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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Nachweis von Analyten in einer flüssigen Probe nach der Methode des Lateral Flow Assays oder Lateral Flow Immunoassays bestehend aus einem Gehäuse mit einer Halterung zur Aufnahme einer Testkassette, die mindestens einen Immunoassay-Teststreifen mit Reagenzien zur Bestimmung eines oder mehrerer Analyten in einer Probenflüssigkeit enthält, wobei der Teststreifen mindestes einen Probenaufnehmer und einen die Reagenzien enthaltenden Testbereich umfasst, in dem sich das Testergebnis herausbildet, und wobei die Testkassette eine Einfüllöffnung für die flüssige Probe und ein Test- und Kontrollfenster aufweist.
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Geräte oder Vorrichtungen zum Nachweis von Analyten in einer flüssigen Probe, z. B. von Drogen, Medikamenten oder Antikörpern als Zeichen für bestimmte Erkrankungen in einer Körperflüssigkeit, sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Besonderes Interesse besteht an solchen Geräten oder Vorrichtungen, die auch außerhalb eines Labors eingesetzt werden können, also tragbar und leicht zu bedienen sind und in möglichst kurzer Zeit ein zuverlässiges Ergebnis liefern können.
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Durch die
DE 10 2009 010 563 A1 ist eine Vorrichtung bekannt zum Bestimmen des Vorliegens und/oder der Menge eines oder mehrerer Analyten in einer Probe einer Körperflüssigkeit eines Menschen. Sie besteht aus einem Behältnis, in das ein Halteelement mit einem oder mehreren Teststreifen eingebracht werden kann. Der oder die Teststreifen sind mit für bestimmte Analyten spezifischen Reagenzien behandelt oder imprägniert und weisen einen saugfähigen Abschnitt auf, um eine flüssige Probe aufnehmen zu können. Die flüssige Probe kann mit dem saugfähigen Ende eines Probenentnahmeelements aufgenommen werden, das dann in das Behältnis eingeführt wird. In dem Behältnis ist eine Ausbuchtung oder Erhebung vorgesehen, an der beim Einführen des Probenentnahmeelements dessen die Probe enthaltendes, saugfähiges Ende komprimiert wird, so dass die dabei austretende, flüssige Probe dem oder den Teststreifen zugeführt wird. Wenn die Probe einen nachzuweisenden Analyten enthält, kommt es am Teststreifen zu einer immunologischen Reaktion zwischen diesem Analyten und dem für diesen spezifischen Reagenz, was durch ein Signal, z. B. durch eine Farbveränderung in einem bestimmten Abschnitt des Teststreifens, erkennbar bzw. sichtbar gemacht werden kann. Diese Vorrichtung eignet sich in erster Linie für eine Ja-Nein-Feststellung hinsichtlich des Vorhandenseins eines Analyten. Die Intensität z. B. der Farbveränderung kann einen Hinweis auf die Dosis geben, muss aber von einer den Test durchführenden Person interpretiert werden, ist also eher subjektiv und nicht wirklich zuverlässig.
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Durch die
DE 10 2010 011 838 A1 ist ein tragbares Gerät zum Nachweis von Analyten in einer flüssigen Probe bekannt, das aus einem Gehäuse besteht, in das eine Testkassette eingeführt werden kann, die mindestens einen mit einem Reagenz behandelten Teststreifen enthält und eine oder mehrere Zuführöffnung(en) für eine zu analysierende flüssige Probe aufweist, so dass die Probe mit dem Teststreifen bzw. dem Reagenz in Kontakt gebracht werden kann. Ein am Teststreifen entstandenes optisches Signal wird durch im Gehäuse angeordnete optische Sensormittel abgelesen und durch ebenfalls im Gehäuse angeordnete Mittel evaluiert, ausgewertet und/oder gespeichert. Das Ergebnis kann auf einem Touchscreen sichtbar gemacht und/oder ausgedruckt werden.
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Tests z. B. auf Drogenkonsum oder Medikamentenmissbrauch und dergleichen müssen oft bei sehr unterschiedlichen äußeren Bedingungen, z. B. durch die Polizei auch im Freien bei unterschiedlichen und wechselnden Lichtverhältnissen, bei unterschiedlichen Wetterverhältnissen und Temperaturen durchgeführt werden, was das Ablesen und Bewerten der Testergebnisse erschwert und auch zu gravierenden Fehlinterpretationen führen kann. Sehr behelfsmäßig bedient sich die Polizei bei schlechten Lichtverhältnissen z. B. einer Taschenlampe, um eine Testergebnis ablesen zu können, dabei kann die den Test durchführende Person von dem vom Gerät reflektierten Licht geblendet werden, was das Ablesen erschwert und der Grund für Ablesefehler und Fehlinterpretationen sein kann.
