EP4446007B1 - Chromatographisches schnelltest-set zur untersuchung einer probe hinsichtlich pathogenen, biomolekülen, biomarkern und chemischen stoffen - Google Patents

Chromatographisches schnelltest-set zur untersuchung einer probe hinsichtlich pathogenen, biomolekülen, biomarkern und chemischen stoffen

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EP4446007B1
EP4446007B1 EP23167713.9A EP23167713A EP4446007B1 EP 4446007 B1 EP4446007 B1 EP 4446007B1 EP 23167713 A EP23167713 A EP 23167713A EP 4446007 B1 EP4446007 B1 EP 4446007B1
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EP
European Patent Office
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test
sample
sample receiving
area
kit according
Prior art date
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EP23167713.9A
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EP4446007A1 (de
EP4446007C0 (de
Inventor
Hans Hermann SÖFFING
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Vellap Diagnostics GmbH
Original Assignee
Vellap Diagnostics GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Publication of EP4446007B1 publication Critical patent/EP4446007B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5023—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures with a sample being transported to, and subsequently stored in an absorbent for analysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0825—Test strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces

Definitions

  • the invention relates to a chromatographic rapid test kit for examining a sample, such as blood, using the so-called lateral flow assay principle.
  • Lateral flow assay also called lateral flow test
  • lateral flow test is a long-established laboratory procedure for detecting substances in liquids using labeled antibodies. It is a combination of thin-layer chromatography and immunoassay. This test principle is behind many common rapid tests, such as those in US 8,399,261 B2 or US 6,372,516 B1 .
  • This type of immunochromatography is a variant of affinity chromatography based on antigen-antibody reactions.
  • Photo-based methods have been established for detection, for example by simple reading.
  • a disposable cuvette is filled with a porous matrix with a reflective inner surface.
  • the substance to be determined is embedded in or deposited on the pores or surface of the matrix, and the analysis is performed by quantitatively detecting the transmitted light.
  • test kits widely used rapid coronavirus test kits feature a test cassette with a field for applying a sample solution. Often, too much solution is applied to the test strip, which, in the worst case, floods the planar test strip from all sides. This means that the test can no longer be used for reliable determination and must be discarded unused, or it may produce erroneous results. Furthermore, air bubbles are often trapped in the applied liquid, which also leads to incorrect tests. Applying too small a sample volume also leads to inaccurate results and reduced analytical performance.
  • test cassette for use in sample preparation, conditioning, and subsequent automatic analysis of a liquid sample.
  • the test cassette comprises a housing with an inlet opening and a reservoir for receiving a liquid sample.
  • the test cassette further comprises a carrier platform that can be moved horizontally within the housing for securing strip-shaped, capillary-active detection elements. Upon insertion of the carrier platform into the housing, the capillary-active detection elements are deflected from the longitudinal direction of the strip and immersed in the liquid sample in the reservoir.
  • the printed matter WO 00/72012 A2 Describes a device with a test cassette and a sample container that can be screwed into the test cassette and contains a liquid sample to be tested.
  • the test cassette and sample container are designed to work together so that the sample can only flow out and wet a test strip in the test cassette when the sample container is screwed in.
  • test device with a porous but non-absorbent test substrate is known from EP 296 724 A2 known.
  • connection systems In the pharmaceutical sector, universally applicable connection systems have now become established; for example, the well-known Luer-Lock system is used to connect syringes to cannulas.
  • a Luer-Lock connector for connecting an elongated sample collector with a flexible sponge at the lower end.
  • the sample collector has a handle at one end and, at the other, lower end, a sponge for collecting a sample to be analyzed, such as blood or urine.
  • a test device also described, is designed for inserting a planar test strip. The sample to be analyzed is transferred from the sponge by wringing out the The sponge is removed by rotating the elongated sample collector.
  • the disadvantage is that the test device must be held firmly, or a holder is required. Another disadvantage is that a significant amount of the sample to be analyzed remains in the sponge and is lost. Rinsing the sponge from the outside and then carefully dropping the rinsing solution into the opening of the test device is not suitable for use by laypersons.
  • US 2005/0180882 A1 describes the sample application by wringing out a sample applicator to apply the solution to a planar test strip.
  • a downward flowing test device is also known, for example from US 2011/0256638 A1 .
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages mentioned in the prior art.
  • the invention aims to provide a rapid chromatography test kit that can be operated by the end user. This should eliminate sources of error that would lead to inaccurate or incorrect determination of the result.
  • the chromatography test strip should be prevented from being accidentally flooded with liquid from all sides. Accidental flooding from above, e.g., through the reading opening, should also be prevented.
  • Handling should be simple, i.e., it should not require any holders. One-handed operation is desirable. It should be possible to no longer lift the test kit after the sample to be tested has been applied to the test strip. However, slight movements in the horizontal plane should not affect the invention.
  • the "opening" within the meaning of the invention provides pressure equalization to the outside during operation (i.e., when plugged together), so that fluids inside the sample collection device can flow downward through the counterpart of the plug connection solely through hydrodynamic pressure.
  • This opening is to be distinguished from, for example, merely hanging openings for threading a thread.
  • the diameter described is to be understood as the width of the opening. That is, in the case of a square opening, this corresponds to the side length; in the case of a rectangular opening, it corresponds to the shorter of the two side lengths in terms of width. In the case of an oval opening, such as would be obtained by cutting an oblique section of a tubular sample holder, "diameter” refers to the width of the ellipse, not the length.
  • the test cassette according to the invention has a flat, elongated shape, similar to that of currently widely used rapid corona tests, in which a test strip is moistened with a sample inside and, by means of capillary action, the sample "runs" along the test strip and a color reaction can be read in a window opening/reading opening.
  • a test strip is bent when inserted and then extends from the area below the plug connection of the test cassette into the test area, where a viewing window (reading opening) is also provided in the lid through which the color reactions can be read.
  • the test cassette has a flow opening in the holder for the sample collection device through which the sample to be tested can flow and onto a test strip.
  • the “lower end” of the sample collection device refers to the end that is inserted into or on the test cassette when connected to the test cassette.
  • the “upper end” is the correspondingly opposite end.
  • the filling area according to the invention with an opening of at least 5 mm in diameter, is suitable for filling process fluids (such as running buffer or lysis buffer).
  • the supports for a test strip can also be multiple supports each, or for example an edge etc. or a rectangular, closed, upward-facing edge onto which the test strip is placed (and expediently otherwise snapped or clamped into place).
  • the lid is pressed onto the first support, for example by means of pins, edges or other counter-pressure devices, and held in this curved shape.
  • the test strip is pressed down by the plug connection (which acts as a holder for the sample intake device).
  • the invention also relates to the use of the chromatographic rapid test kit according to the invention for the detection of pathogens selected from viruses, bacteria, fungi, and parasites, biomolecules, biomarkers, or chemical substances, each in a sample.
  • the sample to be tested is preferably filled into the sample collection device (aspirated from below in the case of a capillary or frit, or inserted from above in the case of a film with two prongs).
  • the sample collection device is inserted (using the counterpart of the plug connection) into or onto the test cassette (the plug connection serves as a receptacle for the sample collection device).
  • a process fluid can then be added from above through the inventive filling area of the sample collection device with opening. This fluid flushes the sample to be tested out of the sample collection device.
  • the sample or the resulting mixture reaches the test strip. After a typical runtime, the result can be read.
  • the plug-in connection between the sample collection device and the test cassette ensures a clean transfer of the liquids from the sample collection device into the test cassette, whereby the invention ensures that a constant volume is always applied. It is advantageously excluded that the solutions do not reach the The test strip can be used to target the intended area. Patients can operate the test strip themselves.
  • test cassette can be placed on a table and does not necessarily have to be lifted for reading.
  • the device can easily accommodate slight horizontal movements and does not need to be held in place.
  • the opening in the filling area at the top of the sample collection device also advantageously ensures that no holder is required during use. This is because process fluids/rinsing fluids (such as a running buffer or lysis buffer) can be poured directly into the attached sample collection device (i.e., attached to the test cassette) from above into the opening. Even with relatively strong shaking movements by the user, no holder is necessary.
  • process fluids/rinsing fluids such as a running buffer or lysis buffer
  • the process fluid can be accurately filled from standard ampoules, for example. Due to the opening facing the ambient pressure (meaning the opening in the sample intake device's filling area), the process fluid can flush the sample that has accumulated in the frit downwards solely due to hydrodynamic pressure.
