DE60124514T2 - Verfahren zur Verhinderung der ungenügenden Probenahme einer Kapillar- oder Dochtwirkungsfüllvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur Verhinderung der ungenügenden Probenahme einer Kapillar- oder Dochtwirkungsfüllvorrichtung Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Einsatz bei der Probenahme und Analyse von Körperfluiden bzw. -flüssigkeiten, wie zum Beispiel Blut oder interstitielles Fluid, welche eine ungenügende Probenahme verhindert.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Behandlung vieler gesundheitlicher Leiden erfordert das Messen und Überwachen einer Reihe von Analyten, zum Beispiel Glukose in Körperfluiden. Gegenwärtig erfordert das Messen von Analyten im Blut typischerweise eine Venenpunktion oder eine Fingerpunktion, um Blut für Probenahmezwecke zu erhalten. In jüngster Zeit sind Verfahren für das Analysieren interstitieller Fluidbestandteile entwickelt worden. Unabhängig von dem getesteten Körperfluid oder dem eingesetzten Analyseverfahren ist es wichtig, daß eine ausreichende Probe entnommen wird, um adäquate Testergebnisse zu gewährleisten. Bei Verfahren des Standes der Technik ist eine adäquate Probenahme jedoch oft eine Frage von Versuch und Irrtum.
  • Es ist daher wünschenswert, über eine Probenahme- und Analysevorrichtung zu verfügen, welche ein deutliches Signal dafür liefert, daß eine ausreichende Probe entnommen worden ist, ehe die Probenahmevorrichtung, zum Beispiel eine Nadel oder eine andere Penetrationsvorrichtung aus dem Körper des Patienten entfernt wird. Es ist ebenfalls wünschenswert, daß eine solche Vorrichtung für den Einsatz am Bett im Krankenhaus und für den Einsatz zu Hause geeignet ist.
  • Kapillar- und Dochtwirkungs-Füllvorrichtungen sind als Probenahmevorrichtungen und als Abtastvorrichtungen bekannt. Einer der Mängel des Standes der Technik besteht jedoch darin, daß es entweder keinen Hinweis oder lediglich einen visuellen Hinweis, auf den sich der Nutzer verläßt, dafür gibt, ob die Vorrichtung vollständig gefüllt ist oder nicht.
  • Die EP-A1-0443231 beschreibt eine Vorrichtung für das Bestimmen des Vorhandenseins von Substanzen in Fluiden, welche zumindest zwei Lagen poröser Materialien umfaßt, die unterschiedliche Porengrößen aufweisen.
  • Die EP-A1-0303784 beschreibt eine Vorrichtung für das Bestimmen von Analytkonzentrationen in Fluiden. Es gibt zwei poröse Elemente aus bauschigem (bilbous) Matrixmaterial, die in sich berührender Nebeneinanderstellung angeordnet sind.
  • Die EP-A2-1443327 beschreibt eine Analysevorrichtung, einschließlich eines Substrats aus porösem Material, welche eine Probehinzufügungszone und eine Detektionszone aufweist, wobei das Fluid aus der Probehinzufügungszone durch Kapillarwirkung zur Detektionszone transportiert wird.
