DE1153920B

DE1153920B - Diagnostic agent for the determination of ketone compounds in body fluids

Info

Publication number: DE1153920B
Application number: DEM39239A
Authority: DE
Inventors: Dale Edwin Fonner; John Rebar
Original assignee: Miles Laboratories Inc
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1957-10-21
Filing date: 1958-10-09
Publication date: 1963-09-05
Also published as: BE572252A; NL231865A; IT596967A; FR1206424A; GB875609A; NL95788C; CH392108A

Description

Die Erfindung betrifft ein neues und verbessertes diagnostisches Mittel und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein diagnostisches Mittel in Form eines getränkten aufsaugenden Streifens, welches zum qualitativen Nachweis und zur quantitativen Bestimmung von Ketonverbindungen in Körperflüssigkeiten, und zwar insbesondere von Acetessigsäure im Harn, dient.The invention relates to a new and improved diagnostic agent and method of manufacture same. In particular, the invention relates to a diagnostic agent in the form of an impregnated absorbent strip, which is used for qualitative detection and quantitative determination of ketone compounds in body fluids, especially acetoacetic acid in urine, serves.

Beim Fettmetabolismus werden Aceton- und Ketonverbindungen als normale Zwischenprodukte betrachtet, die dann zu Kohlendioxyd und Wasser oxydiert werden. Zu den Ketonverbindungen gehören Aceton, Acetessigsäure (/J-Ketobuttersäure oder Diessigsäure) und ^-Oxybuttersäure. Unter normalen Umständen erscheinen keine wesentlichen Mengen dieser Ketonverbindungen im Harn. Im Falle eines zu starken Fettmetabolismus sammeln sich jedoch die als Zwischenprodukte auftretenden Acetonverbindungen im Blut an und werden mit dem Harn in verschiedenen Mengen ausgeschieden. Bei Diabetes mellitus findet ein solcher übermäßig starker Fettmetabolismus statt, und viele Symptome dieser Krankheit können der toxischen Wirkung der Acetonverbindungen zugeschrieben werden. Der Arzt kennt den Wert von Prüfungen auf Acetonverbindungen im Harn bei Diabetes mellitus. Acetonverbindungen kommen auch bei anderen bekannten Störungen des Metabolismus im Harn vor, und auch in diesen Fällen ist es wichtig, Prüfungen auf diese Stoffe durchzuführen. In fat metabolism, acetone and ketone compounds are considered normal intermediates, which are then oxidized to carbon dioxide and water. The ketone compounds include Acetone, acetoacetic acid (/ J-ketobutyric acid or diacetic acid) and ^ -oxybutyric acid. Substantial amounts do not appear under normal circumstances of these ketone compounds in the urine. In the case of excessive fat metabolism, however, the Acetone compounds occurring as intermediate products in the blood and are excreted with the urine in various Quantities excreted. Such an excessive fat metabolism occurs in diabetes mellitus instead, and many symptoms of this disease may be due to the toxic effects of the acetone compounds can be attributed. The doctor knows the value of tests for acetone compounds in the urine in diabetes mellitus. Acetone compounds are also used in other known metabolic disorders in the urine, and in these cases too it is important to carry out tests for these substances.

Zum Nachweis von Acetonverbindungen im Harn hat man bereits die verschiedensten Reagenzien und Methoden vorgeschlagen.For the detection of acetone compounds in the urine, a wide variety of reagents and Methods suggested.

So verwendete man z. B. ein lösliches Nitroprussid zusammen mit einem alkalischen Stoff, der in den meisten Fällen den p_H-Wert des Reagenzgemisches auf 9,5 oder darüber hält. Wenn man solche festen Gemische in Lösung bringt und saugfähige Streifen oder Stifte darin eintaucht usw., so erhält man im Hinblick auf eindeutige Reaktionsfähigkeit kein brauchbares trockenes diagnostisches Mittel. In den meisten Fällen wird das Nitroprussid so weit zerstört, daß nur eine unbedeutende oder gar keine Reaktion mit Acetessigsäure eintritt. Es wurde auch versucht, das Alkali gesondert auf Stifte oder Streifen aufzubringen; diese Erzeugnisse verderben jedoch rasch an der Luft.So you used z. B. a soluble nitroprusside together with an alkaline substance which, in most cases the _pH value of the reagent mixture to 9.5 or keeps it. Bringing such solid mixtures into solution and dipping absorbent strips or pens, etc., does not provide a useful dry diagnostic agent in terms of definite reactivity. In most cases, the nitroprusside is destroyed to such an extent that little or no reaction with acetoacetic acid occurs. Attempts have also been made to apply the alkali separately to pencils or strips; however, these products spoil quickly in the air.

