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Title:
METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING AN ANALYTE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/042434
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for the differential determination of a quantity of at least one analyte in a liquid sample. A test strip which has at least two areas is used, these areas being composed in such a way that they can provide information about the quantity of the at least one analyte. The test strip also ensures that the sample or the portion of the sample flows laterally through the strip and the at least two areas by having a predetermined capacity for binding the at least one analyte in the first area. When this capacity is exceeded by a too great quantity of the at least one analyte, the at least one analyte is bound in at least one second area, the capacity of the second area being essentially equal to the capacity of the first area and the binding of the at least one analyte in the at least one first area and the at least one second area being measured by a detectable property.

Inventors:
PEVEC BERND (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/000076
Publication Date:
July 20, 2000
Filing Date:
January 07, 2000
Export Citation:
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Assignee:
PEVEC BERND (DE)
International Classes:
G01N33/543; G01N33/558; (IPC1-7): G01N33/558; G01N33/543
Domestic Patent References:
WO1998036278A11998-08-20
WO1996034287A11996-10-31
WO1996034271A11996-10-31
Foreign References:
US5229073A1993-07-20
US4059407A1977-11-22
US4042329A1977-08-16
EP0833159A21998-04-01
Attorney, Agent or Firm:
Meyers, Hans-wilhelm (Von Kreisler Selting Werner Postfach 10 22 41 Köln, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur differentiellen Bestimmung einer Menge mindestens eines Analyten in einer flüssigen Probe unter Verwendung eines Teststreifens, der mindestens zwei Zonen aufweist, die so beschaffen sind, dass sie in der Lage sind, über die Menge des mindestens einen Analyten eine Aussage zu treffen und der Teststreifen einen lateralen Fluss der Probe oder eines Probenanteils durch den Streifen sowie die mindestens zwei Zonen gewährleistet, indem eine erste Zone eine vorher definierte Kapazität zur Bindung des mindestens einen Analyten besitzt und bei Überschreiten dieser Kapazität durch die für diese Kapazität zu große Menge des mindestens einen Analyten eine Bindung des mindestens einen Analyten in mindestens einer zweiten Zone erfolgt, wobei die Kapazität der zweiten Zone im wesentlichen gleich der Kapazität der ersten Zone ist und die Bindung des mindestens einen Analyten in der mindestens ersten und min destens zweiten Zone durch eine detektierbare Eigenschaft gemessen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Menge des mindestens einen Analyten auch durch eine Aktivität des mindestens einen Analyten bestimmbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, wobei die Bindung des mindestens einen Analyten an der festen Phase spezifisch und/oder unspezifisch ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die spezifische Bindung des mindestens einen Analyten über Affinität, insbesondere Immunaffinität und die unspezifische Bindung des mindestens einen Analyten durch Präzipitation des mindestens einen Analyten erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die definierte Kapazität zur Bindung des mindestens einen Analyten an der festen Phase in Abhängigkeit von der in einer zu analysierenden Probe zu erwartenden Menge des mindestens einen Analyten festgelegt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Unterschied zwischen der Kapazität der jeweiligen Fängerkomponenten in der ersten und der zweiten Zone 10%, insbesondere 5% nicht überschreitet.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei bei Vorhandensein von weniger als zwei Zonen die weiteren, insbesondere jeweils letzten Zonen, eine höhere Fängerkapazität aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der mindestens eine Analyt das Creaktive Protein (CRP), RheumaFaktor, Troponin I, CreatininKinase (CKMB), Myoglobin, Antigene der Organismen Salmonella Legionella, E. Coli (EHEC, usw.), Aspergillus flavus und fumigatus, Glucose, Dioxin, PCB, Cocain (Ecgonin), Heroin, Amphetamin ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zwei oder mehr Analyten bestimmt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei als Analyten CRP und anti Streptolysin, Troponin I und CKMB, Myoglobin und CKMB, CKMB, Myoglobin und Troponin I, Cocain Heroin und Amphetamin, Salmonella und E. coli bestimmt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Festphase ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Nitrocellulose, Nylon, PTFE, Polystyrol, Latex, Glasfasern, Kieselgel, Aluminiumoxid, Cellulose, Dextran, Agarose, Polyvinylalkohol, auch als Mikrokugeln oder"magnetobeads", gegebenenfalls voraktiviert mit BrCN, NPCF, NHSchloroformiat, Tresylchlorid, Quadratsäureestern und/oder entsprechende Chlorosilane.
12. Teststreifen (1) zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 auf Basis eines im wesentlichen porösen Trägers (2), der für Flüssigkeiten durchdringbar ist, mit mindestens zwei Zonen (3,4) mit mindestens einem Fänger für mindestens einen Analyten, wobei der mindestens eine Analyt mittelbar oder unmittelbar an den Fänger gebunden wird und die Zonen (3,4) jeweils eine vorher definierte Bindungskapazität für den mindestens einen Analyten aufweisen, die im wesentlichen gleich ist, und die Fänger für die jeweiligen Analyten gleich sind.
13. Teststreifen (1) nach Anspruch 12, der als porösen Träger (2) eine Schicht aus Nitrocellulose, Nylon, PTFE, Polystyrol, Latex, Glasfasern, Kieselgel, Aluminiumoxid, Cellulose, Dextran, Agarose, Polyvinylalkohol, und Zonen aus Mikrokugeln oder"magnetobeads", und/oder Zonen umfaßt, die gegebenenfalls mit BrCN, NPCF, NHS chloroformiat, Tresylchlorid, Quadratsäureestern und/oder ent sprechenden Chlorosilanen, voraktiviert sind.
14. Vorrichtung mit mindestens einem Teststreifen (1) nach einem der Ansprüche 12 und/oder 13, wobei der Teststreifen (1) in einem Gehäuse (10) angeordnet ist, das Gehäuse (10) eine Oberseite (11) aufweist, die an den Stellen der mindestens zwei Zonen (3,4) des Teststreifens (1) mindestens eine Öffnung (12) besitzt, die sich über den Bereich der mindestens zwei Zonen (3,4) des Teststreifens (1) erstreckt und mindestens eine weitere Öffnung (14) zur Applikation mindestens einer zu untersuchenden Probe und/oder Hilfsstoffe zur Durchführung eines Assays besitzt, insbesondere mit einer Wandung, die bis auf den Teststreifen reicht und die den Kontakt einer Flüssigkeit mit dem Teststreifen (1) ermöglicht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14 mit einer weiteren Öffnung (15) zur Aufnahme von Hilfsreagenzien, wobei die Öffnung (15) entweder zwischen den Öffnungen (12) und (14) oder vor den Öffnungen (12) und (14) angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei die Öffnung (12) ersetzt ist durch mindestens zwei Öffnungen (16,17), die mit der Lage der mindestens zwei Zonen (3,4) des Teststreifens (1) im wesentlichen kongruent sind.
Description:
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR BESTIMMUNG EINES ANALYTEN Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur differentiellen Bestimmung einer Menge mindestens eines Analyten in einer Probe unter Verwendung einer festen Phase sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Teststreifen werden in der heutigen Analytik häufig eingesetzt.

