JP2527933C - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、化学(特に生化学又は臨床)試験方法に使用するテバイス、その製
造方法及びデバイスの使用に関する。
ある実施態様では、デバイスは水溶液サンプル中の無機イオンを検出及び測定
する方法に、又、その他の実施例では特異的結合アッセイ方法に使用することを
意図している。
従来は、アッセイ反応液用の多くの他の液体容器中から、慣用的には約0.5ml
の作業容量(working capacity)を有するいわゆるマイクロタイターウェルを用い
てマイクロスケールの方法をしばしば実施してきた。マイクロスケールのアッセ
イ材料を操作するための他のデバイスや装置は、例えば、欧州特許第031993,英
国特許第1571872,英国特許第1584129及び英国特許第1414479の明細書中に記載
されている。
特に、従来技術には少量の試験サンプルを操作し、測定するための分析用デバ
イスについての多数の開示が含まれている。英国特許第2 090 659号明細書[イ
ンストルメンテーション・ラボラトリー社(Instrumentation Laboratory,Inc.)
は、自動充填測定チャンネル(self-filling metering channel)、及び例えば全
血約10μl以上のサンプルを載置しうるヘリ(lip)又は注入口で構築され、毛管現
象により(例えば)10μlを取り上げて、透明な窓の下のフィルター層上の繊維
性パッドが含有している試薬と反応させる試験片について記載している。結果は
例えば呈色反応として裸眼で見ることができる。
英国特許第2 036 075号明細書[エイチ イー メニエ(H E Mennier)],英国特
許第1 104 774号明細書[ジェー ピー ガラファー(J P Gallagher)],欧州特許
第0 057 110号明細書,第0 034 049号明細書,第0 010 456号明細書[コダック(K
odak)]は全部、生物学的流体又は試験流体を操作するための毛細管チャンネル又
はチャンバの大きさの使用についてのその他の点について記載している。
従来技術には、化学的に感度のある又は選択的な電極についての多くの開示も
含まれている、「分析化学におけるイオン選択性電極(Ion-Selective Electrode
s in Analytical Chemistry)」エイチ.フレーザー(H.Freiser)編、プレナムプ
レス(Plenum Press)1978)参照。
本明細書中に記載された発明によると、簡便に製造しうる毛細管充填セルデバ
イスが提供され、非常に少量の液体サンプルを用いる電気的にモニターした試験
、例えば、特異的イオン分析、酵素反応、特異的結合アッセイを容易ならしめる
。
本発明によると、各々のキャビティ(cavity)が毛細管作用によりサンプル液を
キャビティ内に流入させうるに充分小さい大きさを有する1つ又は複数のキャビ
ティを有し、前記キャビティがサンプル中の電気的に測定しうる特性の1つ以上
を測定するための電極構造を含んでおり、電極構造はキャビティ内部表面上の伝
導性被覆(被膜)から成り、且つキャビティはサンプルの特異的反応をサポート
するのに必要でキャビティ内に放出され得る材料より成る被膜を含む、特異的反
応性(specifically-reactive)サンプルを収集し試験するデバイスを提供する。
本発明によると、(a)(通常は)、多数のデバイスの部分を提供すべきシート
材料の表面に被膜を形成し、(b)前記被覆したシート材料と一緒になって、多く
のデバイスの各テバイスに、反応性被膜と接触して毛細管現象によりある量のサ
ンプル液を収集し、保持するための毛細管の大きさのキャビティを提供する追加