Ein anderes Testgemisch, bei welchem ein wasserlösliches Nitroprussid (Natriumnitroprussid), eine aliphatisch^ Aminosäure (z. B. Glycerin), und Dinatriumphosphat zu einem trockenen diagnostischen Diagnostisches MittelAnother test mixture in which a water-soluble nitroprusside (sodium nitroprusside), a aliphatic ^ amino acid (e.g. glycerin), and disodium phosphate to a dry diagnostic Diagnostic means

zur Bestimmung von Ketonverbindungenfor the determination of ketone compounds

in Körperflüssigkeitenin body fluids

Anmelder:Applicant:

Miles Laboratories, Inc.,
Elkhart, Ind. (V. St. A.)Miles Laboratories, Inc.,
Elkhart, Ind. (V. St. A.)

Vertreter: E. MaemeckeRepresentative: E. Maemecke

und Dr. W. Kühl, Patentanwälte,and Dr. W. Kühl, patent attorneys,

Hamburg 36, Esplanade 36 aHamburg 36, Esplanade 36 a

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. Oktober 1957 (Nr. 691156)Claimed priority:
V. St. v. America October 21, 1957 (No. 691156)

Dale Edwin Fonner und John Rebar,Dale Edwin Fonner and John Rebar,

Elkhart, Ind. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt wordenElkhart, Ind. (V. St. A.),
have been named as inventors

Mittel (Tablette) vereinigt sind, wurde bereits besprachen. Means (tablet) are combined, has already been discussed.

Eine Verbesserung dieses Testgemisches in Tablettenform durch Zusatz von Lactose und ähnlichen Zuckern ist bekannt.An improvement of this test mixture in tablet form by adding lactose and the like Sugaring is known.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung dieses Standes der Technik, und zwar enthält das Testgemisch gemäß der Erfindung außer den Bestandteilen eines wasserlöslichen Nitroprussids, eines sekundären Phosphates und einer Aminosäure, die für den Nachweis von Ketonverbindungen bereits bekannt sind, zusätzlich noch ein primäres Phosphat; dabei soll das diagnostische Mittel die Form eines aufsaugenden Streifens oder Stiftes besitzen. Die Vorteile eines diagnostischen Mittels in dieser Form liegen auf der Hand: Leichtigkeit und Einfachheit des Prüfverfahrens; kein Bedarf an Ausrüstungsgegenständen zur Durchführung der Prüfung; leichte Beseitigung der Prüfvorrichtung; Schnelligkeit des Prüfverfahrens usw.The present invention aims to further improve this prior art contains the test mixture according to the invention in addition to the components of a water-soluble nitroprusside, a secondary phosphate and an amino acid, which are already used for the detection of ketone compounds are known, in addition, a primary phosphate; the diagnostic agent should take the form of a own absorbent strip or pen. The advantages of a diagnostic agent reside in this form Obvious: ease and simplicity of the test procedure; no need for equipment to carry out the examination; easy elimination of the test device; Speed of the test procedure etc.

Das erfindungsgemäße diagnostische Mittel bietet gegenüber den bekannten Testgemischen in Tablettenform den Vorteil, daß es zur Durchführung des Testes nicht in einer bestimmten Menge der zu untersuchen-The diagnostic agent according to the invention offers compared to the known test mixtures in tablet form the advantage that to carry out the test there is not a certain amount of the