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Solche Messungen oder Tests werden auch Assays oder Immunoassays genannt.
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Durch die
DE 20 2004 008 809 U1 bzw. die
EP 2 385 363 A2 ist eine Assayergebnis-Lesevorrichtung bekannt, in der wenigstens eine Lichtquelle angeordnet ist, die Licht auf wenigstens zwei räumlich getrennte Zonen eines Teststreifens aussendet. Das vom Teststreifen reflektierte Licht wird von einem Fotodetektor detektiert. Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse, das eine schlitzförmige Öffnung aufweist, durch die eine Teststreifen eingeführt werden kann. Im Gehäuse des Geräts befinden sich z. B. drei LED's als Lichtquelle, die auf bestimmte Zonen eines in das Gerät eingeführten Teststreifens – eine Testzone, eine Referenzzone und eine Kontrollzone – ausgerichtet sind. Fotodioden detektieren das von den verschiedenen Zonen reflektierte Licht und erzeugen einen Strom, dessen Stärke proportional zur Menge des Lichteinfalls ist und elektronisch in ein daraus resultierendes Signal umgewandelt wird. Das Testergebnis kann durch eine auf der Oberseite des Lesegeräts vorgesehene Öffnung abgelesen werden. Die LED's dienen bei diesem Gerät der Erzeugung eines Messsignals, das von der Intensität des von den verschiedenen Zonen des Teststreifens reflektierten Lichts abhängt. Da dieses Signal z. B. von Schwankungen der Intensität des Umgebungslichts, das ins Innere des Gehäuses des Lesegeräts eindringt, beeinträchtigt und somit verfälscht werden kann, werden, um solche Effekte zu minimieren, die Messungen als eine Sequenz von vielen Messungen über kurze Zeiträume und überlappend Zone nach Zone durchgeführt. Die benötigte Zeitspanne, um ein gültiges Messergebnis zu erhalten, wird damit verlängert. Eine Erleichterung beim visuellen Ablesen des Testergebnisses – besonders im Freien zu unterschiedlichen Tageszeiten und bei wechselnden Licht- und Wetterverhältnissen – für den Anwender wird auch bei diesem Gerät nicht erreicht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein tragbares Gerät zum Nachweis von Analyten in einer flüssigen Probe zu schaffen, das besonders, aber nicht nur, für den Einsatz im Freien auch bei wechselnden Umgebungs- vor allem wechselnden Lichtverhältnissen geeignet ist, dabei leicht zu bedienen ist und in möglichst kurzer Zeit ein zuverlässiges Ergebnis liefern kann. Besonders das Ablesen eines Messergebnisses auch bei schlechten Lichtverhältnissen soll für den Anwender erleichtert werden, so dass zugleich Ablesefehler und Fehlinterpretationen vermieden werden.
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Erfindungsgemäß wird dies mit einem Gerät nach Anspruch 1 erreicht.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Testkassette in einer Halterung auf der Oberseite eines Gehäuses gehalten und in der oberen Gehäusewand des Gehäuses ist ein transparentes Fenster, das sich bei eingelegter Testkassette unterhalb des Testbereichs eines in der Testkassette befindlichen Teststreifens befindet; unter dem Fenster ist im Gehäuse eine Lichtquelle vorgesehen, deren Licht das transparente Fenster, die untere Wand der aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff oder Glas bestehenden Testkassette und den Testbereich des Teststreifens durchstrahlt, so das Testergebnis ausleuchtet, so dass dieses Testergebnis visuell wahrnehmbar ist. Indem durch die Beleuchtung von unten der Testbereich des Teststreifens durchstrahlt wird, erscheint das sich in dem Testbereich ausbildende Testergebnis für das Auge eines Anwenders des Gerätes kontrastreicher und es wird vermieden, dass der Anwender von an der Oberfläche des Teststreifens reflektiertem Licht geblendet wird, das Ablesen und Beurteilen des sich ausbildenden Testergebnisses wird erleichtert, Ablesefehler und Fehlinterpretationen des Testergebnisses werden auch bei ungünstigen äußeren Lichtverhältnissen vermieden; auf die Verwendung von Hilfsmitteln beim Ablesen, z. B. Taschenlampen, kann verzichtet werden. Indem der Testbereich des Teststreifens durchstrahlt und nicht nur oberflächlich angestrahlt wird, wird das gesamte Volumen des Testbereichs genutzt, wodurch sich die Zuverlässigkeit des Testergebnisses erhöht.