  • the opening is advantageously designed so that the head of an ampoule can be easily guided into the opening (in the sense of "hooking" along the edge on the head into the opening in the sample intake device's filling area). Above all, it is easy and reliable for the user to recognize when the ampoule can be pressed so that the process fluid drips into the sample intake device's filling area, and when it does not. Accidental spillage is prevented.
  • test strip cannot become “flooded”.
  • the above-mentioned opening with the specified minimum opening width prevents process fluids from accidentally running past the outside of the sample collection device, which would flood the test cassette from above, for example through the reading opening (as could happen when filling process fluids during operation, i.e. when the sample collection device and test cassette are plugged together).
  • the opening advantageously allows the sample (possibly together with a process fluid) to drain automatically downwards into the test cassette when the sample collection device is opened upwards. Wringing or pressing the sample collection device (to build up pressure) is unnecessary. Displacement using the positive displacement principle (e.g., as with a syringe) is also unnecessary.
  • the sample can be flushed downwards by an added process fluid, using only hydrodynamic pressure.
  • the sample to be examined is a biological sample selected from blood, urine, sweat and a stool sample, particularly preferably blood.
  • the opening in the filling area of the sample collection device is preferably one with a diameter of 5-10 mm.
  • the opening has a maximum extension of 7 mm diameter in the case of the circular opening and a maximum width of 7 mm in the case of the oval opening.
  • the oval opening is most preferably designed to form a tab, allowing the user to easily hold the sample collection device.
  • the tab is the area (on the sample collection device from bottom to top (as viewed from the direction inserted into the cassette), starting with the lower edge where the opening begins, up to the upper edge on the opposite side, which represents the upper end of the tab for holding.
  • the ampoule can, for example, be placed on the lower edge of the opening.
  • the cutting plane (for producing this oval opening) has an inclination to the longitudinal axis of rotation of the sample receiving device of 25-65°, particularly preferably 30-60°, in particular 35-45°.
  • Versions with an oval opening are particularly preferred.
  • the set according to the invention (or already the test cassette) comprises a test strip which has the bend according to the invention and is therefore held in the test cassette while being bent in such a way that it lies lower in the sample receiving area below the receptacle in the test cassette than in the Test area.
  • the bending is determined by the first, high support in the test area and the second, low support in the sample receiving area.
  • the plug connection of the test cassette is designed as a female plug connection and the counterpart on the sample collection device is designed as a male plug connection (the male plug connection fits exactly into the female one, i.e. there is a positive contact, whereby rotation along the longitudinal axis of the sample collection device remains possible).
  • female connector in the sense of the invention means a receptacle (e.g., a bulge) pointing inward (i.e., toward the interior of the test cassette (downward during use). Accordingly, “male connector” means a protrusion of the sample collection device, whereby, during use, this protrusion can be positively but detachably or permanently inserted into the female receptacle.
  • Non-detachable includes, for example, a design in which clips prevent spontaneous detachment. This is practical in the present case, since the set according to the invention is suitable for single use.
  • both correspond to the Luer-Lock system, i.e. both the plug connection of the test cassette and the counterpart on the sample collection device are designed as a Luer-Lock plug connection.
  • the Luer-Lock system is a standardized, state-of-the-art connection system for infusions and injections in the medical field.
  • the seal is achieved by a precisely fitting, truncated cone-shaped design of both connecting parts, which are designed to fit tightly together.
  • the truncated cone shape is referred to as the Luer cone.
  • both connectors male and female
  • locking means such as a spiral and a beaded edge on the counterpart in the case of Luer-Lock.
  • the female plug connection has an inner diameter of >4mm so that the test strip in a common dimension is completely covered by the opening which the female plug connection opens up.
  • the first, high support for the test strip in the test area is 2-5 mm (particularly preferably 3-4 mm, or even 4-5 mm) higher than the second, low support in the sample receiving area (or more precisely the upper end points of the supports that touch the test strip from below).
  • the resulting degree of bending of the test strip is particularly well suited to prevent flooding of the test strip from all sides when the interior of the test cassette is flooded, while at the same time still allowing the sample to flow smoothly upwards in the test strip by ensuring that the capillary forces are just sufficient.
  • the thickness of the test cassette is still practical and easy to handle on an industrial scale with this selected range.
  • a reservoir with outwardly tapered side walls is present next to the plug connection.
  • This has the advantage that as soon as an inserted test strip is completely wetted with liquid (i.e., so that the intake area of the test strip is saturated), excess liquid can enter the reservoir.
  • the capillary effect created by the conical shape of the reservoir ensures that excess liquid does not spread uncontrollably anywhere in the test cassette, but is drawn into the reservoir in a targeted manner due to the capillary action created by the conical taper.
  • An angle of 92-105°, particularly preferably 94-100°, and in particular 96 ⁇ 2°, between the two outwardly tapered side walls and the adjacent longitudinal wall (the two longer sides of a rectangle) of the housing is particularly advantageous.
  • the reservoir sensibly has access to the interior of the test cassette so that liquid from the interior (especially from the sample collection area) can be drawn into the reservoir by means of capillary forces.
  • the reservoir preferably extends across the entire width of the test cassette.
  • the side walls of the reservoir are preferably made of the same material as the test cassette.
  • the sample collection device is an injection-molded part, i.e., it is cast in one piece (only a frit or film can be made of a different material).
  • the sample collection device is a single piece and can therefore be easily manufactured.
  • a capillary which may be present, is particularly preferably made of the same material as the sample collection device itself, so that it can also be manufactured with the capillary by injection molding.
  • the sample receiving device comprises a capillary or a frit or a foil with at least two lugs at the lower end in the region of the counterpart of the plug connection.
  • a set according to the invention with at least two such differently designed sample collection devices is also advantageous, so that this set can be used universally.
  • a capillary is suitable for samples with a small amount of liquid, such as a drop of blood, which is drawn into the sample collection device from below via the capillary. This drop is later significantly diluted during use, i.e., when the liquid from the upper part of the sample collection device passes through the filled capillary.
  • a “frit” in the sense of the invention is a porous or filamentous material in which capillary forces can act on a liquid and absorb the liquid spontaneously due to capillary forces. It is preferably a material that is less than 65 vol% compressible, particularly preferably less than 60 vol%; in particular even less than 10 vol%, such as glass, plastic, or ceramic ("less than 65 vol% compressible” means that the so-called "void volume” is less than 65 vol%). It is also possible for the material to be 40-65 vol% compressible.
  • a frit is suitable for larger volumes than a capillary.
  • a reactant for the sample can already be contained or immobilized in the frit. For example, the pH of the sample can also be adjusted or changed in this way. By functionalizing the frit, it is possible to filter out individual substances (e.g., red blood cells) from the sample. Functionalization of the frit to make it hydrophilic is also possible.
  • the film would seal the sample collection device at the bottom.
  • the tabs protrude outwards and downwards.
  • the tabs break into the interior of the sample collection device and pierce the film.
  • the liquid inside the sample collection device can then escape to the outside and flow downwards into the test cassette.
  • This embodiment with film and tabs is suitable for SWAP tests, in which a swab is first filled into the sample collection device, then a process liquid is added from above, and only then, after homogeneous mixing, is the resulting mixture allowed to reach the test strip in the test cassette.
  • a frit i.e. a filter material
  • a frit allows large volumes of liquid to be drawn homogeneously and bubble-free from below into the sample aspiration device and then applied downwards onto the test cassette.
  • the advantage of the lack of negative pressure inside the sample aspiration device during sample collection is that slow and therefore bubble-free aspiration is possible. This slow and controlled aspiration is made possible by the capillary forces with the inventive opening of the sample aspiration device at the top (pressure equalization).
  • state-of-the-art sample aspiration devices also called sampling tools
  • uncontrolled flow behavior inevitably occurs with larger volumes (from approximately 100 ⁇ L), which means that a constant volume does not reach the test strip.
  • the frit advantageously absorbs itself.
  • the materials suitable for such a frit are known to the expert
  • the capillary has an internal volume of 1-15 ⁇ L, i.e. samples of this volume can be taken.
  • the frit is preferably 5 mm high ( ⁇ 1 mm, preferably ⁇ 0.3 mm) and has a 5 mm diameter ( ⁇ 1 mm, preferably ⁇ 0.3 mm). This most preferably corresponds to a volume of 0.098 cm3, i.e., 98 ⁇ L.