  • Die US-A-51-78831 beschreibt eine Analyt-Testvorrichtung auf Reagensbasis, ausgebildet auf einem Substrat. Die EP-A1-0620437 beschreibt einen Teststreifen mit einem reaktionsfähigen Reagens in einem porösen Substrat für das Testen der Menge von Analyten, die in einem Körperfluid vorliegen. Die GB-A-2186078 beschreibt ein absorbierendes Substrat, das Reagenzien für die Bestimmung der Menge der Substanz in einer Probe enthält. Die WO-97/18464-A1 beschreibt eine elektrochemische Zelle für das Messen der Menge an Glukose im Blut.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bereit, welche sichert, daß eine Kapillar- oder Dochtwirkungsfüllvorrichtung vollständig gefüllt wird. Im besonderen ist die Erfindung auf den Einsatz mit elektrochemischen Sensoren, die durch Kapillar- oder Dochtwirkung gefüllt werden, gerichtet, jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die vorliegende Erfindung wird in den beigefügten Ansprüchen beschrieben. Eine Vorrichtung für die Probenahme eines Fluids wird bereitgestellt, wobei die Vorrichtung eine Vorkammer umfaßt, die eine innere Oberfläche und ein erstes Volumen aufweist, wobei die Vorkammer geeignet ist, eine erste Kapillarkraft auszuüben und wobei die Vorrichtung ferner eine Abtastkammer in Fluidverbindung mit der Vorkammer umfaßt, die Abtastkammer eine innere Oberfläche und ein zweites Volumen aufweist, die Abtastkammer geeignet ist, eine zweite Kapillarkraft auszuüben, wobei das erste Volumen nicht geringer ist als das zweite Volumen und wobei ein Differential zwischen den Kapillarkräften besteht, und das Differential ausreichend ist, um das Strömen von Fluid aus der Vorkammer zu bewirken, um die Abtastkammer im Wesentlichen zu füllen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastkammer Elektroden umfaßt, wobei die innere Oberfläche von zumindest der Vorkammer oder der Abtastkammer eine Oberflächenbehandlung umfaßt, wobei sich die Differential-Kapillarkraft aus der Oberflächenbehandlung ableitet und wobei die Oberflächenbehandlung eine hydrophobe Substanz umfaßt. Das Differential bei den Kapillarkräften kann sich daraus ergeben, daß die Wände der ersten und der zweiten Vorkammer in einem Abstand voneinander beabstandet sind, der größer ist als der Abstand zwischen den Wänden der ersten Abtastkammer und der zweiten Abtastkammer. Das Differential kann sich ebenfalls daraus ergeben, daß die Oberflächenrauhigkeit, definiert als der tatsächliche Oberflächenbereich, geteilt durch den geometrischen Oberflächenbereich der Vorkammer, geringer ist als diejenige der Abtastkammer. Der Einsatz von einer oder mehr Oberflächenbehandlungen, welche die gleiche Behandlung oder eine unterschiedliche Behandlung sein kann, in einer Vorkammer oder Abtastkammer oder in beiden kann zu einer Differential-Kapillarkraft führen. Die Oberflächenbehandlung schließt eine hydrophobe Substanz ein. Oberflächenbehandlungen können ausgewählt werden aus grenzflächenaktiven Stoffen, Block-Copolymeren, hygroskopischen Verbindungen, ionisierbaren Substanzen und Mischungen derselben.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform können eine oder beide Kammern zum Beispiel ein Material oder mehr Materialien einschließen, welche zur Kapillarkraft beitragen, wie zum Beispiel Maschenmaterial, faserige Materialien, poröse Materialien, Pulver und Mischungen oder Kombinationen derselben. Wenn ein Maschenmaterial zum Einsatz kommt, kann in der Vorkammer ein Maschenmaterial verwendet werden, das eine kleinere Maschengröße aufweist als dasjenige, welches in der Analysekammer zum Einsatz kommt. Das Maschenmaterial kann aus Polyolefin, Polyester, Nylon, Cellulose, Polystyrol, Polykarbonat, Polysulfon oder Mischungen derselben bestehen. Faseriges Füllmaterial, wie zum Beispiel Polyolefin, Polyester, Nylon, Cellulose, Polystyrol, Polykarbonat und Polysulfon, oder anderes Faservlies oder schmelzgeblasene Polymere, kann zum Einsatz kommen. Das poröse Material kann zum Beispiel ein gesintertes Pulver oder eine makroporöse Membran einschließen, wobei die Membran Polysulfon, Polyvinylidendifluorid, Nylon, Celluloseazetat, Polymethacrylat, Polyacrylat oder Mischungen derselben umfaßt. Das Pulver, das in der Probe löslich oder unlöslich sein kann, kann zum Beispiel mikrokristalline Cellulose, lösliche Salze, unlösliche Salze und Saccharose einschließen.
  • Die Vorrichtung schließt Elektroden ein, die für den Einsatz in einer elektrochemischen Zelle geeignet sind. Bei einer weiteren Ausführungsform schließt die Vorrichtung einen Detektor ein, der geeignet ist, einen Zustand zu detektieren, bei welchem die Vorkammer ein Volumen an Fluid enthält, das ausreicht, um die Abtastkammer im Wesentlichen zu füllen. Ein Teststreifen zur Glukoseüberwachung kann die Vorrichtung einschließen.