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Als Lichtquelle können vorteilhaft lichtemittierende Dioden LED's eingesetzt werden. Die Verwendung einer anderen Lichtquelle, wie einer Lampe oder einer Luminiszenzlampe, ist aber möglich.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Lichtquelle ein standardisiertes Licht in einem bestimmten Spektralbereich, z. B. ein monochromatisches Licht, emittiert, das komplementär zur Farbe von sich im Testbereich des Teststreifens entsprechend dem Testergebnis herausbildenden Test- und Kontrolllinien ist. Der Kontrast der Mess- und Kontrolllinien oder Mess- und Kontrollstreifen wird damit weiter verstärkt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung emittiert die Lichtquelle unsichtbares UV-Licht, und in den Testbereich des Teststreifens sind Fluorophore gleichmäßig verteilt eingebracht, die durch das UV-Licht zur Fluoreszenz angeregt werden und in angeregtem Zustand ein sichtbares Licht in einem bestimmten spektralen Bereich abgeben, der abhängig ist von der Art der Fluorophore. Indem der Teststreifen von unten mit einem unsichtbaren UV-Licht beleuchtet wird und die Fluorophormoleküle ein sichtbares Licht abstrahlen, werden nach der Erfindung die Fluorophormoleküle selbst als Lichtquellen verwendet. Während der Teststreifen Licht in einem sichtbaren spektralen Bereich generiert, wird die Kunststoff-Testkassette oder der Teststreifenhalter nur unsichtbares UV-Licht streuen. Ein Anwender des Gerätes kann so die Testergebnisse in Form von dunklen Test- und Kontrolllinien im Testbereich des Teststreifens mit deutlich stärkerem Kontrast sehen als unter einer Beleuchtung mit sichtbarem Licht.
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Der Lichteinstrahlwinkel der Lichtquelle auf den Testbereich des Teststreifens kann in einem Bereich zwischen 90° bis 270° liegen; die besten Ergebnisse werden mit einem Einstrahlwinkel im Bereich zwischen 135° bis 225° erreicht.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Lichtquelle Weißlicht in einem breiten Spektralbereich emittieren, zwischen der Lichtquelle und dem Teststreifen ist dann ein Lichtfilter vorgesehen.
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Ein für den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Gerät geeigneter Teststreifen weist an seinem einen Ende einen Probenaufnehmer, an seinem anderen Ende eine Absorberschicht und zwischen Probenaufnehmer und Absorberschicht einen mittleren Testbereich auf, der mit Reagenzien für den oder die zu ermittelnden Analyten behandelt oder imprägniert ist. In diesen Testbereich fließt eine auf den Probenaufnehmer aufgebrachte Probenflüssigkeit ein und wird zusätzlich durch die Absorberschicht hereingezogen und homogen verteilt. Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Analyten in einer Probenflüssigkeit wird durch eine stattfindende oder ausbleibende immunologische Reaktion mit den Reagenzien im Testbereich in Form einer sich ausbildenden Kontrolllinie und mindestens einer sich ausbildenden oder ausbleibenden Testlinie sichtbar.
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Zweckmäßig sind am Gehäuse des Gerätes Betätigungs- und Indikationselemente vorgesehen, über die das Gerät ein- und ausschaltbar ist und die Beleuchtung durch die Lichtquelle aktivierbar und deaktivierbar ist.
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Wenn die Lichtquelle deaktiviert ist und bleibt, solange sich keine Testkassette in ihrer Halterung an der Gehäusewand befindet, wird für einen Anwender des Gerätes ein wichtiger Augenschutz erreicht.
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Dieser Augenschutz kann erreicht werden, indem im oder am Gerät eine Lichtschranke vorgesehen ist, durch die eine Testkassette in ihrer Halterung erkannt wird und die eine Aktivierung der Lichtquelle nur bei eingelegter Testkassette zulässt.
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Vorteilhaft kann im Gerät ein Zeitschalter (Timer) vorgesehen sein, durch den das Gerät automatisch ausgeschaltet wird, wenn es innerhalb eines bestimmten Zeitraumes nicht aktiviert wird.
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Wenn die Lichtquelle aus mindestens zwei LED's besteht, von denen eine Licht im sichtbaren Spektralbereich ausstrahlt und eine Licht im UV-Bereich ausstrahlt, oder wenn die Lichtquelle aus mindestens zwei LED's besteht, die Licht in zwei verschiedenen UV-Bereichen ausstrahlen, und diese LED's durch einen Taster umschaltbar sind, können Testlinien in zwei verschiedenen Spektralbereichen für zwei unterschiedliche Analyten betrachtet werden.
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Es ist auch möglich als Lichtquelle LED's mit wechselbaren Lichtfiltern einzusetzen.