  • this has a volume of 50-100 ⁇ L.
  • the tabs are preferably protruding tabs
  • the tabs are designed in such a way that when inserted into the test cassette, they bend inwards and upwards so that they pierce a sensitive base (preferably made of plastic or aluminum foil) above them, allowing a liquid located above them to pass through downwards. It is possible to provide predetermined breaking points on the tabs to enable controlled folding. This is because the bent tabs can, for example, push through slits above or below (preferably above) the foil, so that the area of the foil pierced by the tabs is always the same, so that the subsequent liquid passage can take place in a controlled and reproducible amount.
  • the sample collection device has slots that are adapted to the shape of the tabs so that when bent, the tabs only pierce the film in the area of the slots.
  • the destroyed film area is always reproducible and consistent, thus ensuring consistent and reproducible discharge behavior.
  • this is made of plastic and/or in the case of a frit, this is made of sintered polyethylene (PE), preferably hydrophilized PE frits.
  • PE sintered polyethylene
  • a base is provided directly above the frit, which is designed on the underside (i.e. between the frit and the base) in such a way that a homogeneous and large-area wetting of the frit is possible, for example by a spiral or star-shaped depression with at least one hole in the middle of the spiral or the star (as exemplified for the spiral shape in Fig. 6 shown).
  • the advantage of this is that the liquid from the sample collection device can pass through the hole and then flow along the spiral or star-shaped groove (i.e., an upward-facing depression), wetting the frit as extensively and evenly as possible, creating a virtually bubble-free "running front" at the top of the frit.
  • This advantageously prevents the frit from forming an oblique liquid front with only spot wetting, which would trap air bubbles as it flows.
  • the test cassette has a reading opening opposite each other on the top and bottom sides in the test area, which advantageously enables automatic detection by means of transmitted light measurement.
  • test cassette has a housing that is closed off by its two smallest surfaces. This prevents the test cassette from leaking out of the sides, which would make it cumbersome and complicated to use.
  • the two smallest surfaces within the meaning of the invention refer to the two end faces of the naturally elongated, rectangular test cassette.
  • the sample collection device has a minimum length of 3 cm, in particular it can preferably be 3-5 cm long.
  • the sample receiving device is tubular.
  • the sample collection device and/or the test cassette is made of ABS plastic (acrylonitrile butadiene styrene).
  • Fig. 1 shows a schematic of the chromatographic rapid test set with the sample collection device inserted into the test cassette, whereby process liquids can be added through the filling area of the sample collection device, which rinse the sample downwards into the test cassette.
  • Fig. 2 shows a preferred embodiment with a frit at the lower end of the sample collection device, in which the sample is taken up solely by capillary forces, so that squeezing the sample collection device and subsequent suction by means of negative pressure is not necessary - an opening at the upper end is provided.
  • the Fig. 3a - 3c show (in part) a preferred embodiment of the invention, in which the test cassette has two reading openings.
  • the test strip curved according to the invention is visible.
  • This embodiment also has a reservoir with outwardly tapered side walls on the reservoir for absorbing excess fluid through capillary action.
  • Fig. 4 shows schematically the set according to the invention in a preferred embodiment with filling area with opening on the sample receiving device-
  • the Fig. 5 shows three different designs of the lower end of the sample collection device for holding the sample (left a): frit with base above it, middle b): foil with lugs underneath to break through the foil in use, right c): capillary).
  • Fig. 6 shows (left: from the side; right: looking from below above the frit) for the preferred version of the sample holder with frit the area above the frit with a spiral-shaped recess and a hole for the homogeneous application of liquids to the frit, e.g. of process liquids to the frit saturated with the sample to be examined.
  • FIG. 7 A preferred version of the sample collection device with capillary is in Fig. 7 shown.
  • FIG. 2 An example with a frit at the lower end of the sample holder is shown in Fig. 2
  • the sample is taken up by capillary forces alone, eliminating the need to compress the sample collection device and then suck it up using negative pressure.
  • An opening at the top is provided.
  • FIG. 3a - 3c An example of an embodiment with two reading openings for transmitted light evaluations located on opposite sides of the test cassette is shown (in part) in the Fig. 3a - 3c
  • This design also has a reservoir with outwardly tapered side walls on the reservoir to absorb excess fluid through capillary action.
  • All examples have a filling area on the sample holder with an opening, such as in Fig. 4 shown.
  • Fig. 5 Three different embodiments according to Fig. 5 are described with a frit, a foil with three tabs, or a capillary.
  • the frit embodiment also has a spiral-shaped depression with a hole above it, as in Fig. 6 shown.
  • both the test cassette and the sample collection device are made of ABS (acrylonitrile butadiene styrene).
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • Only the foil in the example with foil and tabs is aluminum foil, and the frit in the example with frit is made of sintered polyethylene.
  • the test strip is made of nitrocellulose.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Chromatographisches Schnelltest-Set zur Untersuchung einer Probe, wie beispielsweise Blut, mittels des sogenannten Lateral-Flow-Assay-Prinzips.
  • "Lateral-Flow-Assay" (auch Lateral-Flow-Test genannt) ist ein seit Langem bekanntes labormedizinisches Verfahren zum Nachweis von Stoffen in Flüssigkeiten mit Hilfe von markierten Antikörpern. Es stellt eine Kombination aus Dünnschichtchromatographie und Immunoassay dar. Dieses Testprinzip steckt hinter vielen gängigen Schnelltests, wie beispielsweise auch hinter denen in US 8,399,261 B2 oder US 6,372,516 B1 .
  • Diese Art der Immunchromatographie ist eine Variante der Affinitätschromatographie, die auf Antigen-Antikörper-Reaktionen basiert.
  • Es ist auch bekannt, im vorderen Chromatographiebereich bspw. Antikörper für rote Blutkörperchen zu immobilisieren, so dass eine farblose (biologische) Probe entsteht, deren Farbreaktionen im weiteren Verlauf der Chromatographie besser erkennbar sind.
  • Zahlreiche Testkits für chromatographische Schnelltests sind ebenfalls bekannt.
  • DE 10 2007 025 311 A1 beispielsweise beschreibt einen länglichen Behälter für einen (vertikal-) chromatographischen Bindungsassay mit einem porösen Füllmaterial für die photometrische Detektion, wobei mehrere solcher Behälter übereinander gesteckt werden können. Ein einfaches Ablesen an einer horizontal abgelegten Testkassette ist damit nicht möglich. Nachteilig braucht es Halterungen zum Halten der vertikal aufeinander gesteckten Behälter. Eine Bedienung durch jedermann ist kaum möglich, insbesondere da die Behälter zum Ablesen in Augenhöhe gebracht werden müssen, was durch Vibration die abzulesende "Lauffront" ungerade und wellig werden lässt.
  • Für die Detektion sind photobasierte Methoden etabliert, beispielsweise durch einfaches Ablesen.
  • DE 10 2004 006 470 A1 beschreibt zur Detektion mittels Extinktion eine Küvette zum Einmalgebrauch, die mit einer porösen Matrix gefüllt ist mit reflektierender innerer Oberfläche. Die zu bestimmende Substanz ist in die Poren oder an die Oberfläche der Matrix ein- bzw. angelagert und die Auswertung erfolgt über die quantitative Erfassung des Transmissionslichtes.
  • Hinsichtlich der Testkits weisen weit verbreitete Corona-Schnelltestkits eine Testkassette mit einem Feld zum Aufträufeln einer Probenlösung auf. Vielfach wird zu viel Lösung auf den Teststreifen gegeben, was den planaren Teststreifen im ungünstigsten Fall von allen Seiten flutet, so dass der Test nicht mehr zur verlässlichen Bestimmung verwendet werden kann und ungenutzt entsorgt werden muss, oder fehlerhafte Ergebnisse produziert. Darüber hinaus werden oft Luftblasen in der aufgegebenen Flüssigkeit eingeschlossen, welche ebenfalls zu Fehltests führen. Auch führt das Aufgeben eines zu geringen Probenvolumens zu falschen Ergebnissen und einer verminderten Analyseleistung.
