JP6134615B2

JP6134615B2 - 吸収パッド

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Publication number: JP6134615B2
Application number: JP2013181528A
Authority: JP
Inventors: 豪彦塚田; 裕也勝本; 覚嗣川口; 井上　純; 純井上
Original assignee: Aion Co Ltd
Current assignee: Aion Co Ltd
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: JP2015049158A

Description

本発明は、吸収パッドに関し、特にイムノクロマト法による検査キットに好適な吸収パッドに関する。

血液、血清、咽頭拭い液などの体液を検体として用い、簡易に各種疾患の検査を行う方法としてイムノクロマト法がある。同法を用いるイムノクロマトグラフィー用検査キットは、主としてクロマトグラフ媒体（メンブレン）、試料滴下部（サンプルパッド）、標識試薬保持部（コンジュゲートパッド）、及び吸収部（吸収パッド）などで構成されており、抗原抗体反応を利用し、各種疾患の検査を行うものである。

吸収パッドとしては、綿やガラス繊維の不織布、高吸水性繊維等の不織布、親水性繊維中に高吸水性ポリマー粒子を含有させた繊維を用いた不織布等が一般的に用いられている。

特開2009-63482号公報特開2012-189346号公報

上記イムノクロマト法による検査では、疾患の判定を迅速且つ正確に行うことが従来から求められている。迅速且つ正確に判定を行うためには、分析時間の短縮や、クロマトグラフ媒体の判定部の滲みによる判定の曖昧さの解消などが必要である。

このような要求に対し、綿やガラス繊維の不織布からなる吸収パッドは、吸液後の液戻りがあるため、判定部の滲みによる判定の曖昧さを招き、上記要求を必ずしも満足するものではなかった。

また、高吸水性繊維を含む吸収パッドは、液体試料の吸収速度が遅く、規定された反応時間(１０〜１５分間程度)内に液体試料が十分に吸収パッドに吸収されない。このため、クロマトグラフ媒体上に残存した過剰な液体試料により判定部に現れる陽性シグナルが滲んだり、有色の標識物質が十分に回収されないためにバックグラウンドのシグナルが上昇するという問題を有していた。

また、液体試料の吸収速度を速めるため、高吸水性ポリマー粒子をセルロース繊維やパルプ繊維に噴霧した吸収パッドを用いることが検討されている。しかし、このような吸収パッドの場合、繊維密度の均一化や噴霧量の均一化が困難であり、製品間で吸水速度にバラツキが生じ易くなるため、安定した性能を得ることが難しい。

そこで、本発明は、イムノクロマト法による検査キットを用いた疾患の判定を迅速且つ正確に行うことが可能な吸収パッドの提供を目的とする。

本発明は、親水性を有する一体構造のスポンジ体を、イムノクロマト法による検査キットの構成部材である吸収パッドに用いることによって、イムノクロマト法の分析時間の短縮や、正確な疾患の判定を実現するものである。一体構造のスポンジ体は、均一で且つ微細な気孔径を有する連続気孔を内部に形成する単一の構造体であり、連続気孔内に液体を吸収する樹脂多孔質体である。

均一で且つ微細な気孔径を有する連続気孔が内部に形成されたスポンジ体を吸収パッドに用いるので、毛管現象によって液体試料の吸収速度が速くなり、また、液体試料がスポンジ体から逆戻りし難くなる。

スポンジ体の平均気孔径が小さいほど、毛細管現象による液体試料の吸水速度の高速化が促進され、且つ液体試料が逆戻りし難くなることから、スポンジ体の平均気孔径は、後述するプレス加工により１０μｍ以下に縮小されていることが好適である。

従って、イムノクロマト法による検査キットを用いた疾患の判定を迅速且つ正確に行うことができる。

また、吸収パッドが繊維を有さない一体構造のスポンジ体であるので、繊維の脱落による製造環境の悪化が起こらず、検査キットの製造環境をクリーンに維持することができる。

スポンジ体の保水力は、７０％以上が好適であり、スポンジ体の吸水速度は、２．０ｍｇ／ｍｉｎ以上が好適である。

スポンジ体の気孔率が４０％よりも低いと吸収可能な液体試料の量（保水率）が著しく低下し、９５％を超えると実用的強度に乏しいため、スポンジ体の気孔率は、４０％以上９５％以下が好適である。