構造を形成し、(c)各キャビティ内に電極構造を形成し、そして(d)各々が1又は
複数のサンプル収集及び試験デバイスを提供する部分にシート材料を分けるステ
ップからなる、特異的反応性サンプル収集及び試験デバイスの製造方法をも提供
する。
下記実施例のように、後で毛細管セルの壁を構成するキャリアの表面上に先ず
伝導層を形成し、次に任意の補助的材料の層を追加し、最後にセル又はいくつか
のセルを集合させるのが通常は便利であることが分っている。
被膜はデバイスの中に取り込まれた液体サンプル物質中に放出されるべき緩衝
剤のような試薬であり得、又は蛋白質含有結合剤もしくは酵素のような特異的反
応性物質であってもよい。被膜は融合していても、又は連続していても、又は例
えばパッチの2次元配列(アレイ)のような例えば区切れた部分のパターンに分
かれていてもよい。デバイスは、毛細管セルキャビティの部分を形成するために
壁の上に予め形成し又は被膜した電極上に被覆するイオン選択膜を含んでいても
よい。これらのパッチを作るときには、先ず連続した被膜を形成し、次に例えば
分れた部分の配列のような所望のパターンを残すようにその部分を除去するか又
は不活性化することにより製造できる。被膜は所望のアッセイに適する特異性を
持つ放出可能な試薬の膜であり得、例えば、放出可能な抗原又は抗体又はその誘
導体の被膜、又は、例えば、免疫吸収剤を形成する共有結合した抗原又は抗体又
はその誘導体のような固定化した特異的結合物質でありうる。毛細管セルを完成
させる追加構造は、例えば、好ましくは規定の再生可能な量のサンプル液を毛細
管現象によりシート間に取り込むことができるような、例えば約1mm未満の毛細
管空間(capillary space)で第1のシートから離れており、適切な結合接着剤に
よって第1のシート材料に結合しているもう1つのシート材料でありうる。例え
ばガラス、石英質又はプラスチック材料のようなシート材料を線を引いて削った
り破いたり又はのこぎりでひく若しくは切断することによりユニットに分けるこ
とができ、下記実施例では、そこにサンプル液を装填又は添加でき、そこからデ
バイスのキャビティ内に流入する外部の装填用表面(loading surface)又は開口
部を残すように実施している。外部装填(load)用表面は少なくともキャビティを
充
分充填するに充分な液体を(例えば表面上に広がる物質の滴の形状で)含有又は
保持する能力を有してるのが好ましい。
下記第1図に示したようなデバイスの実施例では、例えば第2のシートのよう
な追加構造で完成されており、電極を有するシートは毛細管セルの端部を超えて
伸びており、外部回路に対する電気的接続の固定点(anchoring point)を提供す
る。
本発明によれば、本明細書に記載の方法で製造される特異的反応性サンプル収
集試験デバイスも提供される。
本発明の毛細管セルの電極構造の製造は多くの方法のどれで実施してもよい。
例えば、毛細管セルの壁を形成すべきガラス、シリカ又はプラスチック基板に
それ自身公知の方法で酸化スズSnO2の伝導性被膜、特に電極のパターンを残
すよう部分的に食刻(etch)して除去したものを与えることもできる。このような
伝導性電極上に、本明細書のどこかに記載されている任意の反応性の又はリガン
ドと結合した被覆を重ねることができる。
或いは又、毛細管セルの壁を形成すべきガラス、シリカ、結晶、セラミック又
はプラスチックの表面に、その各々が電気化学的な半電池(half-cell)を形成す
る伝導性被膜、例えば銀−塩化銀電極を形成する被膜を1つ又は複数与えてもよ
く、これらの被膜は適宜イオン選択性又は他の化学的選択性の膜の上層を有して
いてもよい。
本発明の実施態様による毛細管セルに含まれるべき電極構造の例は、マトリッ
クスが伝導性粒子を取り込んでいる、非伝導性マトリックス(例えばポリ塩化ビ
