DE19546535A1

DE19546535A1 - Method and device for sampling with integrated analytical-chemical sensor measurement and production thereof

Info

Publication number: DE19546535A1
Application number: DE19546535A
Authority: DE
Inventors: Karl Prof Dr Cammann; Stefan Dipl Ing Adam; Michael Dipl Ing Borchardt
Original assignee: Institut fur Chemo- und Biosensorik Ev 48149 Muenster De; Institut fuer Chemo und Biosensorik Muenster eV ICB
Current assignee: CAMMANN, KARL, PROF. DR., 48155 MUENSTER, DE
Priority date: 1995-12-13
Filing date: 1995-12-13
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2015-12-14
Also published as: DE19546535C2; WO1997021381A3; WO1997021381A2

Abstract

The invention concerns a measuring cartridge for analytical chemical measurements and a method of operating said measuring cartridge. The measuring cartridge for liquid or gaseous samples comprises a first connection for a sampling device, such as in particular a hypodermic needle, a second connection for a pump device, such as in particular a syringe, and at least two chambers disposed between the first and second connections. At least one of the chambers comprises one or a plurality of calibrating solutions (calibration chamber) and at least one chemical or biochemical sensor is disposed in the region of at least one of the chambers (sensor chamber). Furthermore, fluidics-control elements are disposed between individual chambers and the two connections and/or between individual chambers themselves.

Description

Die Erfindung betrifft eine besonders einfache und kontaminationsfreie Probennahme- und automatisierte, tragbare Meßvorrichtung vorzugsweise von Körperflüssigkeiten insbesondere von Blut mittels eines Verfahrens, das eine integrierte Probenvorbereitung, Sensor-Kalibrierung, Validierung und Qualitätssicherung beinhaltet. Das Blut wird dabei auf kürzestem Wege unter Luftabschluß in eine erfindungsgemäße Probennahme- und Meßkartusche mit integrierten Chemo- und Biosensoren sowie Kalibrations-Standards zwischen einer preiswerten, handelsüblichen hypodermischen Nadel, bzw. arteriellen Katheter und Spritze überführt, wo es für die gängigsten Blutparameter, wie Elektrolyte (z. B. Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻, HCO₃⁻, NH₃, usw.) Sauerstoff, Kohlendioxid oder metabolische Faktoren, wie Glucose, Lactat, Harnstoff (BUN), Harnsäure, Kreatinin, Pyruvat, Ascorbin, Phosphat, Cholesterol, Triglyceride, Phenylalannin, Bilirubin, Thyrosin, Protein sowie für die Enzyme, wie Lactatdehydrogenase, Creatinkinase (CK), Aspartat- Amino-Transferase (ASAT), alkalische und saure Phosphatase, Lipase, Amylase, Cholinesterase, etc., mit Hilfe eines speziellen, akkubetriebenen Handgerätes vermessen wird.The invention relates to a particularly simple and contamination-free sampling and automated, portable measuring device, preferably of body fluids, in particular of blood, by means of a method which includes integrated sample preparation, sensor calibration, validation and quality assurance. The blood is transferred in the shortest possible way with the exclusion of air into a sampling and measuring cartridge according to the invention with integrated chemo and biosensors and calibration standards between an inexpensive, commercially available hypodermic needle, or arterial catheter and syringe, where it is used for the most common blood parameters, such as Electrolytes (e.g. Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca ²⁺ , Mg ²⁺ , Cl⁻, HCO₃⁻, NH₃, etc.) oxygen, carbon dioxide or metabolic factors such as glucose, lactate, urea (BUN) , Uric acid, creatinine, pyruvate, ascorbin, phosphate, cholesterol, triglycerides, phenylalannine, bilirubin, thyrosine, protein and for the enzymes, such as lactate dehydrogenase, creatine kinase (CK), aspartate amino transferase (ASAT), alkaline and acidic phosphatase, lip , Amylase, cholinesterase, etc., is measured using a special, battery-operated handheld device.

Die Erfindung löst die Probleme aller herkömmlichen invasiven oder minimalinvasiven Blut-Analysen, die darin bestehen, daßThe invention solves the problems of all conventional invasive or minimally invasive Blood analyzes that consist of that

a) later disturbing external influences during blood sampling Cause incorrect measurements;
b) a transfer from the syringe into a blood sample another container is required, being in addition to confusion changes cannot be ruled out;
c) when injecting blood samples into an analyzer u. U. Blood can leak and pathogens can be released can;
d) Too much to determine the most important blood parameters Time passes until the analysis results from the central Laboratory available for diagnosis;
e) the pH value and thus the bicarbonate balance can change during storage, which in turn influences the binding capacity for cations (eg Ca 2+ );
f) hemolysis occurs during storage, which a Forbids measurement;
g) when transferring from the blood sampling syringe to the trans port vessels and further in the laboratory from these vessels into the different laboratory measuring instruments Confusion comes;
h) it was previously used for bedside monitoring using a portable Handheld device for the most important blood parameters none Quality assurance gave reliability and validity of the measured values guaranteed.

Stand der Technik auf dem Gebiet der Blut-Analytik ist eine venöse oder arterielle Abnahme und ein Umfüllen in vorbereitete Spezial-Container, wobei zur Gerinnungshemmung meist noch in der Spritze oder im Proben-Container eine kleine Menge Heparin zugesetzt wird. Weil diese Probennahme-Methode nicht unter Luftausschluß durchgeführt wird, kann sich der Gehalt an gelösten Gasen, hier insbesondere Sauerstoff und Kohlendioxid dabei oder bei dem Transport in das Labor verändern. Dies kann wiederum wegen zusammenhängender, chemischer Gleichgewichte zu Veränderungen bei anderen wichtigen Parametern, z. B. dem pH- Wert, dem Protein-Ionenbindungsvermögen führen. Auch können metabolische Vorgänge in den Probennahmegefäßen die zu messenden Parameter verändern, z. B. Abbau von Glucose etc. - Die klinisch-chemischen Geräte sind häufig so groß, komplex und teuer, daß nur größere Unternehmen sich solche zentralen Laboratorien leisten können.The state of the art in the field of blood analysis is venous or arterial Acceptance and a transfer into prepared special containers, whereby for Coagulation inhibition is usually still a small one in the syringe or in the sample container Amount of heparin is added. Because this sampling method is not under Exclusion of air is carried out, the content of dissolved gases here especially oxygen and carbon dioxide in the process or during transport to the laboratory change. Again, this may be due to related, chemical Balances for changes in other important parameters, e.g. B. the pH Value that lead to protein ion binding capacity. Can also be metabolic Processes in the sampling vessels change the parameters to be measured, e.g. B. Breakdown of glucose etc. - The clinical chemical devices are often so large, complex and expensive that only larger companies can afford such central laboratories can.

Demgegenüber benötigt aber der Allgemeinmediziner sehr häufig eine rasche und sichere Information über die klinisch-chemischen Parameter, um gegebenenfalls bei ernsthafter Gefahr rechtzeitig eingreifen zu können.In contrast, the general practitioner very often needs a quick and safe information about the clinical-chemical parameters, if necessary serious danger of being able to intervene in time.

Vor allem auf dem Gebiet der Notfall-Medizin wurden in den letzten Jahren große Fortschritte erzielt. Besonders wichtig war hier die Beschleunigung der Blut-Analyse durch die elektrochemischen Methoden der Elektrolyt-Bestimmung mit Hilfe von entsprechenden Tisch-Automaten, die ionenselektive Elektroden enthalten. Obwohl derartige Geräte stets sofort betriebsbereit sind, müssen die zu analysierenden Blutproben aber trotzdem in ein (Notfall)-Labor gesandt werden, weil diese Geräte nur stationär betrieben werden können und der Aufwand für die notwendige Qualitätssicherung qualifiziertes Personal und einen entsprechenden Arbeitsaufwand erfordert.Especially in the field of emergency medicine have been great in recent years Progress made. The acceleration of the blood analysis was particularly important here through the electrochemical methods of electrolyte determination with the help of corresponding table machines that contain ion-selective electrodes. Although such devices are always immediately ready for operation, the ones to be analyzed Blood samples will still be sent to an (emergency) laboratory because these devices only can be operated stationary and the effort for the necessary Quality assurance by qualified personnel and a corresponding amount of work required.

Neueste Trends auf dem Gebiet der klinischen Chemie und der Labormedizin zielen darauf ab, die sog. Points of Care näher an den Kranken, d. h. an das Krankenbett zu bringen. In diesem Zusammenhang gewinnt das sog. Bedside-Monitoring, d. h. das Bestimmen wichtiger Parameter direkt neben dem Patienten, stark an Bedeutung. Die große Nachfrage nach Kostenreduzierung, höheren Probendurchsatz, größere Dezentralisierung, und reduzierte Ansprüche an die Ausbildung des Personals haben weltweit die Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet dazu motiviert, leicht zu benutzende, preiswerte, zuverlässige und tragbare Geräte für Bedside Messungen zu entwickeln. Target the latest trends in clinical chemistry and laboratory medicine aims to bring the so-called points of care closer to the sick, d. H. to the bedside bring. In this context, the so-called bedside monitoring wins. H. the Determining important parameters right next to the patient, very important. The great demand for cost reduction, higher sample throughput, larger Decentralization, and have reduced demands on the training of staff worldwide research and development in this field easily motivated using, inexpensive, reliable and portable devices for bedside measurements develop.

Beispielhaft für diese neue und optimale medizinische Diagnostik ist in diesem Zusammenhang die Entwicklung des ersten tragbaren Meßgerätes zur schnellen Bestimmung der Blut-Elektrolyte und weiterer Stoffe durch die US Firma I-Stat. Das betreffende Handmeßgerät stellt die Spitze der Entwicklungen dar, die die oben erwähnten Anforderungen zu erfüllen versuchen. Es basiert überwiegend auf elektrochemischen Meß-Methoden mit miniaturisierten Meßelektroden und auf den US Patenten 5 063 081, 5 096 669 und 5 112 455. Das Patent US 5 096 669 beschreibt eine wegwerfbare Vorrichtung für eine Echtzeit Flüssigkeitsanalyse, die in ein Handgerät zur Auslesung der Daten gesteckt werden muß. Nachteilig bei dieser flach aufgebauten Meßkartusche ist die Proben-Aufgabe. Bei einer Blutanalyse muß eine bestimmte Blutmenge in einen kleinen Aufnahme-Trog gegeben werden, von dem die Probe dann durch Kapillarkräfte in die Meßstrecke befördert wird nachdem ein kleiner Schnappdeckel geschlossen worden ist. Dabei kann bei etwas Ungeschicklichkeit Blut verspritzt werden, was u. U. bei infektiösem Blut zu einer Gefährdung des Bedienungspersonals führt. Auch kommt es dabei zu einer unerwünschten Äquilibrierung mit der Umgebungsluft, was die Sauerstoff-, die Bicarbonat- und pH- Wert-Bestimmung ungenau macht. Bei dem I-Stat System wird die Probenkartusche dann in das Handmeßgerät gesteckt, wo dann automatisch entsprechende in der Kartusche vorgehaltene Kalibrierlösungen durch äußeren Druck freigesetzt werden. Um die Blutprobe und die Kalibrier-Lösungen an den Sensoren vorbeifließen zu lassen, muß als nächster Schritt vom Handgerät aus eine in der Kartusche ebenfalls vorhandene Preßluft-Kammer geöffnet werden, die die Lösungen mittels Überdruck durch die Meßkanäle preßt. Nach der eigentlichen Messung, d. h. Ablesung der Sensor- Signale, wird die Kartusche weggeworfen. Der Aufbau der Kartusche ist wegen dieser komplexen Bauweise nicht einfach und die Herstellung nicht preiswert, weshalb sie nicht unter einigen Dollar angeboten werden kann. Dadurch liegen die Kosten für diese Vor-Ort klinische Analyse wesentlich höher als für die traditionelle Laboranalyse mittels entsprechender Groß-Automaten. Auch sind bei der Konstruktion der Firma I-Stat nach der Analyse die unterschiedlichsten Materialien zu entsorgen, was zusätzliches Geld kosten kann. Allein aus Kostengründen kann sich dieses System nur in äußersten Notfällen durchsetzen. Technologisch ist die Kartusche mit den integrierten Chemo- und Biosensoren viel zu komplex und uneinheitlich konstruiert, so daß sich systembedingte Meßfehler nicht ausschließen lassen.An example of this new and optimal medical diagnosis is in this Connected the development of the first portable measuring device to the fast Determination of blood electrolytes and other substances by the US company I-Stat. The The handheld meter in question represents the top of the developments that the above try to meet the requirements mentioned. It is mostly based on electrochemical measuring methods with miniaturized measuring electrodes and on the US Patents 5,063,081, 5,096,669 and 5,112,455. U.S. Patent 5,096,669 describes a disposable device for real-time liquid analysis that is integrated into a Handheld device for reading the data must be inserted. A disadvantage of this flat built-up measuring cartridge is the sample task. For a blood analysis, one must certain amount of blood are placed in a small receiving trough, of which the Sample is then transported into the measuring section by capillary forces after a small one Snap lid has been closed. With a little awkwardness, blood can be splashed what u. U. with infectious blood at risk to Operator leads. It also leads to an undesirable one Equilibration with the ambient air, which means the oxygen, bicarbonate and pH Value determination makes inaccurate. With the I-Stat system, the sample cartridge then plugged into the handheld meter, where the corresponding ones are automatically Cartridge calibration solutions are released by external pressure. Around let the blood sample and the calibration solutions flow past the sensors, The next step from the handheld device must also be in the cartridge Existing compressed air chamber can be opened, the solutions by means of overpressure presses through the measuring channels. After the actual measurement, d. H. Reading the sensor Signals, the cartridge is thrown away. The structure of the cartridge is because of this complex construction not easy and the manufacture not inexpensive, which is why cannot be offered under a few dollars. This is the cost of this On-site clinical analysis significantly higher than for traditional laboratory analysis using corresponding large machines. I-Stat are also responsible for the design analysis of various materials to dispose of what extra money can cost. For cost reasons alone, this system can only be extremely extreme Enforce emergencies. Technologically, the cartridge with the integrated chemical and biosensors constructed far too complex and inconsistent, so that system-related measurement errors cannot be excluded.

