АНАЛИТИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ Российский патент 1995 года по МПК G01N33/48 G01N33/50 C12Q1/60 

Изобретение относится к медицине, а именно к аналитическим элементам для определения компонентов крови.

Известны индикаторные полосы для определения глюкозы в крови (авт. св. СССР N 1155994, 1269021, кл. G 01 N 33/50).

Индикаторная полоса содержит подложку, на которую нанесен индикаторный слой, в состав которого входят целлюлозная основа, глюкозооксидаза и пероксидаза, хромогенный реагент о-толидин, буфер и связывающий компонент. Индикаторная полоса может быть использована для анализа образца крови независимо от объема капли. Однако, канцерогенность хромогенного реагента о-толидина ограничивает его использование.

Наиболее близким к предлагаемому является аналитический элемент для анализа компонентов крови, содержащий последовательно нанесенные на подложке из полиэтилентерефталата объединенный реагентно-распределительный и регистрирующий слои. Реагентно-распределительный слой включает глюкозооксидазу, пероксидазу, малотоксичную субстратную смесь из 4-аминоантипирина и 8-анилино-1-нафталиносульфоната, буферные компоненты, поверхностно-активное вещество и достаточно сложную содержащую гранулы двухфазную пленкообразующую систему, включающую 2 сополимера винилтолуола, бутилстирола, метакриловой кислоты и др. Регистрирующий слой включает желатин, бис(винилсульфонилметил) эфир и поверхностно-активное вещество.

Данный элемент имеет ряд существенных недостатков: может быть использован для анализа только дозируемых образцов крови, что затрудняет его использование в условиях, в которых сложно дозировать объем крови (в полевых условиях, при самоконтроле больных, у постели больного).

Сущность изобретения заключается в том, что в аналитическом элементе для определения глюкозы в крови, содержащем подложку и реагентный слой, в состав которого входят пленкообразующий полимер, глюкозооксидаза, пероксидаза, 4-аминоантипирин, 8-анилино-1-нафталин сульфонат, буферные компоненты и поверхностно-активное вещество, введены два защитных полимерных слоя, один из которых нанесен на поверхность реагентного слоя, а второй между реагентным слоем и подложкой, при этом в качестве пленкообразующего полимера во всех слоях использован поливиниловый спирт, а в качестве подложки бумага-основа баритованная.

Кроме того, защитные слои содержат тетраборат натрия и поверхностно-активное вещество, взятое из группы полиглицеридов алкенилянтарных кислот формулы
H_2n-1C_n- где n 8-16, k 2-10
По сравнению с прототипом предлагаемое изобретение обладает новизной, так как представляет собой новую совокупность признаков, позволяющую проводить анализ с каплями крови разного размера. Изобретение имеет изобретательский уровень, так как не обнаружен аналитический элемент с предлагаемой совокупностью признаков.

Изобретение является промышленно применимым, так как уменьшение числа полимерных систем, использование широко распространенного вещества поливинилового спирта, применение однофазной системы, не содержащей гранул, позволит изготовить дешевые аналитические элементы, которые найдут широкое применение в здравоохранении.

На чертеже показана конструкция аналитического элемента.

Аналитический элемент содержит подложку 1 из бумаги-основы баритованной.

На подложку нанесен нижний защитный слой 2, содержащий поливиниловый спирт, тетраборат натрия и поверхностно-активное вещество, в качестве которого предлагается использовать полиглицерид алкенилянтарных кислот.

На нижний защитный слой нанесен реагентный слой 3, который содержит поливиниловый спирт, глюкозооксидазу, пероксидазу, 4-аминоантипирин, 8-аналино-1-нафталиносульфонат, буферные компоненты, поверхностно-активное вещество, в качестве которого можно использовать полиглицерид алкенилянтарных кислот.

На реагентный слой нанесен верхний защитный слой 4, состоящий из тех же компонентов, что и нижний защитный слой.

Для улучшения качества защитных слоев при нанесении полимерных растворов на основе поливинилового спирта (уменьшения образования "комет" и других видов нарушений смачивания, приводящих к браку) предлагается использовать добавление в наносимую жидкость неионогенные поверхностно-активные вещества из группы полиглицеридов алкенилянтарных кислот, имеющих следующую формулу
H_2n-1C_n- где n 8-16, k 2-10
Диапазон концентраций этих веществ в слоях 0,1-0,3 г/м², предпочтительная концентрация 0,15 г/м². На практике хорошо зарекомендовал себя октаглицерид алкенилянтарных кислот.

Концентрации данных веществ ниже указанных в диапазоне не дают хорошего эффекта при нанесении слоев, а выше не улучшают свойств слоев по сравнению с концентрациями внутри диапазона.

Использование тетрабората натрия в защитных слоях обусловлено его способностью образовывать комплексы с поливиниловым спиртом, которые обладают повышенной устойчивостью к воздействию различных повреждающих факторов.

Лучшие результаты получены при использовании тетрабората натрия в концентрации 0,05-0,15 г/м², предпочтительно 0,06 г/м². При концентрациях этой соли ниже указанных в диапазоне комплексообразование с поливиниловым спиртом идет в небольшой степени, а при концентрациях выше указанных в диапазоне возникают трудности с приготовлением растворов для нанесения из-за образования геля.

