JP2009014472A

JP2009014472A - 液体展開用シート、及びそれを用いた生体液展開用シート

Info

Publication number: JP2009014472A
Application number: JP2007175898A
Authority: JP
Inventors: Kiyohiko Ito; 喜代彦伊藤; Katsuji Nakahara; 勝次中原
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2009-01-22

Abstract

【課題】
血液、尿等生体液の濡れ性（展開性）が良好で、測定精度に優れた液体展開用シートを提供する。
【解決手段】
基材の少なくとも片面に、表面抵抗値が１×１０^１１Ω／□以下であり、臨界表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上であり、かつ付着量が０．０１ｇ／ｍ^２以上０．１ｇ／ｍ^２未満であることが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、液体、例えば血液や尿等の生体液の特定成分を検査・定量する際に用いられる生体液展開用シート、特に血液検査、さらには血糖値検査用に用いられる検査シート用の液体展開用シートに関するものである。

従来、血糖値などの検査には、血液を測定器の先の試験紙に付けて、光学的な方法で測定されていた。

しかしながら、この光学方式は測定精度のバラツキが大きく、かつ血液（検体）量が多く必要で、さらに試験紙への血液の濡れ性が悪い等の問題を有していた。

これらの問題を解決する手段として、電極方式（電気伝導度測定）の検査シートが開示されている。電極方式の検査シートは、通常、測定極・対極／スペーサー／カバーから構成されている（特許文献１〜３）。

さらに電極方式の検査シートカバー用等に用いられる液体展開用シートが提案されているが（特許文献４）、液体の濡れ性（展開性）が、特に低温度かつ低湿度下で不安定であった。
特開平３−５４４４７号公報特開平１０−２２７７５５号公報特開平１１−４２０９８号公報特開２００１−３４９８６０号公報

しかしながら、特許文献４の液体展開用シートは、常温度かつ常湿度下での液体の濡れ性（展開性）については問題なかったが、低温度かつ低湿度下での特性が満足できるものではなかった。本発明は、かかる問題点を解決し、少量の検体量で測定でき、検体吸収速度が速く、検体の濡れ性（展開性）も良好で、この結果測定精度の高いバイオセンサ用の生体液展開用シートを提供することを目的とし、特に電極方式（電気伝導度測定）の検査シートにおいて、温度や湿度の変化に影響されず、検査シートの吸引孔から血液が素早く導入・展開し、かつ電気伝導性に優れた生体液展開用シートを提供することを目的としたものである。

これらの目的に沿う本発明の液体展開用シートは、基材の少なくとも片面に表面抵抗値が１×１０^１１Ω／□以下であり、臨界表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上であり、かつ付着量が０．０１ｇ／ｍ^２以上０．１ｇ／ｍ^２未満である液体受容層が設けられた液体展開用シートである。

本発明によれば、高温度かつ高湿度下においても非常に優れた液体の濡れ性（展開性）を備えた液体展開用シートが提供できる。特に血液や尿等生体液の検査用として好ましく用いられる。さらには、食品の原料や製品中の特定成分の検査用などの用途においても好ましく用いることができる。

本発明の液体展開用シートは、基材の少なくとも片面に表面抵抗値が１×１０^１１Ω／□以下であり、臨界表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上であり、かつ付着量が０．０１ｇ／ｍ^２以上０．１ｇ／ｍ^２未満である液体受容層を設けてなる液体展開用シートである。
本発明にかかる液体受容層は、バインダーと界面活性剤および／または導電性樹脂を主とした膜で構成されている。

液体受容層を構成するバインダーとしては、例えば、ポリエステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、アイオノマ−樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン樹脂、エチレン−アクリル酸共重合樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合樹脂、エチレン−アクリル酸メチル共重合樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合樹脂、エチレン−ビニルアルコ−ル共重合樹脂、ポリビニルブチラ−ル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアルキレンオキシド樹脂、ゼラチン等の有機系バインダーが挙げられるが、中でもポリエステル樹脂が基材との接着力や、生体液の濡れ性（展開性）から好ましく用いられる。

さらに、本発明においては、このバインダーに、表面抵抗値、臨界表面張力調整剤として、各種の界面活性剤や導電性樹脂を添加することができる。界面活性剤としては、例えば「実用プラスチック事典材料編」（（株）産業調査会１９９６年）や「１３３９８の化学商品」（化学工業日報社１９９８年）に記載の非イオン系、アニオン系、カチオン系、および両性系の界面活性剤が挙げられる。