Das US Patent 5 063 081 der Firma I-Stat beschreibt die Herstellung einiger der im oben erwähnten Handmeßgerät verwendeten Sensoren mit den Techniken der Mikrofabrikation. Die verwendete Dünnschicht-Technologie, die mit Photo-Lithographie und Aufdampf-Prozessen unter Vakuum arbeitet, ist nicht billig und lohnt sich erst bei sehr großen Stückzahlen, die im Falle der Bedside-Messung noch nicht gegeben sind. Auch ist bekannt, daß derartig miniaturisierte Dünnfilm-Sensoren sehr anfällig gegenüber Temperaturschwankungen, Verschmutzungen etc. reagieren.US Patent 5,063,081 to I-Stat describes the manufacture of some of the im The above-mentioned handheld meter used sensors using the techniques of Microfabrication. The thin-film technology used with photo-lithography and vapor deposition processes working under vacuum is not cheap and is only worthwhile very large quantities, which are not yet available in the case of bedside measurement. It is also known that such miniaturized thin film sensors are very susceptible react to temperature fluctuations, contamination, etc.

Das US Patent 5 112 455 beschreibt die im oben erwähnten Handmeßgerät angewandte Methode der Meßwert-Auswertung, die im vorliegenden Fall der Entwicklung der Fa. I-Stat unbedingt anders als üblich (= Abwarten bis sich stabiler Meßwert eingestellt hat) zu erfolgen hat. Der Grund liegt darin, daß in der oben erwähnten Proben-Kartusche Mikro-Sensoren verwendet werden, die dort trocken, d. h. ohne Flüssigkeitskontakt eingebaut sind und so gelagert und ausgeliefert werden. Beim ersten Kontakt von Proben- oder Kalibrations-Flüssigkeit mit den trockenen Sensoren durchdringt letztere die Sensormembran bis zur inneren Ableit-Elektrode und baut dabei langsam das Meß-Signal auf. Dieser Einweichvorgang dauert bis zur Einstellung aller thermodynamischer Gleichgewichte ziemlich lange (einige Minuten). Darum beschreibt das Patent eine chemometrische Extrapolationsmethode, aus der das endgültige analytproportionale Meßsignal bereits nach wenigen Sekunden hervorgeht. Diese Methode ist jedoch weniger zuverlässig als die, die echte Gleichgewichtsdaten zur Auswertung benutzt, weil ein unterschiedliches, probenmatrix-abhängiges Diffusionsverhalten der potentialbestimmenden Stoffe nicht berücksichtigt wird. Auch hängt bekanntlich die Ansprechzeit einer ionenselektiven Elektrode von der Anzahl und Konzentration von Störionen ab. Dieses ist nicht normierbar. Daher werden in Praxis alle elektrochemischen Messungen üblicherweise nur unter Gleichgewichts- oder Steady-State-Bedingungen durchgeführt. Bei der Analyse von Blut kann es zusätzlich, je nach dem individuellen Gerinnungsverhalten, zu Proteinablagerungen auf den Sensor-Oberflächen kommen, die mittels der chemometrischen Extrapolationsmethode nicht erfaßt werden, was zu Fehlmessungen führt. Auch ist in der Auswert-Einrichtung ein komplizierter zeitgesteuerter Prozeß der Meßwerterfassung und Auswertung durchzuführen, was den Preis weiter erhöht. Aus all diesen Gründen konnte sich diese Entwicklung der Firma I-Stat auf den Markt noch nicht durchsetzen. Auch ist die Entsorgung der Meßkartusche wegen der Vielfalt der unterschiedlichen Materialien nicht einfach.US Patent 5,112,455 describes those in the above-mentioned handheld meter applied method of measured value evaluation, which in the present case the Development of the company I-Stat absolutely different than usual (= wait until more stable Measured value has to be set). The reason is that in the above mentioned sample cartridge micro sensors are used, there dry, d. H. are installed without liquid contact and are thus stored and delivered. At the first contact of sample or calibration liquid with the dry sensors the latter penetrates the sensor membrane to the inner discharge electrode and builds the measuring signal slowly increases. This soaking process takes until the setting all thermodynamic equilibriums for quite a long time (a few minutes). Therefore the patent describes a chemometric extrapolation method from which the final analyte-proportional measurement signal emerges after only a few seconds. However, this method is less reliable than the real equilibrium data used for evaluation because a different, sample matrix-dependent Diffusion behavior of the potential determining substances is not taken into account. Also the response time of an ion-selective electrode is known to depend on the number and Concentration of interfering ions. This cannot be standardized. Therefore, in practice all electrochemical measurements usually only under equilibrium or Steady state conditions performed. When analyzing blood, it can also depending on the individual coagulation behavior, to protein deposits on the Sensor surfaces come using the chemometric extrapolation method cannot be recorded, which leads to incorrect measurements. Also in the evaluation facility a complicated time-controlled process of data acquisition and evaluation to perform, which further increases the price. For all of these reasons, this could Development of the company I-Stat on the market has not yet been implemented. That too is Disposal of the measuring cartridge due to the variety of different materials not easy.

Aus dem US-Patent 5 114 859 ist eine alternative, elektrochemische Meßmethode bekannt, bei dem sich der Sensor vor der Messung einer Probe in einer Kalibrationslösung befindet und zur Messung diese Kammer durch eine enge abdichtende Öffnung verläßt, um mit der Probe in Kontakt zu treten. Hier treten natürlich die oben erwähnten, unerwünschten Drifterscheinungen beim Einsatz trockener Sensoren nicht auf. Hier ist eine präzise mechanische Bewegung der Meß- Sensoren in oder durch die einzelnen Kalibrierlösungen notwendig. Große Probleme ergeben sich bei dieser Version bei der notwendigen dichten Abdichtung zwischen den einzelnen Flüssigkeitskompartimenten, die mit dem Sensor "abgefahren" werden. Da dabei die analyt-sensitive Zone der Sensoren seitlich angeordnet sein muß, reibt das Abdichtungsmaterial über die empfindliche Meßzone und führt zu unerwünschten Artifakten. Beispielsweise führen feinste Schleifspuren auf der Oberfläche ionenselektiver Membranen zu einem entsprechend verlängerten Ansprechvermögen und/oder Zerstörung einer wichtigen, für die richtige Messung erforderlichen Oberflächenschicht. Ein weiteres Merkmal dieses Patentes ist, daß die mit Kalibrierlösungs-Kompartimenten verkomplizierte, sensor-tragende Blutentnahme- Spritze zur Auswertung in ein Tischgerät gelegt wird. Dieses übernimmt den mechanischen Relativtransport von Sensor und Meßkompartiment. Das Patent beschreibt nur Sensoren herkömmlicher, zu kostspieliger Technologie für einen Einmal- Artikel. Die Entsorgung ist nicht einfach.An alternative electrochemical measuring method is known from US Pat. No. 5,114,859 known, in which the sensor is in a Calibration solution is located and to measure this chamber through a close leaves the sealing opening to come into contact with the sample. Kick here of course the above-mentioned undesirable drift phenomena when used dry sensors. Here is a precise mechanical movement of the measuring Sensors in or through the individual calibration solutions required. Big problem this version results in the necessary tight seal between the individual liquid compartments that are "scanned" with the sensor. There the analyte-sensitive zone of the sensors must be arranged laterally, that rubs Sealing material over the sensitive measuring zone and leads to unwanted Artifacts. For example, the finest grinding marks lead to the surface ion-selective membranes for a correspondingly longer response time and / or destruction of an important one required for the correct measurement Surface layer. Another feature of this patent is that with Calibration solution compartments complicated, sensor-carrying blood collection Syringe is placed in a tabletop device for evaluation. This takes over mechanical relative transport of sensor and measuring compartment. The patent describes only sensors of conventional, too expensive technology for a one-time Items. Disposal is not easy.

Aus dem US-Patent 5 145 565 ist eine weitere Kartusche zur Blutabnahme bekannt, die ebenfalls zwischen einer Nadel und einem Spritzenkörper mittels standardisierter Luer- Kupplungen eingebaut werden kann. Diese Kartusche enthält in separaten Kompartimenten auch sämtliche Kalibrierlösungen, die für die spätere Messung mittels geeigneter Sensoren erforderlich sind, wobei alle Lösungen durch saugfähige, inerte Trägermaterialien in diesen Kammern verfestigt sind. Dies ist zur Messung wichtig. In dieser Blutprobenahme-Kartusche befinden sich keine Sensoren. Letztere sind davon getrennt und können auch mehrfach benutzt werden. Die einzelnen Sensoren sind in einer geeigneten, weiteren Anordnung untergebracht die dann später über die einseitig geöffnete Kartusche bewegt wird. Sie stehen in elektrischen Kontakt mit einem größeren Tischgerät, das die Elektronik enthält. Hier handelt es sich also nicht um ein automatisch arbeitendes Handmeßgerät für Bedside-Messungen. Nachteilig ist hier, daß die einzelnen Meßkartuschen vom Patienten auf ihrem Weg zum elektrochemischen Ausleser vertauscht werden können. Auch hier wird die Sensoroberfläche mittels einer "abputzenden" Zone, die eine Übertragung von Probe in die einzelnen Kalibrierlösungen und umgekehrt verhindern soll, angegriffen. Fest steht auch, daß potentialverfälschende Proteinablagerungen so nicht beseitigt werden können. Elektrodengifte können so von einer Probe auf die nächste übertragen werden. Nachteilig ist auch der komplizierte Aufbau der einzelnen Kartuschenversionen, der einer preiswerten Massenproduktion im Wege steht. Auf keinen Fall kann die Vorrichtung in nur einer Hand gehalten betrieben werden.From US Pat. No. 5,145,565, another blood collection cartridge is known also between a needle and a syringe body using standardized Luer Couplings can be installed. This cartridge contains in separate Compartments also all calibration solutions that are used for the later measurement suitable sensors are required, all solutions using absorbent, inert Carrier materials are solidified in these chambers. This is important for the measurement. In There are no sensors in this blood sampling cartridge. The latter are of them separated and can also be used multiple times. The individual sensors are in a suitable, further arrangement, which is then later on the one side opened cartridge is moved. They are in electrical contact with you larger tabletop unit that contains the electronics. So this is not a automatic hand-held measuring device for bedside measurements. The disadvantage here is that the individual cartridges from the patient on their way to electrochemical readers can be interchanged. Here, too Sensor surface by means of a "cleaning" zone, which is a transfer of sample in to prevent the individual calibration solutions and vice versa. One thing is certain also that potential adulterating protein deposits are not removed in this way can. Electrode poisons can thus be transferred from one sample to the next. Another disadvantage is the complicated structure of the individual cartridge versions stands in the way of inexpensive mass production. In no case can Device operated in only one hand.

Aus der Deutschen Patentschrift DE 30 46 016 C2 ist ein komplettes automatisches Analysegerät mit einer Pipette bekannt. Hier werden entsprechende Mikrosensoren im Ansaugkanal einer Pipette untergebracht, so daß bei einer Abpipettierung aus einem Vorratsgefäß gleichzeitig die Sensor-Analyse durchgeführt werden kann. Die sensorbestückte Pipetten-Ansaugspitze ist unten offen und muß natürlich zum Zwecke der Kalibration in entsprechende Lösungen getaucht werden. Darum ist dieser Automat sehr kompliziert und aufwendig konstruiert. Er kann kaum zu einem Handgerät miniaturisiert werden. Auch benötigt er bereits eine in einem geeigneten Gefäß gesammelte Probe. Er kombiniert nicht die Probennahme mit einer Messung.From the German patent DE 30 46 016 C2 is a complete automatic Known analyzer with a pipette. Corresponding microsensors are used here Suction channel of a pipette housed so that when pipetting out of a Storage vessel at the same time the sensor analysis can be carried out. The sensor-equipped pipette suction tip is open at the bottom and must of course for the purpose the calibration can be immersed in appropriate solutions. That is why this machine is very complicated and complex. He can hardly become a handheld device be miniaturized. He also needs one in a suitable container collected sample. It does not combine sampling with a measurement.