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Die Funktion des Gerätes kann erweitert werden, indem eine zusätzliche Weißlicht quelle als Taschenlampe integriert wird. Damit lassen sich z. B. bei einem Drogentest bei einer Testperson die Pupillenreflexe, die bei Drogenkonsum verzögert sind, beobachten.
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Wenn eine Fotokamera in das Gerät integriert wird, kann das Ergebnis eines durchgeführten Tests fotografiert und dokumentiert werden.
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Vorteilhaft kann im Gerät ein Mikroprozessor vorgesehen sein, über den sich die Inkubationszeit für die Entwicklung der Test- und Kontrolllinien variabel festlegen lässt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der anhängenden Zeichnung näher beschrieben; es zeigen
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1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gerät,
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2 eine perspektivische Ansicht eines Geräts nach 1,
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3 eine perspektivische Ansicht einer im Gerät nach 1 einsetzbaren Testkassette, teilweise geschnitten,
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4a die Draufsicht auf eine Testkassette nach 3 vor der Durchführung eines Tests (Immunoassay Tests),
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4b die Draufsicht auf eine Testkassette nach 3 nach einem durchgeführten Test (Immunoassay Test) mit Testergebnis „negativ” und
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5a und 5b skizzenhaft den Verlauf eines Lichtstrahls in einem Gerät nach der Erfindung bei unterschiedlich gewählten Lichtquellen.
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Gemäß 1 befindet sich in einem Gehäuse 40 eines erfindungsgemäßen Gerätes eine elektronische Platine 47 mit elektronischen Bauelementen und Mikrokontroller 49, zu denen auch eine Lichtquelle 46 gehört, und zwar vorzugsweise in Form von drei LED's 46, die ein standardisiertes Licht emittieren. Über der Lichtquelle 46 bzw. den LED's 46 ist in der oberen Gehäusewand 41 ein transparentes Fenster 45 vorgesehen, durch das Licht von der Lichtquelle 46 bzw. den LED's 46 hindurchtreten kann. Auf der oberen Gehäusewand 41 liegt eine Immunoassay-Kassette 42 auf, die für ein Nachweisverfahren nach dem Lateral Flow Assay ausgelegt ist und wie sie weiter unten anhand der 3 und 4 noch näher beschrieben wird. Die Immunoassay-Kassette 42 enthält einen Immunoassay-Teststreifen 48 und weist in einem die Kassette 42 nach oben abschließenden Deckel 22 (siehe auch 3) eine Einfüllöffnung 23 für eine flüssige Probe und ein Test- und Kontrollfenster 24 auf, wobei dieses Test- und Kontrollfenster 24 exakt über dem lichtdurchlässigen Fenster 45 in der oberen Gehäusewand 41 und somit auch exakt über der Lichtquelle 46 bzw. den LED's 46 liegt.
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Um die Testkassette 42 für einen Test exakt platzieren zu können, ist gemäß 2 zweckmäßig mit der Oberseite des Gehäuses 40 eine Halterung 35 fest verbunden, z. B. aufgeklebt, in die die Testkassette 42 unverrückbar eingelegt werden kann. Als eine andere Form der Halterung kann in der Oberseite des Gehäuses 40 eine der Form der Testkassette 42 entsprechende Vertiefung vorgesehen, z. B. eingefräst sein, in die die Testkassette 42 eingelegt werden kann.
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Auf der Oberseite der oberen Gehäusewand 41 sind Betätigungs- und Indikationselemente 51 vorgesehen, über die das Gerät ein- und ausgeschaltet werden kann und die Beleuchtung durch die Lichtquelle 46 bzw. die LED's 46 aktiviert und deaktiviert werden kann.
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Da es sich bei dem von den LED's 46 emittierten Licht um eine starkes Licht handelt, ist vorteilhaft im Gehäuse eine Steuerelektronik mit einer Lichtschranke 50 angeordnet, die die Testkassette 42 erkennen kann und eine Aktivierung der Beleuchtung nur dann zulässt, wenn sich eine Testkassette 42 im Gerät befindet. Dies ist eine Sicherheitsfunktion, mit der für eine visuelle Betrachtung eines Testergebnisses durch das Test- und Kontrollfenster 24 (s. unten) ein wichtiger Augenschutz für den Anwender garantiert ist. Außerdem kann mit Hilfe der Lichtschranke 50 auch die für einen Test exakte Position der Testkassette 42 kontrolliert werden.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann im Gehäuse des Gerätes ein Schacht vorgesehen sein, dessen Form und Abmessungen der Testkassette 42 entspricht und in den die Testkassette 42 für einen Test eingeschoben werden kann. Mit diesem Vorgang des Einschiebens kann dann zugleich eines der Betätigungselemente 51 auf der Oberseite der Gehäusewand 41 betätigt werden, das das Gerät einschaltet. Ebenso kann bei einer, wie oben beschrieben, in die Oberseite des Gehäuses eingefrästen oder auf ihr unverrückbar aufliegenden Halterung das Ein- und Ausschalten des Gerätes mit dem Einlegen der Testkassette 42 verbunden sein. Auch eine manuelle Betätigung eines Ein-Aus-Schalters ist möglich. Vorteilhaft ist es, wenn auch ein Timer (nicht dargestellt) vorgesehen ist, der das Gerät, wenn es innerhalb von 5 bis 10 Minuten nicht verwendet wird, automatisch ausschaltet.