  • Aus der Druckschrift EP 1 813 949 A1 ist eine Testkassette zur Verwendung bei der Probenvorbereitung, Konditionierung und anschließenden automatischen Analyse einer flüssigen Probe bekannt. Die Testkassette umfasst ein Gehäuse mit einer Einlassöffnung und einem Reservoir zur Aufnahme einer flüssigen Probe. Die Testkassette umfasst ferner eine horizontal im Gehäuse verschiebbare Trägerplattform zur Fixierung streifenförmiger, kapillaraktiver Nachweiselemente. Beim Einführen der Trägerplattform in das Gehäuse werden die kapillaraktiven Nachweiselemente aus der Streifenlängsrichtung ausgelenkt und in die flüssige Probe im Reservoir eingetaucht.
  • In der Druckschrift US 2017/0227536 ist eine Testvorrichtung offenbart, bei der eine zu untersuchende Extraktionslösung zunächst von einem kapillaraktiven Führungselement absorbiert und über Kapillarwirkung zu einem Teststreifen transportiert wird.
  • Die Druckschrift WO 00/72012 A2 beschreibt eine Vorrichtung mit einer Testkassette und einem in die Testkassette einschraubbaren Probenbehälter, der eine zu untersuchende flüssige Probe enthält. Testkassette und Probenbehälter sind so aufeinander abgestimmt, dass die Probe erst beim Einschrauben des Probenbehälters ausfließen und einen Teststreifen in der Testkassette benetzen kann.
  • Eine Testvorrichtung mit einem porösen, aber nicht saugfähigen Testsubstrat ist aus der EP 296 724 A2 bekannt.
  • Im Pharmazeutischen Bereich haben sich mittlerweile universell einsetzbare Verbindungssysteme etabliert, so findet beispielsweise zur Verbindung von Spritzen mit Kanülen das bekannte Luer-Lock-System Anwendung.
  • So wird beispielsweise in US 2003/0064526 A1 eine Steckverbindung vom Luer-Lock-Typ zur Verbindung eines länglichen Probenkollektors mit einem flexiblen Schwamm am unteren Ende beschrieben. Der Probenkollektor hat an einem Ende einen Griff und am anderen, unteren Ende beispielsweise einen Schwamm zur Aufnahme einer zu analysierenden Probe, wie Blut oder Urin. Ein ebenfalls beschriebenes Testgerät ist zur Einlage eines planaren Teststreifens vorgesehen. Das Überführen der zu analysierenden Probe aus dem Schwamm erfolgt mittels Auswringen des Schwamms mittels Drehen des länglichen Probenkollektors. Nachteilig ist, dass dabei das Testgerät festgehalten werden muss, bzw. eine Halterung nötig ist. Nachteil ist auch, dass eine merkliche Menge der zu analysierenden Probe im Schwamm verbleibt und verloren ist. Ein Abspülen des Schwamms von außen und dabei zielsicheres Eintropfen der Abspüllösung in die Öffnung des Testgeräts eignet sich nicht für eine Benutzung durch Laien.
  • Auch US 2005/0180882 A1 beschreibt die Probenapplikation mittels Auswringen eines Probenapplikators zur Aufgabe der Lösung auf einen planaren Teststreifen.
  • Auch eine abwärts fließend ausgestaltete Testvorrichtung ist bekannt, wie beispielsweise aus US 2011/0256638 A1 .
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile im Stand der Technik zu überwinden.
  • Die Erfindung soll ein Chromatographisches Schnelltest-Set bereitstellen, welches durch den Endanwender bedient werden kann. Damit sollen Fehlerquellen ausgeschlossen werden, die eine ungenaue oder falsche Bestimmung des Ergebnisses hervorrufen würden. So soll beispielsweise verhindert werden, dass der Teststreifen für die Chromatographie versehentlich von allen Seiten mit Flüssigkeit geflutet wird. Auch ein versehentliches Fluten von oben, bspw. durch die Ableseöffnung sollte verhindert werden. Die Handhabung soll einfach sein, d.h. ohne Halterungen auskommen. Eine Einhandbedienbarkeit ist wünschenswert. Es sollte möglich sein, das Testset nach Aufgabe der zu untersuchenden Probe auf den Teststreifen nicht mehr anheben zu müssen. Leichte Bewegungen in der horizontalen Ebene sollten die Erfindung jedoch nicht beeinflussen.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Chromatographisches Schnelltest-Set zur Untersuchung einer Probe (bspw. einer biologischen Probe, wie Blut, Urin oder Schweiß oder einer Umweltprobe), umfassend
    • eine Testkassette, umfassend einen Testbereich zur Chromatographie und einen Probenaufnahmebereich zur Aufnahme der Probe, und
    • ein (längliches) Probenaufnahmegerät,
    • wobei die Testkassette im Probeaufnahmebereich eine Steckverbindung als Aufnahme für das Probenaufnahmegerät und dieses Probenaufnahmegerät am unteren Ende das Gegenstück dieser Steckverbindung aufweist,
    • wobei bei der Testkassette der Testbereich eine erste, hohe Auflage und der Probenaufnahmebereich eine zweite, tiefe Auflage zum Einlegen eines Teststreifens hat, wobei die zweite Auflage tiefer liegt als die erste Auflage, so dass der eingelegte Teststreifen gebogen wird und die Probe nach dem Einstecken des Probenaufnahmegeräts aufwärts fließen muss, und
    • wobei das Probenaufnahmegerät am oberen Ende einen Einfüllbereich zur Aufnahme einer Prozessflüssigkeit mit einer Öffnung von mindestens 5mm Durchmesser (im Sinne einer Mindestöffnungsbreite) aufweist, wobei das Probeaufnahmegerät am unteren Ende im Bereich des Gegenstücks der Steckverbindung eine Kapillare oder eine Fritte oder eine Folie mit mindestens zwei Nasen umfasst, wobei die Nasen nach außen und unten abstehen und beim Zusammenstecken von Probenaufnahmegerät und Testkassette brechen die Nasen ins Innere des Probenaufnahmegeräts und durchstoßen dabei die Folie.
  • Die "Öffnung" im Sinne der Erfindung stellt im Betrieb (das heißt im zusammengesteckten Zustand) einen Druckausgleich nach außen her, so dass Flüssigkeiten im Innern des Probenaufnahmegeräts allein durch hydrodynamischen Druck nach unten durch das Gegenstück der Steckverbindung auslaufen können. Diese Öffnung ist zu unterscheiden von beispielsweise lediglich Aufhängeöffnungen zum Hindurchfädeln eines Fadens.
  • Der beschriebene Durchmesser ist im Sinne einer Öffnungsbreite zu verstehen. Das heißt im Falle einer quadratischen Öffnung entspricht dies der Seitenlänge, im Falle einer rechteckigen Öffnung der kürzeren der beiden Seitenlänge im Sinne einer Breite. Im Falle einer ovalen Öffnung, wie sie durch einen schrägen Anschnitt eines röhrenförmigen Probenaufnahmegeräts erhalten würde, steht "Durchmesser" für die Breite der Ellipse, nicht für die Länge.
  • Die erfindungsgemäße Testkassette hat eine flache, längliche Form, in der Art, wie derzeit weit verbreitete Corona-Schnelltests, bei denen ein Teststreifen im Innern mit einer Probe befeuchtet wird und mittels Kapillarwirkung die Probe entlang des Teststreifens "läuft" und in einer Fensteröffnung/Ableseöffnung eine Farbreaktion abgelesen werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist ein Teststreifen, wenn er eingelegt wird, gebogen und erstreckt sich dann von dem Bereich unterhalb der Steckverbindung der Testkassette bis in den Testbereich, wo auch im Deckel ein Sichtfenster (Ableseöffnung) vorgesehen ist, durch das die Farbreaktionen abgelesen werden können.
  • Die Testkassette hat erkennbar bei der Aufnahme für das Probenaufnahmegerät eine Durchflussöffnung, durch die die zu untersuchende Probe hindurch und auf einen Teststreifen laufen kann.
  • "Unteres Ende" des Probenaufnahmegeräts meint beim Einsatz beim Zusammenstecken mit der Testkassette das Ende, welches in oder an der Testkassette steckt. "Oberes Ende" ist das entsprechend entgegengesetzte Ende. Im Einsatz eignet sich der erfindungsgemäße Einfüllbereich mit der Öffnung von mindestens 5mm Durchmesser zum Einfüllen von Prozessflüssigkeiten (wie bspw. Laufpuffer oder Lysepuffer).