Aus der Österreichischen Patentschrift Nr. 376 117 ist eine Flüssigkeits- und/oder Gasuntersuchungs-Vorrichtung bekannt, die eine Blutanalyse mittels Sensoren durchführt, die in der Probennahme-Spritze selbst an unterschiedlichen Stellen eingebaut sind. Dadurch verteuern sich die Herstellungskosten dieser normalerweise sehr preiswerten Spritzen erheblich. Sie müssen steril geliefert werden. Auch enthält dieses Patent keine bevorzugte Meßmethode, die die Kalibration und Messung vereinfachen würde. Die Entsorgung dieser komplizierten Spritzen mit integrierten elektrischen Verbindungen stellt ebenfalls ein Problem dar. Man kann sie nicht, wie bei Klinik-Müll üblich, verbrennen. Die Kabelverbindung zwischen Spritze und Meßgerät erfordert ein umständliches Hantieren.From Austrian Patent No. 376 117 is a liquid and / or Gas test device is known that a blood analysis using sensors performs that in the sampling syringe itself at different locations are installed. This usually increases the cost of production very inexpensive syringes considerably. They must be delivered sterile. Also contains this patent is not a preferred method of measurement, which involves calibration and measurement would simplify. The disposal of these complicated syringes with integrated electrical connections are also a problem. You cannot do them as with Clinic rubbish usual to burn. The cable connection between the syringe and the measuring device requires laborious handling.

Aus einer inzwischen zurückgezogenen Europäischen Patentanmeldung 0 317 847 A1 ist eine sensorbestückte Kartusche bekannt, die ebenfalls zwischen Spritze und Nadel positioniert werden kann, und die über einen Stecker mit einem elektronischen Meß- und Auswert-Gerät in einem elektrischen Kontakt steht. Hier fehlt ebenfalls die Beschreibung eines geeigneten und zuverlässigen Meßverfahrens, welches die Wahrscheinlichkeit von Meßfehlern stark reduziert und auch ungelerntes Personal ermöglicht. So sind beispielsweise in der Offenlegung keine Hinweise darauf gegeben, wie die Sensoren zu kalibrieren sind. Jegliche Kalibrierung mit zusätzlich anzusaugenden Standardlösungen und oder anderen zusätzlichen Operationen erschwert die Vor-Ort-Analyse, ist fehlerbehaftet und erfordert auch noch auswertende Rechenoperationen. Störend ist auch, daß der elektrische Kontakt dieser Kartusche mittels Kabelverbindung mit dem Tischgerät die Bewegungsfreiheit des Bedienungspersonals einengt. Die sichere Positionierung der gesamten Anordnung während des Meßvorganges ist ebenfalls nicht beschrieben. Eine frei liegende Spritze ist gefährlich und kann bei infektösem Material zu einer Gefährdung führen. Die erfindungsgemäße Sensor-Herstellungstechnologie mit miniaturisierten Versionen der traditionellen, handgefertigten Makro-Elektroden liefert auch keine preiswerte Vorrichtung, die aus Sicherheitsgründen nach jeder Messung weggeworfen werden kann. Auch ist die erfindungsgemäße Rückführung einer mit diesem Adapter gemessenen Blutprobe in den Körper äußerst problematisch, weil die mit dem Blut in Kontakt kommenden Sensormembranen Materialien enthalten, die hoch toxisch sind.From a European patent application 0 317 847 A1, which has since been withdrawn a sensor-equipped cartridge is known, which is also between the syringe and the needle can be positioned and which is connected to an electronic measuring and evaluation device is in electrical contact. This is also missing here Description of a suitable and reliable measuring method, which the The likelihood of measurement errors is greatly reduced and unskilled personnel enables. For example, there are no indications in the disclosure that how to calibrate the sensors. Any calibration with additional standard solutions to be sucked in and or other additional operations complicates the on-site analysis, is prone to errors and also requires evaluations Arithmetic operations. It is also disturbing that the electrical contact of this cartridge the freedom of movement of the Operating personnel are restricted. The safe positioning of the entire arrangement during the measuring process is also not described. An exposed syringe is dangerous and can be dangerous if the material is infectious. The sensor manufacturing technology according to the invention with miniaturized versions of the traditional, hand-made macro electrodes also do not provide inexpensive ones Device that is thrown away after each measurement for safety reasons can. The return according to the invention is also one with this adapter Blood sample measured in the body is extremely problematic because of the blood in it Contact coming sensor membranes contain materials that are highly toxic.

Die Europäische Patentanmeldung 0 399 227 A1 beschreibt eine nahezu gleiche Anordnung wie zuvor nur mit dem Unterschied, daß hier in ein Meß-Assembly einschiebbare, planare, elektrochemische Meß-Sensoren auf Basis der Hochtemperatur-Dickfilm-Technik (Keramik) verwendet werden und diese nach jedem Gebrauch weggeworfen werden. Hier wird die Multi-Analyt-Kalibrierlösung entweder in separaten, gasdichten Flaschen mitgeliefert oder eine einzige befindet sich schon vor der Blutprobennahme in der Spritze. Da die üblichen medizinischen Spritzen aber nicht aus einem längerfristig gasundurchlässigen Material bestehen, müssen diese Spritzen einen besonderen, gasdichten Überzug erhalten. Man kann daher keine preiswerten Routine-Spritzen dazu verwenden, was die Analyse sehr verteuert. Auch läßt sich durch die hier vorgesehene Ein-Punkt-Kalibrierung keine Fehlfunktion eines Sensors feststellen. Das Hantieren mit dieser Vorrichtung ist daher wegen fehlender automatischer Kalibrierung nur für einen Experten möglich. Die Handhabung ist ebenfalls sehr kompliziert; das Bedienungspersonal hat in einer Hand das Handmeßgerät und in der anderen die Spritze mit dem Sensor-Assembly, die mit einem dicken, abgeschirmten Kabel miteinander verbunden sind. Es kann keine weiteren Operationen, wie Kalibration, Spülen, Vermessen, ect. mehr durchführen. Außerdem ist bekannt, daß Mikro-Bezugselektroden nicht sehr zuverlässig sind. Eine aus Sicherheitsgründen notwendige Funktionskontrolle wird in dieser Europäischen Patentanmeldungsschrift nicht offenbahrt. Die Sensor-Arrays auf Keramik-Basis sind wegen ihres Metallanteils für die Leiterbahnen nicht zusammen mit dem anderen Klinikmüll durch Verbrennung zu entsorgen.European patent application 0 399 227 A1 describes an almost identical one Arrangement as before with the difference that here in a measuring assembly retractable, planar, electrochemical measuring sensors based on the High temperature thick film technology (ceramics) are used and this after each Discarded use. Here the multi-analyte calibration solution is either in separate, gas-tight bottles included or only one is already there blood sampling in the syringe. Since the usual medical syringes are not these syringes must consist of a material that is impermeable to gas in the long term get a special, gastight cover. So you can't get cheap ones Use routine syringes, which makes the analysis very expensive. Also lets through the one-point calibration provided here is not a sensor malfunction determine. Fiddling with this device is therefore missing automatic calibration only possible for an expert. The handling is also very complicated; the operator has it in one hand Handheld meter and in the other the syringe with the sensor assembly, which with one thick, shielded cables are connected to each other. There cannot be any more Operations such as calibration, rinsing, measuring, ect. do more. Besides, is known that micro-reference electrodes are not very reliable. One out Functional control necessary for safety reasons is given in this European Patent application not disclosed. The sensor arrays are ceramic-based because of their metal content for the conductor tracks, not together with the other Dispose of hospital waste by incineration.

Eine weitere Entwicklung auf diesem Gebiet beschreibt die Deutsche Patentanmeldung DE 44 27 725. Hier erspart man sich die Injektion der zu vermessenden Blutprobe in ein dazu geeignetes Handmeßgerät dadurch, daß alle für die Blutanalyse notwendigen Meßelektroden in die Probennahme-Spritze verlegt werden. Bevor die Blutprobe gezogen wird, befinden sich die Meß-Sensoren hinter einem oder zwischen zwei Spritzen-Kolben in einer geeigneten Kalibrier- und Konditionier-Lösung. Beim Aufziehen der endgültigen Blutprobe in die Spritze verdrängt der oder die Spritzen- Kolben die Kalibrierlösung und ersetzt die Kalibrierlösung durch das Blut, wobei ein weicher Kolbenrand die Sensor-Oberflächen von der Kalibrierlösung befreit. Nachteilig bei dieser Innovation ist die Integration der einzelnen, zumeist planaren Sensoren in die üblicherweise zylindrische Kolbenwand der Spritze, was die notwendige vakuumdichte Kolbenführung erschwert. Auch muß vor einem Einsatz dieser Vorrichtung zur Blutentnahme der Raum hinter dem Spritzenkolben herstellungsmäßig mit der Kalibrierlösung gefüllt werden, was eine Spezialfertigung verlangt. Zusätzlich müssen die notwendigen Heparin-Einheiten vor der Blut-Entnahme vor den Spritzenkolben gegeben werden, wobei Luftblasen vermieden werden sollten. Dies ergibt konstruktionsmäßig erhebliche Probleme, die u. U. nur durch einen rechteckigen Spritzenaufbau zu lösen sind. Derartige Spritzen sind aber bisher in der Medizintechnik nicht bekannt, werden wahrscheinlich Dichtprobleme haben und wegen der Sonderfertigung nur für diese Anwendung zu teuer sein. Das Problem der Zerstörung von potentialbestimmenden (meßwertbeeinflussenden) Oberflächenschichten durch die Verschiebung des Spritzkolbens bleibt auch hier ungelöst.The German patent application describes a further development in this area DE 44 27 725. This saves the injection of the blood sample to be measured into one suitable handheld measuring device in that all necessary for the blood analysis Measuring electrodes are placed in the sampling syringe. Before the blood test the measuring sensors are located behind or between two Syringe plunger in a suitable calibration and conditioning solution. At the Drawing the final blood sample into the syringe will displace the syringe or syringes. Flask the calibration solution and replace the calibration solution with the blood, being a soft piston rim frees the sensor surfaces from the calibration solution. Disadvantageous This innovation involves the integration of the individual, mostly planar sensors in the usually cylindrical piston wall of the syringe, which is the necessary vacuum-tight piston guide difficult. Also before using this Device for drawing blood from the space behind the syringe plunger filled with the calibration solution, which requires a special production. In addition must have the necessary heparin units before the blood is drawn before the Syringe plunger should be given, avoiding air bubbles. This structurally significant problems that u. U. only by a rectangular Syringe assembly are to be solved. Such syringes have so far been used in medical technology Not known, will likely have sealing problems and because of the Special production can only be too expensive for this application. The problem of destruction of potential-determining (measurement-influencing) surface layers through the Displacement of the plunger remains unresolved here too.

Die vorliegende Erfindung löst alle oben erwähnten Probleme des Standes der Technik insbesondere die der Bedienungssicherheit, Zuverlässigkeit, Richtigkeit, Handhabung, Beengung durch Kabelanschlüsse, Kosten und Entsorgung dadurch, daß alle erforderlichen Sensoren für die Blut-Analyse miniaturisiert so in einer geeigneten Vorrichtung (Meß-Kartusche oder Modul) zwischen handelsüblichen Spritzenkörper und Nadel verwendet werden, daß erfindungsgemäß die preiswerteste planare Sensor-Art, die auf Papier gedruckt wird, eingesetzt werden kann, die Kalibrierung und qualitätssichernde Funktionskontrolle automatisch erfolgt, so daß man wirklich von einem Verfahren sprechen kann, das in einer Hand abläuft. Die erfindungsgemäße, sensorbestückte, vorsteckbare Hand-Analyse-Anordnung vorzugsweise für Blut besitzt zwei genormte Luer-Steck-Verbindungs-Ports, einen für einen dichten Anschluß der typischen, unkritischen und damit preiswerten Blut-Entnahme-Spritze und einen zweiten gegenüberliegenden zum Aufstecken der hypodermischen Nadel oder Anschluß an einen arteriellen Katheter. Die so leicht aufsteckbare Meß-Kartusche zwischen Nadel und Spritze kann im Sinne eines ergonometrischen Handlings in der äußeren Form dem Durchmesser des Spritzenkörpers angepaßt werden, weil die äußere Form der erfindungsgemäßen Blutmeß- und Sammelvorrichtung unerheblich ist. Die einzelnen chemischen oder biochemischen Sensoren für die wichtigsten Blutparameter sind leicht entsorgbar, miniaturisiert und stehen in direkter elektrischer Verbindung zu Kontakten an der äußeren Oberfläche des Meß-Moduls. Die entsprechenden Gegenkontakte zur elektrischen Verbindung, zum Betrieb amperometrischer und impedimetrischer Sensoren sowie zur Ablesung des betreffenden Sensor-Signals befinden sich erfindungsgemäß in einem dazugehörigen speziellen Handmeßgerät. Durch eine geeignete, kontrollierte Einschubtechnik, beispielsweise durch einen Nippel im Meß-Modul und eine entsprechende Aussparung in der passenden Öffnung im Hand-Meßgerät lassen sich die sensor-spezifischen Kontakte der einzelnen Sensoren für die Messung präzise und zuverlässig schließen.The present invention solves all of the prior art problems mentioned above especially those of operational safety, reliability, correctness, handling, Constriction due to cable connections, costs and disposal because all miniaturized sensors required for blood analysis in a suitable Device (measuring cartridge or module) between commercially available syringe bodies and Needle can be used that according to the invention the cheapest planar sensor type, which is printed on paper, can be used for calibration and quality assurance function control is done automatically, so that you really from can speak a process that runs in one hand. The inventive sensor-equipped, pre-pluggable hand analysis arrangement, preferably for blood two standardized Luer plug connection ports, one for a tight connection of the typical, uncritical and therefore inexpensive blood collection syringe and one second opposite for attaching the hypodermic needle or Connection to an arterial catheter. The measuring cartridge that is so easy to attach between needle and syringe can be used in the sense of an ergonomic handling in the outer shape to be adjusted to the diameter of the syringe body, because the external shape of the blood measuring and collecting device is irrelevant. The individual chemical or biochemical sensors for the most important Blood parameters are easy to dispose of, miniaturized and are directly electrical Connection to contacts on the outer surface of the measuring module. The corresponding counter contacts for electrical connection, for operation amperometric and impedimetric sensors and for reading the According to the invention, the relevant sensor signal is in an associated one special handheld meter. Through a suitable, controlled insertion technique, for example by a nipple in the measuring module and a corresponding recess The sensor-specific sensors can be located in the appropriate opening in the handheld measuring device Close the contacts of the individual sensors precisely and reliably for the measurement.