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3 zeigt in perspektivischer Ansicht und teilweise geschnitten eine Testkassette 42, die zur Durchführung eines Lateral Flow(Immuno-)Assays ausgelegt ist. Sie besteht aus einem unteren Deckel 21 und einem oberen Deckel 22. Eingeschlossen von diesen beiden Deckeln 21, 22 enthält die Testkassette 42 einen Teststreifen 48, der durch einen Stopper 30 und Haltemittel 31 in Position gehalten wird und ein Substrat oder eine Trägerschicht 29, vorzugsweise in Form einer Kunststofffolie, aufweist. Auf dieser Trägerschicht 29 befindet sich am einen Ende ein Probenaufnehmer 292. Unmittelbar benachbart und teilweise unter den Probenaufnehmer 292 reichend befindet sich auf der Trägerschicht 29 ein Belag 291, der Antikörper enthält, die mit Goldpartikeln konjugiert sind und die zu einem festzustellenden Analyten bzw. zu einem Antigen dieses Analyten passen und in eine immunologische Reaktion treten können. Anschließend an den Belag 291 befindet sich auf der Trägerschicht 29 ein mittlerer Testbereich 28, vorzugsweise in Form einer Membrane 28, auf dem sich im Abstand zum Belag 291 eine Testlinie 25 und zu dieser beabstandet eine Kontrolllinie 26 befinden, die durch in einem Reagenz für den Nachweis eines bestimmten Analyten enthaltene Antigene ausgebildet sind und vor einem Test noch unsichtbar sind (siehe 4a). Bei der Durchführung eines Lateral Flow Assays zeigt die Testlinie 25 das Ergebnis des Tests an, die Kontrolllinie 26 zeigt an, ob der Test valide ist. Am anderen Ende der Trägerschicht 29 ist eine Absorberschicht 27 aufgebracht. In dem die Testkassette 42 nach oben abschließenden oberen Deckel 22 befindet sich über dem Probenaufnehmer 292 des Teststreifens 48 eine Einfüllöffnung 23, durch die eine flüssige Probe eingegeben werden kann, und über dem mittleren Testbereich 28 des Teststreifens 48 mit der Testlinie 25 und der Kontrolllinie 26 befindet sich ein Test- und Kontrollfenster 24, durch das das Testergebnis abgelesen und begutachtet werden kann. Dieses Ablesen und Begutachten wird nach der Erfindung sehr erleichtert, indem mit dem Einbringen der Testkassette 42 in das Gerät auch die Lichtquelle 46 bzw. die LED's 46 unterhalb des lichtdurchlässigen Fensters 45 in der oberen Gehäusewand 41 aktiviert werden. Das von der Lichtquelle 46 ausgesandte Licht kann durch das Fenster 45 hindurchtreten und erreicht von unten den mittleren Testbereich 28 der Testkassette 42. Die Testkassette 42 besteht aus einem Kunststoff, der ebenfalls durch das von der Lichtquelle 46 kommende Licht durchstrahlt werden kann, so dass auch der Teststreifen 42 in seinem mittleren Testbereich 28 von unten durchstrahlt wird und nach der Durchführung eines Tests und nach einer bestimmten Inkubationszeit, die durch eine akustisches Signal angezeigt werden kann, das Testergebnis in Form der sich ausbildenden Kontrolllinie 26 und der sich ausbildenden oder ausbleibenden Testlinie 25 mit guter Kontrastierung sichtbar wird, denn kein reflektiertes Licht kann den Kontrast der Test- und Kontrolllinien 25, 26 im Testbereich 28 beeinflussen. Die Inkubationszeit kann vorteilhaft über einen im Gerät vorgesehenen Mikroprozessor variabel festgelegt werden. Ein weiterer Vorteil der Beleuchtung des Testbereichs 28 von unten ist, dass auch der Anwender des Gerätes nicht von reflektiertem Licht geblendet wird und immer und auch bei schlechten Lichtverhältnissen in der Umgebung eine eindeutige, unverfälschte und für den Anwender gut erkennbare Anzeige im Test- und Kontrollfenster 24 sichtbar wird. Der Anwender kann somit die Testlinie 25 und die Kontrolllinie 26 auf dem Immunoassay-Streifen erheblich sicherer visuell beurteilen.