Teststreifen, die den Anforderungen eines Schnelltests genügen, beruhen im wesentlichen auf dem Prinzip, dass auf einer festen Matrix ein Reagenz fixiert ist, das mit dem nachzuweisenden Analyten reagiert.

Dabei kann unter Umständen in einer nachgeschalteten Reaktion eine Farbänderung, ein Farbumschlag oder eine andere detektierbare Eigenschaft gemessen werden. So dient beispielsweise eine Färbung als Nachweis für die Anwesenheit eines zu identifizierenden Agens.

Als Beispiel seien hier für einen sehr umfangreichen Stand der Technik lediglich die WO-A-95/13542, WO-A-96/09546, EP-A-0 492 326 genannt.

Die WO-A-98/22824 betrifft einen sogenannten Inhibitor-Assay. Diese Assay-Konfiguration geht von markierten Verbindungen, die dem Analyten entsprechen oder mit ihm identisch sind, aus. Die markierte Verbindung wird auf den Teststreifen vorgelegt und kompetiert mit dem in einer Probe vorhandenen Analyten. Die markierte Verbindung verlässt die ursprüngliche Zone und kann nachgewiesen werden. Dabei ist eine lineare Verfahrensweise grundsätzlich nicht möglich.

US-A-5,527,509 betrifft einen Assay, der mittels Enzymumsetzung eines niedermolekularen Analyten und nachfolgender Farbreaktion den Analyten bestimmt. Sogenannte Capture Assays, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, werden dort nicht erwähnt. Eine lineare Ausgestaltung dieses Assays ist nicht möglich.