Die Art der in der Meßkartusche integrierten Chemo- und Biosensoren ist unerheblich. Prinzipiell können es auch optische sein, insbesondere wenn sie auf Basis der integrierten Optik aufgebaut sind. Vorzugsweise werden aber einheitlich elektrochemische Mikrosensoren eingesetzt, die mit einer besonders preiswerten Technologie (Doppelmatrix-Membran-Typus) auf papierähnliche Träger "aufgedruckt" sind. Der pH-Wert, pCO₂-Wert sowie die Elektrolyte Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻, und andere werden mit geeigneten ionenselektiven Elektroden potentiometrisch erfaßt, Sauerstoff, Glucose, Lactat, u. a. werden vorzugsweise mit amperometrisch arbeitenden Biosensoren bestimmt. The type of chemical and biosensors integrated in the measuring cartridge is irrelevant. In principle, they can also be optical, especially if they are based on the integrated optics. Preferably, however, electrochemical microsensors are used uniformly, which are "printed" on paper-like carriers using a particularly inexpensive technology (double-matrix membrane type). The pH value, pCO₂ value and the electrolytes Li⁺, Na⁺, K⁺, Ca ²⁺ , Mg ²⁺ , Cl⁻, and others are detected potentiometrically with suitable ion-selective electrodes, oxygen, glucose, lactate, etc. are preferred determined with amperometric biosensors.

Die einzelnen Meß-Sensoren sind erfindungsgemäß in der Meß-Kartusche aus einer spritzgußfähigen oder anders massenproduzierbarer Kunstststoff-Art vorzugsweise in Serie positioniert und stehen mit ihrer analytsensitiven Meß-Oberfläche nach entsprechender Kalibrierung in direktem Kontakt zu der mittels der Spritze gezogenen Probe. Der Meßkanal zwischen den beiden Luer-Steckern kann beliebige Formen und Abmessungen haben. Er kann gerade oder aber auch bei sehr vielen Sensoren mäanderförmig verlaufen. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ergibt sich, wenn der am Eingang und Ausgang vorhandene kreisrunde Querschnitt im Bereich der Sensor-Meßzone rechteckig und linear aufgebaut ist, weil dann produktionstechnisch nur ein genau passender Multi-Sensor-Streifen aus einem geeigneten Träger (z. B. Papier oder Kunststoff-Folie) so eingelegt und eingeklebt werden muß, daß die einzelnen Meß-Sensoren in diesem Streifen in dem später durch Zusammenfügen der Modulteile entstehenden Meßkanal zu liegen kommen, während die ebenfalls in dieser einfachen Doppelmatrix-Membran-Technologie gefertigten planaren Sensorableitungen (=Signal-Leitung) dadurch konstruktionsbedingt automatisch bis zum Rand des Meßmoduls geführt werden. Dort können sie von Gegenkontakten im Handmeßgerät kontaktiert werden. Aus Entsorgungsgründen besteht diese Verbindung zum Kontakt erfindungsgemäß aus einem nichtmetallischen Elektronenleiter wie z. B. Graphit oder einem leitfähigen Polymer gefertigt sein.The individual measuring sensors are according to the invention in the measuring cartridge from one injection-moldable or otherwise mass-producible plastic type, preferably in Series positions and are inferior with their analyte-sensitive measuring surface appropriate calibration in direct contact with the one drawn by means of the syringe Sample. The measuring channel between the two Luer connectors can be of any shape and Have dimensions. It can be straight or with a large number of sensors meandering. A particularly preferred embodiment results if the circular cross section at the entrance and exit is in the area of the Sensor measuring zone is rectangular and linear, because then it is production-related only a precisely fitting multi-sensor strip from a suitable carrier (e.g. Paper or plastic film) must be inserted and glued in such a way that the individual measuring sensors in this strip in the later by joining the Module parts emerging measurement channel come to rest, while also in this simple double matrix membrane technology manufactured planar sensor leads (= Signal line) this automatically leads to the edge of the Measurement module are performed. There you can find counter contacts in the handheld measuring device be contacted. This connection to the contact exists for disposal reasons According to the invention from a non-metallic electron conductor such. B. graphite or be made of a conductive polymer.

Produktionstechnisch kommt es wegen des hier nicht erforderlichen Abdichtproblems auf die genaue Paßform der planaren Sensoren im Proben- (Blut)-Kanal nicht an, was die Herstellung wesentlich vereinfacht. Die einzelnen Sensoren arbeiten potentiometrisch, impedimetrisch (Wechselstrom bei verschiedenen Frequenzen) oder amperometrisch gemäß den bekannten prinzipiellen Aufbauten. Eine bevorzugte und besonders preiswerte Sensor Herstellungsform ist das der Siebdrucktechnik (hier Niedertemperatur-Dickfilmtechnik) oder das der automatischen Bedruckung von Fließ- oder Filterpapier oder Materialien mit ähnlichen Eigenschaften mittels eines Dispensers (s. DE 41 37 261). Hier konnte gezeigt werden, daß die Chargen-Streuungen so gering sind, daß man mit einer Einpunkt-Kalibrierung auskommt.In terms of production technology, it comes about because of the sealing problem that is not necessary here on the exact fit of the planar sensors in the sample (blood) channel not what the manufacture is significantly simplified. The individual sensors work potentiometric, impedimetric (alternating current at different frequencies) or amperometric according to the known basic structures. A preferred and Particularly inexpensive sensor production form is that of screen printing technology (here Low-temperature thick film technology) or that of automatic printing of flow or filter paper or materials with similar properties using a dispenser (see DE 41 37 261). Here it could be shown that the batch scatter is so small are that you can get by with a single point calibration.

Der einfach an der Stelle des später durch Zusammenführen der beiden Teilkartuschen entstehenden Meßkanal einzuklebende Multi-Sensor-Teststreifen liefert konstruktions bedingt Kontaktleitungen zum äußeren Rand des Meß-Moduls mit. Es können aber erfindungsgemäß auch Redox-Systeme und/oder elektrolytgel-gelgefüllte Hohlräume dazwischen geschaltet werden. Letztere sind durch entsprechend geformte Vertiefungen im Meßkanal ebenfalls mit der Spritzgußtechnik leicht herstellbar. Durch die Einbeziehung eines traditionellen Elektrodenaufbaus mit innerem Potential ableitelektrolyten werden erfindungsgemäß besonders temperatur-unempfindliche Sensoren geschaffen. Zweckmäßigerweise wird die erfindungsgemäße Meßkartusche in zwei zueinander passenden Hälften produziert. Dann ist die Zugänglichkeit zum Meßkanal gegeben. Es besteht erfindungsgemäß auch die Möglichkeit beide Hälften mit Sensoren zu versehen, so daß sich die einzelnen Meß-Sensoren später nach dem Zusammenfügen der Hälften und verkleben auch gegenüber liegen. Dadurch lassen sich pro cm leicht 4 bis 10 dieser preiswerten Sensoren unterbringen. The simply in the place of later by merging the two partial cartridges The resulting multi-sensor test strips to be glued in are provided by the construction requires contact lines to the outer edge of the measuring module. But it can according to the invention also redox systems and / or cavities filled with electrolyte gel can be switched in between. The latter are shaped accordingly Wells in the measuring channel can also be easily manufactured using injection molding technology. By the inclusion of a traditional electrode structure with inner potential Leakage electrolytes are particularly temperature-insensitive according to the invention Sensors created. The measuring cartridge according to the invention is expediently produced in two matching halves. Then the accessibility to the Given measurement channel. According to the invention, there is also the possibility of both halves to be provided with sensors so that the individual measuring sensors later on after Join the halves together and also glue opposite. Let it through easily accommodate 4 to 10 of these inexpensive sensors per cm.

Erfindungsgemäß sind für Mikro-Meßmodule für Mikro-Blutproben aber auch ähnlich einfache und preiswerte, durch Silizium-Technologie (z. B. Containment-Sensoren nach DE 41 15 414) in Massen herstellbare, Sensoren, die in entsprechende Aussparungen der planaren Meß-Kanäle einpreß- und klebbar sind, einsetzbar. Bei entsprechenden Mikro-Sensoren kann in diesem Fall bei entsprechend hohen Stückzahlen auch der Meß-Kanal in Si-Technologie ausgelegt werden. Bei dieser Version lassen sich wesentlich mehr Sensoren pro Meß-Kanal-Stecke unterbringen. Die einzelnen Mikrosensoren werden rückseitig mit der betreffenden Verbindung zu den Außenkontakten in Kontakt gebracht. Bei einer minimalinvasiven Probennahme (z. B. bei Säuglingen) wird bevorzugt die Si-technologische Lösung eingesetzt, weil hier nur eine Blutmenge von weit unter 1 mL zur zuverlässigen Messung ausreicht.According to the invention, however, they are also similar for micro measuring modules for micro blood samples simple and inexpensive, based on silicon technology (e.g. containment sensors DE 41 15 414) mass-producible sensors that are in corresponding recesses the planar measuring channels can be pressed in and glued. With appropriate In this case, micro sensors can also be used if the number of items is high Measuring channel can be designed in Si technology. With this version you can accommodate significantly more sensors per measuring channel. The single ones Microsensors are connected to the relevant connection on the back External contacts brought into contact. With minimally invasive sampling (e.g. in infants) the Si technological solution is preferred because only here a blood volume of far below 1 mL is sufficient for reliable measurement.

Erfindungsgemäß können alle potentiometrischen Meß-Elektroden mit ein und derselben Mikro-Referenz-Elektrode vermessen werden, oder jede eine eigene besitzen, während für die amperometrischen Sensoren andere, weniger polarisierbare verwendet werden. Alternativ kann aber auch bei dem Einschub der erfindungsgemäßen Spritzen-Meß-Kartuschen Anordnung in das Handmeßgerät die Nadel ein Septum durchstoßen und dahinter in einen gelverfestigten oder nichtverfestigten Stromschlüssel-Elektrolyten einer sich im Handgerät befindlichen Makro-Bezugselektrode eindringen, wodurch ebenfalls ein besonders stabiles, sogar leicht strombelastbares Bezugspotential entsteht, womit die in den jeweiligen Mikro- Sensoren integrierten Bezugselektroden auf ihre einwandfreie Funktion hin überprüft werden, was auf eine qualitätssichernde Maßnahme hinausläuft.According to the invention, all potentiometric measuring electrodes can have one and the same micro reference electrode can be measured, or each with its own own, while for the amperometric sensors other, less polarizable be used. Alternatively, however, the Syringe measuring cartridges arrangement according to the invention in the handheld meter Pierce a septum and behind it into a gel-solidified or Unconsolidated electricity key electrolytes from a handheld device Macro reference electrode penetrate, which also makes a particularly stable, even easily current-carrying reference potential arises, which means that the Sensors integrated reference electrodes checked for their proper function what amounts to a quality assurance measure.

Erfindungsgemäß wird der Meßvorgang bei der Blutanalyse automatisch dadurch gestartet, daß beim Schließen dieser elektrolytischen Verbindung zwischen Meßkanal in der Kartusche und externer Bezugselektrode ein Widerstandsmeßkreis mit einer Kontaktzone im Sensorbereich geschlossen wird (drastische Widerstandserniedrigung). Erfindungsgemäß ist die Off-set-Spannung zwischen den Mikro-Bezugselektroden im Meß-Modul, die konstruktionsbedingt keinen größeren Stromschlüssel aufweisen können, und der Makro-Bezugs-Elektrode im Handmeßgerät auf wenige Mikrovolt genau bekannt. Dies wird bei der Mikroprozessor-Auswertung berücksichtigt.According to the invention, the measurement process in the blood analysis is thereby automatic started that when closing this electrolytic connection between the measuring channel in the cartridge and external reference electrode a resistance measuring circuit with a Contact zone in the sensor area is closed (drastic reduction in resistance). According to the offset voltage between the micro reference electrodes in the Measuring module that do not have a large current key due to the design can, and the macro reference electrode in the handheld meter to a few microvolts exactly known. This is taken into account in the microprocessor evaluation.

Erfindungsgemäß können anstelle der potentiometrischen oder amperometrischen Sensoren (Chemo- und Biosensoren) auch impedimetrische verwendet werden. Bei letzteren wird zur Gehaltsermittlung die komplexe Wechselstrom-Widerstandsebene bei höheren Frequenzen ausgewertet. Sie benötigen neben einer sehr dünnen analytselektiven Membran nur zwei elektronen-leitende Mikro-Ableit-Elektroden und keine potentialkonstanten Bezugselektroden und sind ebenfalls extrem preiswert planar herstellbar.According to the invention, instead of potentiometric or amperometric Sensors (chemo and biosensors) can also be used impedimetric. At the latter uses the complex AC resistance level to determine the salary evaluated higher frequencies. You need next to a very thin one analyte-selective membrane only two electron-conducting micro-lead electrodes and no potential constant reference electrodes and are also extremely inexpensive planar producible.