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Vorteilhaft ist auch, dass bei der Beleuchtung von unten der Testbereich 28 in seinem gesamten Volumen durchstrahlt wird und nicht nur oberflächlich angestrahlt wird, wodurch ein qualitativ besseres und zuverlässigeres, kontrastreiches Testergebnis erreicht wird.
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Wie bereits erwähnt, kommt für die Beleuchtung von unten bevorzugt eine standardisierte Lichtquelle, z. B. in Form von LED's 46 zur Anwendung, die ein starkes, standardisiertes Licht emittieren, das einem bestimmten Bereich des Lichtspektrums entspricht. Dieses Licht kann dann komplementär zur Farbe der Testlinie 25 und der Kontrolllinie 26 des Immunoassay-Teststreifens 48 sein. Damit erhöht sich deren Kontrast nochmals deutlich und die Bewertung des Messergebnisses wird entscheidend erleichtert. Beispielsweise passt für einen Immunoassay-Teststreifen 48 mit roten oder braunen goldenen Kolloidpartikeln am besten ein Licht im grünen Wellenlängenbereich von 490 nm bis 575 nm.
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Das Gerät wird mit dem Einlegen der Testkassette 42 automatisch, oder nach dem Einlegen der Testkassette 42 manuell, mit Hilfe eines der Betätigungselemente 51 eingeschaltet und die Beleuchtung wird dabei automatisch aktiviert. Wenn das Gerät manuell einzuschalten ist, sich im Gerät aber keine Testkassette 42 befindet, bleibt die Beleuchtung, z. B. durch die Wirkung einer Lichtschranke 50, immer deaktiviert, so dass der Anwender nicht infolge einer zufälligen Betätigung eines Betätigungselements 51 durch das sehr starke Licht der LED's geblendet werden kann. Es ist dies ein wirksamer Augenschutz für den Anwender.
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4a und 4b zeigen die Draufsicht auf eine Testkassette 42 mit eingelegtem Immunoassey-Teststreifen 48 vor der Durchführung eines Tests (4a) – es haben sich noch keine Test- und Kontrolllinien 25, 26 herausgebildet – und nach der Durchführung eines Tests mit negativem Testergebnis (4b) – sowohl die Testlinie 25 als auch die Kontrolllinie 26 sind sichtbar. Für einen Test wird ein standardisiertes Probenvolumen einer Probenflüssigkeit in die Einfüllöffnung 23 der Testkassette 42 gefüllt und vom Probenaufnehmer 292 (siehe auch 3) des Teststreifens 48 aufgenommen. Durch Kapillarwirkung fließt die Probenflüssigkeit in Richtung mittlerer Testbereich 28 und wird durch die Absorberschicht 27 am anderen Ende des Teststreifens 48 auch angezogen und verteilt sich dabei homogen im Testbereich 28. Sie kommt dabei zunächst in Berührung mit dem Belag 291, in dem sich mit Goldpartikeln konjugierte Antikörper zum Antigen eines festzustellenden Analyten in standardisierter (dosierter) Menge befinden. Die Antikörper weisen eine für verschiedene Analyten (Drogen) unterschiedliche Bindungsaktivität auf. Die Probenflüssigkeit nimmt beim Fließen die mit Goldpartikeln konjugierten Antikörper mit und durchfließt den mittleren Testbereich 28. Enthält die Probenflüssigkeit nicht den vermuteten oder festzustellenden Analyten, so werden beim Durchfließen des Testbereichs 28 die dort im Bereich der Testlinie 25 befindlichen Antigene des Analyten durch die von der Probenflüssigkeit mitgenommenen Antikörper gebunden und es bildet sich eine sichtbare Testlinie 25 heraus, die durch die mit den Antikörpern konjugierten Goldpartikel eine rote oder braune Farbe erhält. Der Testbefund ist damit negativ. Enthält die Probenflüssigkeit den vermuteten oder festzustellenden Analyten, so werden dessen Antigene bereits durch die Antikörper im Bereich des Belags 291 des Teststreifens 48 gebunden und es kann im Testbereich 28 nicht mehr zu einer Anlagerung kommen, demzufolge kann sich keine sichtbare Testlinie 25 herausbilden. Das Testergebnis ist positiv. Die Kontrolllinie 26 zeigt an, ob der Test valide ist.
