JP2005514623A - 非吸収性担持材料を用いた結合測定装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ストリップ内を移動する際の試薬の流動性を均一にする。
【手段】本結合測定装置１０は、液体試料の薄膜の第１領域２０から薄膜の第２領域２２への毛管移動が可能な材料から構成される多孔性薄膜１２を有する。薄膜１２上で第１領域２０と第２領域２２との間に検出部位を配置し、薄膜１２上で検出部位と薄膜第１領域２０との間に配置された非吸収性媒体３４に、液体試料の薄膜の通過に伴い流動できるように媒体と薄膜との間に配置された乾燥試薬４０が粘着剤により接着されている。

Description

本発明は一般に、生体液等の試料の特徴を特定する結合測定を行なう測定装置に関し、特に試薬の輸送に多孔性担持材料を用いる測定に関する。

本装置は、その利便性および結果判定の速さから様々な試料、特に生体液の分析に広く用いられるテスト・ストリップである。臨床上重要な各種の物質および尿や血清等の生体液の検出に用いられるテスト・ストリップ測定法には、病状の診断および治療支援というメリットがある。
結合測定法として、競合型、サンドウィッチ型、および凝集型を含む種々の形態が公知である。

米国特許公報5,770,458（特許文献１）では従来の測定装置が詳細に検討されている。これらの測定法では、吸収剤と、通常比色型のものが用いられる指標試薬を組み込んだ多孔性マトリックス（基質）とから構成されるテスト・ストリップが広く使用されている。検査対象の試料を試薬マトリックスに接触させ、所定時間の経過後に指標反応を観察する。テスト・ストリップを組みわせれば、複数の検査反応が同時に可能となる。
米国特許公報5,770,458

しかしながら、上記公報でも指摘されているように、従来の装置にはストリップ内を移動する際の試薬の流動性が不均一であるという問題がある。上記公報では、複数の薄膜による複雑な構成を用いて試薬を誘導しているが、このような誘導は液体試料の相互接合された薄膜内の液体の平行移動に依存している。
本発明は、結合測定装置におけるストリップ状の吸収性薄膜へ結合試薬を誘導する装置および手順を提供する。

本発明に係わる結合測定は一般に、液体試料の薄膜の第１領域から薄膜の第２領域への毛管移動が可能な材料から構成される多孔性媒体を有する。検出部位が薄膜の第１領域と第２領域との間に配置され、非吸収性媒体が薄膜上で検出部位と薄膜第１領域との間に粘着剤により薄膜に接着された状態で配置される。
乾燥試薬が、液体試料の通過に伴い流動し、かつ液体試料が検出部位へ達する前に薄膜および液体試料内へ進入できるように、媒体と薄膜との間に配置される。

粘着剤と薄膜との間に配置される乾燥試薬は、試料移動方向を略横断するストライプとして配置されることが好ましい。該ストライプは試料移動方向に垂直に配列されることが好ましい。
具体的には、マイラー（Mylar）（商標）が用いられる媒体は、試薬のストライプの幅よりも広い幅を有するストリップである。ここで、マイラー（商標）と言う場合、該媒体はポリエステル、ＰＥＴ、あるいは粘着剤代用品として知られる任意の標識材料（label stock）であり、マイラー（商標）に準ずる場合は、該媒体は全ての代替媒体を含む。また、薄膜も少なくとも媒体の幅と同じ幅を有するストリップであることが好ましい。

試薬は水性緩衝溶液中の粒子系であることが好ましく、乾燥試薬が粘着剤で覆われたマイラー（商標）のみに接着される。また、乾燥試薬は、約２〜３０重量／体積パーセントの、例えば好ましくはスクロース（ショ糖）やその混合物等の、結晶性の糖から構成されていることが好ましい。本発明に係わる結合測定装置の製造方法は一般に、液体試料の薄膜の第１領域から薄膜の第２領域への毛管移動が可能な多孔性薄膜材料を供与する工程を有する。

該方法ではさらに、薄膜上で第１領域と第２領域との間に検出部位を配置し、粘着剤が配置された底部側を有する非吸収性媒体を供与する。
粒子系（つまり、コロイド状の金に共役させた抗体）液体試薬が媒体上に配置され、その揮発により、媒体底部側上に乾燥試薬を供与する。該装置は、第１領域と検出部位との間に媒体底部側を薄膜へ接着させて完成させる。

具体的には、無孔性媒体に媒体底部側の全面を覆う粘着剤が備えられ、可溶性試薬が粘着剤上に配置される。揮発させた試薬がビーズとして無孔性媒体に沿って配置され、可溶性試薬揮発工程によりストライプ状の半結晶性の乾燥試薬が媒体に沿って形成されることが好ましい。
本発明の一実施例においては、溶媒揮発工程では、水性溶媒を揮発させ、懸濁粒子試薬はある濃度の糖を含む。