Erfindungsgemäß können alle oben bei der Beschreibung des Standes der Technik erwähnten Kalibrierungs-, Handhabungs- und Funktionskontrollprobleme dadurch gelöst werden, daß in die Meßkartusche neben der Meßkammer (Meßkanal) weitere miteinander verbundene Kammern oder Kompartimente und mindestens ein Transportkanal für die zu ziehende Probe eingebracht werden, deren Inhalt sich automatisch gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren an den Sensoren vorbeibewegt. Die Kammern können herstellungsseitig in einer oder beiden Kartuschen- Montagehälften eingelassen sein. Eine diese Kammern, die ein wesentlich größeres Volumen als der Meßkanal (z. B. 3 mL gegenüber 300 µL) hat, beinhaltet erfindungsgemäß mindestens zwei, leicht durch Druck verschiebbare Kolben, die definierte Multi-Analyt-Kalibrierlösungen voneinander trennen, die durch einen vom äußeren Spritzenkolben verursachten Luftdruck (beispielsweise) oder durch die Probe hintereinander (nacheinander) mit den Sensoren in Kontakt gebracht werden, was eine wesentlich zuverlässigere Zwei-Punkt-Kalibrierung ergibt. Letztere verlangt von den Biosensoren wesentlich einfacherere Konstruktionsbedingungen da die Steigung der Kalibriergeraden nicht bekannt sein muß, was wiederum die Verwendung einfacher, preiswerter, amperometrischer Einmal-Sensoren auf Papierbasis ermöglicht. Für die potentiometrischen Chemosensoren ergibt sich durch eine Zwei-Punkt-Kalibrierung eine wesentlich höhere Genauigkeit bei längerer Langerfähigkeit, da die Nernst- Steilheit dabei auch bestimmt wird.According to the invention, all of the above can be described in the description of the prior art mentioned calibration, handling and function control problems be solved that in the measuring cartridge next to the measuring chamber (measuring channel) more interconnected chambers or compartments and at least one Transport channel for the sample to be taken, the contents of which are automatically moves past the sensors according to the inventive method. The chambers can be manufactured in one or both cartridges Installation halves must be embedded. One of these chambers, which is a much larger one Volume than the measuring channel (e.g. 3 mL versus 300 µL) according to the invention at least two pistons which are easily displaceable by pressure and which Separate defined multi-analyte calibration solutions from one another by a outer syringe plunger caused air pressure (for example) or by the sample one after the other (one after the other) in contact with the sensors, which is a results in much more reliable two-point calibration. The latter demands from the Biosensors much simpler design conditions since the slope of the Calibration lines need not be known, which in turn makes it easier to use inexpensive, amperometric, single-use sensors on paper basis. For the Potentiometric chemical sensors result from a two-point calibration a much higher accuracy with longer durability, because the Nernst Steepness is also determined.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, die Kalibrierlösung in zwei verschiedene, voneinander getrennte Kammern in einer oder beiden Kartuschenhälften einzubringen, die durch gasdichte Folien, die bei entsprechendem Druck reißen, abgedichtet sind. Eine weitere, nicht zwingend notwendige Kammer kann ein Adsorbermaterial beinhalten und als Auffang- oder Transportbehälter für die vermessenen Lösungen dienen.In a further embodiment of the invention, it is also possible Calibration solution in two different, separate chambers in one or insert both cartridge halves, which are sealed by gas-tight films tear corresponding pressure, are sealed. Another, not mandatory necessary chamber can contain an adsorber material and as a collecting or Serve transport containers for the measured solutions.

Die erfindungsgemäße Meßkartusche besitzt vor den beiden genormten Luer-Steck- Verbindungsports zum dichten Anschluß einer preiswerten, handelsüblichen Spritze und hypodermischen Nadel eine einfache, bewegliche Fluidiksteuerung (Schiebeventile), durch die die einzelnen Kammern mit dem Meßkanal oder entsprechend den Anforderungen des betreffenden Verfahrens miteinander, bzw. mit der Nadel und der Spritze verbunden werden können.The measuring cartridge according to the invention has in front of the two standardized Luer plug-in Connection ports for tight connection of an inexpensive, commercially available syringe and hypodermic needle a simple, flexible fluid control (Slide valves) through which the individual chambers with the measuring channel or according to the requirements of the process concerned, with one another or with the needle and the syringe can be connected.

Das erfindungsgemäße Verfahren der zuverlässigen Bedside-Messung der wichtigsten Blutparameter mittels eines automatisch messenden Handmeßgerätes geschieht in einer Ausführungsversion durch Ansaugen des Blutes in die Spritze, was durch entsprechende, so ausgelieferte Stellung der Fluidiksteuerung erreicht wird. Um das zu ziehende Blutvolumen - auf die Meßkartusche abgestimmt - konstant zu halten, kann der Spritzenkolben erfindungsgemäß bis zu einem Anschlag oder dem maximalen Spritzenvolumen bewegt werden. Danach wird erfindungsgemäß die komplette Spritzen-Anordnung mit Nadel und Meßkartusche in eine dazu vorgesehene Öffnung des Handmeßgerätes geschoben, wobei erfindungsgemäß die Fluidiksteuerung durch automatischen Einpaßdruck so umgeschaltet wird, daß zunächst die beiden Kalibrierlösungen mit den Sensoren in Kontakt treten können, wenn der Spritzenkolben in Richtung Entleerung bewegt wird. Außerdem wird durch die Fluidiksteuerung eine für die externe Bezugselektrode notwendige elektrolytische Verbindung zwischen Meßkammer und Nadel geschaffen. Der automatische Meßvorgang wird dadurch gestartet, wenn eine einwandfreie elektrolytische Verbindung festgestellt worden ist. Üblicherweise liefern die erfindungsgemäßen Doppelmatrix-Membran-Sensoren ihr Gleichgewichtspotential in wenigen Sekunden. Der Spritzenkolben wird erfindungsgemäß durch einen im Handmeßgerät integrierten, vorzugsweise Feder- Spann-Mechanismus, unter konstantem Druck so in die Spritze gedrückt, daß genügend Zeit für die Bildung und Erfassung der Meßsignale unter Einfluß der Kalibrierlösungen bleibt. Anstelle dieses energiesparenden Federkraftantriebes kann bei Verwendung wiederaufladbarer Kraft-Akkus, wie sie von Bohrmaschinen bekannt sind, auch ein Stellmotor die Schubstange des Spritzenkolbens in die gewünschte Richtung bewegen. Nach den verschiedenen Kalibrier- und Konditionierlösungen erreicht die Probe (vorzugsweise Blut) die Sensoren und kann entsprechend analysiert werden. Danach wird sie wie auch die Kalibrierlösungen in die Auffang- oder Transportkammer der Meßkartusche geleitet. Sie können wegen der bekannten und minimalen Verdünnung mit den bekannten Kalibrierlösungen auch zur Bestimmung anderer Parameter so weiter in ein Labor transportiert werden.The inventive method of reliable bedside measurement of the most important Blood parameters using an automatically measuring hand-held device are done in an execution version by sucking the blood into the syringe, what by corresponding, delivered position of the fluidic control is reached. To do that drawing blood volume - matched to the measuring cartridge - can keep constant the syringe plunger according to the invention up to a stop or the maximum Syringe volumes are moved. Thereafter, according to the invention, the complete Syringe arrangement with needle and measuring cartridge in an opening provided of the handheld measuring device, wherein according to the invention the fluidics control automatic fitting pressure is switched so that the two first Calibration solutions can come into contact with the sensors when the syringe plunger is moved in the direction of emptying. In addition, one for the external reference electrode necessary electrolytic connection between Measuring chamber and needle created. The automatic measuring process is thereby started when a perfect electrolytic connection has been established. The double matrix membrane sensors according to the invention usually supply it Equilibrium potential in a few seconds. The syringe plunger will according to the invention by means of an integrated, preferably spring, Clamping mechanism, pressed into the syringe under constant pressure so that enough time for the formation and acquisition of the measurement signals under the influence of Calibration solutions remain. Instead of this energy-saving spring drive when using rechargeable power batteries, as known from drilling machines are, also an actuator the push rod of the syringe plunger into the desired Move direction. According to the various calibration and conditioning solutions the sample (preferably blood) reaches the sensors and can be analyzed accordingly will. Then, like the calibration solutions, it is placed in the collecting or Transport chamber of the measuring cartridge directed. You can because of the well known and minimal dilution with the known calibration solutions also for determination other parameters can be transported to a laboratory.

In einer weiteren erfindungsgemäßen, bevorzugten Ausführungsform ist die Meßkartusche bereits herstellermäßig mit einer geeigneten für alle Sensoren gemeinsamen, möglichst sterilen Kalibrier-Lösung gefüllt. Dazu sind die Ein- und Ausgangs-Ports mit einer gasdichten, erst unmittelbar vor der Blutabnahme zu entfernenden Folie verschlossen und das gesamte Meßmodul befindet sich zusätzlich noch eingeschweißt in einer gasdichten, metallisierten Kunststoff-Folie. Vor der eigentlichen Blutentnahme wird das Meß-Modul erfindungsgemäß für wenige Sekunden in das dazugehörige Handmeß-Gerät gelegt, wobei dort die Daten für eine genaue Einpunkt-Kalibierung für die spätere Blut-Messung gespeichert werden. Die technische Reife der planaren Doppelmatrix-Membran Sensoren ist durch den Automatisierungsgrad so hoch, daß die Exemplar-Streubereiche gut bekannt sind und Ein-Punkt-Kalibrierungen (konstante Kalibrierkurven-Steilheit) ermöglichen. Sobald ein Sensor diese Bereiche verläßt, kann das Handgerät anzeigen, welcher Parameter u. U. weniger zuverlässig sein könnte. Dadurch ergibt sich eine automatische Qualitätssicherung. Danach werden die gasdichten Folien an den beiden Luer-Enden der Kartusche entfernt, die Nadel und Spritze angeschlossen und die Probe bis zu einem bestimmten Volumen, das groß gegenüber dem Volumen des Meßkanals ist, gezogen. Dabei wird die Kalibrationslösung aus dem kleinen Meßkanal (ca. 0,3 mL) verdrängt und vermischt sich mit der Probe im Spritzenkolben. Dann wird die gesamte Anordnung, wie in der ersten erfindungsgemäßen Version mehr oder weniger mit der Nadel nach unten zeigend (Luftblase oben) in das Handmeßgerät gesetzt. Dabei durchstößt die probengefüllte Nadel wieder ein Septum hinter dem sich der Stromschlüsselelektrolyt einer externen Makro-Bezugselektrode befindet. Gleichzeitig wird dabei eine Fluidiksteuerung hinter dem Nadel-Luer-Port so durch Anpaßdruck verändert, daß ein Diaphragma den elektrolytischen Kontakt des Meßkanals mit der externen Bezugselektrode aufrecht erhält, die Probe aber bei einer Spritzenkolbenbewegung in Entleerungsrichtung in eine Auffang- oder Transportkammer befördert wird. Eine im Handmeßgerät untergebrachte Software vergleicht sodann die Bezugselektrodenpotentiale der Mikro-Sensoren mit dem der externen Makro-Bezugselektrode wobei vorgeschriebene Toleranzgrenzen nicht überschritten werden dürfen. Dann werden die Probenmeß-Signale erfaßt und entsprechend der vorangegangenen Kalibrierung die Meßwerte errechnet. Danach wird der Spritzenkolben automatisch in Richtung Entleerung bewegt und die Probe- /Standardmischung aus der Spritze verdrängt dabei die reine Probe im engen Meßkanal. Diese Mischung wird ebenfalls mit den Sensoren vermessen und von der Software im Handgerät nach der bekannten Methode der Standard-Addition ausgewertet. Durch die erfindungsgemäß automatisierte zweite Messung nach der Standard-Addition kann der Verdacht einer fehlerhaften oder unzuverlässigen Messung bestätigt oder entkräftet werden. Innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen kann aus beiden Meßwerten ein Mittelwert gebildet werden. Da die bei einer Standard-Additions- Auswertung systematischen Meßfehler sofort erkannt werden, liefert dieses Verfahren mit redundanten Meßwerten eine drastisch erhöhte Zuverlässigkeit. Es ist eine qualitätssichernde Maßnahme.In a further preferred embodiment according to the invention, the Measuring cartridge already manufactured by the manufacturer with a suitable one for all sensors common, as sterile calibration solution as possible. These are the inputs and Output ports with a gas-tight, only immediately before taking blood sealing foil and the entire measuring module is also located still sealed in a gas-tight, metallized plastic film. Before the According to the invention, the actual blood withdrawal is performed for a few seconds placed in the associated handheld measuring device, where the data for an accurate Single point calibration can be saved for later blood measurement. The technical The maturity of the planar double matrix membrane sensors is due to the Degree of automation so high that the specimen spreading areas are well known and Allow one-point calibrations (constant calibration curve slope). Once a Sensor leaves these areas, the handheld device can indicate which parameters u. U. could be less reliable. This results in an automatic Quality control. After that, the gas-tight films at the two Luer ends the cartridge removed, the needle and syringe connected and the sample up to a certain volume that is large compared to the volume of the measuring channel, drawn. The calibration solution is taken from the small measuring channel (approx. 0.3 mL) displaces and mixes with the sample in the syringe plunger. Then the whole Arrangement, as in the first version of the invention more or less with the Place the needle pointing downwards (air bubble on top) in the handheld meter. Here the sample-filled needle pierces a septum behind which the Current key electrolyte is an external macro reference electrode. At the same time is a fluidic control behind the needle Luer port so by adjusting pressure changed that a diaphragm the electrolytic contact of the measuring channel with the maintains an external reference electrode, but the sample at one Syringe plunger movement in the emptying direction in a collecting or Transport chamber is transported. Software housed in the handheld meter then compares the reference electrode potentials of the micro sensors with that of the external macro reference electrode where the prescribed tolerance limits are not may be exceeded. Then the sample measurement signals are acquired and the measured values are calculated in accordance with the previous calibration. After that the syringe plunger automatically moves in the direction of emptying and the sample / Standard mixture from the syringe displaces the pure sample in the narrow Measuring channel. This mixture is also measured with the sensors and by the Software in the handheld device according to the well-known method of standard addition evaluated. By the automated second measurement according to the invention after Standard addition can suspect a faulty or unreliable measurement be confirmed or invalidated. Within given tolerance limits, can an average of both measured values is formed. Since the standard addition Evaluation of systematic measurement errors can be recognized immediately, this method provides with redundant measured values a drastically increased reliability. It is one quality assurance measure.