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5a und 5b zeigen skizzenhaft zwei mögliche Varianten der erfindungsgemäßen durchgehenden Beleuchtung. Bei 52 ist jeweils das Auge des Anwenders angedeutet. Der Immunoassay-Teststreifen 48 wird von unten durch eine Lichtquelle, hier im Beispiel von 5a eine LED-Monochrom-Lichtquelle 53, durchstrahlt. Der Lichteinstrahlwinkel α soll im Bereich 90° bis 180° liegen. Tatsächlich kann der Winkel 90° bis 270° betragen. Da jedoch der Aufbau achsensymmetrisch ist kann die Lichtquellenposition nur in einem halbierten Winkelbereich betrachtet werden. Das beste Ergebnis wird mit einem Einstrahlwinkel annähernd 180°, und zwar 180° bis 235° erreicht. Die Leuchtdioden der LED-Monochrom-Lichtquelle 53 geben das Licht vorteilhaft in einem relativ schmalen Spektralbereich ab. Solche quasi monochromatischen LED's können direkt für die Beleuchtung verwendet werden.
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Unabhängig vom Einstrahlwinkel kann die Beleuchtung auch, wie in 5b angedeutet, mit einer Lampe oder Luminiszenzlampe oder mit Weißlicht LED's 54 vorgenommen werden. Die Weißlicht-LED's 54 strahlen Licht in einem breiten Spektralbereich ab und werden deshalb mit einem Filter 55 zwischen Lichtquelle 54 und Immunoassay-Teststreifen 48 eingesetzt. In jedem Fall sollen die Lichtquellen genügend Licht emittieren, um die Kunststoffschalen der Immunoassay-Testkassette 42 und den mittleren Testbereich 28 des Teststreifens 48 durchleuchten zu können. Am besten geeignet für mobile Geräte wie nach der Erfindung, die ein standardisiertes Licht für eine zielsichere Interpretation unbedingt benötigen, sind moderne energiesparende LED's.
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Erfindungsgemäß können für die Beleuchtung oder für eine kontrastreiche Sichtbarmachung der Test- und Kontrolllinie vorteilhaft auch Fluorophore eingesetzt werden, die auf einen Immunoassay-Teststreifen aufgebracht werden. Viele Fluorophore lassen sich mit Ultraviolett-Licht anregen und strahlen dann ein sichtbares Licht in verschiedenen spektralen Bereichen abhängig vom Stoff aus; sie wirken selbst als eine Lichtquelle. Werden die Fluorphore mit entsprechenden Aktivatoren dotiert, lassen sich verschiedene Farben erzeugen. Außerdem sind viele organische Fluorophore bekannt, die auch unter UV-Strahlen ein sichtbares eher monochromes Licht liefern. Als Fluorophore werden vorzugsweise solche Stoffe eingesetzt, die eine komplementäre Farbe zur Farbe der Test- und Kontrolllinien 25, 26 im Testbereich 28 des Teststreifens 48 haben, so wird der Kontrast verstärkt. Durch die Anwendung eines rotfarbigen Fluorophors können sich nur schwach herausbildende rote Testlinien maskiert werden. Dies kann vorteilhaft für eine sichere Interpretation eines Testergebnisses z. B. im Fall eines nur geringen Drogenkonsums sein.
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Ein besonderer Vorteil der Verwendung der Fluorophormoleküle ist, dass der Immunoassay-Teststeifen mit einem unsichtbaren UV-Licht beleuchtet werden kann und die Fluorophormoleküle ein sichtbares Licht aus einem der folgenden Wellenbereiche abstrahlen:
| Blau | 420 nm bis 490 nm |
| Grün | 490 nm bis 575 nm |
| Gelb | 575 nm bis 585 nm |
| Orange | 585 nm bis 650 nm |
| Rot | 650 nm bis 750 nm. |
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Unter diesen Bedingungen werden die Immunoassay-Teststreifen Licht in einem sichtbaren spektralen Bereich generieren, der Kunststoff der Testkassette 42 oder der Halterung des Teststreifens 48 aber wird nur unsichtbares UV-Licht streuen. Es hilft dem Anwender eines solchen Geräts, ein Testergebnis in Form der dunklen Test- und Kontrolllinie 25, 26 im Testbereich 28 eines Teststreifens 48 mit einem deutlich stärkeren Kontrast wahrzunehmen als unter einer Beleuchtung mit sichtbarem Licht.
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Es gibt zwei Möglichkeiten, um ein organisches Fluorophor auf einen Immunoassay-Teststreifen 48 aufzubringen und die beschriebenen Effekte zu erzielen.