  • Das Analyt kann zum Beispiel eine Substanz einschließen, wie zum Beispiel Glukose, Laktat, Cholesterin, Enzyme, Nukleinsäuren, Lipide, Polysaccharide und Metabolite. Die Probe kann zum Beispiel ein biologisches Fluid einschließen, wie zum Beispiel ein Körperfluid eines Tieres oder einer Pflanze, zum Beispiel interstitielles Fluid, Blut, Tränen, Auswurf, Speichel, Urin, Sperma, Erbrochenes, Sputum, Fruchtsaft, Gemüsesaft, Pflanzensaft, Nektar und biologische Lebensmittelprodukte auf Fluidbasis. Nichtbiologische Fluide, die getestet werden können, schließen Lebensmittelprodukte auf nichtbiologischer Fluidbasis oder Getränke, Trinkwasser, Fabrikwasser und Lösungen auf Wasserbasis ein.
  • Die Elektroden, welche die Öffnung im Wesentlichen abdecken können, die kreisfömig sein kann, können zum Beispiel ein Edelmetall einschließen, zum Beispiel Palladium, Platin und Silber, optional zerstäubungsbeschichtet. Ein Adhäsionsmittel kann verwendet werden, um die Elektrodenschichten an die Lagen für die Begrenzung der Endwände der Abtastkammer zu befestigen, zum Beispiel ein durch Wärme aktiviertes Adhäsionsmittel.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform enthält die Kammer eine Chemikalie für den Einsatz in der Abtastkammer, zum Beispiel ein Reagens, das geeignet ist, eine Redoxreaktion mit einem Analyt oder einem Reaktionsprodukt des Analyts einzugehen. Die Chemikalie kann auf zumindest eine Wand der Abtastkammer gedruckt werden oder in einem Träger oder auf einem Träger enthalten sein, der sich in der Abtastkammer befindet. Zumindest eine der Lagen, dünnen Schichten oder Deckschichten für die Begrenzung der Endwände der Abtastkammer bzw. der Wände der Vorkammer kann zum Beispiel Polyethylenterephthalat enthalten. Die zweite Elektrodenschicht kann im entgegengesetzten Verhältnis in einem Abstand von weniger als 200 Mikron von der ersten Elektrodenschicht angebracht sein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Draufsicht der Probenahmevorrichtung, welche eine Anordnung der Vorkammer und der Abtastkammer veranschaulicht. Bei der veranschaulichten Ausführungsform hat die Vorrichtung zwei Vorkammern und eine Abtastkammer.
  • 2 zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung entlang der Linie A-A' von 1.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Die nachfolgende Beschreibung und die Beispiele veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail. Die Fachleute werden erkennen, daß es zahlreiche Variationen und andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gibt, die durch ihren Schutzumfang erfaßt werden. Demgemäß sollte die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform nicht so betrachtet werden, daß sie den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschränkt. Verfahren und Vorrichtungen für die Probenahme von Fluidproben werden weiter in der gleichzeitig anhängigen internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 0172220 erörtert, die zum gleichen Datum hiervon eingereicht wurde, mit der Bezeichnung "VERFAHREN UND VORRICHTUNG FÜR DIE PROBENAHME UND DIE ANALYSE VON PROBEN INTERSTITIELLEN FLUIDS UND VON VOLLBLUT".
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung 10 bereit, die einer Vorrichtung nach Anspruch 1a entspricht, welche gewährleistet, daß eine Kapillar- oder Dochtwirkungs-Füllvorrichtung 10 vollständig gefüllt wird. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung den Einsatz bei durch Kapillar- oder Dochtwirkung gefüllten elektrochemischen Sensoren, ist jedoch darauf beschränkt.