  • Die Auflagen für einen Teststreifen können auch jeweils mehrere Auflagen sein, oder bspw. ein Rand etc. oder ein rechteckig geschlossener, nach oben weisender Rand, auf dem der Teststreifen aufgelegt (und sinnvollerweise anderweitig eingerastet oder eingeklemmt) wird. Erfindungsgemäß jedenfalls gibt es eine oder mehrere erste, hohe Auflagen und eine oder mehrere zweite, tiefe Auflagen, so dass der Teststreifen seine Wölbung bekommt. Sinnvollerweise wird dabei, damit der Teststreifen aufgrund der Spannung nicht nach oben entweichen kann, vom Deckel bspw. mittels Stiften, Kanten oder anderen Gegendruckvorrichtungen auf die erste Auflage gedrückt und in der gebogenen Form festgehalten. Im Probenaufnahmebereich wird der Teststreifen von der Steckverbindung (als Aufnahme für das Probenaufnahmegerät) nach unten gedrückt.
  • Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls die Verwendung des erfindungsgemäßen Chromatographischen Schnelltest-Sets für den Nachweis von Pathogenen, ausgewählt aus Viren, Bakterien, Pilzen und Parasiten, von Biomolekülen, von Biomarkern oder von chemischen Stoffen, jeweils in einer Probe. Dabei wird sinnvoller Weise die zu untersuchende Probe in das Probenaufnahmegerät eingefüllt (im Falle Kapillare oder Fritte von unten aufgesaugt bzw. im Falle der Folie mit zwei Nasen von oben eingegeben). Das Probenaufnahmegerät wird (mittels Gegenstücks der Steckverbindung) in bzw. an die Testkassette (Steckverbindung als Aufnahme für das Probenaufnahmegerät) gesteckt. Anschließend kann eine Prozessflüssigkeit zugegeben werden, von oben durch den erfindungsgemäßen Einfüllbereich des Probenaufnahmegeräts mit Öffnung. Diese spült die zu untersuchende Probe aus dem Probenaufnahmegerät. Die Probe bzw. die erhaltene Mischung erreichen den Teststreifen. Nach einer üblichen Laufzeit kann das Ergebnis abgelesen werden.
  • Vorteilhaft kommt es aufgrund der Steckverbindung zwischen Probenaufnahmegerät und Testkassette zu einer sauberen Übertragung der Flüssigkeiten von dem Probenaufnahmegerät in die Testkassette, wobei mit der Erfindung sichergestellt wird, dass immer ein konstantes Volumen aufgebracht wird. Es wird vorteilhaft ausgeschlossen, dass die Lösungen nicht die vorgesehene Zielstelle auf dem Teststreifen treffen. Eine Bedienung vom Patienten selbst ist möglich.
  • Diesbezüglich ist auch keine Halterung nötig, weder für die Testkassette noch für das längliche Probenaufnahmegerät. Die Testkassette kann auf einem Tisch abgelegt werden und muss nicht zwangsläufig zum Ablesen angehoben werden. Die Erfindung verkraftet jedoch auch leichte horizontale Bewegungen ohne Weiteres. Sie muss auch nicht festgehalten werden.
  • Vorteilhaft sorgt auch die erfindungsgemäße Öffnung im Einfüllbereich am oberen Ende des Probenaufnahmegeräts dafür, dass keine Halterung bei der Verwendung notwendig ist. Denn es können Prozessflüssigkeiten/Spülflüssigkeiten (wie bspw. ein Laufpuffer oder Lysepuffer) direkt in das aufgesteckte Probenaufnahmegerät (also auf die Testkassette aufgesteckt) von oben in die Öffnung eingefüllt werden. Auch bei relativ starken Zitterbewegungen der Nutzer*innen ist keine Halterung notwendig.
  • Eine Einhandbedienung ist möglich.
  • Denn die Prozessflüssigkeit können bspw. aus gängigen Ampullen treffsicher eingefüllt werden. Aufgrund der Öffnung hin zum Umgebungsdruck (gemeint ist die Öffnung im Einfüllbereich des Probenaufnahmegeräts) kann die Prozessflüssigkeit die Probe, welche sich in der Fritte angesammelt hat, nach unten allein aufgrund des hydrodynamischen Drucks ausspülen. Die Öffnung ist vorteilhaft so ausgestaltet, dass der Kopf einer Ampulle (im Sinne eines "Einhängens" entlang der am Kopf vorhandenen Kante in die Öffnung am Einfüllbereich des Probenaufnahmegeräts) leicht in die Öffnung geführt werden kann und dass vor allem für den Benutzer leicht und sicher zu erkennen ist, wann die Ampulle gedrückt werden kann, damit die Prozessflüssigkeit in den Einfüllbereich des Probenaufnahmegeräts träufelt, und wann noch nicht. Ein versehentliches Danebentropfen wird verhindert.
  • Vorteil ist des Weiteren, dass keine "Überschwemmung" des Teststreifens stattfinden kann.
  • Denn zum einen verhindert die o.a. Öffnung mit der angegebenen Mindestöffnungsbreite ein versehentliches Vorbeilaufen von Prozessflüssigkeiten außen entlang am Probenaufnahmegerät, welche die Testkassette von oben beispielswiese durch die Ableseöffnung fluten würden (wie es beim Einfüllen von Prozessflüssigkeiten im Betrieb, d.h. im zusammengesteckten Zustand zw. Probenaufnahmegerät und Testkassette, passieren könnte).
  • Zum anderen kann auch von unten innerhalb der Testkassette keine Flüssigkeit an der Oberfläche des Teststreifens entlanglaufen, ohne ordnungsgemäß durch das Teststreifenmaterial hindurchgelaufen zu sein. Denn ein eingelegter Teststreifen weist zwangsläufig eine gebogene Form auf (wie in den Fig. 3a und Fig. 3c erkennbar), derart, dass die Flüssigkeit in Laufrichtung des Teststreifens mittels der Kapillarkräfte nach oben steigen muss.
  • Vorteilhaft erlaubt die Öffnung, dass bei nach oben geöffnetem Probenaufnahmegerät die Proben (gegebenenfalls zusammen mit einer Prozessflüssigkeit) von selbst nach unten in die Testkassette ablaufen. Ein Auswringen oder Drücken des Probenaufnahmegeräts (zum Druckaufbau) ist nicht nötig. Auch die Verdrängung mittels des positive-displacement-Prinzips (bspw. wie bei einer Spritze) ist nicht notwendig. Die Probe kann von einer zugefügten Prozessflüssigkeit nach unten gespült werden, lediglich mittels hydrodynamischen Drucks.
    • Bevorzugte Ausführungsformen
  • Bevorzugt handelt es sich bei der zu untersuchenden Probe um eine biologische Probe, ausgewählt aus Blut, Urin, Schweiß und einer Stuhlprobe, besonders bevorzugt Blut.
  • Bevorzugt handelt es sich bei der Öffnung im Einfüllbereich des Probenaufnahmegeräts um eine mit einem Durchmesser von 5-10mm.
  • Besonders bevorzugt weist die Öffnung eine maximale Ausdehnung von 7mm Durchmesser im Falle der kreisrunden Öffnung und im Falle der ovalen Öffnung maximal 7mm Breite auf.
  • Die ovale Öffnung ist ganz besonders bevorzugt so ausgestaltet, dass sie eine Zunge bildet, zum einfachen Festhalten des Probenaufnahmegeräts durch den Benutzer. Die Zunge ist der Bereich (am Probenaufnahmegerät von unten nach oben (in in die Kassette eingesteckter Richtung blickend) beginnend mit der unteren Kante, wo die Öffnung beginnt, bis hin zur oberen Kante an entgegengesetzter Seite, welche das obere Ende der Zunge zum Festhalten darstellt. Die Ampulle kann bspw. auf der unteren Kante der Öffnung abgesetzt werden.
  • Bevorzugt hat die Schnittebene (zur Erzeugung dieser ovalen Öffnung) eine Neigung zur Längsdrehachse des Probenaufnahmegeräts von 25-65°, besonders bevorzugt 30-60°, insbesondere 35-45°.
  • Besonders bevorzugt sind Ausführungen mit ovaler Öffnung.