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Die erste Möglichkeit besteht dann, eine Fluorophor-Lösung (z. B. eine Fluoreszein-Lösung in Ethanol) einer einen festzustellenden Analyten enthaltenden flüssigen Probe beizumischen. Damit gelangen beim Test die Fluorophormoleküle mit der Probenflüssigkeit in den Testbereich 28 des Teststreifens 48 und werden gezogen von der Absorberschicht 27 dort homogen verteilt.
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Nach der zweiten Möglichkeit wird ein Fluorophor erst nach Ablauf des Tests mit einer Probenflüssigkeit ohne Beimischung aufgebracht. Wenn sich der Test entwickelt hat, wird ein Fluorophor in einer wässrigen Lösung auf den mittleren Testbereich 28 oder auf den Probenaufnehmer 292 des Teststreifens 48 gegeben. Die Absorberschicht 27 bewirkt dann, dass das Fluorophor durch den Testbereich 28 gezogen und homogen verteilt wird. Dieser Prozess kann ein paar Minuten in Anspruch nehmen. Licht, das von der Lichtquelle 46 im Gerät in einer kurzen Wellenlänge als unsichtbares UV-Licht oder schlecht sichtbares Violett-Blaulicht ausgesandt wird, geht durch das Fenster 45 in der oberen Gehäusewand 41 und durch den unteren Kassettendeckel 21 der Testkassette 42 hindurch und trifft auf den mittleren Testbereich 28 des Teststreifens 48 und die dort homogen verteilten Fluorophormoleküle, wodurch diese angeregt werden und das kurzwellige Licht in Licht einer längeren Wellenlänge umwandeln, das für das Auge des Anwenders sichtbar ist.
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Diese beiden Möglichkeiten sind nur für organische Fluorophore anwendbar. Anorganische Fluorophore, z. B. Zinksulfid, Strontiumsulfid usw., sind nicht in einer Flüssigkeit löslich und können nur während der Streifenproduktion in das Membranmaterial zugemischt werden.
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Ein entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Geräts besteht auch darin, dass eine standardisierte Auswertung bei Lateralflowassays erreicht werden kann, indem mit einem standardisierten Volumen an Probenflüssigkeit, einer standardisierten Beigabe von Antikörpern auf dem Teststreifen, einer standardisierten d. h. definierten Inkubationszeit und standardisiertem Licht für die Beleuchtung gearbeitet wird.
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Die Funktionen des Gerätes lassen sich beliebig erweitern. So können bei einer Fortbildung des Gerätes zwei LED's mit unterschiedlichem spektralen Bereich als Lichtquelle eingesetzt werden. Mit einem Taster können dann die LED's umgeschaltet werden und damit die Testlinien in zwei verschiedenen spektralen Bereichen für zwei verschiedene Analyten betrachtet werden. Möglich sind beispielsweise folgende Kombinationen:
zwei LED's, von denen eine Licht in einem sichtbaren Spektralbereich ausstrahlt und eine Licht im unsichtbaren UV-Bereich ausstrahlt,
zwei LED's, die Licht in zwei verschiedenen UV-Bereichen ausstrahlen, LED's mit wechselbaren Lichtfiltern.
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Es kann in ein erfindungsgemäßes Gerät auch eine zusätzliche Weißlicht-LED integriert werden, so dass man eine Art integrierte Taschenlampe erhält, mit der sich z. B. bei einer Testperson die Pupillenreflexe, die bei Drogenkonsum verzögert sind, kontrollieren lassen. Auch kann eine Fotokamera integriert werden, um einen entwickelten Immunoassay-Teststreifen fotografieren und damit dokumentieren zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 21
- unterer Kassettendeckel
- 22
- oberer Kassettendeckel
- 23
- Einfüllöffnung
- 24
- Test- und Kontrollfenster
- 25
- Testlinie
- 26
- Kontrolllinie
- 27
- Absorberschicht
- 28
- mittlerer Testbereich, Membrane
- 29
- Trägerschicht
- 291
- Belag
- 292
- Probenaufnehmer
- 30
- Stopper
- 31
- Haltemittel
- 35
- Halterung
- 40
- Gehäuse
- 41
- obere Gehäusewand
- 42
- Testkassette
- 45
- Fenster
- 46
- Lichtquelle, LED's
- 47
- Platine
- 48
- Teststreifen
- 49
- Elektronische Bauelemente, Mikrokontroller
- 50
- Lichtschranke
- 51
- Betätigungs-, Indikationselemente
- 52
- Auge
- 53
- LED-Monochrom-Lichtquelle
- 54
- Weißlicht-LED
- 55
- Filter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009010563 A1 [0003]
- DE 102010011838 A1 [0004]
- DE 202004008809 U1 [0007]
- EP 2385363 A2 [0007]
