JPH0519658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体を試料とし、その中のアナライト
（分析目標成分）を定量する平板状の一体型多層
分析要素に関する。

〔従来技術〕

平板状、シート状またはフイルム状の分析要素
は、分析試薬や必要操作の一部をドライの形で要
素中に組込んだ構造のもので、液体試料をその上
に付着させることによつて簡便迅速に液体試料中
のアナライトを分析できものである。平板状の分
析要素の中には、その構造が単層のもので、試薬
を担持する層の構造材料として紙を用いるもの
（特公昭36−4198）、メンブランフイルターを用い
るもの（米国特許3607093）、などがある。

単なる積層や剥離を前提とした平板状の非一体
型の（すなわち層相互が層間で接着されていな
い）多層分析要素としては、層の構造材料として
ガラスフイルターやメンブランフイルターを用い
るもの（特開昭49−11395）、２枚の紙や網を用
いるもの（特開昭54−151096、米国特許3526480）
などがある。

かかる単層又は単なる積層型多層の平板状分析
要素は半定量用としては充分に性能を発揮してい
るが、定量用としては、信頼性を確保するための
工夫がなされていない。

複数の層を配置し、各層間は実質的に隙間がな
いように密着させ接着して定量性能を確保する形
式の平板状の一体型多層分析要素が、特公昭53−
21677、特開昭55−164356、特開昭58−155100等
に開示されている。これらは透明支持体の片側に
微多孔性展開層と機能層（非多孔性層）が多層状
に配置され、各種はもはや剥離できない状態で一
体化されている。微多孔性展開層（以下、単に展
開層ということがある。）は最外側、即ち最上層
に位置して液体試料が付着供給される層で、受容
した液体試料の展開作用、即ち試料容量にほぼ比
例して液が広がる、換言すれば単位面積当りほぼ
一定量の試料が分布するように、付着供給された
液体試料を拡げる作用をする層で、展延層又は計
量（メータリング）層とも呼ばれ、この層によつ
て展開された液体試料は直ちに下層に位置する機
能層に均一に（単位面積当りほぼ一定量の試料が
分布するように）供給される。

上記の記載において機能層とは試薬層、反応
物、検出層、光遮蔽層、光反射層、過層、半透
膜層、バリヤ層、トラツプ層、吸水層、前処理
層、マイグレーシヨン防止層、その他多くの種類
があり、分析に必要な試薬や機能を受け持つ非多
孔性の層である。展開層も機能層も一層一機能の
場合と、一層多機能の場合とがある。たとえば展
開層が分析試薬の一部を含んでいて、試薬層を兼
ねる事もある。

各層をある厚みで構築するための構造材料とし
て、展開層はメンブランフイルター、織物、編
物、紙などの具体的に空隙のある自己支持性の
微多孔性シートが一般的であり、機能層はゼラチ
ン、ポリビニルアルコール、寒天のような親水性
ポリマー、セルロース誘導体、多元重合体のよう
な疏水性ポリマーなどの如き半透膜性のものが一
般的である。

この一体型多層分析要素の中には、分析試料と
して全血を直接にその上に付着供給して、分析が
できる形式のものがある。第４図は、全血試料分
析用の一体型多層分析要素の基本形である。全血
試料Ｗを展開層１上に滴状にして付着供給させる
（以下点着という。）と、そこで全血の展開が行な
われる。展開層は全血中の赤血球の大部分は捕捉
するが、完全に去することは難しく、赤血球の
一部分を含んだ血漿が光反射層７の上面に矢印の
如く到達する。光反射層７は、白色顔料を含んだ
半透膜性のものであるので、ここで赤血球は完全
に過され、然もその色の遮蔽される。光反射層
は通つた試料液は透明支持体４上の試薬層３に進
入し、ここで発色反応が行なわれ、その発色光学
濃度が側光用光源と側光機構（図示せず）により
反射側光方式で測定される。