ニルのようなポリマーのボディ)からなる複合電極である。伝導性粒子は粒子含
有複合物から外部電気回路への伝導接続を供給しうるようなものである。下記に
示される実施例では、伝導性粒子が数ミリオーム−cmの抵抗に相当する伝導性を
持つ複合電極を提供する。この値は決して臨界的ではなく、数オーダーの大きさ
の高い抵抗も使用できるか、電極材料の抵抗は一般に外部回路の抵抗(しばしば
数メガオーム)に比べて小さくなければならない。
このような電極構造は、これも非伝導性ポリマー材料でできている(毛細管セ
ルの壁を形成する)基板上に形成しうる。
ポリ塩化ビニル以外の、他の基板を形成しうる非伝導性の固体マトリックス又
は材料は、例えばポリウレタン,ポリスチレン,ポリ酢酸ビニル,エポキシ樹脂
(特に伝導性粒子のマトリックスとして)、及びメタクリレートプラスチック並
びにガラスのような無機マトリックスである。以下、ポリ塩化ビニル(PVC)
の記載では、これらの代替のマトリックス材料のいずれをも使用しうることを意
味している。本発明が提供する構造では、伝導性粒子は例えばグラファイト,銀
,プラチナ,金又は銅であってよい。所望であれば、該粒子を取り込んでいるマ
トリックスは、例えばセラミック基板のような平らな絶縁基板上に伝導性トラッ
クを塗るか又はスクリーン印刷するために、厚膜(thick-film)マイクロ回路製造
に使用するために公知であり有用である、伝導性塗料のベースとして使用される
塗料ベヒクルから固体化することにより得られる有機マトリックスであり得る。
伝導性粒子の好適粒子の粒径は広い範囲、例えば10〜20ミクロン(のオーダー)
から200ミクロン(のオーダー)から選択される。複合体への粒子の取り込みの
好適レベルは、例えば、(組成容量に基き)10〜80容量%のオーダー、例えば50
容量%のレベルを含み、又は粒子の性質に応じて、所望の電気伝導度に達するに
必要なレベルを含み得る。銀−PVCからなる電極構造の1例では(最大粒径)
50ミクロンの銀粒子で、重量で銀粒子:PVC粒子が3:1である。
電極の1つの好適な形は、コンダクターと該コンダクターと直接接触している
非伝導膜マトリックス材料(例えばガラス又は有機ポリマー)とからなり、コン
ダクターは上記のような伝導性粒子を取り込んだマトリックスからなり、有機膜
材料は研究すべき特別の分析物に対し電極を敏感にするためのイオノフォアのよ
うな増感成分(sensitising component)からなり、有機膜材料は伝導性複合体の
マトリックスにしっかりと結合している。例えば、膜材料とマトリックスが便利
には両方とも同じポリマーであってよく、例えば溶媒溶接のような簡便な方法の
いずれによってでも共に溶融又は結合することができる。
伝導性粒子のためのマトリックス材料としてPVCを使用するときには、次に
、可塑剤を全く含まないか、又はほんのごく少量含んでいるPVCを使用するこ
とが(伝導性粒子を含む領域のPVCについては)好ましい。(これを我々は「
純粋な」PVCと記す。)(この領域では10重量%のオーダー以下の可塑剤が存
在
するのが好ましい、好ましくはより少なく、例えば<5%、例えば<1%である。)
膜材料の場合、イオノフォアー又は他の増感成分の好適含量の例は、例えば膜
組成全体の5〜10重量%の範囲内である。イオノフォアー含有領域の厚さは例え
ば0.1〜0.5mmでありうる。イオノフォアー又は他の増感成分を含む領域のPVC
は、従来のイオノフォアーPVC膜で使用されているように、通常は便利には比
較的大量の可塑剤を含んでいるべきであり、例えばイオノフォアー含有層の多く
は、例えば1:1〜1:2の範囲の重量比のPVC:可塑剤組成から成ることができる
。イオン選択ポリマー膜、特にPVC膜と一緒に使用するに有用な可塑剤の例に
はジオクチルフェニルホスホネート,ジエチルアジペート,ジオクチルセバケー