309 670/245309 670/245

den Flüssigkeit in Lösung gebracht zu werden, sondern nur in die Flüssigkeit eingetaucht zu werden braucht. Durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird im Vergleich mit den obengenannten bekannten Teststreifen oder -stiften die Haltbarkeit sowie die Geschwindigkeit und die Dauerhaftigkeit der Farbreaktion gewährleistet. Die erfindungsgemäßen Streifen oder Stifte sind chemisch beständig, so daß Temperatur- oder Wetteränderungen keinen nachteiligen Einfluß auf ihre Haltbarkeit-haben. Ferner stellt sich bei ihnen im Falle einer positiven Reaktion eine deutlich sichtbare Farbe bereits nach 15 bis 30 Sekunden ein, und diese Farbe bleibt 15 bis 30 Minuten oder sogar noch länger bestehen. Die erfindungsgemäßen diagnostischen Streifen oder Stifte eignen sich daher besonders zur Durchführung einfacher, rascher, genauer und empfindlicher Untersuchungen zur Bestimmung von Ketonen in Körperflüssigkeiten durch ungeschultes Personal.the liquid to be brought into solution, but only to be immersed in the liquid needs. The composition according to the invention is compared with the above-mentioned known Test strips or pens determine the durability as well as the speed and durability of the Color reaction guaranteed. The strips or pins according to the invention are chemically resistant, so that Changes in temperature or weather have no adverse effect on their durability. Further In the event of a positive reaction, they will have a clearly visible color after 15 to 30 seconds and that color will last for 15 to 30 minutes, or even longer. The invention diagnostic strips or pens are therefore particularly suitable for carrying out simple, faster, more accurate and more sensitive examinations for the determination of ketones in body fluids by untrained staff.

Das erfindungsgemäße diagnostische Mittel zum Nachweiß von Ketonverbindungen in Körperflüssigkeiten ist dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem für Trockenreagenzien bekannten aufsaugenden Träger besteht, der mit einer Lösung eines wasserlöslichen Nitroprussids, eines primären Phosphates und einer Aminoessigsäure imprägniert ist, wobei die Bestandteile mengenmäßig so eingestellt sind, daß die Lösung einen p_H-Wert im Bereich von 6,5 bis 7,5 aufweist.The diagnostic agent according to the invention for the detection of ketone compounds in body fluids is characterized in that it consists of an absorbent carrier known for dry reagents, which is impregnated with a solution of a water-soluble nitroprusside, a primary phosphate and an aminoacetic acid, the components being set in terms of quantity that the solution has a _pH value in the range of 6.5 to 7.5.

Beispiel
Zusammensetzungexample
composition

1,0 % Natriumnitroprussid,
56,5% Dinatriumphosphat,
16,0 % Glycin (Aminoessigsäure),
26,5 % Mononatriumphosphat.1.0% sodium nitroprusside,
56.5% disodium phosphate,
16.0% glycine (aminoacetic acid),
26.5% monosodium phosphate.

Es wurde gefunden, daß man ein zufriedenstellendes Erzeugnis erhält, welches noch mit einer Menge von 5 mg Acetessigsäure je 100 ecm Harn Reaktionen gibt, wenn der p_H-Wert des Gemisches auf einen Bereich von 6,5 bis 7,5 eingestellt wird. Arbeitet man bei einem stärker sauren p_H-Wert, z. B. bei p_H 6,0, so erhält man innerhalb einer annehmbaren Zeitdauer auch dann eine negative Reaktion, wenn der Harn beträchtliche Mengen an Acetessigsäure enthält. Macht man das Gemisch andererseits stärker alkalisch, so findet eine ziemlich rasche Zersetzung des Nitroprussids statt, und die Stifte oder Streifen nehmen nach dem Eintauchen, Trocknen usw. eine sehr dunkle Farbe an und gestatten nur noch den Nachweis von sehr großen Mengen an Acetessigsäure. Dies ergibt sich aus der folgenden Tabelle:It has been found that when the _pH value of the mixture is adjusted to a range of 6.5 to 7.5 to obtain a satisfactory product, which is still in an amount of 5 mg per 100 cc of urine acetoacetic acid reactions. Is carried out at a more acidic _pH value, z. B. at _pH 6.0, is obtained within a reasonable time period even a negative reaction when the urine contains significant quantities of acetoacetic acid. On the other hand, if the mixture is made more alkaline, the nitroprusside decomposes rather quickly, and the sticks or strips take on a very dark color after immersion, drying, etc., and only permit the detection of very large amounts of acetoacetic acid. This can be seen from the following table:

Zusammensetzung in GewichtsprozentComposition in percent by weight

22 Versuch Nr.Attempt no. 44th 55 39,839.8 ³³ 76,676.6 77,277.2 30,730.7 50,550.5 56,956.9 3,33.3 2,72.7 38,038.0 9,19.1 26,426.4 19,119.1 19,319.3 30,730.7 0,60.6 15,915.9 1,01.0 0,80.8 0,60.6 6,56.5 0,80.8 7,57.5 7,77.7 6,06.0 gutWell 6,86.8 gutWell keineno keineno gutWell

Dinatriumphosphat ..
MononatriumphosphatDisodium phosphate ..
Monosodium phosphate

Glycinphosphat Glycine phosphate

Natriumnitroprussid ...Sodium nitroprusside ...