粒子系試薬中、約２〜３０重量／体積パーセントの量の濃度で糖を使用することで、液体試料の薄膜通過時における試薬の薄膜内への流動速度が制御できる。
媒体としてマイラー（商標）テープが使用でき、可溶性試薬中の糖濃度により、ビーズとして使用される可溶性試薬の粘度を制御して、媒体の移動や可溶性試薬の乾燥時における該ビーズの崩壊や剥離を予防するようにしてもよい。

本発明の利益および特徴は以下の記載を添付図面と併せて検討することにより、より明瞭に理解されるであろう。

図１および図２中、本発明に係わる結合測定装置１０は一般に、図に示すようなストリップ状の多孔性媒体１２を有する。薄膜は任意の従来の方法により、図示しないホルダーに支持される。該薄膜は毛管作用が可能な任意の吸水性あるいは繊維質材料から形成される。具体的には、薄層クロマトグラフ分析用の材料、紙あるいはセルロース、ニトロ・セルロースやナイロンを含む多孔性合成プラスチック等が挙げられる。試料パッド１４は液体試料１６を受け止め、該試料を薄膜１２へ排出するために設けられる。上述の通り、該薄膜は、液体試料１６の試料パッドに隣接する第１領域２０から、任意の好適な吸収性材料から形成される吸収性端部パッド２４に隣接する第２領域２２への毛管移動が可能な材料から構成されている。

検出部位は任意の従来の方法により、薄膜１２中に形成あるいは配置される。検出部位としては、例えばサンドウィッチ型の分析における抗体、あるいは競合阻害型の分析における薬物−ＢＳＡ共役（薬物−タンパク質担持体）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
例えばマイラー（商標）３４等の非吸収性媒体が、薄膜１２上で第１領域２０と検出部位３０との間に該媒体３４が粘着剤３６により薄膜１２に接着された状態で配置される。粘着剤３６は、従来用いられている感圧アクリル系粘着剤が使用でき、媒体３４の全表面を覆うことが望ましいが、必ずしも全表面を覆う必要はない。

乾燥試薬４０が媒体３４と薄膜１２との間、そして好ましくは媒体３４の裏面の粘着剤３６上に、ビーズ、つまり媒体３６の幅Ｗ₂よりも狭い幅Ｗ₁を有するストライプとして配置される。試薬ストリップ４０を試料移動方向（図中、破線矢印４６）である薄膜１２の縦軸４４に対し略垂直に配列することが好ましい。
薄膜１２も、媒体の幅Ｗ₂以上の幅Ｗ₃を有するストリップであることが好ましく、幅Ｗ₂および幅Ｗ₃は共に試薬ストライプの幅Ｗ₁に比べかなり広くなっている。媒体３６、薄膜１２およびストライプ４０間の相対幅を調整して、矢印４６で示す液体試料１６の薄膜を介した排出作用による移動に伴い、ストリップ４０中の試薬の薄膜内への流動を制御してもよい。

本発明に係わる方法で後述するように、試薬ストライプ４０は、薄膜１２および媒体の僅かな移動や、その乾燥時に崩壊しない液体ビーズとして媒体３４および粘着剤３６上に設置されるように、結晶性の糖から構成される。糖の濃度を調整して、ストライプ４０から媒体内への流動速度を制御し、該制御により本装置により実施される検査の感度が調整される。

本発明の方法では、多孔性薄膜１２上に検出部位を配置しながら該多孔性薄膜１２を供与すると共に、粘着剤３６が配置された底面側５０を有するマイラー（商標）等の非吸収性媒体を供与する。
試薬ストライプ４０の形成においては、粒子系試薬を粘着剤３６上に配置後、溶媒、好ましくは水分を揮発させ、乾燥試薬ストリップ４０を得る。

粒子系試薬は、緩衝スクロース溶液中２〜３０重量／体積パーセント、かつ粒子径が、例えば３０〜６０ｎｍの範囲のコロイド状金粒子に共役させた抗体から構成される。フルクトース（果糖）等の非結晶性の糖を低比率で添加すると、粘着剤基板上での乾燥時に生じる試薬ビーズのひび割れを防止、あるいは最小限に抑えることができる。
液体ビーズが媒体３６および薄膜１２の移動や、その乾燥時に崩壊あるいは剥離しないように、糖濃度の範囲は、２〜３０重量／体積パーセントとする。例えば、糖濃度が約１０％であれば、糖濃度の粘度により約０．０５インチの幅を有するビーズが形成される。該形成は試薬の使用速度および体積にも左右される。

また、フルクトース等の結晶化しない糖を用いることが好ましい。フルクトースを大きな割合を占めるスクロース等の他の糖と混合させれば、試薬ビーズを基板上で乾燥させる際、過剰なひび割れを防止できる。
試薬４０を媒体３４および粘着剤３６上の配置し、乾燥させた後、媒体３４を矢印６０で示すように反転させて粘着剤３６で薄膜１２に接着させる。本発明の構造では、従来の共役放出材料に見られる好ましくない試薬の残留が解消される傾向にあるので、横方向のフロー測定の繰り返し性が向上する。

