WO2001033214A2 - Testelement-analysesystem mit infrarotdetektor - Google Patents

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WO2001033214A2
WO2001033214A2 PCT/DE2000/003804 DE0003804W WO0133214A2 WO 2001033214 A2 WO2001033214 A2 WO 2001033214A2 DE 0003804 W DE0003804 W DE 0003804W WO 0133214 A2 WO0133214 A2 WO 0133214A2
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infrared
analysis
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Hans-Peter Haar
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/8483—Investigating reagent band
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/48785—Electrical and electronic details of measuring devices for physical analysis of liquid biological material not specific to a particular test method, e.g. user interface or power supply
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/121—Correction signals
    • G01N2201/1211—Correction signals for temperature

Definitions

  • the invention relates to a test element analysis system for the analytical examination of a sample, in particular a body fluid of humans or animals.
  • the system includes two components, namely test elements, which have a measuring zone, into which the sample to be examined is brought to carry out an analysis in order to measure a measurement variable characteristic of the analysis, and an evaluation device with a test element holder to hold a test element in a Positioning the measuring position for carrying out the measurement and measuring and evaluation electronics for measuring the characteristic measured variable and determining an analysis result based thereon.
  • Test element analysis systems are particularly common in medicine for the analysis of urine and blood.
  • the test elements usually have the form of test strips, but other forms of test elements, for example flat, approximately square plates, are also common.
  • the test elements contain reagents, the reaction of which with the sample leads to a physically detectable change in the test element, which is measured with the evaluation device belonging to the system.
  • Photometric analysis systems in which the reaction causes a color change in a detection layer of the test element, which is measured photometrically, are particularly common.
  • electrochemical analysis systems are of considerable importance in which, as a result of the reaction, an electrochemical change in the test element that can be measured as voltage or current flow takes place.
  • reagent-free analytical systems are also discussed in which, after the test element has been brought into contact with the sample, an analytically characteristic property of the sample itself (for example its optical absorption spectrum) is measured.
  • the invention can basically be used for all of these methods.
  • Test element analysis systems are sometimes used in medical laboratories.
  • the invention is directed in particular to use cases in which the analysis is carried out by the patient himself in order to continuously monitor his state of health ("home monitoring").
  • home monitoring This is of particular medical importance for the treatment of diabetics who have to determine the concentration of glucose in the blood several times a day in order to subsequently stop their insulin injections.
  • the evaluation devices must be light and small, battery-operated and robust.
  • a fundamental problem is that the measurement parameter characteristic of the analysis is usually highly temperature-dependent. This temperature dependence lies often at one to two percent per degree. In the area of home monitoring, it is inevitable that the analysis system will be exposed to severe temperature changes. There, fluctuations in the temperature of at least ⁇ 5 ° must be expected, whereby significantly higher temperature fluctuations can occur if the measurement should also be possible under unusual conditions (for example in the car or outdoors).
  • the temperature during the measurement in the housing of the evaluation device is determined electrically (by means of a thermocouple or thermal resistor) and the temperature thus measured is taken into account when determining the analysis result.
  • a thermocouple or thermal resistor An example is shown in WO 99/06822.
  • Such a correction can be accurate when the temperature values of the device in the vicinity of the training and the test element before the measurement Lan has not changed ⁇ Gere time and so the actual temperature of the sample in the measuring position to the electrically measured temperature corresponds well.
  • this condition is often not met, particularly in the field of home monitoring, because the patient's living conditions require that he Performs analyzes at different locations and under changing temperature conditions.
  • EP 0851229 AI describes an analysis system in which a temperature measuring surface is provided on the holder of the test element in the evaluation device or on the test element itself, which is coated with a thermochromic liquid crystal (TLC).
  • TLC thermochromic liquid crystal
  • the temperature of the TLC is determined by photometric measurement. A good agreement of this measurement with the actual temperature of the measuring zone is only achieved if the test element itself is coated with the TLC. However, this leads to considerable additional costs in the production of the test elements. In addition, one can Achieve acceptable accuracy of temperature measurement only with a high level of metrological effort.
  • the invention has for its object to provide a test element analysis system with which an increased measurement accuracy is achieved by improved temperature compensation. This should be possible with little effort, which is justifiable for home monitoring systems.