Das Gesamtvolumen der isotonischen, physiologischen Multi-Analyt-Kalibrier-Lösung, die herstellerseitig im Meß-Modul dauerhaft eingeschlossen ist, beträgt in der Regel weniger als ein Milliliter. Zweckmäßigerweise enthält diese Kalibrier-Lösung erfindungsgemäß auch noch die notwendige Menge Heparin, die eine Blutgerinnung verhindert sowie Substanzen, die das Bezugselektroden-Potential stabilisieren. Die externe Bezugselektrode ist so ausgelegt, daß sie für amperometrische Messungen im Mikro-Amperbereich strombelastbar ist, dadurch können kompliziertere Drei-Elektroden Meßanordnungen mit den dazugehörigen Potentiostaten entfallen.The total volume of the isotonic, physiological multi-analyte calibration solution, which is permanently included in the measuring module by the manufacturer is usually less than a milliliter. This calibration solution expediently contains according to the invention also the necessary amount of heparin, which clots blood prevents as well as substances that stabilize the reference electrode potential. The External reference electrode is designed to be used for amperometric measurements in the Micro amp range is current-carrying, this allows more complicated three electrodes Measuring arrangements with the associated potentiostats are omitted.

Nach einer so erfindungsgemäß durchgeführten Blut-Analyse liegt die Spritze und die Nadel so vor, wie sie auch bisher zur Entsorgung anfällt. Die Meßkartusche mit der Blutprobe kann also getrennt entsorgt werden, oder zur Untersuchung auf weitere Parameter unter Berücksichtigung der Verdünnung durch die genau inhaltlich bekannten Kalibrationslösungen ins Labor geschickt werden. Bei einer verbrennungstechnischen Entsorgung ist zu berücksichtigen, daß dieses Modul bei Verwendung nichtmetallischer Elektronenleiter kein Metall enthalten kann. Bei einigen Sensoren amperometrischer Art fallen ggfs. Gold und Silbermengen im Bereich unter ein millionstel Gramm an. Die Membran-Chemikalien für die potentiometrischen Mikro- Elektroden liegen im Mikrogramm-Bereich und enthalten keine FCKW, so daß bei einer evtl. Verbrennung auch keine Dioxin-Bildung befürchtet werden muß.After a blood analysis has been carried out in accordance with the invention, the syringe and the syringe are located Needle in the same way as it was previously used for disposal. The measuring cartridge with the Blood sample can be disposed of separately, or for testing for more Parameters taking into account the dilution by the exact content known calibration solutions can be sent to the laboratory. At a incineration must be taken into account that this module at Use of non-metallic electron conductors cannot contain metal. With some Amperometric sensors may fall within the range of gold and silver a millionth of a gram. The membrane chemicals for the potentiometric micro Electrodes are in the microgram range and do not contain CFCs, so one of them possible combustion and no dioxin formation must be feared.

Dieses einfache, erfindungsgemäße Vorgehen löst somit alle weiter oben erwähnten Probleme. Die Gefahr, daß das zu vermessende Patientenblut unkontrolliert freigesetzt wird oder durch zu langen Kontakt mit der Luft irreversibel verändert wird, ist bei der Erfindung ausgeschlossen. Sie ermöglicht ein sicheres quasi automatisches Bedside- Monitoring mit integrierter Qualitätssicherung auf einfachste Art und Weise, ohne daß bestimmte weitere Kalibrier- und Kontroll-Operationen durch das Bedienungspersonal die Verwendung eines Handgerätes stark einschränken.This simple procedure according to the invention thus solves all of the above Problems. The danger that the patient's blood to be measured will be released in an uncontrolled manner is or is irreversibly changed by contact with the air for too long is at the Invention excluded. It enables a safe, quasi-automatic bedside Monitoring with integrated quality assurance in the simplest way without certain additional calibration and control operations by the operating personnel severely restrict the use of a handheld device.

Erfindungsgemäß ist das Meß-Modul entsprechend gekennzeichnet, so daß das Handmeßgerät die jeweilige Sensor-Bestückung und die notwendigen Werte der Kalibrier-Lösung beim ersten Einsetzen übernehmen kann. Dies kann durch mechanische oder elektrische Vorrichtungen, aber auch mittels eines einfachen Barcode-Lesers geschehen.According to the measuring module is marked accordingly, so that the Handheld measuring device the respective sensor equipment and the necessary values of the Calibration solution when first inserted. This can be done by mechanical or electrical devices, but also by means of a simple one Barcode reader happen.

Es versteht sich von selbst, daß ein Fachmann weitere Versionen geeigneter Fluidik- Schaltungen nutzen kann, um den Effekt der einfachen und quasi-automatischen Zwei- Punkt-Kalibrierung oder der Standard-Addition durchzuführen.It goes without saying that a person skilled in the art will develop further versions of suitable fluidics Circuits to use the effect of simple and quasi-automatic two- Point calibration or standard addition.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der Meßkartusche zur Blutprobennahme und -Analyse und den einfachen Aufbau aus zwei Montagehälften. Fig. 1 shows schematically a preferred embodiment of the measuring cartridge for blood sampling and analysis and the simple structure of two mounting halves.

Die Fig. 2 skizziert schematisch die einzelnen Verfahrenschritte bei Kalibrierung und Messung nach der Methode der Zwei-Punkt-Kalibrierung. FIG. 2 schematically outlines the individual process steps in calibration and measurement using the two-point calibration method.

Die Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform, bei der die Multi-Analyt-Kalibrier- Lösung schon herstellerseits im Meßkanal aufbewahrt wird und als Standard-Additions- Lösung verwendet wird. FIG. 3 shows schematically an embodiment in which the multi-analyte calibration is already manufacturer is also stored solution in the measuring channel and is used as a standard addition solution.

Die Fig. 4 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform für das Verfahren der Zwei- Punkt-Kalibration über Kalibrierlösungen die mittels bewegbarer Kolben getrennt sind. Fig. 4 schematically shows a further embodiment for the method of the two-point calibration on calibration solutions which are separated by means of movable piston.

Embodiment 1 Version of the measuring cartridge with laminated paper sensors

Die beiden Hälften der Meßkartusche (1a) und (1b) in Fig. 1 können in dieser Formgebung mit hinreichender Produktionstoleranz aus einem geeigneten, leicht zu entsorgenden Kunststoffmaterial preiswert hergestellt werden. Sie sollen aus Handhabungsgründen zusammengefügt nicht wesentlich größer als der Spritzenkörper sein. Hier ist von Vorteil, daß wegen der bekannten Konstruktion der Doppelmatrix- Membran-Sensoren kein schwerer zu entsorgender, metallischer Leiter in das Kunststoffmaterial eingebracht werden muß. Der Streifen (4) mit einer beliebigen Anzahl von laminierten Papierstreifen (4a . . . 4z) hat vorzugsweise so eine Form, daß die Kontaktflächen beim Einlegen in das entsprechend geformte Gehäuse bis zur Aussparung (7) im Deckel (1b) reichen und dabei die Kontaktflächen (5) bilden.The two halves of the measuring cartridge ( 1 a) and ( 1 b) in Fig. 1 can be inexpensively manufactured in this shape with sufficient production tolerance from a suitable, easily disposed plastic material. For handling reasons, they should not be significantly larger than the syringe body when put together. The advantage here is that, because of the known design of the double matrix membrane sensors, it is not necessary to insert a metallic conductor that is difficult to dispose of into the plastic material. The strip ( 4 ) with any number of laminated paper strips ( 4 a... 4 z) preferably has a shape such that the contact surfaces extend into the recess ( 7 ) in the cover ( 1 b) when inserted into the correspondingly shaped housing and thereby form the contact surfaces ( 5 ).

In der einen Hälfte oder in beiden (nicht gezeigt) werden durch Spritzguß oder andere formgebende Massenproduktionsverfahren mindestens eine, vorzugsweise aber 3 Vorratskammern (8, 9, 10) zusätzlich zum Meßkanal (6) eingebracht, wobei letzterer ein Volumen von weniger als 10% des der Kammern (8, 9, 10), während mindestens eine weitere, nicht gezeigte Kammer unter der Sensorebene (4) so groß ist (Fig. 1 nicht maßstäblich), daß sie alle Kammervolumen und das Probenvolumen zusammen aufnehmen kann.In one half or in both (not shown), at least one, but preferably 3, storage chambers ( 8 , 9 , 10 ) are introduced in addition to the measuring channel ( 6 ) by injection molding or other shaping mass production processes, the latter having a volume of less than 10% of the of the chambers ( 8 , 9 , 10 ), while at least one further chamber, not shown, below the sensor level ( 4 ) is so large ( FIG. 1 not to scale) that it can accommodate all chamber volumes and the sample volume together.

Die Kammern (8) und (9) beinhalten definierte Multi-Analyt-Kalibrierlösungen entsprechend der Sensor-Analyte in je einem unteren und oberen Konzentrationsbereich, so daß durch eine Zwei-Punkt-Kalibrierung die wichtige Steigung der Kalibriergeraden und ihre Lage zuverlässig ermittelt werden kann. Werden dabei bestimmte im Handmeßgerät softwaremäßig installierte Mindestkriterien nicht erfüllt, wird eine Unzuverlässigkeitsanzeige für diesen Parameter signalisiert. Die Kalibrierlösungen enthalten zum Zwecke der Konditionierung und Konservierung auch noch weitere Stoffe und gegebenenfalls auch noch ein schwerlösliches Salz, daß bei Transport durch den Meßkanal dort an den Wandungen hängen bleibt und dadurch auch die Probe mit einer dem Löslichkeitsprodukt entsprechenden, konstanten Ionenkonzentration eines Ions, daß in der Probe niemals enthalten ist, versetzt. Dadurch läßt sich mittels eines weiteren ionenselektiven Sensors für eines dieser Ionen (Kation oder Anion) eine zusätzliche Mikrobezugselektrode ohne störendes Diffusionspotential aufbauen. Als Beispiel sei die Zugabe einer Lanthanfluorid- Suspension genannt. Meßelektrode ist hier eine fluoridselektive Elektrode. Die Vorratskammern werden nach dem Befüllen gasdicht verschlossen, was beispielsweise mit Hilfe einer metallisierten Folie geschehen kann, die dann zum Gebrauch bei einem definierten Druck bricht. Bei der Lagerung von Kalibrierlösungen, die Gas-Standards enthalten, wird das gesamte Meßmodul in einer gasdichten Folie eingeschweißt und in diese Folie zum Ausgleich des Partialdruckes der betreffenden Meßgase auch etwas Kalibrierlösung gebunden oder ungebunden eingebracht.The chambers ( 8 ) and ( 9 ) contain defined multi-analyte calibration solutions corresponding to the sensor analytes in a lower and upper concentration range, so that the important slope of the calibration line and its position can be reliably determined by a two-point calibration . If certain minimum criteria installed by software in the handheld measuring device are not met, an unreliability display is signaled for this parameter. For the purpose of conditioning and preservation, the calibration solutions also contain other substances and possibly also a sparingly soluble salt that remains on the walls during transport through the measuring channel and therefore also the sample with a constant ion concentration of an ion corresponding to the solubility product, that is never included in the sample. As a result, an additional micro-reference electrode can be built up without an interfering diffusion potential by means of a further ion-selective sensor for one of these ions (cation or anion). An example is the addition of a lanthanum fluoride suspension. The measuring electrode here is a fluoride-selective electrode. The storage chambers are sealed gas-tight after filling, which can be done for example with the help of a metallized film, which then breaks for use at a defined pressure. When storing calibration solutions containing gas standards, the entire measuring module is welded into a gas-tight film and some calibration solution is bound or introduced into this film to compensate for the partial pressure of the measuring gases in question.

Das Kompartiment (10) dient zur Zwischenlagerung eines Teils der Probe. Hier wird gegebenenfalls herstellerseits eine kleine Menge des schwerlöslichen Salzes zusammen mit etwas Heparin (im Falle einer Blutprobe) eingelagert.The compartment ( 10 ) serves to temporarily store part of the sample. If necessary, a small amount of the sparingly soluble salt is stored here together with some heparin (in the case of a blood test).