Die US-A-5,252,496 betrifft ein Farbbildungsverfahren. Es werden dort grundsätzlich nur qualitative Assays offenbart. Ist der Assay mit zwei Zonen durchgeführt, dient eine Zone lediglich als Kontrolle.

US-A-5,229,073 betrifft einen nicht linearen kompetitiven Immunoassay.

Die WO-A-98/36278 betrifft einen Capture Immunoassay, der verschiedene Detektionszonen mit Fängerkomponenten (Capture- Reagenzien) aufweist, die sich jeweils in der Capture-Konzentration unterscheiden, so dass eine lineare Durchführung des dort beschriebenen Assays nicht möglicht ist.

Ähnlich liegen die Verhältnisse bei in WO-A-96/34287, WO-A-96/34271, US-A-4,059,407, US-A-4,042,329 und EP-A-0 833 159 beschriebenen Verfahren, die entweder keine Capture Assays darstellen, oder nicht linear ausführbar gestaltet sind.

Gemeinsam ist vielen Teststreifen oder ähnlichen Systemen, dass oft nur eine einzige Art der Anfärbung erfolgt, so dass sich ein solcher Test nicht quantifizieren lässt. Er dient lediglich zur Feststellung einer Ja/Nein-Aussage. Entweder ist der Analyt in einer nachweisbaren Menge vorhanden, was sich in einer Farbbildung zeigt oder es entsteht keine Färbung, so dass der Analyt einen vorher bestimmten Grenzwert nicht überschreitet, also unter der Erfassungsgrenze des jeweiligen Test- streifens oder Testsystems liegt. Um systematische Fehler ausschalten zu können, muss darüber hinaus noch eine Funktionskontrolle vor- gesehen werden, indem ein weiterer reaktionsunabhängiger Parameter eingeführt wird. Zwar ist dieser Aufbau von Teststreifen für viele Anwendungsfälle hinreichend. Jedoch können Fragestellungen, wie Schweregrad einer Belastung oder einer Erkrankung oder Veränderung der Menge eines Analyten während eines Sanierungsvorganges oder eines Therapieversuches, nicht zufriedenstellend beantwortet werden.

Ein weiterer Nachteil der verbreiteten Teststreifen oder Assay- Vorrichtungen liegt in der Notwendigkeit, Grenzwertüberschreitungen sicher anzuzeigen. Das bedeutet, dass oft nur ein sehr kleines Konzentrationsintervall zwischen einem Basiswert, bei dem die Färbung bereits einsetzt, und einer Maximalfärbung liegt. Tatsächlich liegen aber unter Umständen große Konzentrationsunterschiede zwischen dem Grenzwert der Erfassung eines Analyten als Empfindlichkeit des Testsystems und dem zu messenden Ist-Wert. So sind beispielsweise in <BR> <BR> <BR> der Umweltanalytik Verhältnisse von 1/105 häufig anzutreffen und selbst<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> im medizinischen Bereich sind Verhältnisse von 1/103 zwischen den Mengen, in denen der Analyt vorliegen kann, keine Seltenheit.

Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht mithin darin, die oben genannten Nachteile der im Stand der Technik bereits vorhandenen Systeme zu vermeiden und quantifizierende Schnelltests bereitzustellen.

Gelöst wird das der Erfindung zugrundeliegende Problem durch ein Verfahren zur differentiellen Bestimmung einer Menge mindestens eines Analyten in einer flüssigen Probe unter Verwendung eines Teststreifens.

Unter differentieller Bestimmung wird eine zumindest semiquantitative Bestimmung, also über eine reine qualitative Bestimmung hinausgehende Analyse verstanden. Dieser Teststreifen muss mindestens zwei Zonen aufweisen und einen lateralen Fluss der flüssigen Probe oder eines Probenanteils durch den Teststreifen und die mindestens zwei Zonen gewahrleisten. Mindestens zwei Zonen sind so beschaffen sind, dass sie in der Lage sind, über die Menge des min- destens einen Analyten eine Aussage zu treffen, indem eine erste Zone, eine vorher definierte Kapazität zur Bindung des mindestens einen Analyten besitzt und bei Überschreiten dieser Kapazität, durch die für diese Kapazität zu große Menge des mindestens einen Analyten, eine Bindung des mindestens einen Analyten in mindestens einer zweiten Zone erfolgt, wobei die Kapazität der mindestens zwei Zonen jeweils im wesentlichen gleich ist und die Bindung des mindestens einen Analyten in der mindestens ersten und mindestens zweiten Zone durch eine detektierbare Eigenschaft gemessen wird. Vorzugsweise wird die Menge des mindestens einen Analyten durch eine Aktivität des mindestens einen Analyten bestimmt.