  • the object is achieved in a test element analysis system of the type explained above in that the evaluation device has an infrared detector for determining the temperature prevailing in the measuring zone of the test element.
  • the infrared ray transport means are a waveguide with an inner wall reflecting infrared rays, in particular made of metallized plastic, and / or an imaging mirror arranged inside the housing. These elements enable an almost loss-free transport of the IR radiation from the measuring zone to the infrared detector and at the same time a very good selectivity.
  • the costs are low and it is easily possible to implement a curved or polygonal (non-straight) beam path between the measuring zone and the infrared detector. This enables the infrared temperature measurement of the measuring zone to be optimally tailored to the needs of a test element analysis system.
  • FIG. 1 is a perspective view of a test element analysis system according to the invention
  • Fig. 5 is a sectional schematic diagram of a third alternative embodiment.
  • the analysis system 1 shown in FIGS. 1 and 2 consists of an evaluation device 2 and (disposable) test elements 3 provided for single use.
  • the evaluation device 2 has a test element holder 5 with which a test element 3 is positioned in the measuring position shown in FIG.
  • the test element 3 is fixed in the measuring position by suitable means, for example a leaf spring 6.
  • the sample liquid for example blood
  • a measuring zone 7 In the illustrated embodiment of a test element 3, this is done in that a drop of blood 8 is applied to a sample application zone 9 provided at the end of the test element 3 and is sucked from there in a capillary gap 10 to the measuring zone 7.
  • a reagent layer 12 In the measuring zone 7 there is a reagent layer 12 which is dissolved by the sample liquid and reacts with its components.
  • the reaction leads to a measurable change in the measuring zone 7.
  • an electrical measured variable is measured by means of electrodes, not shown in the figures, provided in the measuring zone and connected to contact strips 13.
  • the contact strips 13 make electrical contact with corresponding mating contacts 14 of the test element holder 5, which are connected to measuring and evaluation electronics 15.
  • the measuring and evaluation electronics 15 are highly integrated.
  • it consists we ⁇ sentlichen of a printed circuit board 16 and a special IC (ASIC) 17th
  • ASIC IC
  • An infrared detector 20 for determining the temperature prevailing in the area of the measuring zone 7 is also mounted on the printed circuit board 16. Suitable infrared detectors are available at low cost.
  • a detector type is preferably selected which includes an integrated temperature sensor (for example an NTC semiconductor element) for self-calibration.
  • the infrared detector 20 is integrated in the measuring and evaluation electronics 15 in such a way that there is a rigid mechanical connection between the infrared detector 20 and the other components of the measuring and evaluation electronics 15.
  • Short and mechanically rigid conductor connections between the infrared detector 20 and the other components of the measurement and evaluation electronics 15 not only achieve a compact design, but above all a high level of mechanical and electronic stability and good long-term reliability.
  • the transmission path 21 shown in broken lines in FIG. 2, which the IR radiation has to travel from the measuring zone 7 to the infrared detector 20, is relatively long and not straight. This applies in particular if the evaluation device has the very flat design desired in practice (with regard to simple handling) and as a result the test element holder 5 and the electronics unit 15 cannot be arranged one above the other.
  • test element and the holder of the evaluation device - as shown - are designed such that the test element 3 protrudes from the housing 23 of the evaluation device 2 in the measuring position.
  • This design is for handling the Analysis system advantageous because the sample can be brought into the measuring zone 7 while the test element is in the measuring position.
  • the transmission path 21 must run through a window 26 provided in the housing 2 and includes a section 21a running outside the housing 23.
  • the infrared radiation transport means designated overall by 22, enable a selective and sensitive detection of the infrared radiation emanating from the measuring zone 7 even in such problematic cases.
  • they consist of a waveguide 24 with an inner wall reflecting infrared rays and an imaging mirror 25 arranged inside the housing 23 of the evaluation device 2.
  • the waveguide 24 is implemented as a plastic part that is metallized (in particular gold-plated) at least on its inside.
  • the desired transmission path 21 for the IR rays within the housing 25 can be implemented in a simple and inexpensive manner.