Die Kammer (10) werden ebenso wie der Meßkanal (6) offen gelassen. Sie werden durch die in der Aussparung (3) eingebrachte Fluidiksteuerung verschlossen oder geöffnet. Die Fluidiksteuerung verstellt sich durch mechanischen Gegendruck beim Einlegen des Meßmoduls (oder Kartusche) in das Handmeßgerät entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Verfahrens.The chamber ( 10 ) and the measuring channel ( 6 ) are left open. They are closed or opened by the fluidic control introduced in the recess ( 3 ). The fluidic control is adjusted by mechanical counterpressure when the measuring module (or cartridge) is inserted into the handheld measuring device in accordance with the requirements of the respective method.

Die beiden Meßkartuschen-Hälften werden mit einem abdichtenden Kunststoff-Spacer zusammengeführt und verklebt. Daraufhin erfolgt das gasdichte Verschließen der beiden Luer-Ports (2a, 2b), wobei (2a) die Nadelseite und (2b) die Spritzenseite darstellt.The two halves of the measuring cartridge are brought together and glued using a sealing plastic spacer. (2 2 a, b) This is followed by the gas-tight sealing of the two Luer ports, wherein (2 a) side of the needle and (2 b) represents the syringe side.

Der automatisierte Ablauf des erfindungsgemäßen Meßverfahrens ist schematisch in der Fig. 2 skizziert. Im ersten Schritt (a) und (b) fördert die Spritze lediglich eine definierte Luftmenge in die Meßkartusche, wodurch eine erste Kalibrierlösung (11) über eine entsprechende Ventilsteuerung (3) in den Meßkanal (6) transportiert wird und ihn ausfüllt, was durch die gleiche Schraffierung dargestellt wird. Im zweiten Schritt (b) und (c) wird mittels der entsprechenden Fluidiksteuerung die Probe (das Blut) (13) über die Kammer (das Kompartiment) (10) entnommen. Ein Teil des Blutes befindet sich dabei auch in der Spritze. Nun wird die Meßkartusche mitsamt der Spritze und Nadel in eine entsprechende Öffnung des Handmeßgerätes eingelegt, wobei dabei gleichzeitig und automatisch die Fluidiksteuerung umgeschaltet wird und die einzelnen Chemo- und Biosensoren über einen Einrastmechanismus an ihren Kontakten (5) mit den entsprechenden Gegenkontakten des Handmeßgerätes kontaktiert werden. Gleichzeitig wird dadurch die Nadelspitze durch das Septum in den Stromschlüsselelektrolyten der externen Bezugselektrode geschoben. Der automatische Meßvorgang wird dadurch gestartet, daß dabei eine einwandfreie elektrolytische Verbindung festgestellt wird.The automated sequence of the measuring method according to the invention is schematically outlined in FIG. 2. In the first step (a) and (b), the syringe only conveys a defined amount of air into the measuring cartridge, whereby a first calibration solution ( 11 ) is transported into the measuring channel ( 6 ) via a corresponding valve control ( 3 ) and fills it, which is achieved by the same hatching is shown. In the second step (b) and (c), the sample (blood) ( 13 ) is removed via the chamber (compartment) ( 10 ) by means of the corresponding fluidics control. Part of the blood is also in the syringe. Now the measuring cartridge together with the syringe and needle is inserted into a corresponding opening of the handheld measuring device, whereby the fluidics control is switched over simultaneously and automatically and the individual chemical and biosensors are contacted with the corresponding counter-contacts of the handheld measuring device via a snap-in mechanism on their contacts ( 5 ) . At the same time, the needle tip is pushed through the septum into the current key electrolyte of the external reference electrode. The automatic measuring process is started by establishing a perfect electrolytic connection.

Die verwendeten Doppelmatrix-Membran-Sensoren haben bereits nach diesen minimalen Bedienungsoperationen ihren stabilen Meßwert erreicht. Eine im Handmeßgerät eingebaute Software-Logik vergleicht sodann alle Sensorsignale, die in Kontakt mit der ersten Kalibrierlösung anfallen mit dem bekannten, kleinen Streuungen der Herstellungstechnologie und signalisiert ggfs. bereits dann eventuelle Abweichungen. Nach einer gewissen Wartezeit von wenigen Sekunden bewegt sich der Spritzenkolben automatisch durch den im Handmeßgerät integrierten Mechanismus in Richtung Entleerung und drückt so die Probe (das Blut) (13) unter konstanten Druck in die Meßkartusche. Die Probe strömt dabei von der Fluidiksteuerung gelenkt über die Kammer (10) (Fig. 2 c-d) zurück und wird von der Fluidiksteuerung am Nadelende in die Kammer (9) umgelenkt, in dem es dort, durch eine Luftblase vor einer Durchmischung geschützt, die zweite Kalibrierlösung (12) verdrängt, die wiederum durch die Fluidiksteuerung am Spritzenende in den Meßkanal (6) an den Sensoren (4) vorbeiströmt und ihrerseits die zuvor dort eingebrachte erste Kalibrierlösung (11) in die Kammer (8) verdrängt, bevor sie wieder durch die gleiche Fluidiksteuerung am Nadelausgang ebenfalls in die Kammer (8) gelangt. Die Fig. 2e zeigt dann den Endzustand. Die Probeflüssigkeit hat die zweite Kalibrationslösung komplett aus dem Meßkanal verdrängt und kann vermessen werden.The double matrix membrane sensors used have already reached their stable measured value after these minimal operating operations. A software logic built into the hand-held measuring device then compares all sensor signals that occur in contact with the first calibration solution with the known, small variations in the manufacturing technology and, if necessary, then signals any deviations. After a certain waiting time of a few seconds, the syringe plunger automatically moves in the direction of emptying through the mechanism integrated in the hand-held measuring device and thus presses the sample (blood) ( 13 ) under constant pressure into the measuring cartridge. The sample flows back from the fluid control through the chamber ( 10 ) ( Fig. 2 cd) and is deflected by the fluid control at the needle end into the chamber ( 9 ), where it is protected from mixing by an air bubble displaced second calibration solution ( 12 ), which in turn flows past the sensors ( 4 ) through the fluid control at the syringe end into the measuring channel ( 6 ) and in turn displaces the first calibration solution ( 11 ) previously introduced into the chamber ( 8 ) before it passes through again the same fluid control at the needle outlet also enters the chamber ( 8 ). Fig. 2e then shows the final state. The sample liquid has completely displaced the second calibration solution from the measuring channel and can be measured.

Embodiment 2 Version with sensors based on silicon technology

In einer vorteilhaften Mikro-Version wird eine komplett in Silizium-Technologie ausgeführte mikrosensor-bestückte Durchfluß-Konstruktion mit rückseitigen Kontakten in eine entsprechende Aussparung in beiden Meßkartuschen-Hälften (1a) und (1b) gedrückt und geklebt. Dabei muß nur dafür gesorgt werden, daß die Rückseiten kontakte leitend mit den entsprechenden Meßkartusche-Durchführungen verbunden werden. Mit der Mikro-Version lassen sich selbstverständlich alle Verfahrensversionen auch durchführen.In an advantageous micro version, a flow sensor construction with a sensor made entirely of silicon, with contacts on the rear, is pressed and glued into a corresponding recess in both measuring cartridge halves ( 1 a) and ( 1 b). It is only necessary to ensure that the rear contacts are conductively connected to the corresponding measuring cartridge bushings. Of course, all process versions can also be carried out with the micro version.

Embodiment 3 Device for carrying out the alternative method of one-point calibration with Standard addition

Die Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des alternativen Verfahrens mittels der Meßwertabsicherung durch die Standard-Additions- Auswertmethode. Hier kann auf die Fluidiksteuerung verzichtet werden, wenn die Nadelspitze nach dem Eindringen durch das Septum durch ein verfestigtes Gel einen Strömungswiderstand erhält, so daß ein einfaches Schlitz-Überdruck-Ventil in der Meßkartusche beim Zurückinjezieren der Probe geöffnet wird, daß die Kalibrierlösung in die Kammer (14) strömen läßt. In dieser Version des Verfahrens und der Vorrichtung befindet sich die Kalibrierlösung bereits herstellerseitig im Meßkanal (6) in Kontakt mit den Sensoren (4a . . . z). Hier geschieht der Meßablauf, wie oben geschildert, so daß zunächst die Meßkartusche allein im Meßgerät vermessen wird. Dann wird sie nach Entfernen der gasdichten Verschlüsse über die Luer Verbindungen (2a) und (2b) mit Nadel und Spritze bestückt und die Probe wird gezogen. Der Rest, der Einbau der kompletten Anordnungen in das Handmeßgerät, geschieht analog zum ersten Ausführungsbeispiel. Wegen des sehr engen und kleinen Meßkanals (6) vermischt sich die dort befindliche Probe nicht sehr schnell mit dem Spritzeninhalt. Daher kann zunächst die Probe vermessen werden und danach die Probe, vermischt mit der Standardlösung. Wenn das Volumen des Meßkanals und damit das der Standardlösung (Kalibrationslösung) gegenüber der gezogenen Probenmenge vernachlässigt werden kann, vereinfacht sich die Auswertung. Eine weitere vorzugsweise Ausführungsform auf dieser Basis entsteht, wenn die Probe über einen zweiten ventilgesteuerten By-Pass in die Spritze gesogen wird. Dann ist die Handhabung genau wie beim ersten Beispiel. Nach dem Einsetzen in das Handgerät mit den entsprechenden, automatischen Ventileverschiebungen wird zunächst die Multi-Analyt-Kalibrierlösung, die in der Mitte der zu erwartenden Konzentrationen liegen soll, vermessen. Danach überprüft eine Logik-Software die Plausibilität dieser Werte anhand der bekannten Exemplarstreuungen. Erst dann gibt das Gerät grünes Licht für den Mechanismus der Spritzenentleerung. Dabei vermischen sich Probe und Standard nach Verdrängung der Kalibrierlösung aus dem Meßkanal in einer Sammelkammer. Nach der Messung der Probensignale bewegt sich hierbei der Spritzenkolben wieder in Richtung Füllung und bringt die Proben-Standard-Mischung aus der Kammer wieder in den Meßkanal, wo eine weitere Messung stattfindet. Wegen des kleinen Volumens des Meßkanals verglichen zum Probenvolumen kann die nicht vermischte Restmenge an Probe vernachlässigt werden. FIG. 3 shows an advantageous device for carrying out the alternative method by means of the safeguarding of measured values using the standard addition evaluation method. Here, the fluidic control can be dispensed with if the needle tip receives a flow resistance after penetration through the septum through a solidified gel, so that a simple slot pressure valve in the measuring cartridge is opened when the sample is reinserted, so that the calibration solution is introduced into the chamber ( 14 ) flows. In this version of the method and the device, the calibration solution is already in contact with the sensors ( 4 a... Z) in the measuring channel ( 6 ) by the manufacturer. This is where the measuring sequence takes place, as described above, so that the measuring cartridge is first measured in the measuring device alone. Then, after removing the gas-tight closures via the Luer connections ( 2 a) and ( 2 b), they are fitted with a needle and syringe and the sample is taken. The rest, the installation of the complete arrangements in the hand-held measuring device, is done analogously to the first exemplary embodiment. Because of the very narrow and small measuring channel ( 6 ), the sample located there does not mix very quickly with the syringe content. Therefore, the sample can be measured first and then the sample mixed with the standard solution. If the volume of the measuring channel and thus that of the standard solution (calibration solution) can be neglected compared to the amount of sample taken, the evaluation is simplified. A further preferred embodiment on this basis arises when the sample is drawn into the syringe via a second valve-controlled by-pass. Then the handling is exactly the same as in the first example. After inserting it into the handheld device with the corresponding automatic valve displacements, the multi-analyte calibration solution, which should be in the middle of the expected concentrations, is first measured. A logic software then checks the plausibility of these values on the basis of the known sample variations. Only then will the device give the green light for the syringe emptying mechanism. After displacement of the calibration solution from the measuring channel, the sample and standard mix in a collection chamber. After measuring the sample signals, the syringe plunger moves back towards the filling and brings the sample-standard mixture from the chamber back into the measuring channel, where another measurement takes place. Because of the small volume of the measuring channel compared to the sample volume, the unmixed remaining amount of sample can be neglected.

Embodiment 4 Procedure with two-point calibration and piston-separated calibration solutions

Die Fig. 4 zeigt den Funktionsablauf (a, b, c, d) bei einer Kartuschen-Version, die in einer Kammer (15) mehrere Kalibrierlösungen (11 u. 12) über leicht bewegliche, dichtende Kolben (16) abtrennt. Die Blutprobe wird hier über einen Kanal im anderen Teil der Kartusche in die Spritze gezogen. Fig. 4 shows the functional sequence (a, b, c, d) in a cartridge version which separates several calibration solutions ( 11 and 12 ) in a chamber ( 15 ) via easily movable, sealing pistons ( 16 ). The blood sample is drawn into the syringe via a channel in the other part of the cartridge.

Durch den Spritzendruck bei der Entleerung derselben nach der Probennahme werden die Kolben an einer Öffnung (17) vorbeibewegt, wodurch nacheinander die Kalibrierlösungen und die Blutprobe durch die Sensor-Meßkammer geleitet werden. Die Fig. 4 ist weitestgehend selbsterklärend.The plunger is moved past an opening ( 17 ) by the syringe pressure during the emptying of the same after sampling, whereby the calibration solutions and the blood sample are passed through the sensor measuring chamber one after the other. FIG. 4 is largely self-explanatory.