Der Analyt kann dabei auf dem Teststreifen spezifisch und/oder unspezifisch gebunden werden. Vorzugsweise erfolgt die spezifische Bindung des mindestens einen Analyten über eine Affinität zu einem anderen Liganden oder Affinität zu dem für den Teststreifen verwendeten Material. Dabei kommt insbesondere eine Bindung über Immunaffinität durch an der Oberfläche des Teststreifens spezifisch oder unspezifisch gebundene Bindungspartner in Frage. Ein Beispiel für die unspezifische Bindung des mindestens einen Analyten auf dem Teststreifen ist die Präzipitation des mindestens einen Analyten auf dem verwendeten Teststreifen. Die spezifische Bindung zwischen dem mindestens einen Analyten und einem Affinitätsbindungs-partner kommt beispielsweise durch Rezeptor-/Ligandwechselwirkung, Enzym- /Substratwechselwirkung, Antigen-/Antikörperwechselwirkung sowie andere Affinitätsbindungen, wie Avidin, Streptavidin, Protein A, IgG und andere, dem Fachmann bekannte Systeme, zustande.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, die definierte Kapazität zur Bindung des mindestens einen Analyten auf dem Teststreifen in Abhängigkeit von der in einer zu analysierenden Probe zu erwartenden Menge des mindestens einen Analyten festzulegen, um bei Überschreiten der Kapazität der mindestens ersten Zone den mindestens einen Analyten dann in der zweiten Zone nachweisen zu können.

Vorzugsweise beträgt der Kapazitätsunterschied der im erfindungs- gemäßen Capture Assay in der ersten und zweiten Zone applizierten Fängerkomponente nicht mehr als 10%, insbesondere 5%. Generell ist zu bemerken, dass je genauer die Kapazität des Fängers in den mindestens zwei Zonen eingestellt werden kann, desto präziser die Linearität des erfindungsgemäßen Assays ist. Es kann von Fall zu Fall vorteilhaft sein, bei Verwendung von mehr als zwei Zonen, die darüber hinausgehende Zone mit einer höheren Menge an Fänger zu versehen, also die Kapazität dieser Zone zu erhöhen, um eine bessere Detektion zu erreichen. Vorzugsweise ist bei Verwendung von mehreren Zonen jeweils die letzte Zone mit einer höheren Kapazität des Fängers versehen.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, dass im wesentlichen gleiche Mengen an bindendem Agens (Fanger) aufgebracht werden. Dadurch wird die Linearität erzielt, die es ermöglicht, auch Zwischenfärbungen sicher zu bewerten. Man ist mithin nicht, wie bei den anderen bekannten Mehrzonen-Assays, auf eine Titration (also de facto eine logarithmische Darstellung) eines Antikörpers angewiesen, siehe zum Beispiel die WO-A-98/36278. Auch bei Verdrängungs- reaktionen, die grundsätzlich wegen des vorzulegenden markierten Analyten nicht linear sind, kann durch Aufbringen des markierten Analyten außerhalb der Bindungszone an dieser Linearität festgehalten werden. Dies ist zum Beispiel nach US-A-5,229,073 nicht möglich ist.

Die Figur 1 erläutert beispielhaft die Funktionsweise des erfindungs- gemäßen Verfahrens.

Die Figur 2 zeigt ein Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn drei Zonen mit jeweils definierter Kapazität vorgesehen sind.

Die Figur 3 betrifft eine Vorrichtung mit dem Teststreifen nach Fig. 4.

Die Figur 4 betrifft den erfindungsgemäßen Teststreifen.

Die Figur 1 zeigt schematisiert die Fixierung eines Antikörpers an einer festen Matrix, beispielsweise Nitrocellulose. Dann wird die so beschichtete Phase in lb) mit dem Analyten behandelt. Der Analyt bindet über Immunoaffinität an den entsprechenden Antikörper. Dieser wird dann zur Detektion in 1 c, beispielsweise mit einem weiteren Antikörper versetzt, der sich an das Antigen bindet und seinerseits markiert ist, insbesondere durch ein Goldkolloid. Dadurch wird die Anwesenheit des Analyten angezeigt. Reicht die Kapazität der ersten Zone nicht aus, um alle in der Probe befindlichen Analyten zu binden, so diffundieren diese mit anderen Probenbestandteilen auf dem festen porösen Träger weiter in Richtung der mindestens zweiten Zone, in der die Analyten dann von dem dort immobilisierten Antikörpern gebunden werden.