  • the transmission path 21 of the IR rays also has a section 21a running outside the housing 25 of the evaluation device 2, it is advantageous if the required selective detection of the IR coming from the measuring zone 7 is provided on this section Radiation is realized by means of an optical imaging system, the use of a concave curved imaging mirror 25 shown in FIG. 2 being preferred.
  • the optical window 26 is preferably by means of an infrared red-ray-permeable pane 28, in particular a polyethylene film, closed dust-tight.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment in which the optical imaging system is formed by an optical lens integrated in the disk 28 and the required beam deflection of the IR rays on the transmission path 21 is ensured by a plane mirror 29.
  • the function of the location-selective light transport means 22 is largely based on the effect of an optical imaging system, which is implemented by means of the imaging mirror 25 or the lens 27.
  • Mainly effective in the waveguide 24 is its rear, obliquely inclined surface which acts as a plane mirror 30 and which provides the necessary deflection to the IR detector 20.
  • a very effective and particularly cost-effective implementation of the location-selective infrared radiation transport means can be achieved (even without an optical imaging system) by means of an internally mirrored waveguide 24, which - as shown in FIGS facing entrance opening 31 has a larger opening cross section than the exit opening 32 facing the infrared detector 20. It is advantageous if the waveguide 24 tapers substantially continuously between the inlet opening 31 and the outlet opening 32, that is to say its cross section gradually becomes smaller and smaller. A concentration of the intensity of the infrared radiation reflected on the walls of the waveguide 24 is thereby achieved. In the embodiment shown in Figure 4, the axis of the waveguide 24 is straight. In this case, the photosensitive surface of the detector 20 is located sideways. However, it is also easily possible to produce the waveguide 24 in a curved shape, as shown in FIG. 5. Such a curved shape enables a particularly flexible design and positioning of the test element 3 with the test zone 7 and the printed circuit board 16 with the detector 20.
  • FIGS. 4 and 5 Although no optical imaging system is shown in FIGS. 4 and 5, there is of course the possibility of combining a waveguide 24 of the type shown in these figures with an optical imaging system in the form of a lens or in the form of an imaging mirror.

Abstract

Testelement-Analysesystem (1) zur analytischen Untersuchung einer Probe (8), insbesondere einer Körperflüssigkeit von Menschen oder Tieren umfassend Testelemente (3) mit einer Messzone (7), in die die zu untersuchende Probe zur Durchführung einer Analyse gebracht wird, um eine für die Analyse charakteristische Messgrösse zu messen und ein Auswertegerät (2) mit einer Testelementhalterung (5), um ein Testelement (3) in einer Messposition zur Durchführung der Messung zu positionieren und einer Mess- und Auswerteelektronik (15) zur Messung der charakteristischen Veränderung und Ermittlung eines hierauf basierenden Analyseresultates. Um durch eine verbesserte Temperaturkompensation eine erhöhte Messgenauigkeit zu erreichen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass das Auswertegerät (2) zur Bestimmung der im Bereich der Messzone (7) des Testelementes (3) herrschenden Temperatur einen Infrarotdetektor (20) aufweist.

Description

Testelement-Analysesystem
Die Erfindung betrifft ein Testelement -Analysesystem zur analytischen Untersuchung einer Probe, insbesondere einer Körperflüssigkeit von Menschen oder Tieren. Zu dem System gehören zwei Bestandteile, nämlich Testelemente, die eine Meßzone aufweisen, in die die zu untersuchende Probe zur Durchführung einer Analyse gebracht wird, um eine für die Analyse charakteristische Meßgröße zu messen, und ein Auswertegerät mit einer Testelementhalterung, um ein Testelement in einer Meßposition zur Durchführung der Messung zu positionieren und einer Meß- und Auswerteelektronik zur Messung der charakteristischen Meßgröße und Ermittlung eines hierauf basierenden Analyseresultates.