ト,トリオクチルホスフェート及びo−ニトロフェニルフェニルエーテルが含ま
れる。有用なイオノフォアーの例は、カルシウムジイソオクチルフェニルホスフ
ェート(カルシウム感受性電極用)、バリノマイシン(カリウム感受性電極用)
、トリドデシルアミン(水素イオン感受性電極用)、塩化,臭化又はヨウ化銀粒
子(ハロゲン化物感受性電極に対応)硫化銀粒子(硫化物感受性電極用)、硫化
銀と硫化銅の粒子の混合物(硫化物と銅に感受性の電極用)を含んでおり、より
一般的には、従来から単結晶電極を作るために結晶の形で使用されていた任意の
物質の微細に分割した粒状形状のものを電極膜のポリマー又は他の非伝導性マト
リックス中に含むことができ、その量は、試験又は測定すべき周囲の溶液の対応
する成分の存在に対し電極が反応できるように粒子が電気的に有効な接触をする
に十分な量である。
本発明の毛細管セルデバイスはある実施例では次の特徴も持つことができる。
(a)所望であれば、キャビティを囲む壁の少なくとも1つが可視及び/又は紫外
線のような光に透過性であり得、光学的に均一で一般に滑らかな表面を有してお
り、そのために、電極により可能な電気的測定と同様に、その場でサンプル収集
及び特異的結合能を有する反応の生成物を光電気的測定及び/又は光学分析する
ことができる。
(b)いくつかの例では、デバイスのキャビティは、セルを形成 する2つの向い合
った壁の間の、好ましくは結合又は統合ユニットとして作成した薄い平坦なキャ
ビティでありうる。いくつかの例では、例えば、このような実施態様は、液晶
ディスプレイの製造の中間段階として得られるような未充填液晶ディスプレイデ
バイスの構造に類似のプレートの結合構造を包含し得るものである。
本発明の1つの面によると、(好ましくは使い捨ての)(多分半透明又は透明
の)毛細管セルが提供され、これは本明細書に記載の方法で製造し得、特異的結
合アッセイを実施するためのものであり、約1mm未満の間隔を持ち、或る(好ま
しくは規定)量の(通常は水性の)液体を毛細管現象で取り上げ保持することの
できる開口のある液体保持セル(liquid-retentive cell)を形成するようシー
ルされている1組の向いあったプレートからなり、その内表面の少なくとも1つ
には実施すべき試験に適する酵素,染料分子,抗体,抗原又は緩衝塩のような被
膜を持ち、又、サンプルの1つ以上の電気的に測定できる特性を測定するための
電極又は電極構造を含んでいる。「規定量(defined medium)」はセル自身の形
状や配置により実質的に決められる容量であり、過剰に適用したときにサンプル
の量から明らかに決められるものではない。
上記の型のセルはガラス又はプラスチックのシートから組み立てることができ
プラスチックのシートを使用するときには、正確な鋳型、例えば毛細管セルキャ
ビティの成分の壁の空間を調整するリッジ(ridge)のようなスペーサーを有して
いるものの形であり得る。
そこにセルを満すに充分量のサンプルを適用でき、そこから毛細管作用により
サンプルが容易に毛細管キャビティ内へ流入することができる外側表面部分又は
ヘリ(lip)をセルが有することができる。サンプルを便利に装填するに充分大き
い表面領域を与えるに充分な距離だけ、セルの開口(aperture)を外側に向けて超
えてプレートの1つを伸すことによりこのようなヘリを容易に形成することがで
きる。入口のもう1つの形状は、毛細管セルの1つの壁の開口で形成されるもの
であり、例えば、サンプルを装填するセルの向いあった壁の部分を露出させる穴
である。ヘリ又は開口に多孔性プラグ(porous plug)のような多孔性フィルター
、又は例えば濾紙又は透析膜をつけて、毛細管セルに入るサンプルのその部分を
所望の程度に濾過又は透析することができる。