Erfindungsgemäß lässt sich also differenzieren, ob von einem Analyten in einer Probe Mengen unterhalb der Erfassungsgrenze, oberhalb der Erfassungsgrenze oder deutlich oberhalb der Erfassungsgrenze vorhanden sind. In der ersten Zone wird also die maximal bindbare Menge Analyt gebunden und beim Überschreiten der anwesenden Analytmenge wird eine weitere Bindung in der mindestens zweiten Zone oder weiteren Zonen erfolgen.

Wichtig in diesem Zusammenhang ist die vorherige Bestimmung der Kapazität der Bindung des Analyten in der jeweiligen Zone. Dem Fachmann ist klar, dass diese durch die entsprechende Fragestellung bestimmt wird. Soll beispielsweise in der Umweltanalytik ein Schadstoff bestimmt werden, so kann es sich empfehlen in der mindestens ersten Zone die Kapazität so zu wählen, dass die Grenzwertüberschreitung eine schwache Färbung der mindestens ersten Zone ergibt. Ist in der Probe dann deutlich mehr Schadstoff enthalten, werden sich bei entsprechender Konzentration auch die mindestens zweite Zone und gegebenenfalls weiteren Zonen auf den verwendeten Teststreifen an- färben. Im medizinischen Bereich kann in analoger Weise vorgegangen werden, indem man die Kapazität der jeweiligen Zonen so wäh ! t, dass Informationen über einen bestimmten Titer eines Analyten erfassbar werden. Auch hier kann sich, wenn ein bestimmter Wert (Schwellenwert) eines Analyten indikativ für einen pathologischen Zustand ist und dieser erkannt werden soll, anbieten, die Kapazität der mindestens ersten Zone im Konzentrationsbereich dieses Schwellen- wertes zu wählen. Ist aber z. B. eine Funktionskontrolle durch Bestimmung eines Analyten erwünscht, so kann anstelle einer Grenzwertüberschreitung, die in der ersten Zone detektiert werden konnte, überhaupt die Anwesenheit des Analyten angezeigt werden, so z. B. im Fall der Bestimmung des C-reaktiven Proteins. Hier wird dann in der ersten Zone vorzugsweise anti-CRP-Antikörper in einer solchen Menge immobilisiert, die dafür Sorge trägt, dass ein Normalwert an CRP detektiert werden kann. Durch die Wahl der Kapazität der einzelnen Zonen kann in vielfältiger Weise ein Analyseziel abgearbeitet werden.

Durch die Erhöhung der Zahl der Zonen kann eine feine Unterteilung des zu erfassenden Meßbereichs erreicht werden. Aus praktischen Gründen wird jedoch die Zahl der Zonen regelmäßig zwischen drei bis zehn liegen. Dabei wird die obere Grenze regelmäßig durch Ablesbarkeit oder Interpretierbarkeit der Ergebnisse festgelegt werden.

Die Figur 2 zeigt das Beispiel eines medizinischen Immuntests. So liegt beispielsweise bei Menschen die in Plasma gebundene Menge an C- reaktiven Proteinen, einem allgemeinen Marker für bakterielle Entzündungen, etwa zwischen 0, 2 und 200 mg/l, wobei Werte bis etwa 10 mg/i als normal angesehen werden. Über diesem Wert liegende Konzentrationen deuten auf unterschiedliche Formen bakterieller Infektionen hin. Da zudem die Plasmakonzentration an C-reaktiven Proteinen sehr schnell auf positive Behandlung reagiert, kommen in der Praxis tatsächlich alle Konzentrationen im genannten Bereich vor.