Testelement-Analysesysteme sind insbesondere in der Medizin für die Analyse von Urin und Blut gebräuchlich. Die Testelemente haben meist die Form von Teststreifen, jedoch sind auch andere Formen von Testelementen, beispielsweise flache, näherungsweise quadratische Platt - chen, gebräuchlich. In der Regel enthalten die Testelemente Reagenzien, deren Reaktion mit der Probe zu einer physikalisch nachweisbaren Veränderung des Testelementes führt, die mit dem zu dem System gehörigen Auswertegerät gemessen wird. Gebräuchlich sind insbesondere photometrische Analysesysteme, bei denen die Reaktion eine Farbänderung in einer Nachweisschicht des Testelementes verursacht, die photometrisch gemessen wird. Daneben haben elektrochemische Analysesysteme eine erhebliche Bedeutung, bei denen infolge der Reaktion eine als Spannung oder Stromfluß meßbare elektrochemische Veränderung des Testelementes stattfindet. Neben diesen mit Reagenzien arbeitenden Analysesystemen werden auch reagenzfreie Analysesysteme diskutiert, bei denen nach Kontaktierung des Testelementes mit der Probe eine analytisch charakteristische Eigenschaft der Probe selbst (beispielsweise deren optisches Absorptionsspektrum) gemessen wird. Die Erfindung ist grundsätzlich für alle diese Verfahren verwendbar.
Teilweise werden Testelement-Analysesysteme in medizinischen Labors eingesetzt. Die Erfindung richtet sich jedoch insbesondere auf Anwendungsfälle, bei denen die Analyse durch den Patienten selbst durchgeführt wird, um seinen Gesundheitszustand laufend zu überwachen ("home- monitoring") . Von besonderer medizinischer Bedeutung ist dies für die Behandlung von Diabetikern, die die Konzentration von Glucose im Blut mehrfach täglich bestimmen müssen, um ihre Insulininjektionen danach einzustellen. Für derartige Zwecke müssen die Auswertegeräte leicht und klein, batteriebetrieben und robust sein.
Ein grundlegendes Problem besteht darin, daß die für die Analyse charakteristische Meßgröße meist stark temperaturabhängig ist. Diese Temperaturabhängigkeit liegt häufig bei ein bis zwei Prozent pro Grad. Im Bereich des home-monitoring ist es unvermeidlich, daß das Analysesystem starken Temperaturänderungen ausgesetzt ist . Dort muß mit Schwankungen der Temperatur von mindestens ± 5° gerechnet werden, wobei wesentlich höhere Temperaturschwankungen vorkommen können, wenn die Messung auch unter ungewöhnlichen Bedingungen (beispielsweise im Auto oder im Freien) möglich sein soll.
Um die daraus resultierenden Meßungenauigkeiten zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, die Meßzone des Testelementes mittels einer entsprechenden Temperierungseinrichtung auf eine bestimmte konstante Temperatur zu temperieren. Beispielsweise ist in dem US-Patent 5,035,862 die Temperierung individueller Testfelder von Urinteststreifen mittels induktiver Beheizung beschrieben. Ein anderes Beispiel bei einem Blutanalysegerät zeigt die DE 3321783 AI. Derartige Verfahren sind jedoch bei kleinen batteriebetriebenen Geräten wegen des hohen Energieverbrauches unpraktikabel .
Bei manchen Analysesystemen wird die Temperatur während der Messung in dem Gehäuse des Auswertegerätes elektrisch (mittels eines Thermoelementes oder Thermowiderstandes) bestimmt und die so gemessene Temperatur bei der Ermittlung des Analyseresultates berücksichtigt. Ein Beispiel zeigt die WO 99/06822. Eine solche Korrektur kann genau sein, wenn sich die Temperatur in der Umgebung des Aus- wertegerätes und des Testelementes vor der Messung län¬ gere Zeit nicht geändert hat und deswegen die tatsächliche Temperatur der Probe in der Meßposition mit der elektrisch gemessenen Temperatur gut übereinstimmt. Insbesondere im Bereich des home-monitoring ist diese Bedingung vielfach jedoch nicht erfüllt, weil die Lebensumstände des Patienten es erfordern, daß er Analysen an verschiedenen Orten und unter wechselnden Temperaturbedingungen durchführt .