セルのシーリングはエポキシ樹脂を用い、開口を残し、例えば矩形の毛細管セ
ルの2つの向いあった側に沿って樹脂を裏打ちすることにより実施でき、装填用
開口とセルが充填されるに従って毛細管セルから空気が出ていけるためのもう1
つの開口を作る。好ましくは、固体粒子は樹脂の上に沈むので、プレートの所望
の空間を確保するために樹脂が固体粒子を含むことができる。選択した毛細管ギ
ャップに対応するか又は直径約100ミクロン等の実質的に単分散のバロチニ(mono
disperse ballotini)(微細ガラス粒子)のような粒子、又は、例えば直径8ミク
ロン、長さ50〜100ミクロンの短いグラスファイバー(例えば長いグラスファイバ
ーをモーターグラインドし、ふるい分けして残った長いファイバーを除去して作
ったもの)が、該バロチニ又は該ファイバーの直径のオーダーの小さな空間を調
整するのに適している。一般に非限定実施例として、5〜500ミクロンの範囲の空
間が選択される。ファイバーは単分散バロチニよりも約50ミクロン未満の直径で
得やすいので非常に狭いギャップにはファイバーを選択する。より広いギャップ
にはバロチニが好ましい。
毛細管セルキャビティの壁上の被膜を形成する物質又は物質の1つは、例えば
酵素、抗原又は抗体でありうる。好適な例は、ウレアーゼ,グルコースオキシダ
ーゼ,コンカナバリンA又は抗グロブリン抗体である。特に酵素被膜の場合には
、酵素を固定化するか、又は放出可能な形状で被覆することができる。このよう
な他の固定化に実施する任意の方法でこのような蛋白質をガラス又はシリカ又は
プラスチック表面に固定化することができる。例えば、同時に又は連続的にキャ
リア表面上に結合剤と蔗糖を単に被覆し乾燥させるのが有用である。所望であれ
ば、特にプラスチック材料の場合には、欧州特許第0 014 530号明細書[ユニリ
ーバー(Unilever)]明細書及び本明細書に引用した参考文献に記載の任意の方法
で、ガラス及びシリカのような石英含有物質を包含する広範なキャリア材料につ
いて、「工業的反応器用の固定化酵素(Immobilised Enzymes for Industrial Re
actor)」[メシング(Messing)編、アカデミックプレス(Academic Press)、1975
:特にフィルバート(Filbert)第3章)又は例えば米国特許第3652761号明細書又
は英国特許第1530997号明細書に記載の任意の方法で、共有及び他の固定化を行
うことができる。
下記の電位差測定用又は電流測定用の電極の実施例の場合は特に、毛細管セル
の表面上に1つ以上の被膜を形成する物質はイオン性の塩、例えば緩衝塩であり
得、例えば蔗糖又は他の非イオン性湿潤剤のようなグレーゼ(glaze)形成不活性
基板と予混合した塩の薄い被膜であり得る。
特に電流測定用電極の場合には、電極構造は酵素と、酵素反応から電極構造の
伝導部分への電子の移動を容易にするメディエータ、例えばグルコースオキシダ
ーゼから電極への電子の移動を容易にしうるフェロセン(ferrocene)とで被覆さ
れていてもよい。
セルの1つの壁の上にある2つの電極間の領域は、ある種の免疫アッセイで使
用される金のゾル粒子のような伝導性粒子と結合しうる特異的結合剤で被膜する
ことができる。
例示するために添附の第1〜9図と以下の記載により本発明の実施態様を説明
する。
第1図は、本発明の実施態様による、電極を含有する毛細管セルデバイスの概
略図を示している。第2図はもう1つの使い捨ての毛細管セルデバイスの概略的
断面図を図式的に示している。第3図は第2図のセルデバイスの概略図を示し、
第2図の断面の線を示すための線I−Iを含んでいる。
第4図は第2〜3図のデバイスを複数個製造する中間段階の概略的断片図を示
す。
第5〜8図は本発明の更にその他の実施態様で提供される電極装置の図式的横