この全血用一体型多層分析要素の欠点は定量対
象のアナライトが脂質や特に高分子物である場合
には適応できない点である。即ち第４図中の光反
射層が半透膜であるために、高分子アナライトは
この層を通過できず、従つて、該薬層に到達でき
ないので分析不可能になつてしまう。しかし、光
反射層を除去してしまうと赤血球の色遮蔽ができ
ず反射側光に支障が出る。そこで光反射層として
高分子物が通過できる微多孔性シートは用いれば
よい事は当然予想される。しかし上にある展開層
も微多孔性シートであるので、二つの微多孔性シ
ートは密着一体化し、然も試料液の通過が円滑で
あるように、接着させる技術が未知であつたた
め、現在まで二つの微多孔性シートを密着一体化
して全血を直接試料とし、その中の高分子アナラ
イトを定量できる一体型多層分析要素は出現して
いない。

本発明者等はこの点に着目し、実験を重ねた結
果、二つの微多孔シートの面と面の接着一体化に
際し、２枚の多孔性シートの間に接着剤が全面で
はなく、部分的に、すなわち網点状、網状（交叉
線状）、並列線状または砂目状（不規則形状又は
不定形状）に配置された形式のものを一体型多層
分析要素の層として採用すればよい事がわかり本
発明に到達した。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、平板状の一体型多層分析要素
において、展開層のすぐ下に高分子アナライトが
通過できて、しかも色も遮蔽する機能の微多孔性
構造の自己支持性のあるシート材料製光反射層を
組込む方式により、全血を直接に試料とすること
ができる一体型多層分析要素及びその製法を提供
することである。

〔発明の構成〕

本発明は、複数の層を有する一体型多層分析要
素において、前記の層のうち相接する少なくとも
２層が微多孔性シート状材料からなり、前記微多
孔性シート状材料は、その相接する二面の間に網
点状、交叉線状、並列線状または砂目状に配置さ
れた接着剤によつて実質的に密着され、一体化さ
れていることを特徴とする液体試料定量用平板一
体型多層分析要素からなる。

なお、本発明において、『微多孔性状シート』
とは、『蛋白質などの生体高分子が透過できる透
孔を密に多数有する自己支持体のシート』を意味
する。

本明細書において、液体の均一通過とは連続微
空隙を形成する微多孔性の表面に付着供給された
液体がその連続微空隙により層の横方に拡散され
層の他の表面に達した分布状態を実質的に保つた
隣接層へ液体が通過することを意味する。

液体の均一通過が円滑に行なわれるよう、２枚
の微多孔性シート状材料を部分的に接着する時、
勿論接着剤は相接する面上に全面に存在してはな
らず、上記のように点状（網点状又は砂目状）又
は細線状（網目状又は並列線状）等に分布してい
る事が必要で、パターンの例を第１図に示した。

第１図Ａは、印刷における網点と同じようにド
ツト状の接着剤が整然と配列されたものである。
ドツトの形は円、方形、量形、細線、不定形など
いずれでもよい。又スクリーンレスドツトのよう
に微視的にはドツトの形や大きさや配列は整然と
していないが、全体的に見たとき均一性が感じら
れる配列法でもよい。

第１図Ｂは網目状（交叉線状）に配置された接
着剤のパターンである。

第１図Ｃは並列線状に配置された接着剤のパタ
ーンで、並列する線は波型でも直線でもよい。

第１図の如き接着剤の分布模様において、単位
面積当り、接着剤のドツトや線が占める面積の総
和の比率即ち、接着剤面積率は、印刷における網
点面積率（日本印刷学会編「印刷工学便覧」技報
堂出版、1983年発行、262頁〜を参照）と同じ考
え方をすれば、理論的には90％以下であればよい
が、液体の均一通過のためには50％以下が好まし
く、更には20％以下で最も好ましい。分布模様を
形式する接着剤のドツト径の線の太さは、接着さ
れる微多孔シートの厚さにより加減し、具体的に
は微多孔性シートの厚さの約10倍以下、好ましく
は約４倍以下がよく、接着力を損わない範囲で小
さい方がよい。接着剤の点や線の相互の間隔は、
貼合わされる２枚の微多孔性シートの面と面の間
に毛細間隙ができない範囲で実験的に決めること
ができる。