Claims

1. A method and device for sampling with integrated analytical-chemical sensor measurement and manufacture thereof, characterized in that between a commercially available, hypodermic needle and syringe a conventional sampling arrangement for liquid or gaseous samples, preferably blood, by means of suitable plug connections (z. B. Luer) a suitable, sensor-equipped measuring cartridge with integrated measuring standards for each analyte that can be detected is inserted and this arrangement is inserted into a special hand-held measuring device with automatic electrical sensor contacting and coding, which is used for the different analysis procedures and the transport of calibration solutions and samples automatically controls, in addition to and automatically in addition to a two-point calibration or a standard addition method, procedural additional quality assurance measures are taken, the results preferably being printed out and d the measuring cartridge can be disposed of as normal hospital waste after use.

2. A method for producing the device according to claim 1, characterized, that the measuring cartridge from an easily disposable and Plastic easily produced using mass injection molding technology exists, which is produced in two halves and which too put together the measurement channel and where the used Chemo and biosensors preferably simultaneously in one before manufactured, planar multi-analyte array version in duplicate matrix membrane technology with integrated planar Measurement signal derivation and / or power supply in one single step in a suitable recess of the Plastic body are glued and the two measuring Cartridge halves when assembling with or without additional sealing elements (spacers) through the measuring channel form corresponding recesses.

3. A method for producing the device according to claim 1, characterized, that a micro version is made so that the chemo- and biosensors based on silicon technology, preferably in the containment technology are prefabricated, the measuring channel already included, so that they as a complete arrangement in one fitting recess into one of the cartridge halves become and thereby automatically the contact to a electronic connection to contact points on the edge of the cartridge conclude.

4. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized, that the equipped with special chemical and biosensors Measuring cartridge at least one, preferably two potashes Brierung- and conditioning solutions in corresponding Chambers or channels with or without direct contacting the Contains sensors whose flow through the central measuring channel by means of suitable fluidic controls when inserting the Cartridge with needle and syringe in a suitable the corresponding hand-held measuring device after sampling is done automatically, like the contacting of all sensors and the emptying of the syringe, being as a quality assurance Measure in addition to the procedural one Checking the micro- Reference electrodes by contacting an external, contained in the handheld meter is carried out automatically.

5. The method according to claim 1, characterized, that the analytical-chemical measurement methods for those in the measurement module housed chemo and biosensors for determining a Variety of liquid and / or gaseous analytes, preferred way for fast, simultaneous determination of more important clinical-chemical parameters in body fluids such as Blood, electrochemical or optical in nature and procedural quality assurance measures in the form of a One-point calibration with additional accuracy Check by the method of standard addition and / or an automatic multi-point calibration belongs to which all without additional work using a suitable, valve-controlled flow technology according to the Insert the entire needle-cartridge-syringe assembly into the special hand-held measuring device, software-controlled, automa table runs and no additional solutions are available held or whose data must be transferred.

6. Device for performing the method according to Claims 1 to 5 characterized, that the measuring cartridge from a suitable, non-conductive Material is made that can be easily and inexpensively in any Lets produce molds in bulk, preferably from extrudable (injection molding technology) plastics from which there are also medical articles and / or syringes, whereby the measuring cartridge an input and output port, preferably has by means of axial Luer connections and it between a standard medical needle and syringe can be mounted, and at least one with a multi-analyte calibration or conditioning solution filled compartment and at least one other empty one for taking and transporting the measured samples contains, whereby all measurement standard chambers by means of at least one slide or check valve Lich connect with the needle and syringe, whereby the latter when inserting the cartridge with or without a needle the handheld meter is done automatically, whereby the chemo and Biosensors, preferably in a central measuring channel positioned alternately and automatically in contact with the multi-analyte standards and the sample and the necessary liquid transport through a corresponding, automated emptying of the sample-filled Syringe using a suitable mechanism in the handheld meter takes place, by inserting the whole device or only the needle-free part at the same time an electroly tical contact of the respective measurement solution with a Handheld measuring device, stable, non-polarizable, another reference electrode is closed.

7. Manufacturing method of the device according to one of the Claims 1 to 6, characterized, that as the basic material of the measuring module with the embedded, Compartments for the standards that can be connected via valves and a material is used for the measured samples that Can be burned free of pollutants and residues, for what preferably polycarbonates, polypropylene, polymethylmetacry lat (plexiglass) u. a. belong, hardly any metal is used and the module consists of at least two prefabricated parts produ is adorned, in which the chemical or biosensors one-sided or on both sides in planar or pseudo-planar form as pre manufactured, functional array including all required electrical, metal-free contacts inserted in this way be that it automatically the external contacts on Form cartridge edge before the parts are put together durable be what by plugging, gluing or screwing happens, and by means of corresponding recesses form the actual measuring channel, a lateral one Contact bar both the orientation of the module when Insert into the handheld meter, as well as electrical Contacts for the operation and reading of the individual chemo- and closes biosensors.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized, that the miniaturized chemo or biosensors in at least one, preferably rectangular and central Measuring channel of the measuring cartridge potentiometric, ampero metric or impidemetric type are preferred are structured planar and so light and flush in one flat measuring channel with a total volume of less than 1 mL in one suitable plastic body with integrated electronic Signal transduction connections to the outer edge of the cartridge fit in there and with the help of a corresponding one Handheld measuring device can be contacted for data acquisition.

9. Production of the device according to one of claims 1 to 8, characterized, that to manufacture the different electrochemical Sensors based on the principles of potentiometry, amperometry and impedance spectrometry in a planar paper technique logic, e.g. B. as a double matrix membrane construction without liquid internal electrolyte completely in low temperature Thick film technology (double matrix membrane) as a multi-analyte series prefabricated in strip form and only in matching recesses in the relevant part of the measuring cartridge be placed, with the necessary electrical Connections from an easily disposable electron conductive material, for example graphite, glassy carbon, Carbon paste or conductive polymer to those concerned external contacts of the measuring module, via which the sensor signals are queried in a hand-held measuring device, are given for what additional channel-forming spacers can also be used which enable pressure and sealing of the sensor film.

10. The device according to one of claims 1 to 9, characterized, that instead of the integrated electron-conducting measurement signal Transduction on the back of the preferably planar Back of the measuring electrodes to the outer tap contacts of the Measuring cartridge filled with electrolyte gel, the so-called Internal drainage of the planar ion-selective and gas permeable represent membranes, and that with the appropriate Sensor measuring strips are covered and on the other side in contact with the electron-conducting connection to the outside stand, with all amperometric measuring cells on are built.

11. The device according to claims 9 and 10, characterized, that a thermodynamically reversible inner potential derivation for all electrochemical chemical and biosensors is achieved in that in the ion-selective membrane, the inner electrolyte solution and in the phase of the electrons conductive connection, e.g. B. graphite, graphite plus polypyrene, Polypyrene, polyethylene and the like. a. stable and environmentally friendly easily disposable redox systems with high standard exchange current density in a concentration range of 0.1 percent until saturated.

12. The device according to one of claims 1 to 11, characterized, that the macro reference electrode in the handheld meter, which over the electrolytic contact with the sample liquid in the Cannula or by direct contact with the needle side Plug connection of the measuring cartridge with the measuring sensors in Connection is of the same type as that of Derivation of the electrochemical sensors and that the gel-solidified reference electrode current key electrolyte in the Handheld meter at least a total of 0.01 grams Equivalents and accessible through a septum cap is.

13. The device according to one of claims 1 to 12, characterized, that for special micro-sampling the different Chemical and biosensors in a silicon micro technology with precisely definable containments with precisely definable Contact surfaces to the measuring medium and with rear contact be manufactured, the measurement channel formation by micro Cutouts in this material and an anodic Bondings performed against a corresponding glass plate and the complete, micro-flow measuring cells of only a few microliters capacity in suitable recesses of two measuring cartridge halves with corresponding ones Contact points for operation and / or signal Transduction and measurement in the same handheld device as with the macro measurement module.

14. The device according to one of claims 1 to 13, characterized, that the measuring cartridge next to the central measuring channel with the chemical sensors at least two suitably dimensioned Contains chambers with a corresponding to the sensors Multi-analyte calibration, multi-standard and / or Conditioning solution gas-tight, partially or fully filled are, the individual chambers with or without additional, sliding partitions for different solutions and the sample for the purpose of calibration, measurement and / or that of accuracy control and / or disposal and or another sample transport individually or together, in parallel or sequentially with the measuring channel different positions with at least two simple ones Sliding valves or check valves in connection can be brought and the respective content in contact can be brought with the sensors.

15. The device according to one of claims 1 to 14, characterized, that the promotion of individual, air-separated liquid speed segments from the compartments through the measuring channel Measuring cartridge for calibration, analyte measurement and control measurement by means of an automated, mechanical force Exercise on the syringe plunger after installing the sampling Device into the handheld meter and the flow control by means of simple slide valves behind the two plug-in bindings are made so that the measuring module is delivered with this valve position first with the help of a syringe piston movement towards emptying a first calibrator solution from the supply compartment in the previously dry Transported measuring channel and then a sample in the Syringe is pulled, when inserting the arrangement in the handheld meter the valves in question by mechanical Adjustment pressure are changed so that now at automatic emptying of the syringe via a detour via the corresponding chambers filled with calibration solution Calibration or conditioning solutions on the sensors be passed before the sample is measured.

16. The device according to one of claims 1 to 15, characterized, that the electrochemical chemical and biosensors in one suitable multi-analyte corresponding to the sensors Calibration and conditioning solution are kept, whose volume is known or compared to the sample volume can be neglected, and the manufacturing is located on the side in the measuring channel of the measuring module, on both Gas-tight openings are closed until use.

17. The apparatus of claim 16, characterized, that the measuring module has at least one separate sample-by-pass Contains the line from the needle to the syringe, the manufacturer is delivered open, and that by pushing corresponding to the overall arrangement in the hand-held measuring device Sliding valves on the measuring module are automatically actuated ensure that when a syringe ejects the sample Piston movement this is directed into the measuring channel in which they displaced the calibration solution from the sensors and over another automatic valve control in front of the needle a correspondingly large storage container with Air-Vent Device in the measuring module transfers from where it is to However, measurement and displacement of the entire sample volume by renewed suction of the syringe is measured again and after the method of standard addition in the handheld meter automatically is evaluated.

18. Device according to one of claims 1 to 17, characterized, that the handheld meter the sensor type and position over a Barcode marking on the measuring cartridge learns that after inserting the sampling arrangement into a suitable one suitable insert only starts the measurements when determined by an automatic conductivity measurement is that the electrolytic contact of the sensors with the Macro reference electrode in the hand-held device which is pierced of a septum in front of the current key electrolyte will exist.

19. Device according to one of the above-mentioned claims, characterized, that the special hand-held measuring device for reading out the measuring cartridge is battery or battery operated, no cable connections are to be closed rather than for recharging suitable contacts are given in appropriate holders and that a microprocessor-controlled logic and evaluation / Calculation and control of the mechanism of the syringes emptying is operated, the plausibility tests Standard addition calculations using barcodes on the Carries out the calibration data and calibration data the measurement sequence only starts when it is in the handheld device housed macro reference electrode flawless electro has lytic contact with the measuring solution, which is caused by a Conductivity measurement is determined, this measurement method for blood as a sample liquid also other clinico-chemical parameters recorded and data output using a suitable display, printer or remote data makes the transmission immediately available to the doctor.

20. Device according to one of the above-mentioned claims, characterized, that the portable wireless handheld meter for reading the Measuring cartridge next to an electric actuator for Movement of a clamped syringe plunger rod natively the syringe is also emptied from spring force and that the hand-held meter is a control Field and / or a functional check on which possible malfunctions and / or measurement uncertainties with sensor Identification through suitable measures, such as colored light-emitting diodes or blinking analyte indicators on one Display.

21. The method according to any one of the above-mentioned claims, characterized, that blood is available as a sample and an inexpensive, clinic usual hypodermic needle and syringe or an arterial Catheter connection is available and all important blood parameters, such as electrolytes, pH, pCO2, O2, glucose, Creatinine, lactate, blood lipids, cholesterol, BUN, LDH, CK, Pyruvate, ascorbin, phosphate, phenylalanine, bilirubin, Thyrosine, protein, ASAT, alkaline and acid phosphatase, Lipase, Amylase Cholinesterease u. a. using sensors he tangible with this measuring module in mini (double matrix Membrane sensors) or micro version (containment sensors in Si technology) precisely and reliably using quality safeguarding measures are measured.

22. Method and device according to one of the above-mentioned Expectations, characterized, that with the help of suitable biosensors using immunological and / or enzymatic principles of blood or urine samples for other substances, preferably drugs or doping agents be examined quickly and reliably.

23. The method and device according to claim 22, characterized, that the measuring cartridge next to the different chambers Inclusion of the calibration solutions also immunological rinsing buffer and enzyme substrate solutions as well as an antibody or Contains antigen-laden solid phase and by a suitable Fluidics control of all immunoassays using the ELISA method with the help of a special version of the handheld measuring device are cash.

24. The method according to any one of the above-mentioned claims, characterized, that all measuring modules in gas-tight, previously with the calibration partial pressure equilibrated, gastight, metallized Plastic bags are shipped welded to the first be opened immediately before the measurement.

25. Method and device according to one of the above-mentioned Expectations, characterized, that with the insertion of the measuring module in the handheld measuring device Clamp the push rod of the syringe plunger a tension spring which is then tensioned electronically by a lock Mechanism controls the displacement work of the piston stroke in the direction of emptying.