界面活性剤の中でも帯電防止効果、すなわち表面抵抗値の低下効果からアミン塩型カチオン界面活性剤や第４級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤等のカチオン系界面活性剤が好ましく用いられる。カチオン系界面活性剤の中でも、第４級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤、例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アシロイルアミドプロピルトリメチルアンモニウムメトサルフェーと、アルキルベンジルメチルアンモニウム塩、アシル塩化コリン等が、電気伝導性、生体液の濡れ性（展開性）から好ましく用いられる。

導電性樹脂としては、非イオン系、アニオン系、カチオン系導電性樹脂が挙げられるが、帯電防止効果、すなわち表面抵抗値の低下効果からカチオン系導電性樹脂が好ましく用いられる。カチオン系導電性樹脂の中でも第４級アンモニウム塩型カチオン導電性樹脂、例えば、ポリビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド等の第４級アンモニウム塩重合物が電気伝導性、生体液の濡れ性（展開性）から好ましく用いられる。

本発明の液体展開用シートにおいて、液体受容層の表面抵抗値は１×１０^１１Ω／□以下であり、好ましくは５×１０^１０Ω／□以下である。表面抵抗値が１×１０^１１Ω／□より高いと、液体の濡れ性（展開性）の悪化や、電気伝導性の低下による測定精度の低下や測定時間が長くなったりして好ましくない。

また、液体受容層の臨界表面張力は３５ｍＮ／ｍ以上であることが好ましく、より好ましくは４０ｍＮ／ｍ以上である。臨界表面張力が３５ｍＮ／ｍより低いと、液体の濡れ性（展開性）が悪化し、液体が測定極まで浸透せずに値が測定できなくなり好ましくない。

本発明の液体展開用シートにおいて、液体受容層の表面抵抗値１×１０^１１Ω／□以下および臨界表面張力３５ｍＮ／ｍ以上を得るには、バインダーと界面活性剤および／または導電性樹脂を混合し基材に塗布する。この際、特に液体受容層の付着量を０．０１ｇ／ｍ^２以上０．１ｇ／ｍ^２未満とすることにより、低温度かつ低湿度下においても液体の濡れ性（展開性）に優れた液体展開用シートが得られる。

液体受容層の付着量が０．０１ｇ／ｍ^２より少ないと加工時の擦り傷等により付着層の脱落や、ピンホールが発生し易くなり測定精度が低下し好ましくない。また、付着量が０．１ｇ／ｍ^２以上であると、低温度かつ低湿度下での液体の濡れ性（展開性）が安定せず好ましくない。

液体受容層中の界面活性剤および／または導電性樹脂の含有量は、液体受容層中のバインダー１００部に対して好ましくは０．１〜３０部、より好ましくは０．５〜２０部である。

界面活性剤および／または導電性樹脂の添加量が３０部より多いと、基材との接着性が低下したり、ブロッキングしやすくなる場合がある。また、界面活性剤および／または導電性樹脂の添加量が０．１部より少ないと、所望の表面抵抗値が得られ難く、また液体の濡れ性（展開性）が悪化し、電気伝導性が低くなり測定精度の低下や測定時間が長くなる場合がある。

尚、液体受容層中のバインダー、界面活性剤、導電性樹脂の有無、組成、含有量は、液体展開用シートを粉砕後、トルエンあるいはメチルエチルケトン等の溶剤を用いてソックスレー抽出器にて抽出し、顕微赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）等で分析するか、あるいは、液体受容層面をＡＴＲ法顕微赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）で分析することで確認することができる。

本発明にかかる液体受容層は、例えば、液体受容層を構成する成分を含む塗布液を基材に塗布し塗膜とすることで形成することができる。塗布液は、例えば、バインダーと界面活性剤を混合して、トルエンやメチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の有機溶剤や水等の溶媒で所望の濃度に希釈して得ることができる。