たとえば、厚さが150μｍのメンブランフイル
ターの如き表面平滑性のよい微多孔シート同志を
接着するときは、接着剤の点の径や線の太さは約
50〜約500μｍ、相互の間隔は約0.5mm〜約３mmに
すれば、上下２枚のメンブランフイルターは完全
に一体化し、片面に液滴を付着したときにできる
液の広がり模様と面積は裏と表、即ち両者に実質
的な差は見られない。

又、メンブランフイルターと平織の布またはメ
リヤス網み布とを接着する時は、布面に存在する
糸の山部のみに接着剤をつけてから、２枚を貼り
合わせると完全に一体化させることができる。

本発明に用いられる材料について述べれば、微
多孔性シート状材料としては紙、不織布、メン
ブランフイルター、織布、特願昭59−79158明細
書に開示の編物、微小な目の網、ガラスフイルタ
ー、粉粒体成形シートおよびそれらの複合物等が
あげられる。

接着剤としては、液状の場合は1000CPS以上の
粘度で延糸性の少いものがよい。

液状の場合、接着剤が微多孔性シートの表面に
局在し、シートの深さ方向への浸入の少いものが
よい。感熱型のものは糸状、ウール状、粉状のも
のが適宜使用できる。

接着剤の部分的存在パターン、すなわち網点
状、交叉線状、並列線状または砂目状（多数の点
が不規則に分布する状態）のパターンをつくるに
は、印刷方式によることができる。例えば、凹版
により、直接にメンブランフイルターの上に接着
剤パターンをつくるか、又はオフセツト形式で一
度離型紙上に接着剤パターンを移し取り、更に、
これをメンブランフイルターの上に移す方法があ
る。

別の方法として、支持体の上に接着剤の薄膜を
塗布したものをつくり、その上に織物または編物
の如き微多孔性シートをラミネートした後、すぐ
これを剥離する操作によつて、織物または編物の
布目の山部のみに点状に接着剤をつけ、これのメ
ンブランフイルターに貼り合わせて一体化するこ
ともできる。更に粉体等を適宜混合して構造粘性
を充分考慮した接着剤の薄膜を支持体上に形成
し、その上にメンブランフイルターをラミネート
し、ついで剥離する操作によつて、印刷のスクリ
ーンレスドツト状の接着剤分布パターンをつくる
こともできる。

またスクリーン印刷方式で型紙により、微多孔
性シートの上に直接、或いはオフセツト方式で接
着剤パターンを形成することができる。

更にたとえば、不織布やガラス繊維シートの如
きものは、全体を接着剤溶液中に浸漬したのち、
引上げてよく絞り、センイの表面にのみ接着剤が
付着している形にして、メンブランフイルターの
上に押しつける方法で、部分接着ができる。

本発明の平板状一体型多層分析要素に設けられ
る機能層としては、前述の諸特許明細書に開示の
試薬層、反応層、検出層、光遮蔽層、光反射層、
過層、半透膜層、バリヤ層、トラツプ層、前処
理層、マイグレーシヨン防止層、吸水層等やこれ
らの単独の層の有する機能を二つ以上併せもつ層
等があげられる。

本発明の一体型多層分析要素の実施態様として
全血を展開できる展開層を含む一体型多層分析要
素がある。その態様においては、部分的接着され
た二つ以上の微多孔性シートのうち上側（液体試
料が点着供給される側）を相対的に大きい孔サイ
ズの微多孔性シート、下側を相対的に小さい孔サ
イズの微多孔性シートとすることにより、一体化
された複数の微多孔シート状材料全体が複合して
全血に代表される微粒子成分（赤血球、白血球、
リンパ球、血小板等）と高分子成分（高分子アナ
ライト、アルブミン、グロブリン、イムノグロブ
リン等）を含有しかつ粘度が大きい水性液体試料
を展開させることができる。この構成の場合、微
粒子は上側の相対的に大きな孔サイズの微多孔性
シート状材料の微孔に捕捉されてとどまり、これ
らの微粒子よりサイズの小さい高分子アナライト
は下側の相対的に小さな孔サイズの微多孔性シー
ト状材料に到達し、その微孔内部にまで浸透させ
ることができ、部分的接着された微多孔性シート
のいずれか一つまたは二つ以上が複合して展開作
用を有することになる。