  • In einer ebenfalls bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Set (bzw. bereits die Testkassette) einen Teststreifen, welcher die erfindungsgemäße Biegung aufweist und demnach unter Biegung so in der Testkassette festgehalten ist, dass er im Probenaufnahmebereich unterhalb der Aufnahme in der Testkassette tiefer liegt als im Testbereich. Maßgeblich für die Biegung sind die erfindungsgemäße erste, hohe Auflage im Testbereich und die zweite tiefe Auflage im Probenaufnahmebereich.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steckverbindung der Testkassette als weibliche Steckverbindung und das Gegenstück am Probenaufnahmegerät als männliche Steckverbindung ausgestaltet (die männliche Steckverbindung passt genau in die weibliche, d.h. es kommt zu einem formschlüssigen Kontakt, wobei eine Drehung entlang der Längsachse des Probenaufnahmegeräts möglich bleibt).
  • "Weibliche Steckverbindung" im Sinne der Erfindung bedeutet eine nach innen weisende (d.h. ins Innere der Testkassette (im Einsatz nach unten) weisende Aufnahme (bspw. als Ausbuchtung). Dementsprechend bedeutet "männliche Steckverbindung" eine Ausstülpung des Probenaufnahmegeräts, wobei im Einsatz diese Ausstülpung formschlüssig aber lösbar oder auch nicht mehr lösbar in die weibliche Aufnahme gesteckt werden kann. Nicht-lösbar umfasst bspw. eine Ausführung, bei der Clips ein selbstständiges Lösen verhindern. Dies ist vorliegend praktikabel, da das erfindungsgemäße Set zum Einmalgebrauch geeignet ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entsprechen beide dem Luer-Lock-System, d.h. sowohl Steckverbindung der Testkassette und auch das Gegenstück am Probenaufnahmegerät sind als Luer-Lock-Steckverbindung ausgestaltet.
  • Das Luer-Lock-System ist ein genormtes, im Stand der Technik bekanntes Verbindungssystem für Infusionen und Injektionen im medizinischen Bereich. Die Dichtung wird dabei durch eine passgenaue kegelstumpfförmige Konstruktion beider Verbindungsteile erreicht, die so ausgeführt sind, dass sie klemmfest ineinandergesteckt werden können, wobei bei der Kegelstumpfform vom sogenannten Luer-Konus gesprochen wird.
  • Bevorzugt weisen beide Steckverbindungen (männliche und weibliche) Arretierungsmittel auf, wie bspw. im Falle von Luer-Lock eine Spirale und eine Wulstkante auf dem Gegenstück.
  • Besonders bevorzugt weist die weibliche Steckverbindung einen Innendurchmesser von >4mm auf, damit der Teststreifen in einer gängigen Abmessung vollständig von der Öffnung, welche die weibliche Steckverbindung aufspannt, überdeckt wird.
  • In einer ebenfalls bevorzugten Ausführung der Erfindung liegt die die erste, hohe Auflage für den Teststreifen im Testbereich 2-5mm (besonders bevorzugt 3-4 mm, oder auch 4-5mm) höher als die zweite, tiefe Auflage im Probenaufnahmebereich (bzw. genauer die oberen Endpunkte der Auflagen, die den Teststreifen von unten berühren). Vorteilhaft eignet sich der dabei ergebende Grad der Biegung des Teststreifens besonders gut, um einerseits ein Fluten des Teststreifens von allen Seiten bei geflutetem Inneren der Testkassette zu verhindern, andererseits aber auch noch ein problemfreies Laufen der Probe im Teststreifen nach oben zu ermöglichen, indem die Kapillarkräfte gerade noch ausreichen. Die Dicke der Testkassette ist mit diesem ausgewählten Bereich noch praktikabel und großtechnisch gut handhabbar.
  • Es ist ebenfalls bevorzugt, wenn im Probenaufnahmebereich der Testkassette neben der Steckverbindung ein Reservoir mit nach außen konisch verjüngenden Seitenwänden vorhanden ist. Denn Vorteil dabei ist, dass, sobald ein eingelegter Teststreifen vollständig mit Flüssigkeit benetzt ist (d.h. so dass der Aufnahmebereich des Teststreifens gesättigt ist), kann ein Zuviel an Flüssigkeit in das Reservoir treten, wobei der durch die konische Form des Reservoirs erzeugte Kapillareffekt (im Vergleich zu einem bspw. rechteckigem Reservoir) dafür sorgt, dass ein Zuviel an Flüssigkeit sich nicht unkontrolliert irgendwo in der Testkassette ausbreitet, sondern gezielt in das Reservoir gezogen wird, aufgrund der durch die konische Verjüngung erzeugten Kapillarwirkung. Besonders vorteilhaft ist ein Winkel jeweils der beiden nach außen konisch verjüngenden Seitenwände zu der daran angrenzenden Längswand (das sind die beiden längeren Seiten eines Rechtecks) des Gehäuses von 92-105°, besonders bevorzugt 94-100°, insbesondere auch 96±2°.
  • Das Reservoir jedenfalls hat sinnvoller Weise einen Zugang zum Inneren der Testkassette, so dass Flüssigkeit aus dem Inneren (insbesondere aus dem Probenaufnahmebereich) in das Reservoir mittels Kapillarkräfte gezogen werden kann.
  • Das Reservoir erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Breite der Testkassette. Die Seitenwände des Reservoirs sind bevorzugt aus dem gleichen Material, wie die Testkassette
  • In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Probeaufnahmegerät ein Spritzgussteil, d.h. es ist einstückig aus einem Teil gegossen (lediglich eine Fritte oder Folie können aus einem anderen Material sein). Das heißt in dieser Ausführungsform ist das Probenaufnahmegerät einstückig und kann dementsprechend leicht hergestellt werden. Eine unter Umständen vorhandene Kapillare ist besonders bevorzugt aus dem gleichen Material, wie das Probenaufnahmegerät selbst, so dass es auch mit der Kapillare im Spritzguss herstellbar ist.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Probeaufnahmegerät am unteren Ende im Bereich des Gegenstücks der Steckverbindung eine Kapillare oder eine Fritte oder eine Folie mit mindestens zwei Nasen.
  • Vorteilhaft ist auch ein erfindungsgemäßes Set mit mindestens zwei solcher unterschiedlich ausgeführter Probenaufnahmegeräte, so dass dieses Set universell einsetzbar ist.
    • Kapillare:
  • Denn eine Kapillare eignet sich für Proben mit wenig Flüssigkeit, wie bspw. einem Blutstropfen, der mittels der Kapillare von unten n das Probenaufnahmegerät aufgenommen wird. Dieser wird später bei der Verwendung, d.h. beim Durchlaufen der gefüllten Kapillare mit Flüssigkeit aus dem oberen Bereich des Probenaufnahmegeräts, stark verdünnt.
    • Fritte:
  • "Fritte" im Sinne der Erfindung ist ein poröses oder filamentöses Material, in dem Kapillarkräfte auf eine Flüssigkeit wirken können und die Flüssigkeit von selbst aufgrund der Kapillarkräfte aufsaugen können. Bevorzugt handelt es sich um ein Material, welches zu weniger als 65Vol-% kompressibel ist, besonders bevorzugt zu weniger als 60Vol-%; insbesondere sogar zu weniger als 10Vol-%, wie beispielweise Glas, Kunststoff oder Keramik ("zu weniger als 65Vol-% kompressibel" heißt, dass das sogenannte "void volume" kleiner als 65Vol-% ist). Es ist auch möglich, dass das Material zu 40-65Vol-% kompressibel ist. Eine Fritte eignet sich für größere Volumina als eine Kapillare. Vorteilhaft kann in der Fritte bereits ein Reaktand für die Probe enthalten oder immobilisiert sein. Beispielsweise kann so auch der pH-Wert der Probe eingestellt bzw. verändert werden. Mittels Funktionalisierung der Fritte ist es möglich, einzelne Stoffe (bspw. rote Blutkörperchen) aus der Probe herauszufiltern. Auch eine Funktionalisierung der Fritte zur Hydrophilisierung ist möglich.
    • Folie mit mindestens zwei Nasen:
  • Im Ausgangszustand im erfindungsgemäßen Set würde in dieser bevorzugten Ausführung die Folie das Probenaufnahmegerät nach unten hin versiegeln. Die Nasen stehen nach außen und unten ab. Beim Zusammenstecken von Probenaufnahmegerät und Testkassette brechen die Nasen ins Innere des Probenaufnahmegeräts und durchstoßen dabei die Folie. Die im Innern des Probenaufnahmegeräts befindliche Flüssigkeit kann dann nach außen treten und nach unten in die Testkassette laufen. Diese Ausführung mit Folie und Nasen eignet sich für SWAP-Tests, bei denen zuerst ein Abstrich in das Probenaufnahmegerät gefüllt wird, danach von oben eine Prozessflüssigkeit zugegeben wird und anschließend erst nach homogener Vermischung die erhaltene Mischung auf den Teststreifen in der Testkassette gelangen darf.