スポンジ体は、分子鎖にビニルアルコールを持つポリビニルアセタール系樹脂多孔質体であってもよい。

スポンジ体の親水性を高めるための親水化剤として、ノニオン系界面活性剤を用いてもよい。ノニオン系界面活性剤は、スポンジ体を生成する原料に添加してもよく、生成されたスポンジ体に吹き付け等によって付着させてもよい。また、生成されたスポンジ体をノニオン系界面活性剤の溶液（薬液）中に浸漬させることによって、スポンジ体にノニオン系界面活性剤を付着させてもよい。

スポンジ体を気孔生成剤抽出法によって生成してもよい。気孔生成剤抽出法を用いることによって、気孔径のバラツキを抑制することができる。

スポンジ体にプレス加工を施して、スポンジ体を減厚させてもよい。スポンジ体をプレスして減厚することによって、スポンジ体の膨張割合を増大させて、逆戻り防止効果を高めることができる。プレス率（プレスの前後における体積変化率）は、７５％以下（プレス後の体積がプレス前の体積の７５％以下）が好適である。

本発明によれば、イムノクロマト法による検査キットを用いた疾患の判定を迅速且つ正確に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る検査キットを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。各吸収パッドの吸水性能、保水性能、気孔径及び気孔率の測定結果を示す対比表である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る検査キット（イムノクロマトグラフィー用検査キット）１は、検出部材としてのクロマトグラフ媒体（メンブレン）２、採取部材としてのサンプルパッド（試料滴下部）３、標識試薬保持部材（コンジュゲートパッド）４、吸収部材としての吸収パッド５、及び支持部材としてのベース６を備える。検査キット１は、血液、血清、咽頭拭い液などの体液を検体とし、抗原抗体反応を利用して簡易に各種疾患の検査を行うイムノクロマト法に用いられる。

検査キット１は、全体として矩形薄板状であり、ベース６の上面にクロマトグラフ媒体２とサンプルパッド３と試薬保持部材４と吸収パッド５とが貼着されることによって構成される。ベース６は薄肉長板状であり、ベース６の長手方向の中央部分の上面にクロマトグラフ媒体２が重なる。ベース６は、ポリエチレンテレフタラート等の液不透過性の素材であれば特に制限はなく、用途に合わせて適宜選択可能である。

サンプルパッド３は、液体試料の展開方向（移動方向）における上流側（図１中の右側）でベース６の上面に重なる。サンプルパッド３は、ベース６の先端（図１中の右端）からはみ出さない構造であってもよく、はみ出す構造であってもよい。サンプルパッド３は、例えばパルプを含む不織布である。

検出キット１を用いた液体試料中の被検出物質の検出では、サンプルパッド３に液体試料を滴下したり、体液（例えば、涙液、血液等）をサンプルパッド３に直接接触させたりすることによって、液体試料の採取が行われる。サンプルパッド３に吸収された液体試料は、展開方向における下流側（図１中の左側）に毛細管現象により移動し、さらに毛細管現象により標識試薬保持部材４へと移動する。

標識試薬保持部材４は、クロマトグラフ媒体２とサンプルパッド３との間でベース６の上面に重なる。標識試薬保持部材４の下流側端部はクロマトグラフ媒体２の上流側端部の上面に重なり、標識試薬保持部材４の上面にはサンプルパッド３の下流側端部が重なる。

標識試薬保持部材４には、例えば、被検出物質に特異的に結合する抗体を金コロイドで標識した標識試薬が保持されている。標識試薬は、毛細管現象によりサンプルパッド３から移動してきた液体試料中に溶出され、液体試料がさらに下流側に移動する過程で、液体試料中の被検出物質と結合し、結合体を形成する。

標識試薬は、被検出物質と特異的に結合するものであれば特に制限はないが、被検出物質の有無を判定するために特別な装置等を必要とせず、赤い着色を目視により容易に確認できることから、金コロイドで標識されたものであることが好ましい。

クロマトグラフ媒体２は、多孔性のクロマトグラフィー用部材（例えば、ニトロセルロース膜や、酢酸セルロース膜）によって構成される。クロマトグラフ媒体２には、被検出物質に特異的に結合する検出試薬（例えば、上記標識試薬が有する抗体と同一の抗体）が固定されている。検出試薬は、クロマトグラフ媒体２上の検出試薬固定部７において、検出キット１の長手方向に対して垂直な線状に固定されており、上記結合体を捕捉することにより、検出試薬固定部７に赤いラインが現れることとなる。このラインを目視確認することにより、液体試料中に被検出物質が存在することを判定できる。