本発明の、少くとも２つの相接する微多孔シー
トを構造材料とする層を有する一体型分析要素の
具体例を記述する。

第２図は微多孔性展開層１、光反射層２、試薬
層３が透明支持体４の上に一体型で構築された一
体型多層分析要素で、展開層と光反射層が微多孔
性シートからなり、その間は網点接着（部分的接
着の一実施例態様例）で一体化されている。

光反射層中には色遮蔽物質が含まれて色を遮蔽
する作用がある。色遮蔽物質としては、染料、顔
料を一般的に用いることができる。その例として
メンブランフイルターを染色するか、微多孔性を
損わないようにボイドの一部に酸化チタン、硫酸
バリウム、カーボンブラツク、カーボンミクロビ
ーズ、アルミニウム微粉末または微小フレーク等
が含有されているメブランフイルター、および二
酸化チタン微粒子又は硫酸バリウム微粒子等が高
分子膜素材中に分散含有されているメンブランフ
イルター等がある。更に第２図において、光反射
層２は光反射層兼試薬層とすることもできるし、
又色遮蔽物質の代りに試薬だけを含ませて試薬層
のみの機能を与えることもできる。

第３図は、上から順に、展開層１、光反射層
２、第１試薬層５、第２試薬層６、透明支持体４
の順に構成された一体型多層分析要素の例であ
る。展開層、光反射層、第１試薬層の３つが微多
孔性シートからなつていて、これら３層の間は網
点接着（部分的接着の一実施態様例）で一体化さ
れている。この分析要素は、全血に直接試料にし
て、その中の酸素の如き高分子アナライトを分析
するのに適したもので、第１試薬層中には基質
が、第２試薬層には発色剤が含まれている。

たとえば、第１試薬層中で酵素と基質が反応し
て過酸化水素やアンモニアの如き低分子の物質を
生成し、これが、発色剤とゼラチンからなる第２
試薬層に進入して、そこで発色反応が起きる仕組
みになつている。かくの如く、この三つの多孔性
シートを有する分析要素はアナライトが脂質や高
分子物質である時に、特に有用である。勿論高分
子物質が抗原や抗体の場合でも、免疫反応の場と
して微多孔性シート層を利用することができる。

実施例 １ 全血を直接試料として、アルブミンを定量する
一体型多層分析要素（透明支持体の上にゼラチン
試薬層があり、その上に３層の微多孔性シート状
材料を積層して一体化した多層分析要素） まず下記の四つの材料を用意した。

厚さ180μｍの無色透明ポリエチレンテレフ
タレート（PET）支持体の上に１cm²当り、0.2
mgのブロモクレゾールグリーンNa塩（BCG）
を含む厚さ10μｍのゼラチン層を塗布乾燥法に
よつて設けた材料。

血漿を含んだときPHが4.0になるように調節
したクエン酸緩衝剤を含むセルロースアセテー
トメンブランフイルター（富士フイルム製FM
−45。最大孔径平均0.45μｍ、厚さ140μｍ）か
らなる微多孔シート材料。

１m²当り15ｇの二酸化チタン顔料を含む孔径
2μｍ、厚さ150μｍのセルロースアセテートメ
ンブランフイルター（転相法（又は相分離法）
により調整した）からなる微多孔性シート材
料。

80双のポリエチレンテレフタレート・綿混紡
ブロード織物からなる微多孔性シート状材料。

次にこの４者の一体化法をのべる。まずのゼ
ラチン表面を冷水で濡らした後、すぐにの材料
をラミネートした。孔径200μｍその中心間隔が
700μｍのシルクスクリーンをの上に当てその
上に、事務用接着剤（澱粉糊）をスクイズ法によ
つて塗つた後、スクリーンを剥がして接着剤の網
点をの上に形成し、すぐその上にをラミネー
トして接着した。