Die in Figur 2 schematisch dargestellte Situation zeigt nun drei verschiedene Zonen, die mit C-reaktiven Proteinen immunologisch in Wechselwirkung treten können. Regelmäßig lassen sich folgende drei Zustände visuell ablesen :-keine Färbung, (+) schwach und + intensive Färbung. Zeigt sich nun bei einem Teststreifen die in Figur 2 als Situation 1 angegebene Situation, nämlich schwache Färbung in der ersten Zone und in der zweiten und dritten Zone keine Färbung, liegt die Menge an C-reaktivem Protein im Bereich von 0,2 bis 5 mg/l. Dabei wurde die Kapazität der jeweiligen Zonen auf diese Mengen abgestimmt. Die Situation 2 zeigt nun eine erhöhte Plasmakonzentration von C-reaktivem Protein, indem die Färbung entsprechend intensiver ausfällt. Diese Situation entspricht einem Gehalt von 5 bis 10 mg/l, in Situation 3 bildet sich in der ersten Zone die maximal mögliche Färbung und eine schwächere Färbung in der zweiten Zone, wohingegen die Zone 3 gar nicht gefärbt ist, was auf eine Menge von 11 bis 15 mg/I hindeutet, Situation 4 zeigt starke Färbung in der ersten und zweiten Zone, die dritte Zone ist nicht gefärbt, was einem Plasmaspiegel von 16 bis 25 mg/I entspricht, die Situation 5 zeigt in den beiden ersten Zonen Maximaifärbung und in Zone 3 schwache Färbung entsprechend einem Plasmaspiegel von 25 bis 50 mg/l und Situation 6 zeigt starke Färbung in allen drei Bereichen, woraus dann geschlossen werden kann, dass > 50 mg/l vorhanden ist. Dieses beispielhaft angegebene Drei-Zonen- Modell lässt also durch einfache Kombination der Zahl der gefärbten Zonen und Färbeintensität insgesamt eine sechsstufige Differenzierung zu. Durch Wahl der ersten Zone mit einer Kapazität zwischen 0,2 und 5 mg/l ist darüber hinaus auch eine Funktionskontrolle inhärent vorhanden, da die erste Zone praktisch bei jedem Patienten schwach positiv sein muss (Basalniveau). Grundsätzlich kann man daher bei N- Zonen doppelt so viele, also zwei N-Zustände sicher unterscheiden, wobei durch die unterschiedliche Menge an Reagenz, die pro Zone aufgebracht wird, sehr verschiedene Abstufungen möglich sind, wie bereits oben beispielhaft erläutert.

Erfindungsgemäß werden beispielsweise als Analyt C-reaktives Protein (CRP), Rheumafaktoren, Troponin I, Creatinin-Kinase (CK-MB), Myoglobin, Antigene der Organismen Samonella, Legionella, E. coli (EHEC), Aspergillus flavus und fumigatus, Glucose, Dioxin, PCB, Cocain (Ecgonin), Heroin, Amphetamin und andere pathologisch indikative oder umweltanalytisch relevante Substanzen messbar.

Vorteilhafterweise können durch entsprechende Belegung der mindestens zwei Zonen auch zwei oder mehr Analyten parallel bestimmt werden. Beispielsweise kommen als paarweise bestimmbare Analyten mit klinischer oder umwelt-analytischer Relevanz die folgenden Paare in Betracht : CRP und Antistreptolysin, Troponin I und CK-MB, Myoglobin und CK-MB, CK-MB, Myoglobin und Troponin I, Cocain, Heroin und Amphetamin, Samonella und E. coli.

Für den Teststreifen, der im erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise eingesetzt wird, kommt grundsätzlich ein Material in Frage, das eine gewissen Porosität aufweist, wie poröse Träger umfassend Nitrocellulose, Nylon, PTFE, Polystyrol, Latex, Glasfasern, Kieselgel, Aluminiumoxid, Cellulose, Dextran, Agarose, Polyvinylalkohol, auch als Mikrokugeln oder"magnetobeads", gegebenenfalls voraktiviert mit BrCN, NPCF, NHS-chloroformiat, Tresylchlorid, Quadratsäure-estern und/oder entsprechende Chlorosilane.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist deshalb besonders anwender- freundlich, da durch Auswahl der Konzentrationen, die in den einzelnen Zonen nachgewiesen werden sollen, individuelle analytische Probleme gelöst werden können. So kann der Anwender beispielsweise selbst, z. B. durch Belegung der Zonen mit einem mit dem Analyten in Wechselwirkung tretenden Agens, individuelle Analyseprobleme angehen.

Der für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete erfindungsgemäße Teststreifen weist einen im wesentlichen porösen Träger 2 auf, welcher für Flüssigkeiten durchdringbar ist sowie mindestens zwei Zonen 3,4 mit mindestens einem Fänger für mindestens einen Analyten, wobei der mindestens eine Analyt mittelbar oder unmittelbar an den Fänger gebunden wird und die Zonen 3,4 jeweils eine vorher definierte Bindungskapazität für den mindestens einen Analyten besitzen, die im wesentlichen gleich ist und die Fänger für die jeweiligen Analyten gleich sind. Ein typischer Teststreifen ist in Figur 4 gezeigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs- gemäßen Verfahrens nimmt den erfindungsgemäßen Teststreifen auf.