塗布液の塗布方法は特に限定されないが、グラビアコート法、リバースコート法、キスコート法、ダイコート法、およびバーコート法などの方法を用いることができる。この際、基材上には塗布液を塗布する前に、必要に応じて空気中あるいはそのほかの雰囲気中でのコロナ放電処理や、プライマー処理などの表面処理を施すことによって、塗布性が良化するのみならず、液体受容層をより強固に基材上に形成することができる。なお、塗布液濃度、塗膜乾燥条件は特に限定されるものではないが、塗膜乾燥条件は基材の諸特性に悪影響を及ぼさない範囲で行なうことが望ましい。

本発明にかかる基材としては、プラスチックフィルム、合成紙、紙または表面処理が施された複合シートが好ましく用いられるが、中でも寸法安定性や耐久性等の点からプラスチックフィルムが好ましい。機械的特性、作業性などの品質、経済性などを総合的に勘案すると、ポリエチレンテレフタレートフィルムが特に好ましく用いられる。

基材の厚みは特に限定されないが、好ましくは１０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは２０μｍ〜３００μｍ、さらに好ましくは３０μｍ〜２００μｍである。

本発明の液体展開用シートは、血液や尿等の生体試料や食品工業における原料や製品、果汁等の試料中に含まれる特定成分の検査・定量する際に用いられ、中でも好適には、血液や尿等の生体液の特定成分を検査・定量する際に用いられる生体液展開用シートとして用いられる。

本発明の液体展開用シートを生体液展開用シートとして用いる場合において、生体液親和性をより高めるために、液体受容層に、無機粒子／およびまたは有機粒子を分散させても良い。

本発明における特性の評価方法について次に説明する。

（１）液体受容層の表面抵抗値
東京電気（株）製のＨＩ−レジスタンステスターモデルＴＲ−２）（ＨＩ−ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥＴＥＳＴＥＲＭＯＤＥＬＴＲ−２）を用い、ＪＩＳＬ−６９１１に基づいて測定した。液体展開用シートはＡ４サイズを２３〜２５℃、５０〜６０％ＲＨの雰囲気下に２４時間放置後、同雰囲気下で測定した。測定値はＮ＝５の平均値である。

（２）液体受容層の臨界表面張力
ＪＩＳ−Ｋ６７６８に基づいて、濡れ指数標準液（和光純薬工業（株）製）を用いて測定した。液体展開用シートはＡ４サイズを２３〜２５℃、５０〜６０％ＲＨの雰囲気下に２４時間放置後、同雰囲気下で測定した。測定値はＮ＝５の平均値である。

（３）液体受容層の付着量
液体展開用シート９００ｃｍ^２の液体受容層面をトルエン／メチルエチルケトン混合溶剤（５０重量部／５０重量部）で浸した綿花にて数十回擦り液体受容層を溶かしだす。次いで、前記綿花を１００ｃｃのトルエン／メチルエチルケトンに浸漬後、綿花をよく絞って取りだす。綿花を取り出した後の浸漬液を、予め重量を精量（Sartorius社製超精密天秤タイプＭＥ５）したガラス容器に入れ、真空乾燥機で溶剤を揮発させ、前後の重量差（１μｇまで読み取り）から液体受容層の重量を算出する。次いで、前記重量をシート面積で割り液体受容層の付着量（ｇ／ｍ^２）とした。

（４）液体の濡れ性（展開性）
ブドウ糖注射液（大塚糖液５０％、大塚製薬（株）製）５μＬをマイクロシリンジにて採取し、液体受容層面に滴下し、滴下３０秒後のブドウ糖注射液の拡がり状態で濡れ性（展開性）を判定した。ここで、ブドウ糖注射液の拡がり状態とは、液の直径のことであり、液が楕円状の場合は短径のことである。Ａ４サイズの液体展開用シートを２５℃／５０％ＲＨに２４時間放置後取り出し、２３〜２５℃、５０〜６０％ＲＨの雰囲気下で取り出し後１０分以内に評価した。測定値はＮ＝５の平均値とした。また、別のＡ４サイズの液体展開用シートを２５℃／５０％ＲＨに２４時間放置して同様に評価した。判定基準は次のとおりである。
・ブドウ糖注射液の拡がり直径６．０ｍｍ以上： ○
・ブドウ糖注射液の拡がり直径５．０ｍｍ以上６．０ｍｍ未満： △
・ブドウ糖注射液の拡がり直径５．０ｍｍ未満： ×。