別にポリエステルフイルム上に酢酸ビニルエマ
ルジヨン型溶着剤（コニシ(株)ボンドCF77、固形
分40％、粘度５〜７万CP）を約30μｍの厚さに塗
布したものをつくり、その上にを平らにラミネ
ートした後剥がす操作によつて、織物の糸の山部
のみに接着剤を付着させたものをつくり、これを
前記の上にラミネートした。かくの如く、透明
PET支持体の上に４層を積層して一体化し、乾
燥させてアルブミン定量用一体型多層分析要素と
した。

この一体型多層分析要素の上に、全血を点着し
て支持体側から観察したとき、赤血球の色が完全
に遮蔽されること、高分子アナライトがゼラチン
層表面まで到達することが確認できた。そこでア
ルブミン濃度の異なる種々の全血試料を用い、ア
ルブミン濃度を横軸に、アルブミン・BCG色素
による青色発色光学濃度を縦軸にとつて、定量性
の良好な検量線を得ることができた。

実施例 ２ 試薬層の親水性ポリマーバインダーであるゼラ
チンのかわりにポリビニルアルコール（鹸化度約
88％、重合度約1000）を用いたほかは実施例１と
同様にてアルブミン定量用一体型多層分析要素を
調製した。実施例１と同様に良好な検量線を得る
ことができた。

比較例 １ 前記実施例において、二酸化チタン顔料を含む
セルロースアセテートメンブランフイルターから
なる微多孔性シート状材料とポリエチレンテレ
フタレート・綿混紡ブロード織物からなる微多孔
性シート状材料との接合を、前者の表面全体に
均一に薄く塗布した酢酸ビニルエマルジヨン層を
介して行なつた以外は、同様にしてアルブミン定
量用一体型多層分析要素を作成した。

この分析要素の展開層（微多孔性シート状材料
の層）上に、前記実施例と同様にして全血試料
を点着し、時間が経過したのち、微多孔性シート
状材料への全血試料の到達状況を観察したとこ
ろ、全血がまだらな状態で到達していることが確
認された。

比較例 ２ 前記比較例１において、二酸化チタン顔料を含
むセルロースアセテートメンブランフイルターか
らなる微多孔性シート状材料とポリエチレンテ
レフタレート・綿混紡ブロード織物からなる微多
孔性シート状材料との接合を、前者の表面全体
に均一に薄く塗布したでんぷん糊を介して行なつ
た以外は、同様にしてアルブミン定量用一体型多
層分析要素を作成した。

この分析要素の展開層（微多孔性シート状材料
の層）上に、前記実施例と同様にして全血試料
を点着し、時間が経過したのち、微多孔性シート
状材料への全血試料の到達状況を観察したとこ
ろ、まず、でんぷん接着剤層が部分的に膨潤して
おり、また一部に接合がは離れが観察された。ま
た全血の到達は、まだらで不均一であることが確
認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における接着剤の分布パターン
の例を表わす図であり、第２図および第３図は本
発明の多層一体型分析要素の一例の断面模式図で
ある。第４図は従来公知の全血試料分析用多層一
体型分析要素の断面模式図である。 １……展開層、２……微多孔性光反射層、３…
…試薬層、４……透明支持体、５……第１試薬
層、６……第２試薬層、７……光反射層、Ｗ……
全血試料、Ｌ……測光用光源、Ｍ……測光機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の層を有する一体型多層分析要素におい
   て、前記の層のうち相接する少なくとも２層が微
   多孔性シート状材料からなり、前記微多孔性シー
   ト状材料は、その相接する二面の間に網点状、交
   叉線状、並列線状または砂目状に配置された接着
   剤によつて実質的に密着され、一体化されている
   ことを特徴とする液体試料定量用平板一体型多層
   分析要素。 ２ 前記微多孔性シート材料の少なくとも一つが
   色遮蔽物質を含む請求項第１項記載の分析要素。 ３ 前記微多孔性シート材料の少なくとも一つが
   微多孔性展開層であり、該展開層に接して設けら
   れる微多孔性シート材料が色遮蔽物質を含む光遮
   蔽層である請求項第１項記載の分析要素。