  • Vorteil der Ausführungen mit einer Fritte bzw. Kapillare ist, dass sich diese (beim Aufnehmen der Probe über die Fritte oder Kapillare mittels Aufsetzen/Eintunken des Endes mit der Fritte/Kapillare auf die Probe) nur mit einem bestimmten und konstanten Volumen vollsaugt. Eine darüberhinausgehende Aufnahme von Probe findet nicht statt. Denn die Aufnahme findet lediglich mittels der Kapillarkräfte innerhalb der Fritte/Kapillare statt. Besonders bevorzugt ist demnach eine Ausführung mit Fritte oder Kapillare.
  • Weiterer Vorteil einer Fritte, d.h. eines Filtermaterials, ist, dass damit große Flüssigkeitsvolumina homogen und blasenfrei von unten in das Probenaufnahmegerät aufgesaugt werden und danach nach unten auf die Testkassette aufgegeben werden können. Vorteil des fehlenden Unterdrucks im Innern des Probenaufnahmegeräts bei der Aufnahme der Probe ist, dass ein langsames und damit blasenfreies Aufnehmen möglich ist. Dieses langsame und kontrollierte Aufnehmen ermöglichen die Kapillarkräfte mit der erfindungsgemäßen Öffnung des Probenaufnahmegeräts nach oben hin (Druckausgleich). Denn bei Probenaufnahmegeräten (auch sampling tools gennant) aus dem Stand der Technik, kommt es zwangsläufig bei größeren Volumina (ab ca. 100 µL) zu unkontrolliertem Fließverhalten, was dazu führt, dass kein konstantes Volumen auf den Teststreifen gelangt.
  • Insbesondere beim Unterbrechen der Aufgabe (auf den Teststreifen mittels Druckausübung) kommt es zwangsläufig zu unkontrolliertem Fließverhalten.
  • Die Fritte saugt sich vorteilhaft selbst auf. Materialien, die für eine solche Fritte in Frage kommen, kennt der Fachmann
    In einer besonders bevorzugten Variante der Ausführungen mit Kapillare hat die Kapillare ein inneres Volumen von 1-15µL, d.h. damit lassen sich Proben dieses Volumens aufnehmen.
  • Die Fritte ist bevorzugt 5mm hoch (±1mm, bevorzugt ±0,3mm) und hat 5mm Durchmesser (±1mm, bevorzugt ±0,3mm). Dies entspricht ganz besonders bevorzugt einem Volumen von 0,098cm3, d.h. 98µL.
  • In einer ebenfalls bevorzugten Variante einer Ausführungsform mit Fritte hat diese ein Volumen von 50-100µL.
  • In einer bevorzugten Variante der Ausführung mit Folie und Nasen (die Nasen sind bevorzugt nach außen stehende Nasen) handelt es sich um 3 oder sogar 5 Nasen. Die Nasen sind jedenfalls so ausgebbildet, dass sie beim Einstecken in die Testkassette nach innen und nach oben so umknicken, dass sie einen darüber empfindlichen Boden (bevorzugt aus Kunststoff- oder Aluminiumfolie) durchstechen, so dass eine darüber befindliche Flüssigkeit nach unten hindurchtreten kann. Es ist möglich, an den Nasen Sollbruchstellen vorzusehen, damit ein kontrolliertes Einknicken möglich wird. Denn die abgeknickten Nasen können bspw. durch über oder unter (bevorzugt über) der Folie vorhandene Schlitze stoßen, damit auch die Fläche der Folie, welche von den Nasen durchstoßen wird, immer gleich ist, so dass der anschließende Flüssigkeitsdurchtritt kontrolliert und in reproduzierbarer Menge stattfinden kann. Das heißt bevorzugt befindet sich über den Nasen und oberhalb der Folie im Wandungsmaterial des Probenaufnahmegeräts Schlitze, die an die Form der Nasen so angepasst sind, dass die Nasen beim Abknicken unmittelbar durch die Folie nur im Bereich der Schlitze hindurch die Folie durchstechen. Vorteilhaft ist die zerstörte Folienfläche reproduzierbar immer gleich und damit das Auslaufverhalten reproduzierbar und gleich.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Falle einer zuvor genannten Variante mit Kapillare diese aus Kunstsoff und/oder im Falle einer Fritte diese aus gesintertem Polyethylen (PE), wobei es sich bevorzugt um hydrophilisierte PE-Fritten handelt.
  • In einer weiteren bevorzugten Variante einer Ausführungsform mit Fritte ist unmittelbar über der Fritte ein Boden vorhanden, der an der Unterseite (also zwischen Fritte und Boden) so ausgestaltet ist, dass eine homogene und großflächige Benetzung der Fritte ermöglicht wird, zum Beispiel durch eine spiralförmige oder sternförmige Vertiefung mit mindestens einem Loch in der Mitte der Spirale bzw. des Sterns (wie beispielhaft für die Spiralform in Fig. 6 dargestellt).
  • Vorteil dabei ist, dass die Flüssigkeit aus dem Probenaufnahmegerät durch das Loch hindurchtreten und dann entlang des spiral- bzw. sternförmigen Grabens (das heißt einer nach oben gerichtete Vertiefung) laufen kann und dabei die Fritte möglichst großflächig und homogen benetzt, so dass eine nahezu blasenfreie "Lauffront" am oberen Ende der Fritte entsteht. Damit wird vorteilhaft verhindert, dass die Fritte bei nur punktueller Benetzung eine schiefe Flüssigkeitsfront bildet, die beim Laufen Luftblasen einschließt.
  • Des Weiteren wird damit erreicht, dass eine gleichförmige Durchmischung der in der Fritte befindlichen Probe mit aus der im oberen Bereich des Probenaufnahmegeräts befindlichen Prozessflüssigkeit (bspw. Puffer) gewährleistet wird.
  • In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Testkassette im Testbereich auf der Ober- und der Unterseite sich gegenüberliegend jeweils eine Ableseöffnung auf, was vorteilhaft eine automatische Detektion mittels Durchlichtmessung ermöglicht.
  • Es ist ebenfalls bevorzugt, wenn die Testkassette ein zu den beiden kleinsten Flächen geschlossenes Gehäuse aufweist. Denn damit wird ein seitliches Auslaufen der Testkassette verhindert, was die Benutzung unhandlich und kompliziert machen würde. Die beiden kleinsten Flächen im Sinne der Erfindung betreffen die beiden Stirnseiten der naturgemäß länglichen, rechteckigen Testkassette.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Probenaufnahmegerät eine Mindestlänge von 3cm auf, insbesondere kann es bevorzugt 3-5cm lang sein.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist das Probenaufnahmegerät röhrenförmig.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Probenaufnahmegerät und/oder die Testkassette aus ABS-Kunststoff (Acrylnitril-Butadien-Styrol).
  • Fig. 1 zeigt schematisch das chromatographische Schnelltest-Set mit in die Testkassette eingestecktem Probenaufnahmegerät, wobei durch den Einfüllbereich des Probenaufnahmegeräts Prozessflüssigkeiten zugegeben werden können, welche die Probe nach unten in die Testkassette ausspülen.
  • Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform mit Fritte am unteren Ende des Probenaufnahmegeräts, bei welcher die Probe allein durch Kapillarkräfte aufgenommen wird, so dass ein Zusammendrücken des Probenaufnahmegeräts und anschließendes Aufsaugen mittels Unterdruck nicht nötig ist - eine Öffnung am oberen Ende ist vorgesehen.
  • Die Fig. 3a - 3c zeigen (auszugsweise) eine bevorzugte Ausführung der Erfindung, bei der die Testkassette zwei Ableseöffnungen hat. Der erfindungsgemäß gebogene Teststreifen ist erkennbar. Diese Ausführung hat auch ein Reservoir mit nach außen konisch verjüngenden Seitenwänden am Reservoir zur Aufnahme überschüssiger Flüssigkeit durch Kapillarkräfte.
  • Fig. 4 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Set in einer bevorzugten Ausführung mit Einfüllbereich mit Öffnung an dem Probenaufnahmegerät-
  • Die Fig. 5 zeigt drei verschiedene Ausgestaltungen des unteren Endes des Probenaufnahmegeräts zur Aufnahme der Probe (links a): Fritte mit darüber liegendem Boden, mitte b): Folie mit darunterliegenden Nasen zum Durchbrechen der Folie im Einsatz, rechts c): Kapillare).