断面図を示す。
第1図は本発明の毛細管セルデバイスの形状を示している。第1図に示すセル
デバイスは、結合トラック3により下部プレート2と離されている上部プレート
1からなる。3個の複数の毛細管キャビティは、プレートの間隔を設けてキャビ
ティの側面の境界を定める4つの結合トラック3で形成されている。第1図のデ
バイスは電極10及び11からなる互いにかみあった電極構造を有しており、電極の
各々は図示したパターンを形成するよう食刻して除去されている全体的な酸化ス
ズ(SnO2)の伝導性被膜の部分から構成されている。伝導性の酸化スズ層は、半導
体や液晶産業でそれ自身公知であり、それ自体は本発明の一部ではない方法で、
製造され食刻される。
所望であれば、酸化スズ被覆電極構造の上部及び/又は向いあったプレート2
の内面に1つ以上の被膜層(第1図には示さず)を形成することもできる。
電極10と11は毛細管セルを越えてプレート2の表面6へと続き、他の電気的回
路やデバイスに接続するための接続点12と13で終っている。(所望であれば、電
極10と11は、図面に示した所以外の適切な接続点へ、結合層3の下を通過して、
セルのもう1つの部分の接続点まで続いていてもよい。)
電極11と12の1組をデバイスの各構成セルが具備している。1つの組のみが完
全に図示してあり、図面中に充分参照されている。このデバイスでは、プラット
フォーム6はサンプル装填のためには使用されず、デバイスの他側でプレート1
を越えてプレート2も伸びており、サンプル装填用プラットフォームを提供して
いる。プラットフォームを3つのサンプル装填領域15に分けるように結合トラッ
ク3の2つの中心トラックの延長14によりこのプラットフォームは分けられてい
る。3組のコネクター12と13は、接続点12と13を有しているプレート2のエッジ
により毛細管セルデバイス全体を合わせることのできるエッジ−コネクターデバ
イス17の対応するワイヤ16と適合しうるように調整されている。
このような毛細管セルデバイスは測定に有用であり、ある場合には例えば特異
的結合剤で被覆した金のゾル粒子のような伝導性粒子のような他の伝導性材料を
含むことができる。
第2〜3図は、図面から電極構造をはぶいていることを除いて、本発明の実施
態様のデバイスの毛細管セルを図式的形状で示している。デバイスは操作が容易
な大きさ、例えば3cm×1.5cmである。デバイスは上部(例えばプラスチック,ガ
ラス,PVC又はシリカ)プレート1と下部(例えば、同様)プレート2(約1m
m厚)からなり、これらは適切な(例えばエポキシ)接着剤の結合トラック3に
より1mm未満離れた間隔に平行に向い合うように一緒に固定され、両端が開放さ
れている毛細管セルキャビティ4を形成しており、このキャビティは結合トラッ
ク3の第一の不連続部位を通して外部とつながっていてプレート1の側面5でセ
ルの開口を形成している。結合トラック3の他の端部にももう1つの不連続部分
があり、試料液がセルに充填されるときに空気を排出させるためのもう1つの開
口となる。プレート2はプレート1より大きく、開口から伸びている部分6を有
している。プレート2の部分6はそこにサンプル液滴を適用しうるプラットフ
ォーム又は入口(threshold)又はヘリとして作用し、そのため毛細管の流れによ
りこの液体が毛細管セルキャビティ4を充たすことができる。キャビティ4はこ
のように充填したときに規定の適切に再生可能な量の液を引き付け、含有する。
毛細管セルを使用すべき試験方法に関連する物質の層7を毛細管セルの内表面
に固定化する。図面に示した実施例では、層7はプレート2上の物質のパッチで
あり、他の装置ではプレート1上にある。酵素活性に基く試験、例えばウレアー
ゼを用いたアンモニアへの変換による尿素の測定の測定の目的には、例えばウレ