クロマトグラフ媒体２にはさらに、上記標識試薬に特異的に結合する対照試薬（例えば、上記標識試薬が有する抗体を認識する抗体）が固定されている。対照試薬は、対照試薬固定部８において、検出キット１の長手方向に対して垂直な線状に固定されている。対照試薬固定部８は、クロマトグラフ媒体２上における検出試薬固定部７よりも下流側に位置する。

上記対照試薬が上記標識試薬を捕捉すれば、対照試薬固定部８に赤いラインが現れることになる。このラインを目視確認することにより、対照試薬固定部８まで液体試料が移動したことがわかり、液体試料が検出試薬固定部７を通過したことを判定できる。

吸収パッド５は、親水性を有する一体構造のスポンジ体によって構成される。一体構造のスポンジ体は、均一で且つ微細な気孔径を有する連続気孔を内部に形成する単一の構造体であり、連続気孔内に液体を吸収して膨張する樹脂多孔質体である。

このように、均一で且つ微細な気孔径を有する連続気孔が内部に形成されたスポンジ体を吸収パッド５に用いるので、毛管現象によって液体試料の吸収速度が速くなる。また、液体試料を吸収するとスポンジ体が膨張するので、液体試料が吸収パッド５からクロマトグラフ媒体２に逆戻りし難く、戻り液による判定部（検出試薬固定部７及び対照試薬固定部８）の滲みが抑制され、正確な判定が可能となる。

従って、検査キット１を用いた疾患の判定を迅速且つ正確に行うことができる。

また、吸収パッド５が繊維を有さない一体構造のスポンジ体であるので、繊維の脱落による製造環境の悪化が起こらず、検査キット１の製造環境をクリーンに維持することができる。

本実施形態のスポンジ体は、分子鎖にビニルアルコールを持ち、吸水性及び保水性に優れるポリビニルアセタール系樹脂多孔質素材（ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材）から成る。

ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材は、例えば平均重合度５００〜３０００でケン化度８０％以上のポリビニルアルコール（原料）を一種又はそれ以上混合して水溶液とし、この水溶液に架橋剤としてアルデヒド類、触媒として鉱酸類、及び気孔生成剤として澱粉等を加え、これらの混合液を、所定の型内に注入し、４０〜８０℃で反応させて型から取り出した後、水洗により気孔生成剤等を除去することによって得られる。このように、ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材を、気孔生成剤の抽出によって連続気孔を形成する気孔生成剤抽出法を用いて生成しているので、気孔径のバラツキを抑制することができる。

また、吸収パッド５は、乾燥状態のＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材のブロック体を所定の厚さにスライスし、得られた薄板形状のＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材を型抜き加工等により所定の寸法形状に加工することによって製造される。

ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材の親水性を高める親水化剤として、ノニオン系界面活性剤を用いてもよい。ノニオン系界面活性剤は、ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材を生成する原料に添加（原料となるポリビニルアルコールに予め含有させる等）してもよく、生成されたＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材に吹き付け等によって付着させてもよい。また、生成されたＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材をノニオン系界面活性剤の溶液（薬液）中に浸漬させることによって、ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材にノニオン系界面活性剤を付着させてもよい。

また、ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材としては、その内部組織の気孔率が４０％以上９５％以下、平均気孔径が２０μｍ以下のものが好適である。

気孔率が４０％より小さいと、吸収可能液体試料の量（保水率）が著しく低下し、気孔率が９５％を超えると、実用的強度に乏しく、何れも本用途には適さないためである。また、平均気孔径が２０μｍを超えると、毛細管現象による液体試料の吸水速度の高速化が鈍化し、且つ液体試料が逆戻りし易くなるためである。

上記気孔率とは、乾燥機で十分に乾燥された乾燥状態の直方体のＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材の真体積を乾式自動密度計にて測定し、直方体の見掛け体積と真体積とから、次式（１）にて算出される値である。

気孔率（％）＝（見掛け体積−真体積）／見掛け体積×１００…（１）

また、上記平均気孔径は、ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材の内部組織に存在する複数の気孔の径の平均値である。本実施形態では、水銀ポロシメーター（ユアサ・アイオニクス(株)製、オートスキャン−３３）により測定した気孔径分布曲線において、分布の最頻値に対応する気孔径を平均気孔径と定義している。

ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材としては、吸水速度が２．０ｍｇ／ｍｉｎ以上であって、保水力が７０％以上のものが好適である。吸水速度が２．０ｍｇ／ｍｉｎ未満の場合や、保水力が７０％未満の場合には、疾患の判定を迅速且つ正確に行うことが困難なためである。なお、吸水速度及び保水力の測定方法については後述する。

また、ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材にプレス加工を施して、厚さ方向からのプレスによってスポンジ体を減厚させてもよい。ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材をプレスして減厚することによって、ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材の膨張割合を増大させて、逆戻り防止効果を高めることができる。プレス率（プレスの前後における体積変化率）は、７５％以下（プレス後の体積がプレス前の体積の７５％以下）が好適である。

また、スポンジ体として、ＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材以外の樹脂を用いてもよい。

以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（吸水性能）
図２の対比表に示すように、吸収パッドとして、本発明に係る実施例１，２と、比較例１〜５とを用意し、吸収パッド以外の部材（クロマトグラフ媒体、サンプルパッド、標識試薬保持部材、ベース）を共通の部材とし、吸収パッドのみを相違させて、図１に示すような試験用キットを作成した。試験用キットの幅Ｄは５ｍｍ、試験用キットの全長（ベース６の全長）Ｌ１は７０ｍｍ、クロマトグラフ媒体２の全長Ｌ２は３５ｍｍ、サンプルパッド３の全長Ｌ３は２０ｍｍ、標識試薬保持部材４の全長L４は１０ｍｍ、吸収パッド５の全長Ｌ５は２５ｍｍ、標識試薬保持部材４とクロマトグラフ媒体２との重複範囲の長さＬ６は５ｍｍ、吸収パッド５とクロマトグラフ媒体２との重複範囲の長さＬ７は５ｍｍである。

実施例１，２は、ともに平均気孔径が２０μｍ以下のＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材である。実施例１は、実施例２にプレス加工を施したもの（実施例２は、実施例１のプレス加工を省略したもの）であり、実施例１と実施例２とは、プレスの有無を除いて同じである。実施例１の平均気孔径が７．４８μｍ（１０μｍ以下）であり、実施例２の平均気孔径が１３．３８μｍであることから、実施例１の平均気孔径は、プレス加工によって実施例２の平均気孔径よりも小さくなっている（実施例２の０．５６倍である）ことが判る。

比較例１は、平均気孔径が２０μｍを超えるＰＶＡｔ系樹脂多孔質素材である。比較例１の平均気孔径は６３．６７μｍであり、実施例１の約８．５倍、実施例２の約４．８倍である。

比較例２は、セルロース系繊維素材のろ紙、比較例３は、比較例２と同質のセルロース系繊維素材、比較例４及び比較例５は、ともにガラス繊維素材である。

吸水速度とは、サンプルキットのサンプルパッドに所定量（１００μＬ）滴下された献体抽出液の単位時間（１分）当たりの吸収パッドへの到達重量である。吸収パッド以外の部材が同じであっても、吸収パッドの性能によって吸水速度が相違するため、吸水速度によって吸収パッドの吸水性能（判定時間の長短）を評価することができ、吸水速度が速い（単位時間当たりの到達重量が大きい）ほど迅速な判定が可能となる。

吸水速度の測定では、サンプルキットのそれぞれについて、サンプルパッドに試験用の検体抽出液を１００μＬ（マイクロリットル）滴下し、滴下から１０分間が経過した時に、吸収パッドをベースから取り外して重量（乾燥前重量）Ａ１を測定し、吸収パッドを温度６０℃の乾燥機内にて１２時間乾燥した後、重量（乾燥後重量）Ａ２を測定した。