Zur Lösung dieses Problems wird in dem US-Patent 5,405,511 vorgeschlagen, die Temperatur wiederholt in regelmäßigen Abständen zu messen und die Korrekturtemperatur durch Extrapolation auf Basis des über einen gewissen Zeitraum gemessenen Temperaturverlaufs zu bestimmen. Dies erfordert allerdings, daß die Temperatur vor der Analyse über einige Minuten fortlaufend oder in bestimmten Abständen bestimmt wird. Um die damit verbundene Wartezeit vor Durchführung des Tests zu vermeiden, werden gemäß dem US-Patent 5,405,511 auch dann Temperaturmessungen im Abstand von einigen Minuten durchgeführt, wenn das Gerät ausgeschaltet ist. Dadurch kann die Extrapolation auf die Korrekturtemperatur unmittelbar nach dem Einschalten des Gerätes durchgeführt werden. Mit diesem Verfahren ist jedoch ein erhöhter Energieverbrauch verbunden, weil die Geräteelektronik jeweils im Abstand von wenigen Minuten zur Bestimmung der Temperatur in Betrieb gesetzt werden muß. Außerdem ist die Abschätzung der Korrekturtemperatur mittels eines Extrapolationsalgorithmus nicht unter allen Betriebsbedingungen zuverlässig.
In der EP 0851229 AI ist ein Analysesystem beschrieben, bei dem an der Halterung des Testelementes in dem Aus- wertegerät oder an dem Testelement selbst eine Temperaturmeßfläche vorgesehen ist, die mit einem thermochromen Flüssigkristall (TLC) beschichtet ist. Die Temperatur des TLC wird durch photometrische Messung ermittelt . Eine gute Übereinstimmung dieser Messung mit der tatsächlichen Temperatur der Meßzone wird dabei nur dann erreicht, wenn das Testelement selbst mit dem TLC beschichtet ist. Dies führt jedoch zu erheblichen zusätzlichen Kosten bei der Herstellung der Testelemente. Außerdem läßt sich eine akzeptable Genauigkeit der Temperaturmessung nur mit einem hohen meßtechnischen Aufwand erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Testelement-Analysesystem zur Verfügung zu stellen, mit dem durch eine verbesserte Temperaturkompensation eine erhöhte Meßgenauigkeit erreicht wird. Dies soll mit einem geringen Aufwand, der für home-monitoring-Systeme vertretbar ist, möglich sein.
Die Aufgabe wird bei einem Testelement-Analysesystem der vorstehend erläuterten Art dadurch gelöst, daß das Auswertegerät zur Bestimmung der im Bereich der Meßzone des Testelementes herrschenden Temperatur einen Infrarotdetektor aufweist.
Die speziellen Anforderungen üblicher Teststreifen-Analysesysteme bringen es mit sich, daß es in den meisten Fällen nicht möglich ist, einen Infrarotdetektor so zu positionieren, daß er unmittelbar die von der Meßzone kommende IR-Strahlung hinreichend selektiv und empfindlich detektiert, um die erforderliche Genauigkeit der Temperaturmessung zu gewährleisten. Im Rahmen der Erfindung ist zur Lösung dieses Problems vorzugsweise vorgesehen, daß die Meßzone und der Infrarotdetektor durch ortsselektive Infrarotstrahlen-Transportmittel miteinander verbunden sind, die folgende Anforderungen erfüllen:
Sie führen dem Detektor selektiv die von der Meßzone kommende IR-Strahlung zu.
Ein sehr hoher Anteil der von der Meßzone ausgehenden IR-Strahlung gelangt zu dem Detektor, d.h. die Transportmittel arbeiten weitgehend verlustfrei. Diese Anforderungen können im Prinzip mit Hilfe eines optischen Ausbildungssystems erfüllt werden, das mindestens eine Linse aufweist. Wesentlich bevorzugte Bestandteile der Infrarotstrahlen-Transportmittel sind jedoch ein Hohlleiter mit für Infrarotstrahlen reflektierender Innenwand, insbesondere aus metallisiertem Kunststoff, und/oder ein innerhalb des Gehäuses angeordneter Abbildungsspiegel . Diese Elemente ermöglichen einen nahezu Verlustfreien Transport der IR-Strahlung von der Meßzone zu dem Infrarotdetektor und zugleich eine sehr gute Selektivität . Dabei sind die Kosten gering und es ist ohne Probleme möglich, einen gekrümmt oder mehreckig verlaufenden (nichtgeraden) Strahlengang zwischen der Meßzone und dem Infrarotdetektor zu realisieren. Dadurch ist eine auf die Bedürfnisse eines Testelement-Analysesystems optimal abgestimmte Realisierung der Infrarot- Temperaturmessung der Meßzone möglich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die darin beschriebenen Besonderheiten können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden, um bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zu schaffen. Es zeigen:
Fig. 1 Ein erfindungsgemäßes Testelement-Analysesystem in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 eine Teil-Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Analysesystems,
Fig. 3 eine Teil-Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform,
Fig. 4 eine Schnitt-Prinzipskizze einer weiteren alternativen Ausführungsform,
Fig. 5 eine Schnitt-Prinzipskizze einer dritten alternativen Ausführungsform. Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Analysesystem 1 besteht aus einem Auswertegerät 2 und zur einmaligen Verwendung vorgesehenen (disposiblen) Testelementen 3.