（実施例１）
東レ（株）製ポリエチレンテレフタレートフィルム“ルミラー”（タイプ１００Ｔ６０）を基材とし、また、塗布液として、ポリエステル樹脂（バインダー）（日立化成工業（株）製エスペル９９４０Ｚ）とカチオン系界面活性剤（東邦化学工業（株）製アンステックスＣ−２００Ｘ）を、固形分比で１００／１０の割合で調合し、トルエンで０．５％に希釈したものを用意した。
０．５％に希釈した塗布液をグラビアコータにて基材に塗布し、１２０℃で３０秒乾燥して液体受容層を形成して本発明の液体展開用シ−トを得た。乾燥後の液体受容層の付着量は０．０５ｇ／ｍ^２であった。得られた液体展開用シートの特性は、表１に示したとおり液体の濡れ性（展開性）が優れたものであった。

（実施例２）
実施例１において、ポリエステル樹脂とカチオン系界面活性剤の固形分比を１００／５とした以外は、同様にして、本発明の液体展開用シ−トを得た。乾燥後の液体受容層の付着量は０．０５ｇ／ｍ^２であった。得られた液体展開用シートの特性は表１に示したとおり、液体の濡れ性（展開性）が優れたものであった。

（実施例３）
東レ（株）製ポリエチレンテレフタレートフィルム“ルミラー”（タイプ１００Ｔ６０）を基材とし、塗布液として、ポリエステル樹脂（日立化成工業（株）製エスペル９９４０Ｚ）と非イオン系界面活性剤（東邦化学工業（株）製ソルボンＴ−２０）を、固形分比で１００／１０の割合で調合し、トルエン／ＭＥＫ＝１／１で０．２％に希釈したものを用意した。
０．２％に希釈した塗布液をグラビアコータにて基材に塗布し、１２０℃で３０秒乾燥して液体受容層を形成して本発明の液体展開用シ−トを得た。乾燥後の液体受容層の付着量は０．０２ｇ／ｍ^２であった。得られた液体展開用シートの特性は表１に示したとおり、液体の濡れ性（展開性）が優れたものであった。

（比較例１）
東レ（株）製ポリエチレンテレフタレートフィルム“ルミラー”（タイプ１００Ｔ６０）を基材とし、また、塗布液として、ポリエステル樹脂（日立化成工業（株）製エスペル９９４０Ｚ）をトルエンで０．５％に希釈したものを用意した。
０．５％に希釈した塗布液をグラビアコータにて基材に塗布し、１２０℃で３０秒乾燥して液体受容層を形成して液体展開用シートを得た。乾燥後の液体受容層の付着量は０．０５ｇ／ｍ^２であった。得られたシートの特性は、表１に示したとおりであり、液体受容層中に界面活性剤および／又は導電性樹脂を含まないため、表面抵抗値が大きく、液体の濡れ性（展開性）が劣るものであった。

（比較例２）
東レ（株）製ポリエチレンテレフタレートフィルム“ルミラー”（タイプ１００Ｔ６０）を基材とし、また、塗布液として、ポリエステル樹脂（バインダー）（日立化成工業（株）製エスペル９９４０Ｚ）とカチオン系界面活性剤（東邦化学工業（株）製アンステックスＣ−２００Ｘ）を固形分比で１００／５の割合で調合し、トルエンで１０％に希釈したものを用意した。
１０％に希釈した塗布液をグラビアコータに基材に塗布し、１２０℃で３０秒乾燥して液体受容層を形成し液体展開用シートを得た。乾燥後の液体受容層の付着量は１．０ｇ／ｍ^２であった。得られた液体展開用シートの特性は、表１に示したとおりであり、Ｋ液体受容層の付着量が０．１ｇ／ｍ^２以上であるため、低温度かつ低湿度下での液体の濡れ性（展開性）が安定しないものであった。

Claims

基材の少なくとも片面に、表面抵抗値が１×１０^１１Ω／□以下であり、臨界表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上であり、かつ付着量が０．０１ｇ／ｍ^２以上０．１ｇ／ｍ^２未満である液体受容層が設けられた液体展開用シート。
前記液体受容層が、バインダーと界面活性剤および／または導電性樹脂を含む請求項１に記載の液体展開用シート。
展開する液体が生体液であり、請求項１又は２に記載の液体展開用シートを生体液の検査用に使用した生体液展開用シート。