  • Fig. 6 zeigt (links: seitlich; rechts: von unten oberhalb der Fritte blickend) für die bevorzugte Ausführung des Probenaufnahmegeräts mit Fritte den über der Fritte gelegenen Bereich mit einer spiralförmigen Vertiefung und einem Loch zum homogenen Auftrag von Flüssigkeiten auf die Fritte, bspw. von Prozessflüssigkeiten auf die mit der zu untersuchenden Probe gesättigten Fritte.
  • Eine bevorzugte Ausführung des Probenaufnahmegeräts mit Kapillare ist in Fig. 7 gezeigt.
  • Die Ausführung mit Folie und Nasen ist in Fig. 8 gezeigt, wobei beim Zusammenstecken von Probenaufnahmegerät und Testkassette die Nasen nach innen durchbrechen und die Folie nach innen durchbrechen, so dass eine Flüssigkeit im Innern des Probenaufnahmegeräts nach unten in die Testkassette fließen kann. Diese Ausführung eignet sich besonders für SWAP-Tests.
  • Für die Realisierung der Erfindung ist es auch zweckmäßig, die vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen, Ausführungsformen und Merkmale der Ansprüche miteinander zu kombinieren.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen eingehender erläutert werden. Das Ausführungsbeispiel soll dabei die Erfindung beschreiben ohne diese zu beschränken.
    • Ausführungsbeispiele
  • Ein Ausführungsbeispiel mit Fritte am unteren Ende des Probenaufnahmegeräts ist in Fig. 2 gezeigt. Die Probe bei welcher die Probe allein durch Kapillarkräfte aufgenommen wird, so dass ein Zusammendrücken des Probenaufnahmegeräts und anschließendes Aufsaugen mittels Unterdruck nicht nötig ist - eine Öffnung am oberen Ende ist vorgesehen.
  • Ein Ausführungsbeispiel mit zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Testkassette liegenden Ableseöffnungen für Durchlichtauswertungen ist (auszugsweise) in den Fig. 3a - 3c gezeigt. Diese Ausführung hat auch ein Reservoir mit nach außen konisch verjüngenden Seitenwänden am Reservoir zur Aufnahme überschüssiger Flüssigkeit durch Kapillarkräfte.
  • Alle Ausführungsbeispiele haben einen Einfüllbereich am Probenaufnahmegerät mit Öffnung, so wie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt.
  • Drei verschiedene Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 5 werden beschrieben mit einer Fritte, einer Folie mit 3 Nasen oder einer Kapillare. Das Ausführungsbeispiel mit Fritte weist auch eine darüber befindliche spiralförmige Vertiefung mit Loch auf, so wie in Fig. 6 gezeigt.
  • In allen Ausführungsbeispielen ist das Material sowohl von Testkassette und Probenaufnahmegerät der Kunststoff ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol). Lediglich die Folie bei dem Beispiel mit Folie und Nasen ist eine Aluminiumfolie und die Fritte im Beispiel mit Fritte ist aus gesintertem Polyethylen.
  • Der Teststreifen ist aus Nitrozellulose.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Testkassette
    100
    Testbereich (zur Chromatographie)
    101
    Probenaufnahmebereich (zur Aufnahme der Probe)
    102
    Steckverbindung (als Aufnahme für das Probenaufnahmegerät)
    103
    Erste, hohe Auflage (für den Teststreifen)
    104
    Zweite, tiefe Auflage (für den Teststreifen)
    105
    Teststreifen
    106
    Reservoir
    107
    Nach außen konisch verjüngende Seitenwände
    108
    Ableseöffnung (der Testkassette)
    109
    Beide kleinsten Flächen des Gehäuses
    2
    Probenaufnahmegerät
    200
    Gegenstück der Steckverbindung
    201
    Einfüllbereich mit einer Öffnung
    202
    Kapillare
    203
    Fritte
    204
    Folie
    205
    Nasen
    206
    Boden (über der Fritte)
    207
    Vertiefung (des Bodens)
    208
    Loch (des Bodens über der Fritte)
    3
    Probe

Claims (12)

  1. Chromatographisches Schnelltest-Set zur Untersuchung einer Probe, umfassend
    • eine Testkassette (1), umfassend einen Testbereich (100) zur Chromatographie und einen Probenaufnahmebereich (101) zur Aufnahme der Probe (3), und
    • ein Probenaufnahmegerät (2) mit einem oberen und einem unteren Ende,
    wobei die Testkassette (1) im Probeaufnahmebereich (101) eine Steckverbindung (102) als Aufnahme für das Probenaufnahmegerät und dieses Probenaufnahmegerät (2) am unteren Ende das Gegenstück (200) dieser Steckverbindung aufweist,
    wobei bei der Testkassette (1) der Testbereich (100) eine erste, hohe Auflage (103) und der Probenaufnahmebereich (101) eine zweite, tiefe Auflage (104) zum Einlegen eines Teststreifens (105) hat, wobei die zweite Auflage (104) tiefer liegt als die erste Auflage (103), so dass der eingelegte Teststreifen (105) gebogen wird und die Probe (3) nach dem Einstecken des Probenaufnahmegeräts (2) aufwärts fließen muss, und
    wobei das Probenaufnahmegerät (2) am oberen Ende einen Einfüllbereich (201) zur Aufnahme einer Prozessflüssigkeit mit einer Öffnung von mindestens 5mm Durchmesser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Probeaufnahmegerät (2) am unteren Ende im Bereich des Gegenstücks (200) der Steckverbindung eine Kapillare (202) oder eine Fritte (203) oder eine Folie mit mindestens zwei Nasen (205) umfasst, wobei die Nasen nach außen und unten abstehen und beim Zusammenstecken von Probenaufnahmegerät und Testkassette (1) brechen die Nasen ins Innere des Probenaufnahmegeräts (2) und durchstoßen dabei die Folie.
  2. Set nach Anspruch 1, umfassend einen Teststreifen (105), welcher unter Biegung so in der Testkassette festgehalten ist, dass er im Probenaufnahmebereich (101) unterhalb der Aufnahme in der Testkassette (1) tiefer liegt als im Testbereich (100).
  3. Set nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Steckverbindung (102) der Testkassette als weibliche Steckverbindung und das Gegenstück (200) am Probenaufnahmegerät als männliche Steckverbindung ausgestaltet ist.
  4. Set nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steckverbindung (102) der Testkassette und das Gegenstück (200) am Probenaufnahmegerät als Luer-Lock-Steckverbindung ausgestaltet ist.
  5. Set nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste, hohe Auflage (103) für den Teststreifen (105) im Testbereich 3-4 mm höher liegt als die zweite, tiefe Auflage (104) im Probenaufnahmebereich.
  6. Set nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im Probenaufnahmebereich (101) der Testkassette neben der Steckverbindung (102) ein Reservoir (106) mit nach außen konisch verjüngenden Seitenwänden (107) vorhanden ist.
  7. Set nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Probeaufnahmegerät (2) ein Spritzgussteil ist.
  8. Set nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei im Falle der Kapillare (202) diese aus Kunstsoff und/oder im Falle der Fritte (203) diese aus gesintertem Polyethylen ist.
  9. Set nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei im Falle der Fritte (203) unmittelbar über der Fritte ein Boden (206) vorhanden ist, der an der Unterseite eine spiralförmige oder sternförmige Vertiefung (207) aufweist mit mindestens einem Loch (208) in der Mitte der Spirale bzw. des Sterns versehen ist.
  10. Set nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Testkassette (1) im Testbereich (100) auf der Ober- und der Unterseite sich gegenüberliegend jeweils eine Ableseöffnung (108) aufweist, welche eine automatische Detektion mittels Durchlichtmessung ermöglicht.
  11. Set nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Testkassette (1) ein zu den beiden kleinsten Flächen (109) geschlossenes Gehäuse aufweist.
  12. Verwendung eines Chromatographischen Schnelltest-Sets nach einem der Ansprüche 1 bis 11 für den Nachweis von Pathogenen, ausgewählt aus Viren, Bakterien, Pilzen und Parasiten, von Biomolekülen, von Biomarkern oder von chemischen Stoffen, jeweils in einer Probe (3).
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