  • Die Vorrichtung 10 besteht aus einer Vorkammer 12, welche sich durch Kapillarwirkung oder Dochtwirkung füllt und in Fluidverbindung mit einer Abtastkammer 14 steht, die sich ebenfalls durch Kapillar- oder Dochtwirkung füllt. Das zuverlässige und im Wesentlichen vollständige Füllen der Abtastkammer 14 ist eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
  • Die Vorkammer 12 hat eine innere Oberfläche und ein Volumen, und sie ist geeignet für die Ausübung einer ersten Kapillarkraft. Die innere Oberfläche der Vorkammer 12 umfaßt erste und zweite Vorkammerwände 20, die in einem ersten Abstand voneinander beabstandet sind, um die Vorkammerhöhe zu definieren. Die Abtastkammer 14 hat ebenfalls eine innere Oberfläche und ein Volumen, und sie ist geeignet für die Ausübung einer zweiten Kapillarkraft, die sich von derjenigen der Vorkammer 12 unterscheidet. Die innere Oberfläche der Abtastkammer 14 umfaßt eine erste und eine zweite Abtastkammerwand 22, die voneinander in einem zweiten Abstand beabstandet sind, um die Höhe der Abtastkammer 14 zu definieren.
  • Der Unterschied zwischen der Kapillarkraft, die von der Vorkammer 12 und von der Abtastkammer 14 ausgeübt wird, bewirkt das Fließen des Fluids von der Vorkammer 12 zur Abtastkammer 14, um die Abtastkammer 14 im Wesentlichen zu füllen. Um zu gewährleisten, daß die Abtastkammer 14 im Wesentlichen gefüllt ist, weist die Vorkammer 12 ein solches Volumen auf, daß, wenn sie voll ist, sie zumindest so viel von der Probe enthält, wie benötigt wird, um die Abtastkammer 14 zu füllen, oder mehr von der Probe. Bei einer bevorzugten Ausführungsform dienen die Lagen 18 innerhalb der Abtastkammer dazu, die Abtastkammer 14 zu definieren. Die Lagen 18 sind voneinander durch eine Abstandhalter-Lage (in 1 oder 2 nicht gezeigt) beabstandet, wobei eine Öffnung in der Abstandhalter-Lage die Höhe der Abtastkammer 14 definiert. Die Vorkammer 12 hat Endwände, welche durch Lagen 16 ausgebildet werden. Bei dieser Ausführungsform werden die Vorkammer-Lagen 16 an den äußeren Oberflächen der Abtastkammer-Lagen 18 in einer geeigneten Weise befestigt oder anderweitig angebracht, wie zum Beispiel mit Hilfe eines Klebstoffs.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann eine einzelne Vorkammer 12 zum Einsatz kommen. Alternativ können zwei Vorkammern 12, die auf gegenüberliegenden Seiten der Abtastkammer 14 plaziert sind, zum Einsatz kommen, wie in 1 und 2 veranschaulicht wird. Bei dieser Ausführungsform kann die Vorrichtung von beiden Seiten oder entweder von der rechten Seite oder von der linken Seite der Vorrichtung 10 aus gefüllt werden.
  • Beim Einsatz wird eine Probe in die Vorkammer 12 durch eine Öffnung auf einer Seite der Vorkammer 12 eingeführt, welche sich im Wesentlichen gegenüber der Grenze zwischen der Vorkammer 12 und der Abtastkammer 14 befindet. Die Probe wird in die Vorkammer 12 hinein gezogen und füllt über die Vorkammer 12 von der Seite der Probenahmeöffnung aus zur Öffnungsseite der Abtastkammer 14, bis schließlich eine ausreichende Probemenge in die Vorkammer 12 eingeführt worden ist, so daß sie beginnt, die Abtastkammer 14 zu füllen. An diesem Punkt detektiert ein optionaler Detektor, daß die Abtastkammer 14 begonnen hat, sich zu füllen und zeigt dies dem Nutzer an. Da zu diesem Zeitpunkt die Vorkammer 12 vollständig mit der Probe gefüllt ist, ist eine ausreichende Gesamtmenge an Probe in der Vorkammer 12 vorhanden, um zu gewährleisten, daß die Abtastkammer 14 vollständig gefüllt werden kann.