本発明による結合測定装置および方法を上記に記載したが、これらは本発明の有益な使用例を示したものであり、本発明を限定するものではない。従って、当業者が考え得る全ての改良例、変形例、および同等な構成は以下の請求項に記載される本発明の範疇に含まれるものである。

本発明に係わる結合測定装置の斜視図であり、主に多孔性薄膜と、その上に設けられた検出部位と、試料パッドと、端部パッドとを示し、試料パッドと検出部位との間で、液体試薬の薄膜通過に伴い流動できるように薄膜に接触させた乾燥試薬を有する無孔性媒体を薄膜に接着させている。 本発明の方法を示す図1に類似の斜視図である。

Claims (22)

1. 液体試料の薄膜の第１領域から薄膜の第２領域への毛管移動が可能な材料から構成される多孔性薄膜と、
   薄膜上で第１領域と第２領域との間に配置される検出部位と、
   薄膜上で前記検出部位と薄膜第１領域との間に、粘着剤により薄膜に接着させた状態で配置される非吸収性媒体と、
   液体試薬の通過に伴い流動し、かつ液体試料が前記検出部位へ達する前に薄膜および液体試料内へ進入できるように、媒体と薄膜との間に配置された乾燥試薬とを具備する結合測定装置。
2. 前記乾燥試薬は粘着剤と薄膜との間に配置される、請求項１に記載の結合測定装置。
3. 前記乾燥試薬は、試料移動方向を略横断するストライプである、請求項２に記載の結合測定装置。
4. 試薬は水性緩衝溶液から揮発させたものである、請求項１に記載の結合測定装置。
5. 媒体はマイラー（商標）である、請求項４に記載の結合測定装置。
6. 前記乾燥試薬は媒体のみに接着されている、請求項１に記載の結合測定装置。
7. 前記乾燥試薬は、試料移動方向を横断するように配列されたストライプである、請求項６に記載の結合測定装置。
8. 試薬は水性緩衝溶液から揮発させたものである、請求項６に記載の結合測定装置。
9. 前記乾燥試薬が約２〜３０重量／体積パーセントの糖から構成される、請求項８に記載の結合測定装置。
10. 前記糖はスクロースである、請求項９に記載の結合測定装置。
11. 液体試料の薄膜の第１領域から薄膜の第２領域への毛管移動が可能な材料から構成される多孔性薄膜を供与する工程と、
    薄膜上で第１領域と第２領域との間に検出部位を配置する工程と、
    粘着剤が配置された底部側を有する非吸収性媒体を供与する工程と、
    媒体底部側上に可溶性試薬を配置する工程と、
    可溶性試薬から溶媒を揮発させ、媒体底部側上に乾燥試薬を供与する工程と、
    第１領域と前記減少部位との間で媒体底部側を薄膜へ接着させる工程とを具備する結合測定装置の製造方法。
12. 非吸収性媒体には、媒体底部側の中心を覆う粘着剤が備えられ、可溶性試薬が該粘着剤上に配される、請求項１１に記載の製造方法。
13. 揮発後の試薬はビーズとして非吸収性媒体に沿って配置され、溶媒揮発工程によりストライプ状の乾燥試薬が媒体に沿って形成される、請求項１２に記載の製造方法。
14. 溶媒揮発工程では水性溶媒を揮発させる、請求項１３に記載の製造方法。
15. 可溶性試薬がある濃度の糖を含む、請求項１４に記載の製造方法。
16. 糖の存在量が２〜３０重量／体積パーセントである、請求項１５に記載の製造方法。
17. 可溶性試薬中の糖の濃度を変化させて、液体試料の薄膜通過時における試薬の薄膜への流動速度を制御する工程をさらに具備する、請求項１５に記載の製造方法。
18. 粒子系試薬中の糖濃度を変化させ、粘度を増加させることで、媒体の移動や可溶性試薬の乾燥時に崩壊や剥離を起こさないビーズとして、試薬の使用を可能とする工程をさらに具備する、請求項１５に記載の製造方法。
19. 液体の薄膜の第１領域から薄膜の第２領域への毛管移動が可能な材料から構成される多孔性薄膜を供与する工程と、
    薄膜上で第１領域と第２領域との間に検出部位を配置する工程と、
    粘着剤が配置された底部側を有する非吸収性媒体を供与する工程と、
    粘着剤上に可溶性試薬を配置する工程と、
    可溶性試薬から溶媒を揮発させ、粘着剤上に乾燥試薬を供与する工程と、
    第１領域と前記検出部位との間で媒体底部側を薄膜へ接着させる工程とを具備する結合測定装置の製造方法。
20. 非吸収性媒体には、媒体底部側の全面を覆う粘着剤が備えられている、請求項１９に記載の製造方法。
21. 揮発後の試薬はビーズとして非吸収性媒体に沿って配置され、溶媒揮発工程によりストライプ状の乾燥試薬が媒体に沿って形成される、請求項１９に記載の製造方法。
22. 溶媒揮発工程では水性溶媒を揮発させる、請求項２１に記載の製造方法。

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