Das Auswertegerät 2 hat eine Testelementhalterung 5, mit der ein Testelement 3 in der in Figur 2 dargestellten Meßposition positioniert wird. Das Testelement 3 ist durch geeignete Mittel, beispielsweise eine Blattfeder 6, in der Meßposition fixiert.
Zur Durchführung einer Messung wird die Probenflüssigkeit (beispielsweise Blut) in eine Meßzone 7 gebracht. Bei der dargestellten Ausführungsform eines Testelementes 3 geschieht dies dadurch, daß ein Blutstropfen 8 auf eine am Ende des Testelementes 3 vorgesehene Probenauftragszone 9 aufgebracht und von dort in einem Kapillarspalt 10 zu der Meßzone 7 gesaugt wird. In der Meßzone 7 befindet sich eine Reagenzschicht 12, die von der Probenflüssigkeit aufgelöst wird und mit deren Bestandteilen reagiert.
Die Reaktion führt zu einer meßbaren Veränderung in der Meßzone 7. Im dargestellten Fall eines elektrochemischen Testelementes erfolgt die Messung einer elektrischen Meßgröße mittels in der Meßzone vorgesehener, in den Figuren nicht dargestellter Elektroden, die mit Kontaktstreifen 13 verbunden sind. Die Kontaktstreifen 13 stellen in der Meßposition einen elektrischen Kontakt zu entsprechenden Gegenkontakten 14 der Testelementhalterung 5 her, die mit einer Meß- und Auswerteelektronik 15 verbunden sind. Im Hinblick auf eine möglichst kompakte Bauweise und hohe Zuverlässigkeit ist die Meß- und Auswerteelektronik 15 hochintegriert. Im dargestellten Fall besteht sie im we¬ sentlichen aus einer Leiterplatine 16 und einem Spezial- IC (ASIC) 17. Auf der Leiterplatine 16 ist auch ein Infrarotdetektor 20 zur Bestimmung der im Bereich der Meßzone 7 herrschenden Temperatur montiert. Geeignete Infrarotdetektoren sind kostengünstig verfügbar. Vorzugsweise wird ein Detektortyp gewählt, der zur Eigenkalibration einen integrierten Temperatursensor (z.B. ein NTC-Halbleiterelement) einschließt .
Generell ist es vorteilhaft, wenn der Infrarotdetektor 20 in dem Sinne in die Meß- und Auswerteelektronik 15 integriert ist, daß eine starre mechanische Verbindung zwischen dem Infrarotdetektor 20 und den übrigen Bestandteilen der Meß- und Auswerteelektronik 15 besteht. Durch kurze und mechanisch starre Leiterverbindungen zwischen dem Infrarotdetektor 20 und den übrigen Bestandteilen der Meß- und Auswerteelektronik 15 wird nicht nur eine kompakte Bauweise, sondern vor allem eine hohe mechanische und elektronische Stabilität sowie eine gute langfristige Zuverlässigkeit erreicht .
Nachteilig erscheint dabei zunächst, daß der in Figur 2 gestrichelt eingezeichnete Übertragungsweg 21, den die IR-Strahlung von der Meßzone 7 zu dem Infrarotdetektor 20 zurücklegen muß, relativ lang und nicht gerade ist. Dies gilt insbesondere, wenn das Auswertegerät die in der Praxis (im Hinblick auf eine einfache Handhabung) gewünschte sehr flache Bauform hat und infolgedessen die Testelementhalterung 5 und die Elektronikeinheit 15 nicht übereinander angeordnet werden können.