  • Die stärkere Kapillar- oder Dochtwirkungskraft der Abtastkammer 14 im Vergleich zu derjenigen der Vorkammer 12 gewährleistet, daß, sobald die Abtastkammer 14 sich zu füllen beginnt, und wenn keine zusätzliche Probemenge der Vorkammer 12 hinzugefügt wird, dann die Abtastkammer 14 in der Lage ist, zumindest zum Teil die Probe aus der Vorkammer 12 zu ziehen, um das Füllen der Abtastkammer 14 abzuschließen. Wenn das Füllen der Vorkammer 12 unterbrochen wird, ehe sie vollständig gefüllt worden ist, wird der Detektor nicht ausgelöst, und dem Nutzer wird bekannt, daß eine unzureichende Probemenge in der Abtastkammer vorliegt. Eine zu sätzliche Probemenge kann dann hinzugefügt werden, bis der Detektor ausgelöst wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Kapillarkraft in der Abtastkammer 14 stärker gestaltet als diejenige in der Vorkammer 12, indem die Wände der zwei Kammern 12, 14 so in geeigneter Weise behandelt werden, daß die Energie, die freigesetzt wird, wenn die Probe die Wände der Abtastkammer 14 benetzt, größer ist als die Energie, die benötigt wird, um die Wände der ersten Kammer 12 zu entfeuchten. Die Oberflächenbehandlung kann auf jeder der Kammern oder auf beiden Kammern aufgebracht werden, und sie kann jede geeignete hydrophile oder hydrophobe Substanz umfassen. Geeignete Substanzen schließen zum Beispiel grenzflächenaktive Stoffe, Block-Copolymere, hygroskopische Verbindungen oder andere Substanzen ein, welche die Probe ionisieren oder anderweitig mit der Probe reagieren oder sich in dieser auflösen. Wenn beide Kammern 12, 14 behandelt werden, kann die Substanz, welche genutzt wird, um eine gegebene Kammer 12, 14 zu behandeln, die gleiche sein, wie diejenige, die verwendet wird, um die andere Kammer 12, 14 zu behandeln oder sie kann sich von dieser unterscheiden, so lange sich die Gesamtkapillarkräfte der zwei Kammern voneinander unterscheiden.
  • Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird Maschenmaterial verwendet, um die Probe in die Kammern 12, 14 zu ziehen, mit einem feineren Maschenmaterial in der Abtastkammer 14 als in der Vorkammer 12, so daß die Probe in die Abtastkammer 14 hinein gezogen werden kann und die Vorkammer 12 geleert wird. Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Maschenmaterial in der Abtastkammer 14 nicht feiner als das Maschenmaterial in der Vorkammer, sondern trägt statt dessen zu einer höheren Gesamtkapillarkraft innerhalb der Abtastkammer bei, da es eine größere negative Energie der Wechselwirkung mit der benetzenden Flüssigkeit hat als das Maschenmaterial, das in der Vorkammer 12 verwendet wird. Die Energie der Wechselwirkung des Maschenmaterials kann durch den Einsatz einer Oberflächenbehandlung, wie oben beschrieben, modifiziert werden. Alternativ könnten ein faseriges Füllmaterial, ein poröses Material oder ein Pulver verwendet werden, um die Probe in die Kammern 12,14 hinein zu ziehen. Jede der Kammern 12, 14 oder beide Kammern können einen Kapillarkraft-Verstärker enthalten, wie zum Beispiel ein Ma schenmaterial, ein faseriges Füllmaterial oder ein poröses Material. Diese Kapillarkraft-Verstärker können in der Probe entweder löslich oder unlöslich sein. Wenn beide Kammern 12, 14 einen Kapillarkraft-Verstärker enthalten, kann dieser Verstärker der gleiche in beiden Kammern sein oder er kann in jeder Kammer unterschiedlich sein, vorausgesetzt, daß ein Differential in der Kapillarkraft zwischen der Vorkammer 12 und der Abtastkammer 14 vorhanden ist. Alternativ werden verschiedene Kombinationen von unterschiedlichen Maschenmaterialien, unterschiedlichen faserigen Materialien und unterschiedlichen porösen Materialien in Betracht gezogen. Geeignete Maschenmaterialien schließen zum Beispiel Polyolefin, Polyester, Nylon, Cellulose oder aus faserigen Materialien gewebte Maschenmaterialien ein. Geeignete faserige Materialien schließen zum Beispiel Faservlies oder schmelzgeblasene Materialien ein, einschließlich von Polyolefin, Polyester, Nylon, Cellulose, Polystyrol, Polykarbonat, Polysulfon. Geeignete poröse Materialien schließen zum Beispiel gesinterte Pulver oder makroporöse Membranen ein, wie zum Beispiel diejenigen aus Polysulfon, Polyvinylidendifluorid, Nylon, Celluloseazetat, Polymethacrylat und Polyacrylat. Geeignete Pulver schließen mikrokristalline Cellulose, lösliche oder unlösliche Salze und lösliche Pulver, wie zum Beispiel Saccharose ein.
  • Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Höhe der Vorkammer 12 größer als die Höhe der Abtastkammer 14, dergestalt, daß die Kapillarkraft, welche Flüssigkeit in die Abtastkammer 14 hinein zieht, größer ist als die Kraft, welche Flüssigkeit in der Vorkammer 12 zurückhält. Hier bezieht sich die Höhe der Kapillarkammer typischerweise auf ihr kleinstes inneres Abmaß. Alternativ kann die Oberflächenrauhigkeit der Abtastkammer 14 größer gemacht werden als die Oberflächenrauhigkeit der Vorkammer 12, wie zum Beispiel durch das Ätzen von Furchen oder von Rillen in die Wände der Abtastkammer oder indem die physischen Abmaße der Abtastkammer entsprechend gestaltet werden, zum Beispiel daß der größere Oberflächenbereich der Abtastkammer für eine größere Kapillarkraft sorgt. Die Oberflächenrauhigkeit wird hierin definiert als der tatsächliche Oberflächenbereich, geteilt durch den geometrischen Oberflächenbereich.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Kapillarfüll-Sensorstreifen 10 der Art hergestellt, wie sie im PCT/AU96/00724 offengelegt werden, und ein Abschnitt des Streifens 10, welcher die Abtastkammer 14 überlappt und sich mit zumindest einem Rand des Streifens 10 überschneidet, wird entfernt. Die Kerbe, die im PCT/AU96/00724 offengelegt wird, ist ein Beispiel eines solchen Bereiches. Band oder andere geeignete Lagen 16 werden dann darüber gelegt und an beiden Seiten des Streifens 10 befestigt, um den entfernten Bereich vollständig zu bedecken. Mit Hilfe dieses Verfahrens wird eine Vorkammer 12 mit einer Mündung oder einer Portöffnung ausgebildet, die sich zum Rand des Streifens 10 hin öffnen, und mit einer Mündung oder einer Portöffnung, die sich zur Abtastkammer 14 hin öffnen (welche in diesem Fall die Abtastkammer 14 ist, auf welche oben Bezug genommen wird).
  • Bei dieser Ausführungsform ist die Höhe der Vorkammer 12 die Höhe der drei Laminatlagen, die im PCT/AU96/00724 beschrieben wird. Die Höhe der Abtastkammer 14 ist die Dicke der Trennlage zwischen den zwei Elektrodenlagen, die kleiner ist als die Höhe der Vorkammer 12. Die Kapillarkraft, welche die Probe in die Abtastkammer 14 hinein zieht, kann daher stärker sein als die Kraft, welche die Probe in der Vorkammer 12 zurückhält, dergestalt, daß sich die Abtastkammer 14 bei diesem Prozeß füllt und, falls erforderlich, die Vorkammer 12 leert. Das Leeren der Vorkammer 12 in zumindest einem gewissen Ausmaß ist erforderlich, falls die Probenquelle aus der Füllöffnung der Vorkammer 12 während des Füllens der Abtastkammer 14 zurückgezogen wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform beruht die Funktion des Detektors auf einer Änderung der Spannung oder des Stroms, der zwischen den Abtastelektroden fliegt, die ein Edelmetall umfassen können, zum Beispiel Palladium, Platin