Ph Ph

Reaktion reaction

Die aus den Lösungen der Versuche Nr. 1 bis 5 hergestellten Streifen wurden routinemäßig mit einem Harn geprüft, der 15 mg Acetessigsäure je 100 ecm enthielt. Die Streifen der Versuche Nr. 1 und 5 waren unbefriedigend. Die Streifen der Versuche Nr. 2 bis 4 waren zufriedenstellend, besaßen helle Farbe und gaben einen positiven Test in 30 Sekunden. Die Streifen des Versuchs Nr. 3 mit einem p_H-Wert von 6,8 waren die besten.The strips produced from the solutions from experiments No. 1 to 5 were routinely tested with urine containing 15 mg acetoacetic acid per 100 ecm. The strips from Trials 1 and 5 were unsatisfactory. The strips from Trials Nos. 2-4 were satisfactory, light in color, and gave a positive test in 30 seconds. The strips of the experiment no. 3 having a _pH value of 6.8 were the best.

Es besteht eine Beziehung zwischen dem Feststoff- und Wassergehalt des Gemisches und der Menge des Mittels, die nach dem Eintauchen auf dem Stift oder Streifen haftenbleibt. Je weniger Wasser vorhanden ist, desto zähflüssiger wird das Gemisch und eine desto größere Menge bleibt nach dem Eintauchen an dem Stift oder Streifen haften. Auch die Temperatur des Gemisches spielt eine Rolle, da das Gemisch bei einer gegebenen Feststoffkonzentration bei 29,5° C zähflüssiger ist als beispielsweise bei 33 bis 35° C. Der Test verläuft etwas besser, wenn man öo einen Überschuß an Dinatriumphosphat in eine Lösung des Mononatriumphosphats einrührt, dann das lösliche Nitroprussid zusetzt und das Gemisch auf etwa 33° C hält. Das gleiche Gemisch kann jedoch auch bei 29° C oder niedrigerer Temperatur verwendet werden und liefert dabei immer noch ein zufriedenstellendes Erzeugnis. Der Unterschied liegt nur in der Wirtschaftlichkeit der Herstellung.There is a relationship between the solids and water content of the mixture and the amount of Agent that sticks to the stick or strip after immersion. The less water there is is, the more viscous the mixture and the greater the amount that remains after immersion stick to the pen or strip. The temperature of the mixture also plays a role as that Mixture is more viscous at a given solids concentration at 29.5 ° C than, for example, at 33 up to 35 ° C. The test goes a little better if you öo Stir an excess of disodium phosphate into a solution of the monosodium phosphate, then the soluble nitroprusside is added and the mixture is kept at about 33 ° C. However, the same mixture can can also be used at 29 ° C or lower and still gives a satisfactory one Product. The only difference lies in the cost-effectiveness of production.

Die oben angegebenen Zusammensetzungen entsprechen den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung. Innerhalb gewisser Grenzen können jedoch Mengen und Zusammensetzung der Bestandteile abgeändert werden. So kann man z. B. an Stelle der Natriumsalze Kaliumsalze verwenden. Die Erfindung ist innerhalb der folgenden Grenzen ausführbar:The compositions given above correspond to the preferred embodiments of FIG Invention. Within certain limits, however, the quantities and composition of the constituents be modified. So you can z. B. use potassium salts instead of sodium salts. The invention can be carried out within the following limits:

Natriumnitroprussid 1,0 bis 5,0%Sodium nitroprusside 1.0 to 5.0%

Dinatriumphosphat 40,0 bis 76,0%Disodium phosphate 40.0 to 76.0%

Mononatriumphosphat ... 3,0bis51,5%Monosodium phosphate ... 3.0 to 51.5%

Glycin 10,0 bis 25,0%Glycine 10.0 to 25.0%

Ph 6,5 bis 7,5%Ph 6.5 to 7.5%

Verfahren zur HerstellungMethod of manufacture

Das Mononatriumphosphat wird in Wasser gelöst. Das feinzerkleinerte Dinatriumphosphat wird gründlich mit dem Glycin gemischt. Das Mischen erfolgt durch wiederholtes Durchsieben oder mittels eines mechanischen Mischers. Dann wird das Gemisch in einem 4-1-Becherglas unter raschem Rühren mit der Mononatriumphosphatlösung versetzt. Hierauf wird das Becherglas in ein Eisbad gestellt und auf Raumtemperatur oder etwas darüber gekühlt.The monosodium phosphate is dissolved in water. The finely ground disodium phosphate becomes thorough mixed with the glycine. Mixing is done by repeated sieving or by means of a mechanical mixer. Then the mixture is poured into a 4-1 beaker while stirring rapidly with the Added monosodium phosphate solution. The beaker is then placed in an ice bath and brought to room temperature or chilled a little over it.