乾燥前重量Ａ１と乾燥後重量Ａ２と展開時間（１０分間）とから、次式（２）にて吸収速度（ｍｇ／ｍｉｎ）を算出した。

吸収速度＝（乾燥前重量Ａ１−乾燥後重量Ａ２）／展開時間…（２）

各実施例及び比較例の乾燥前重量Ａ１及び乾燥後重量Ａ２の測定結果と吸水速度の算出結果とを図２の対比表に示す。図２から明らかなように、実施例１の吸水速度は、比較例の中で吸水速度が最も速い比較例４よりも速く、何れの比較例よりも実施例１の吸水性能が優れていることが判る。また、実施例２の吸水速度は、吸水速度が比較的速い比較例２，３と同等であり、実施例２も優れた吸水性能を有することが判る。また、比較例１，５の吸水速度は、実施例２よりも顕著に遅く、実施例２よりも吸水性能が悪いことが判る。また、実施例１の吸水速度が２．２１０ｍｇ／ｍｉｎであり、実施例２の吸水速度が１．１７０ｍｇ／ｍｉｎであることから、実施例１の吸水速度は、実施例２の約２倍に速まっていることが判る。すなわち、プレス加工により平均気孔径が約半減すると、吸水速度が約２倍に速まることが判る。

（保水性能）
保水力とは、内部に含んだ液体のうち所定時間放置した後も外部へ流出せずに内部に残存する液体の重量％であり、保水力によって吸収パッドの保水性能（液戻りのし難さ）を評価することができ、保水力（％）が高いほど液戻りし難く、正確な判定が可能となる。

保水力の測定では、上記実施例１，２及び比較例１〜５のそれぞれについて、所定形状（縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×所定厚）のサンプルを作成し、作成したサンプルの重量（乾燥重量）Ｗ１を測定し、温度２０℃の水中にサンプルを沈め、１０分間真空引きを行って内部まで水を浸透させた後、サンプルを水中から引き上げて重量（静置前重量）Ｗ２を測定した。次に、温度２０℃の水中にサンプルを再び沈め、１０分間真空引きを行って内部まで水を浸透させた後、サンプルを水中から引き上げ、ろ紙（定量分析用Ｎｏ．５Ｂ、アドバンテック社製）上に所定時間（５分間）静置した後に重量（静置後重量）Ｗ３を測定した。

乾燥重量Ｗ１と静置前重量Ｗ２とから、次式（３）にて初期吸水量Ｂ１を算出し、乾燥重量Ｗ１と静置後重量Ｗ３とから、次式（４）にて静置後吸水量Ｂ２を算出し、初期吸水量Ｂ１と静置後吸水量Ｂ２とから、次式（５）にて保水力を算出した。

初期吸水量Ｂ１＝静置前重量Ｗ２−乾燥重量Ｗ１…（３）
静置後吸水量Ｂ２＝静置後重量Ｗ３−乾燥重量Ｗ１…（４）
保水力（％）＝静置後吸水量Ｂ２／静置前吸水量Ｂ１×１００…（５）

各実施例及び比較例の静置前吸水量Ｂ１及び静置後吸水量Ｂ２、並びに保水力の算出結果を図２の対比表に示す。図２から明らかなように、実施例１，２の保水力は、比較例１〜５に比べて著しく高く、保水性能が極めて優れていることが判る。また、実施例１と実施例２とを比較すると、プレス加工によって保水力が高まることが判る。

なお、本発明は、一例として説明した上述の実施形態、及びその実施例に限定されることはなく、上述の実施形態等以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

１…検出キット、２…クロマトグラフ媒体（検出部材、メンブレン）、３…サンプルパッド（採取部材、試料滴下部）、４…標識試薬保持部材（コンジュゲートパッド）、５…吸収パッド（吸収部材）、６…ベース（支持部材）

Claims

イムノクロマト法による検査キットの構成部材として用いられる吸収パッドであって、
親水性を有する一体構造のスポンジ体であり、
前記スポンジ体は、プレス加工されたポリビニルアセタール系樹脂多孔質素材から成り、
前記スポンジ体の気孔率は、４０％以上９５％以下であり、
前記スポンジ体の平均気孔径は、前記プレス加工により１０μｍ以下に縮小されている
ことを特徴とする吸収パッド。
請求項１に記載の吸収パッドであって、
前記スポンジ体の保水力が７０％以上である
ことを特徴とする吸収パッド。
請求項１又は請求項２に記載の吸収パッドであって、
前記スポンジ体の吸水速度が２．０ｍｇ／ｍｉｎ以上である
ことを特徴とする吸収パッド。
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の吸収パッドであって、
前記スポンジ体は、プレス前に対する体積変化率が７５％以下となるように前記プレス加工によって減厚されている
ことを特徴とする吸収パッド。