アーゼ酵素のような固定化酵素の領域でありうる。又、免疫アッセイに関連して
、層が例えば固定化抗体であり得る。このような層は1層以上あってもよく、例
えばプレート2と同様にプレート1上に1層あってもよく、又はいずれかのプレ
ート上に複数の層を重ねる及び/又は並べて(side-by-side)もよい。第2〜3図
には示していないが、毛細管セルの内表面を裏打ちする層7又は他の層が第1図
に関して記載したような1つ又は複数の伝導層を含んでおり(第2〜3図には示
していない)、伝導性外部接続は、所望であれば結合層3とプレートの表面との
間を通り、セルの内部からセルの外部への伝導性トラック又はコネクターにより
提供される。これらは半導体及び液晶ディスプレイの製造にしばしば用いられる
ような伝導性トラックの慣用の表面加工に使用されるそれ自身公知の方法で製造
される。
第2図に示す断面は、その線が結合トラック3を通して伸びていないために空
間を有するプレート1と2を表わしている。
第2〜3図に示すような複数のセルの製造は第4図に示す。第4図はこのよう
なセルを製造する中間段階を示す断片図である。プレート2を作るガラス又は他
の物質の大きなプレート8を清浄にし、適切な方法で上記のいずれかの種類の材
料のパッチ7で被覆し、結合しうる接着剤のトラック3と同様に電極層をパター
ン化する。図示していない第2のプレートは、適宜トラック3に対応する結合ト
ラックをその土に形成した後に、及びその他の任意の所望材料でパッチ又はトラ
ックを適宜形成した後に、プレート8に圧着し、接着剤を固化する。次に、第4
図の点線9で示す線と、上部プレートの対応する線(しかしながら線9と表示す
る必要はない)に沿って集合体を壊すか又は切断する。その結果、第2〜3図に
示すセルのようなセルが得られる。
第4図の装置は基板の方法としてのガラスシートの使用に関して記載されてい
る、排他的にではないが特にプラスチックシートを使用するときには、平面シー
ト以外の、例えばスペーサーリッジ(spacer ridge)を使用すると便利であり、毛
細管セルを集合させる前に、本明細書中のどこかに記載されているような入口開
口(inlet apertures)及びフィルター装置をこのようなシートの部分として付加
することもできる。
本発明により製造される他のデバイスの中で第2〜3図の毛細管セルデバイス
は、所望であれば、便利な形の操作片(handling-piece)又はホルダーを具備して
もよく、この目的のためには、セルデバイスと一緒に1つの片に形成されない場
合には、このようなホルダーと共に使うための固定した又は取りはずしのできる
任意の便利な形の接続装置を具備してもよい。
デバイスは、放出可能な生化学的試薬の薄い被膜層を含み、これは例えばプレ
ート上の薄膜内で蛋白質−蔗糖混合物を空気乾燥させて形成したものであってよ
い。これらはデバイス内で実施されるべき特別な試験の化学特性により選択され
、組みあわされる。実施されるべき試験の部分をなす化学又は結合反応の範囲に
は、全ての種類の電気化学的、酵素的、結合及びクエンチング(quenching)反応
を包含するが、いくつかの試験は毛細管セル内でこのような反応を起すことを全
く必要とはしないことを強調する。放出可能な被膜層に加えて、デバイスは生化
学的試薬の固定化被膜層を含んでいてもよい。
セルの内表面上への反応性固定化蛋白質層(例えば、酵素又は抗体)の形成は
例えば下記のようにして行うことができる。
例えば約1mm厚で、セル部分の2次元配列を含むに充分大きく、各方向に複数
のいくつかのセルのユニットをもつ(例えばソーダ)ガラスのシートを、任意の
適切な方法、例えば洗浄と超音波処理、及び必要であれば公知の方法での溶媒蒸
気による油除去により、又は過酸化水素アンモニアと塩酸/過酸化水素での連続
的温度処理(80℃)、水洗及び例えば115℃、30分間の空気乾燥により清浄にす