Die Vorrichtung weist ein Gehäuse auf, in dem der Teststreifen angeordnet ist. Das Gehäuse besteht aus einer Oberseite, die an den Stellen der mindestens zwei Zonen des Teststreifens mindestens eine Öffnung besitzt, die sich über den Bereich der mindestens zwei Zonen des Teststreifens erstreckt und mindestens eine weitere Öffnung zur Applikation mindestens einer zu untersuchenden Probe und/oder Hilfsstoffe zur Durchführung eines Assays besitzt, die den Kontakt einer Flüssigkeit mit dem Teststreifen ermöglicht. Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine weitere Öffnung zur Aufnahme von Hilfsreagenzien auf.

In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese anstelle der einen Öffnung 12, die sich über den gesamten Bereich der Zonen 3,4 des Teststreifens erstreckt, so viele Offnungen auf, wie der Anzahl der Zonen des Teststreifens entspricht. Dabei ist zur Ablesung des Resultats in den Zonen des Teststreifens es erforderlich, dass die Öffnungen im Gehause im wesentlichen kongruent sind mit den Zonen des Teststreifens.

Die Figur 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der er- findungsgemäßen Vorrichtung. Dabei ist die Oberseite 11 des Gehäuses 10 an mehreren Stellen mit Öffnungen durchbrochen. An den Stellen der mindestens zwei Zonen 3,4 des Teststreifens 1 ist in der Oberseite 11 des Gehäuses 10 eine Öffnung 12 vorgesehen, die sich über den Bereich der mindestens zwei Zonen 3,4 des Teststreifens 1 erstreckt.

Weiterhin ist eine Öffnung 14 vorgesehen, mit deren Hilfe die Applikation der zu untersuchenden Probe erfolgt. Gegebenenfalls können ebenfalls Hilfsstoffe zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die Öffnung 14 zugegeben werden. Die Öffnung 14 weist eine Wandung auf und steht mit dem Teststreifen 1 in Verbindung. Nach Applikation der Probe zieht diese bedingt durch die Porosität des Teststreifens in den Teststreifen und wandert aufgrund von Kapillarkräften in lateraler Richtung durch den Teststreifen und mithin durch die Zonen 3,4. Die Größe der Öffnung 14 bestimmt das Volumen, welches die Öffnung aufnehmen kann. Durch den exakten Durchmesser und die Höhe der Öffnung ist das Probevolumen genau bestimmt. Ist das Volumen, welches die Öffnung 14 zur Verfügung stellt für eine Probenauftragung zu gering, wird mittels eines in die Öffnung steckbaren Röhrchens das Probeaufnahmevolumen vergrößert.

Es ist insbesondere möglich, durch Einstecken eines Röhrchens mit definiertem Volumen (festgelegte Wandstärke und-länge) ein definiertes Volumen bereitzustellen, welches auf den quantitativen oder semiquantitativen Assay der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden kann, abgestimmt ist. Die weitere Öffnung 15 ist zur Aufnahme von Hilfsreagenzien geeignet.

Die Öffnung 14 kann durch weitere Ergänzungen den jeweiligen Bedürfnissen angepasst werden. Befindet sich z. B. direkt unter der Öffnung 14 in Kontakt mit dem Teststreifen eine handelsübliche Membran, die in der Lage ist, durch ihre definierte Porenöffnung Blutzellen von Plasma abzutrennen, so kann direkt im Teststreifen eine Analyse von Plasmaparametern durchgeführt werden. Diese Membran kann z. B. ein Glasfaserfilter mit geeigneter Dichte oder eine Kunststoffmembran mit engen Kanälen sein, vorteilhafterweise mit asymmetrischen Kanälen, die ein Eindringen des Blutes ermöglichen.

Dadurch werden Forderungen an einen Schnelltest zur vor-Ort-Analytik erfüllt.

Auf diese Weise können durch geeignete Medien selektiv Störparameter herausgefiltert werden. Wird die Öffnung 14 z. B. mit Aluminiumoxid gefüllt, so kann eine Probe direkt entfettet werden, was in der Lebensmittelanalytik von großer Bedeutung ist. Auf ähnliche Weise können durch die Verwendung einer Filtermembran Partiel entfernt oder durch die Anwendung eines Filters zusammen mit einem absorbierenden Medium (z. B. Aktivkohle) direkt Bodenproben untersucht werden.

