gegenüber liegenden Flächen der Abeckung und des Nachweiselements, eingeschlossen ist, sodass der kapillare Flüssigkeitstransport an der Berührungsstelle von Nachweiszone und Abdeckung nicht abreißt.

Besonders bevorzugt sind analytische Testelemente mit einem Kapillarkanal, wie sie etwa in WO 99/29429 beschrieben sind, auf deren Offenbarung hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Diese Testelemente zeichnen sich dadurch aus, dass ein zum kapillaren Flüssigkeitstransport befähigter Kanal bzw. Spalt zumindest teilweise vom Träger und Nachweiszone gebildet wird und in Richtung des kapillaren Transports von der Probenaufgabezone zumindest bis zu der einer Entlüfungsöffnung im Testelement nächstgelegenen Kante der Nachweiszone reicht und dass sich eine Aussparung in einer dem zum kapillaren Flüssigkeitstransport befähigten Kanal oder Spalt bildende Fläche, an der sich die Probenaufgabeöffnung bildenden Kante des Testelements befindet, sodass die die Probenaufgabeöffnung bildende Kante des Testelements auf einer Seite zumindest teilweise unterbrochen ist und die der Aussparung gegenüber liegende Fläche freiliegt.

Das erfindungsgemäß beschichtete Testelement ist vorzugsweise für die Aufnahme innerhalb eines Magazins vorgesehen, das ein oder mehrere Testelemente enthalten kann.

Bevorzugt ist das Testelement für eine Remagazinierung vorgesehen, d. h. zur Aufnahme in einem Magazin, das gemeinsam gebrauchte und ungebrauchte Testelemente enthalten kann, wobei ein ungebrauchtes Testelement vor Gebrauch aus dem Magazin entnommen und nach Gebrauch wieder in das Magazin rückgeführt wird. Die Entnahme oder/und Rückführung kann manuell oder automatisch erfolgen.

Das einzelne Testelement kann ein Wegwerf-Testelement oder ein mehrfach benutzbares Testelement kann. Das Magazin kann innerhalb einer Messvorrichtung angeordnet sein, die beispielsweise für einen optischen oder elektrochemischen Nachweis vorgesehen ist.

Das Testelement kann zum Nachweis beliebiger Analyten in flüssigen Probenmaterialien, insbesondere Körperflüssigkeiten wie Blut, Speichel oder Urin eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist die Bestimmung von Glucose in Blut. Andere bevorzugte Beispiele für die Anwendung der Testelemente sind die Koagulationsmessung oder die Messung von HBA1C.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Messvorrichtung zur Bestimmung eines Analyten in einer Flüssigkeit, die ein erfindungsgemäß beschichtetes Testelement enthält. Die Messvorrichtung kann ein oder mehrere Magazine zur Aufnahme von einem oder mehreren Testelementen integriert enthalten. Bevorzugt ist eine Messvorrichtung mit remagazinierten Testelementen, wobei gebrauchte und ungebrauchte Testelemente gemeinsam in einem Magazin vorliegen können.

Noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Analyten in einer Flüssigkeit, umfassend - Aufbringen einer Probenflüssigkeit auf ein erfindungsgemäß beschichtetes Testelement und - qualitatives und/oder quantitatives Bestimmen des in der Probenflüssigkeit vorhandenen Analyten.

Vorzugsweise wird ein Volumen der Probenflüssigkeit, z. B. ein Volumen von 1 bis 10 pI, auf das Testelement aufgebracht. Das Aufbringen erfolgt im Bereich der Aufgabezone des Testelements, wobei die Oberfläche zumindest im Bereich um die Aufgabezone erfindungsgemäß hydrophob strukturiert beschichtet ist, um eine Verschmutzung durch überschüssiges

oder/und ungenau aufgebrachtes Probenmaterial zu vermeiden.

Die Bestimmung des Analyten erfolgt vorzugsweise in einer integrierten Messvorrichtung, wobei das Testelement von einer ersten Position in der Vorrichtung, z. B. in einem ersten Magazin, zu einer zweiten Position, z. B. einer Position zur Probenaufgabe, dann zu einer dritten Position, z. B. einer Position zur Bestimmung des Analyten und dann aus der Vorrichtung hinaus oder zu einer vierten Position, z. B. im ersten oder einem anderen Magazin, transportiert wird. Die Vorrichtung kann ein oder mehrere Magazine enthalten, die jeweils zur Aufnahme von einem oder mehreren Testelementen vorgesehen sind. Besonders bevorzugt ist eine Vorrichtung mit einem Magazin, in dem gebrauchte und ungebrauchte Testelemente gemeinsam vorliegen.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen werden durch die beigefügten Figuren und Beispiele erläutert : Figur 1 zeigt eine Detailvergrößerung in perspektivischer Ansicht einer Probenaufgabezone in einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Testelements. Das Testelement enthält einen Träger (1) mit einer Aussparung (5), die das Eindringen einer Probenflüssigkeit von der Probenaufgabezone (4) in einen Kapillar-aktiven Kanal (3) erleichtert, der im vorliegenden Fall vom Träger (1), einer Zwischenschicht (9) und einer Abdeckung (7) gebildet wird. Der Kanal (3) führt zur Nachweiszone des Testelements (nicht gezeigt). Die Aussparung kann neben der gezeigten Form auf jede andere, beliebige Form besitzen, die dem erfindungsgemäßen Zweck dienlich ist.

Die erfindungsgemäße Beschichtung kann auf den schraffiert gezeichneten Oberflächenbereichen des Trägers (1) der Abdeckung (7) der Zwischenschicht (9) sowie auf der nicht gezeigten Unterseite der Abdeckung (7) vorhanden sein.

Die Figuren 2a und b zeigen beispielhaft mögliche Applikationsbereiche der erfindungsgemäßen Beschichtung auf einem Testelement. Das Testelement enthält einen Träger (1), eine Nachweiszone (2) sowie eine Probenaufgabezone (4), die über einen Kanal (3) mit der Nachweiszone (2) in Verbindung steht. Die erfindungsgemäße Beschichtung (schraffiert gezeichnet) kann-wie in Fig. 2a gezeigt-nur auf einem begrenzten Teil des Trägers im Bereich der Probenaufgabezone (4) vorliegen oder-wie in Fig. 2b gezeigt-sich über einen Großteil des Testelements erstrecken.

In Figur 3 ist ein Vergleich der Blutaufnahmeeigenschaften von Testelementen mit Lotus-Effekt-Oberfläche (Fig. 3a), einer unbehandelten Oberfläche (Fig. 3b) und einer Teflon-beschichteten Oberfläche (Fig. 3c).

Die Testelemente weisen eine Probenaufgabezone mit Aussparung (unten) auf, die über einen Kapillarkanal mit einer Nachweiszone in Verbindung steht.

Beispiel Ein gemäß WO 99/29429 hergestellte Testelement wurde auf der Außenseite mit einem Spray (Lotus-Effekt Spray, Creavis) beschichtet, durch welches die Oberfläche der Trägerfolie mit hydrophoben Nanopartikeln belegt wird, sodass eine hydrophobe Struktur mit Erhebungen entsteht. Nach Eintauchen des auf diese Weise behandelten Streifens in einen 10 ul Blutstropfen, zeigt sich kein Blut an der Außenseite des Testelements (Fig. 3a). Dagegen wurden bei einem Standard-Testelement mit gewachster Außenseite (Fig. 3b) sowie einem mit Teflonspray behandelten Testelement (Fig. 3c) starke Verschmutzungen durch Blut im Bereich der Aufgabezone gefunden.