Besondere zusätzliche Probleme ergeben sich, wenn das Testelement und die Halterung des Auswertegerätes - wie dargestellt - so ausgebildet sind, daß das Testelement 3 in der Meßposition aus dem Gehäuse 23 des Auswertegerätes 2 herausragt. Diese Bauweise ist für die Handhabung des Analysesystems vorteilhaft, weil die Probe in die Meßzone 7 gebracht werden kann, während sich das Testelement in der Meßposition befindet. Für die Bestimmung der im Bereich der Meßzone 7 herrschenden Temperatur ist damit jedoch der Nachteil verbunden, daß der Übertragungsweg 21 durch ein in dem Gehäuse 2 vorgesehenes Fenster 26 verlaufen muß und einen außerhalb des Gehäuses 23 verlaufenden Abschnitt 21a einschließt.
Die insgesamt mit 22 bezeichneten Infrarotstrahlen-Transportmittel ermöglichen auch in derartig problematischen Fällen eine selektive und empfindliche Erfassung der von der Meßzone 7 ausgehenden Infrarotstrahlung. Im dargestellten Fall bestehen sie aus einem Hohlleiter 24 mit für Infrarotstrahlen reflektierender Innenwand und einem innerhalb des Gehäuses 23 des Auswertegerätes 2 angeordneten Abbildungsspiegel 25.
Der Hohlleiter 24 ist als zumindest auf seiner Innenseite metallisiertes (insbesondere vergoldetes) Kunststoffteil realisiert. Mittels eines solchen Hohlleiters 24 kann auf einfache und kostengünstige Weise der gewünschte Übertragungsweg 21 für die IR-Strahlen innerhalb des Gehäuses 25 realisiert werden.
Soweit - wie bei dem dargestellten Testelement -Analysesystem - der Übertragungsweg 21 der IR-Strahlen auch einen außerhalb des Gehäuses 25 des Auswertegerätes 2 verlaufenden Abschnitt 21a aufweist, ist es vorteilhaft, wenn auf diesem Abschnitt die erforderliche selektive Erfassung der aus der Meßzone 7 kommenden IR-Strahlung mittels eines optischen Abbildungssystems realisiert wird, wobei die in Figur 2 dargestellte Verwendung eines konkav gekrümmten Abbildungsspiegels 25 bevorzugt ist. Das optische Fenster 26 ist vorzugsweise mittels einer für Infra- rotstrahlen durchlässigen Scheibe 28, insbesondere einer Polyethylenfolie, staubdicht verschlossen.
In Figur 3 ist eine alternative Ausgestaltung gezeigt, bei der das optische Abbildungssystem von einer in die Scheibe 28 integrierte optischen Linse gebildet und die erforderliche Strahlumlenkung der IR-Strahlen auf dem Übertragungsweg 21 durch einen Planspiegel 29 gewährleistet wird.
Bei der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsform basiert die Funktion der ortselektiven Lichttransportmittel 22 weitgehend auf der Wirkung eines optischen Abbildungssystems, das mittels des Abbildungsspiegels 25 oder der Linse 27 realisiert ist. In dem Hohlleiter 24 ist hauptsächlich dessen hintere, schräg geneigte als Planspiegel 30 wirkende Fläche wirksam, die für die erforderliche Umlenkung zu dem IR-Detektor 20 sorgt.