Предлагаемый аналитический элемент предназначен для регистрации результатов анализа методом отражательной фотометрии. Использование в качестве подложки бумаги-основы баритованной, поверхность которой покрыта сплошным слоем барита, имеющим очень высокий коэффициент отражения света (свыше 0,95) позволяет расширить диапазон измерений по сравнению с аналитическими элементами, в которых используются пластмассовые подложки с белым наполнителем (коэффициент отражения обычно 0,7-0,8). Кроме того, высокая степень белизны бумаги-основы баритованной способствует лучшей цветовой дифференциации при визуальной регистрации с цветовой шкалой.

Верхний защитный слой необходим для создания полупроницаемого слоя для селективного поглощения из пробы, жидкости, содержащей низкомолекулярные вещества.

Применение верхнего и нижнего защитных слоев увеличивает стабильность биохимической композиции реагентного слоя при длительном хранении, а также стабильность окрашенного продукта реакции.

Первый эффект можно объяснить тем, что пленка поливинилового спирта отличается малой проницаемостью для кислорода окружающего воздуха, который может вызывать деструктивные окислительные изменения в биохимических компонентах при хранении.

Аналитический элемент может закрепляться на держателе, представляющем собой полоску пластика или рамку из двух половин. В первом случае образуется тест-полоска, во втором слайд.

Аналитический элемент работает следующим образом.

На поверхность элемента наносят каплю крови, выдерживают 1 мин, затем убирают кровь ватным тампоном и через 1,5 мин измеряют коэффициент отражения света при 650 нм на спектрофотометре Хитачи И-3200 с помощью специальной приставки, затем по предварительно построенной калибровочной кривой определяют концентрацию глюкозы.

Результаты измерений содержания глюкозы в каплях разного размера представлены ниже в таблице.

Из таблицы видно, что размеры капли крови в приведенном диапазоне практически не влияют на результат анализа.

Для удобства использования измерение концентрации глюкозы можно проводить с помощью малогабаритного глюкометра, работающего на принципе отражательной фотометрии, в который внесена закодированная информация с калибровочной кривой для данной партии аналитических элементов.

Другим способом определения концентрации глюкозы является визуальный способ с помощью цветовых шкал, позволяющий обходиться без прибора.

Предлагаемый элемент получают следующим способом.

П р и м е р. На подложку из бумаги-основы баритованной наносят экструзией слой жидкости, содержащей поливиниловый спирт, тетраборат натрия и октаглицерид алкенилянтарных кислот так, чтобы концентрации компонентов в слое составляли, г/м²: поливиниловый спирт 5, тетраборат натрия 0,06, октаглицерид алкенянтарных кислот 0,18.

Слой высушивают при 60^оС и на него наносят реагентный слой, содержащий следующие компоненты:
Поливиниловый спирт 0,9 г/м²
Глюкозооксидаза 50 тыс.

ед./м²
Пероксидаза 6 тыс.

ед./м²
4-аминоантипирин 0,3 г/м²
8-Анилино-1-нафталино-
сульфонат, NH4-соль 0,3 г/м²
Na-цитратный буфер
(рН 5,5) 1,5 ммоль/
/м²
Октаглицерид алкенил
янтарных кислот 0,1 г/м².

После высушивания реагентного слоя наносят верхний защитный слой, аналогичный по составу нижнему защитному слою, и высушивают.

Применение предлагаемого аналитического элемента позволяет обходиться при его производстве одним пленкообразующим полимером и использовать полученный элемент для анализа недозированных образцов крови.

Аналитический анализ с цветовой шкалой или малогабаритным глюкометром может использоваться в диагностических лабораториях медицинских учреждений, на станциях скорой помощи, в полевых условиях, а также для самоконтроля больными диабетом.

Использование: в медицине для определения глюкозы в крови. Сущность изобретения: аналитический элемент содержит подложку, реагентный слой и два полимерных слоя, один из которых защитный и нанесен на поверхность реагентного слоя, а второй - между реагентным слоем и подложкой, в состав реагентного слоя входят пленкообразующий полимер, глюкозооксидаза, 4-аминоантипирин, 8-анилино-1-нафталинсульфонат, буферные компоненты и поверхностно-активное вещество, в качестве пленкообразующего компонента во всех слоях используют поливиниловый спирт, а в качестве подложки бумагу основу баритованную. 1 ил. 1 табл.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ, содержащий подложку и реагентный слой, в состав котрого входят пленкообразующий полимер, глюкозооксидаза, пероксидаза, 4-аминоантипирин, 8-анилино-1-нафталиносульфат, буферные компоненты и поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что на поверхность реагентного слоя нанесен защитный полимерный слой, в котором в качестве пленкообразующего полимера использован поливиниловый спирт. 2. Аналитический элемент по п. 1, отличающийся тем, что защитный слой содержит тетраборнокислый натрий. 3. Аналитический элемент по п. 1, отличающийся тем, что защитный слой содержит поверхностно-активное вещество из группы полиглицеридов алкенилянтарных кислот формулы
где n 8 16,
k 2 10.