Der erfindungsgemäße Testsstreifen kann in an sich bekannter Weise (WO-A-95/13542) hergestellt werden. Auch die WO-A-96/09546 und EP-A-0 291 194, auf die hier ausdrucklich Bezug genommen wird, betrifft die Herstellung der auch erfindungsgemäß einsetzbaren Teststreifen. Vorteilhaft am erfindungsgemäß zur Verfügung gestellten System ist es, dass Teststreifen hergestellt werden können, welche vom Kunden selbst belegt werden können. Dazu werden die Zonen auf dem Teststreifen, die zur Detektion des Analyten dienen sollen, lediglich voraktiviert, beispielsweise durch chemische Aktivierung oder Belegung mittels immunreaktiver Stoffe, beispielsweise Protein A, Protein G, Streptavidin, etc. Der Anwender braucht dann lediglich seinen Analyten mit komplementären Strukturen zu modifizieren oder Antikörper gegen den Analyten in den Zonen zu binden, um den Teststreifen für seine Zwecke zu verwenden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher beschrieben : Beispiel 1 Die quantitative Bestimmung von C-reaktivem Protein wird auf folgende Weise durchgeführt : auf einem 4 cm breiten Nitrocellulosestreifen werden die reaktiven Zonen 3,4 und eine entsprechende dritte Zone mit je 2,3 pg eines anti-human CRP-Antikörper aus Kaninchen beladen. Die überschüssigen reaktiven Gruppen der Nitrocellulose werden an- schließend mit Magermilch abgesättigt. Anschließend wird ein Teststreifen, bestehend aus der Nitrocellulose, darauf ein poröser Glasfaserstreifen zur Aufnahme des anti-CRP-Gold-Konjugates sowie eine Blut-Plasma-separierende Glasfasermembran auf eine selbst- klebende Kunststofffolie montiert. Nach dem Aufbringen von dicken Papierstreifen zur Aufnahme der nötigen Waschflüssigkeiten werden 5 mm breite Streifen in einem Gehäuse der Abbildung 3 untergebracht.

Zur Durchführung der Analyse wird die Öffnung 14 mit 20 ut Blut gefüllt (dies entspricht reproduzierbar einer für die Testdurchführung geeigneten Menge Plasma, die auf den Teststreifen gelant). Nach 2 min wird die Öffnung 15 mit Puffer gefüllt.

Das Plasma wird in dieser Anordnung über die drei reaktiven Zonen geführt. Der Puffer gelangt als erstes durch das Glasfaserfilter mit dem lyophilisierten Gold-Antikörper-Konjugat und von dort über die Zonen, an die bereits das CRP gebunden hat. An den Stellen, an denen CRP vorliegt, bindet auch das Gold-Konjugat und erzeugt so eine Färbung.

Überschüssiges Reagenz und andere Substanzen werden durch den nachfolgenden Puffer ausgewaschen. Nach 5 min kann das Ergebnis abgelesen werden.

Beispiel 2 Auf die in Beispiel 1 beschriebene Art können auch Troponin I und CK- MB in analoger Weise parallel gemessen werden. Beide Parameter sind wichtige Indikatoren für einen Herzinfarkt, haben aber je nach Ursache der Herzmuskelschädigung zeitlich unterschiedliche Mengenzunahme, so dass ihre Parallelbestimmung wichtige diagnostische Informationen liefert. Zu ihrer Bestimmung werden je zwei Zonen mit einem monoklonalen Maus-anti human Troponin I bzw. CK-MB-Antikörper aufgebracht. Der Unterschied zum Test gemäß Beispiel 1 besteht darin, daß lyophilisierte Antikörper-Enzymkonjugate statt des Antikörper-Gold- Konjugats verwendet werden. Diese Antikörper sind gegen eine zweite Domine des Analyten gerichtet. Anti-Troponin I ist in diesem Fall mit Peroxidase, anti-CK-MB mit alkalischer Phosphatase konjugiert.

Nachdem die Reaktion durchgeführt sind, wird nachfolgend in die Öffnung 15 BCIP/INT (ein Phosphatase-Reagenz, das ein orangenes Präzipitat an der Stelle der Phosphatase hinterlässt) und TMB (ein Peroxidase-Reagenz, blauer Farbstoff) gegeben. Anschließend kann der Test wie in Beispiel 1 beschrieben, ausgewertet werden.