Eine sehr wirksame und dabei besonders kostengünstige Realisierung der ortselektiven Infrarotstrahlen-Transportmittel läßt sich (auch ohne ein optisches Abbildungssystem) mittels eines innenseitig verspiegelten Hohlleiters 24 erreichen, der - wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt - so ausgebildet ist, daß seine der Meßzone 7 zugewandte Eingangsöffnung 31 einen größeren Öffnungsquerschnitt als die dem Infrarotdetektor 20 zugewandte Austrittsöffnung 32 hat. Dabei ist es vorteilhaft, wenn sich der Hohlleiter 24 zwischen der Eintrittsöffnung 31 und der Austrittsöffnung 32 im wesentlichen kontinuierlich verjüngt, sein Querschnitt also allmählich immer kleiner wird. Dadurch wird eine Konzentration der Intensität der an den Wänden des Hohlleiters 24 reflektierten Infrarotstrahlung erreicht. Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform verläuft die Achse des Hohlleiters 24 gerade. Die lichtempfindliche Fläche des Detektors 20 befindet sich in diesem Fall seitwärts. Es ist jedoch auch problemlos möglich, den Hohlleiter 24 in einer gekrümmten Form, wie in Figur 5 dargestellt, herzustellen. Eine solche gekrümmte Form ermöglicht eine besonders flexible Gestaltung und Positionierung des Testelementes 3 mit der Testzone 7 und der Leiterplatine 16 mit dem Detektor 20.
Obwohl in den Figuren 4 und 5 kein optisches Abbildungs- system dargestellt ist, besteht selbstverständlich die Möglichkeit, einen Hohlleiter 24 der in diesen Figuren dargestellten Bauart mit einem optischen Abbildungssystem in Form einer Linse oder in Form eines Abbildungsspiegels zu kombinieren.

Claims

Ansprüche
1. Testelement-Analysesystem (1) zur analytischen Untersuchung einer Probe (8), insbesondere einer Körperflüssigkeit von Menschen oder Tieren umfassend
Testelemente (3) mit einer Meßzone (7) , in die die zu untersuchende Probe zur Durchführung einer Analyse gebracht wird, um eine für die Analyse charakteristische Meßgröße zu messen und ein Auswertegerät (2) mit einer Testelementhalterung (5) , um ein Testelement (3) in einer Meßposition zur Durchführung der Messung zu positionieren und einer Meß- und Auswerteelektronik (15) zur Messung der charakteristischen Veränderung und Ermittlung eines hierauf basierenden Analyseresultates, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertegerät (2) zur Bestimmung der im Bereich der Meßzone (7) des Testelementes (3) herrschenden Temperatur einen Infrarotdetektor (20) aufweist.
2. Analysesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotdetektor (20) in die Meß- und Auswerteelektronik (15) integriert ist.
3. Analysesystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertegerät (2) Infrarotstrahlen-Transportmittel (22) aufweist, die die Meßzone (7) mit dem Infrarotdetektor (20) ortsselektiv verbinden.
4. Analysesystem nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlen- Transportmittel (22) einen Hohlleiter (24) mit für Infrarotstrahlen reflektierender Innenwand einschließen.
5. Analysesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlleiter (24) aus metallisiertem Kunststoff besteht.
6. Analysesystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Meßzone (7) zugewandte Eingangsöffnung (31) des Hohlleiters (24) einen größeren Öffnungsquerschnitt als die dem Infrarotdetektor (20) zugewandte Ausgangsöffnung (32) des Hohlleiters (24) hat.
7. Analysesystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsselektiven Infrarotstrahlen-Transportmittel (22) einen innerhalb des Gehäuses (23) des Auswertegerätes angeordneten Abbi1düngsspiegel (25) einschließen.
8. Analysesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Testelement (3) in der Meßposition derartig aus dem Gehäuse (23) des Auswertegerätes (2) herausragt, daß die Probe (8) in die Meßzone (7) gebracht werden kann, während sich das Testelement in der Meßposition befindet , der Detektor (20) in dem Gehäuse (22) positioniert ist , das Gehäuse (23) ein für Infrarotstrahlen durchlässiges optisches Fenster (26) aufweist und der Übertragungsweg (21) der Infrarotstrahlen zwischen der Meßzone (7) und dem Infrarotdetektor (20) durch das optische Fenster (26) führt.
9. Analysesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Fenster (26) mit einer für Infrarotstrahlen durchlässigen Scheibe (28), insbesondere einer Polyethylenfolie, staubdicht verschlossen ist.
10. Analysesystem nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für
Infrarotstrahlen durchlässige Scheibe (28) des optischen Fensters (26) mit einer optischen Linse (27) kombiniert ist, die einen Teil der Infrarotstrahlen-Transportmittel (22) bildet.
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