Dann wird das Natriumnitroprussid in Wasser gelöst und unter Rühren zu der gekühlten Lösung hinzugefügt. Das nach der obigen Vorschrift erhaltene Gemisch ist eine Suspension von teilweise hydati-Then the sodium nitroprusside is dissolved in water and added to the cooled solution with stirring added. That obtained according to the above prescription Mixture is a suspension of partially hydrated

siertem Dinatriumphosphat in einem Medium, welches aus den in Wasser gelösten übrigen Bestandteilen besteht.sated disodium phosphate in a medium which is composed of the remaining components dissolved in water consists.

Aufsaugende Streifen, wie in schmale Streifen geschnittenes Filterpapier, kleine Holzstäbchen oder ähnliches Material, werden dann bis zu einer Tiefe von 6,5 bis 13 mm in die Lösung getaucht. Nach dem Trocknen in einem warmen Ofen sind die Stifte gebrauchsfertig. Dieses diagnostische Mittel in Stiftform gibt innerhalb 30 bis 60 Sekunden als positive Reaktion eine Lavendelfarbe, wenn es mit Harn oder anderen Körperflüssigkeiten in Berührung kommt, die bis herab zu 5 mg Acetessigsäure je 100 ecm enthalten. Fällt der Test negativ aus, so erscheint die charakteristische Lavendelfarbe nicht, sondern die Stifte bleiben praktisch farblos.Absorbent strips, such as filter paper cut into narrow strips, small wooden sticks or similar material, are then immersed in the solution to a depth of 6.5 to 13 mm. To After drying in a warm oven, the pens are ready to use. This diagnostic tool in pen form gives a lavender color as a positive reaction within 30 to 60 seconds when urine or comes into contact with other body fluids that contain as little as 5 mg acetoacetic acid per 100 ecm. If the test is negative, the characteristic lavender color does not appear, but the Pens remain practically colorless.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Diagnostic agent for the detection of ketone compounds in body fluids, data carried in that it consists of a dried reagents known absorbent carrier is impregnated with a solution of a water soluble nitroprusside, a primary phosphate, a secondary phosphate and an amino acetic acid, wherein the Components are set in terms of quantity so that the solution has a p _n value in the range from 6.5 to 7.5.

2. Diagnostic agent for the detection of ketone compounds in body fluids according to claim 1, characterized in that the carrier is impregnated with a solution which contains 1.0 to 5.0 percent by weight of a water-soluble nitroprusside, 40.0 to 76.0 percent by weight of a primary phosphate , 3.0 to 51.5 per cent by weight of a secondary phosphate and 10.0 to 25.0 weight percent of an aminoacetic acid and having a _pH value in the range of 6.5 to 7.5.

3. Diagnostic agent for the detection of ketone compounds in urine according to claim 1 and 2, characterized in that the carrier is impregnated with a solution containing about 1.0 weight percent sodium nitroprusside, about 56.5 weight percent disodium phosphate, about 16.0 weight percent aminoacetic acid and contains about 26.5 percent by weight of monosodium phosphate and having a _pH value in the range of 6.5 to 7.5.

4. A diagnostic agent according to claim 3, characterized in that the _pH value of the solution is 6.8.

5. A method for the preparation of a diagnostic agent for the detection of ketone compounds in body fluids according to claim 1, characterized in that 40.0 to 76.0 percent by weight of disodium phosphate is mixed uniformly with 10.0 to 25.0 percent by weight, the mixture with stirring with a Solution of 3.0 to 51.5 percent by weight of monosodium phosphate are added, the mixture is then cooled to 33 to 34.5 ° C., a solution of 1.0 to 5.0 percent by weight of sodium nitroprusside is added to the cooled mixture with stirring, so that a obtained solution of a _pH value between 6.5 and 7.5, the solution with stirring at a temperature from 33 to 34.5 ° C holds, into the cooled solution with stirring an absorbent carrier and the carrier is immersed after immersion dries at a temperature in the range of 71 to 82 ° C.

Considered publications:
U.S. Patents Nos. 2186 902, 2509140,
577 978.