oder Silber. Der optimale Abstand zwischen den Elektroden ist eine Funktion der zum Einsatz kommenden Reagenzien und Bedingungen, des in Frage kommenden Analyts, des Gesamtvolumens der Zelle und dergleichen. Bei einer Ausführungsform sind die Elektroden voneinander in einem Abstand von zirka 400 bis 600 Mikron beabstandet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Elektroden mit zirka 300 Mikron beabstandet. Bei einer bevorzugteren Ausführungsform sind die Elektroden in einem Abstand von 200 Mikron oder weniger voneinander beabstandet. Verschiedene am meisten bevorzugte Ausführungsformen weisen Elektroden auf, die mit zirka 40, 80, 120 oder 160 Mikron voneinander beabstandet sind. Die Zelle kann eine Chemikalie oder mehr Chemikalien enthalten, zum Beispiel ein Reagens, welches geeignet ist, eine Redoxreaktion mit dem Analyt oder einem Reaktionsprodukt des Analyts einzugehen, wobei die Redoxreaktion eine Spannung oder einen Strom erzeugt, die Indikativ für die Konzentration des Analyts sind. An diesem Punkt kann das Meßgerät, das in Verbindung mit dem Teststreifen verwendet wird, optional visuell oder akustisch anzeigen, daß eine ausreichende Probenmenge eingeführt worden ist. Andere Detektoren, die von Nutzen bei der vorliegenden Erfindung sind, können auf der Basis der Dämpfung oder der Änderung der Position eines übermittelten Lichtstrahles, der Änderung des Reflexionsvermögens eines reflektierten Lichtstrahles oder auf der Basis anderer Merkmale funktionieren, die für die Detektion geeignet sind, wenn die Probe in die Abtastkammer 14 eintritt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung 10 als ein Glukoseüberwachungs-Teststreifen verwendet werden, wobei die Fluidprobe Blut oder interstitielles Fluid ist. Andere biologische Fluide, von denen Proben unter Einsatz der Vorrichtung 10 genommen werden können, schließen andere tierische Körperfluide ein, wie zum Beispiel Tränen, Auswurf, Speichel, Urin, Sperma, Erbrochenes und Sputum. Alternativ kann das biologische Fluid einen Pflanzenextrakt, Nektar, Saft oder Fruchtsaft oder Gemüsesaft umfassen. Lebensmittelerzeugnisse wie zum Beispiel Getränke können getestet werden. Nichtbiologische Fluide können ebenfalls getestet werden, zum Beispiel Fabrikwasser, Trinkwasser oder Lösungen auf Wasserbasis.
  • Die obige Beschreibung offenbart mehrere Materialien der vorliegenden Erfindung, die geeignet sind für Änderungen bei den Materialien, den Herstellungsverfahren und den Ausrüstungen. Es ist nicht beabsichtigt, daß die vorliegende Erfindung auf die hierin offengelegten speziellen Ausführungsformen beschränkt wird, sondern daß sie alle Änderungen und Alternativen einschließt, die sich innerhalb des wahren Schutzumfangs der Erfindung befinden, wie er in den beigefügten Ansprüchen verkörpert wird.

Claims (19)

  1. Vorrichtung für die Probenahme eines Fluids, umfassend eine Vorkammer, die eine innere Oberfläche und ein erstes Volumen aufweist, wobei die Vorkammer geeignet ist, eine erste Kapillarkraft auszuüben, und wobei die Vorrichtung ferner eine Abtastkammer in Fluidverbindung mit der Vorkammer umfaßt, die Abtastkammer eine innere Oberfläche und ein zweites Volumen aufweist, wobei die Abtastkammer geeignet ist, eine zweite Kapillarkraft auszuüben, wobei das erste Volumen nicht geringer als das zweite Volumen ist und wobei ein Differential zwischen den Kapillarkräften besteht, und das Differential ausreichend ist, um das Strömen von Fluid aus der Vorkammer zu bewirken, um die Abtastkammer im Wesentlichen zu füllen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastkammer Elektroden umfaßt, wobei die innere Oberfläche von zumindest der Vorkammer oder der Abtastkammer eine Oberflächenbehandlung umfaßt, wobei sich die Differential-Kapillarkraft aus der Oberflächenbehandlung ableitet und wobei die Oberflächenbehandlung eine hydrophobe Substanz umfaßt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche der Vorkammer zumindest erste und zweite Vorkammerwände umfaßt, die in einem ersten Abstand voneinander beabstandet sind, um eine Vorkammerhöhe zu definieren, und wobei die innere Oberfläche der Abtastkammer zumindest erste und zweite Abtastkammerwände umfaßt, welche in einem zweiten Abstand voneinander beabstandet sind, um eine Abtastkammerhöhe zu definieren, wobei die Höhe der Abtastkammer geringer ist als die Höhe der Vorkammer, und wobei sich die Differential-Kapillarkraft zu mindest zum Teil aus einer Differenz zwischen der Höhe der Vorkammer und der Höhe der Abtastkammer ableitet.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die innere Oberfläche der Vorkammer eine erste Oberflächenrauhigkeit, einen ersten tatsächlichen Oberflächenbereich und einen ersten geometrischen Oberflächenbereich aufweist, und wobei die innere Oberfläche der Abtastkammer eine zweite Oberflächenrauhigkeit, einen zweiten tatsächlichen Oberflächenbereich und einen zweiten geometrischen Oberflächenbereich aufweist, wobei die zweite Oberflächenrauhigkeit größer ist als die erste Oberflächenrauhigkeit, und wobei sich die Differential-Kapillarkraft aus einer Differenz zwischen der zweiten Oberflächenrauhigkeit und der ersten Oberflächenrauhigkeit ableitet, und wobei die Oberflächenrauhigkeit definiert ist als der tatsächliche Oberflächenbereich geteilt durch den geometrischen Oberflächenbereich.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbehandlung eine Substanz umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem grenzflächenaktiven Stoff, einem Block-Coplymer, einer hygroskopischen Verbindung, einer ionisierbaren Substanz und Mischungen derselben.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche der Vorkammer eine erste Oberflächenbehandlung umfaßt und die innere Oberfläche der Abtastkammer eine zweite Oberflächenbehandlung umfaßt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner ein Maschenmaterial umfaßt, wobei das Maschenmaterial zur Kapillarkraft von zumindest der Vorkammer oder der Abtastkammer beiträgt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Vorkammer als auch die Abtastkammer ein Maschenmaterial umfaßt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Maschenmaterial der Vorkammer eine erste Maschengröße aufweist und das Maschenmaterial der Abtastkammer eine zweite Maschengröße aufweist, wobei die zweite Maschengröße kleiner ist als die erste Maschengröße.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschenmaterial ein Material umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolefin, Polyester, Nylon, Cellulose, Polystyrol, Polykarbonat, Polysulfon und Mischungen derselben.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein faseriges Füllmaterial, wobei das Füllmaterial zu der Kapillarkraft von zumindest der Vorkammer oder der Abtastkammer beiträgt.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das faserige Füllmaterial ein Material umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolefin, Polyester, Nylon, Cellulose, Polystyrol, Polykarbonat und Polysulfon.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das faserige Füllmaterial ein Faservlies oder ein schmelzgeblasenes Polymer umfaßt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein poröses Material, wobei das poröse Material zu der Kapillarkraft von zumindest der Vorkammer oder der Abtastkammer beiträgt.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einem gesinterten Pulver und einer makroporösen Membran.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material eine makroporöse Membran umfaßt, welche ein polymeres Material umfaßt, wobei das polymere Material ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Polysulfon, Polyvinylidendifluorid, Nylon, Celluloseazetat, Polymethacrylat, Polyacrylat und Mischungen derselben.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Pulver, wobei das Pulver zu der Kapillarkraft von zumindest der Vorkammer oder der Abtastkammer beiträgt.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver ein Material umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus mikrokristalliner Cellulose, löslichen Salzen, unlöslichen Salzen und Saccharose.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Detektor, der geeignet ist, einen Zustand zu detektieren, bei welchem die Vorkammer ein Volumen an Fluid enthält, welches ausreicht, um die Abtastkammer im Wesentlichen zu füllen.
  19. Teststreifen zur Glukoseüberwachung, welcher die Vorrichtung nach Anspruch 1 umfaßt.
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