る。次に、以下の又はそれと同等な方法で、所望の蛋白質又は他の被膜のパッチ
のパターンを適用する。先ず、公知の方法で(例えば末端アミノ−アルキルトリ
メトキシシラン、
又は実質的に例えば3-アミノプロピル化合物のような他の試薬、実質的に米国特
許第3652761号明細書に記載されているもう1つの試薬を用いて、好適にはアセ
トン中約2%v/vで)ガラスとシランをベースとするカップリング化合物とを反応
させ、次にガラス上に固定化したアミノ末端を(例えば2%、pH7の)グルタルア
ルデヒドと反応させ、過剰な試薬を除去し、それ自身公知の成分手法により、固
定化したアルデヒド基で活性化したガラスを溶液中の蛋白質との反応に露出する
ことにより、抗原又は抗体又は他の蛋白質の共有結合が達成される。例えば、こ
こでは37℃で、約pH9.5で、2時間の処理が適切であることが発見された。ガラ
ス表面上への適切な最終的な活性蛋白質装填速度(loading rate)は例えば約0.5
μg/cm2である。これは連続又は近連続層(near-continuous layer)を構成する
と考えられる。固定化層の量又は密度又は比活性は特別なアッセイの化学特性の
感受性要求により決定され、それ自身は本発明の部分を形成しない。例えば、強
力な緩衝剤(0.1M酢酸塩,0.5M NaCl,pH4〜5)で洗浄し、次に中性緩衝剤で洗浄
し(pH7〜7.4)、その後pH9〜10で洗浄し、中和することにより過剰の試薬を除去
できる。
後に蛋白質(例えば酵素被膜)の任意の部分を食刻し、又は不活性化すること
を望むときには、次の手法が使用できる。被覆したシートを次に実質的に空気を
含まない閉じた雰囲気のドラフト内に置くことができ、例えばもう1つの不活性
表面の近くに置いて被覆した側の空気ギャップを約1mm以下に減すことができる
。次に、被膜を食刻して除去又は不活性化すべき部分に対応するパターン(例え
ば、格子パターン)に、紫外線でパターン化されたイメージを用いて、該シート
を照射し(C.280nm付近の実施しうるだけの狭い波長バンドの光を用いるのが好ま
しい)、残存する活性蛋白質パッチのパターンを残す。例えばプレートから数セ
ンチ離してあるGE7-ワット水銀ランプを約5〜20分間使用して照射を行うことが
できる。プレートに近いマスキング又は実像システム(real imaging system)で
照射パターンを作ることができる。ここで使用した紫外線食刻(etching)は、参
照しているジェー エー パニツ(J A Panitz)、アイギーバー(I Giaver)が
サーフェス サイエンス(Surface Science)、97(1980)25〜42ページに記載し
たU.V.食刻プロセスと同じ原理に基くと考えられる。
次に、上部の空間を置いたプレートとの接続を形成するために、所望のパター
ンでパッチ被覆したガラスプレート上にUVで固化しうるエポキシ接着剤を印刷
する。それ自身慣用であり、本発明の一部ではないシルクスクリーン技法でエポ
キシ接着剤を適用する。
エポキシ樹脂には少量の(例えばモーター内で長いグラスファイバーをひきつ
ぶし、ふるいわけして残った長いファイバーを除去して作った)、直径約20ミク
ロン、長さ約100〜200ミクロンの短いグラスファイバーを有していてもよい。グ
ラスファイバー片の代りに下記のように用いて、エポキシ樹脂内にバロチニを含
むことも好ましい。例えば100ミクロンのギャップを作るために、対応する大き
さのバロチニをエポキシ中に取り込ませる。プレート間の所望の空間より少し厚
い、例えば10%厚い、例えば100ミクロンの空間を望むときには約110ミクロンの
エポキシ層をスクリーン印刷でのせ、追加のプレートを定位に静かに押しつけて
エポキシを軽く広げることができる。
所望であれば、同じもしくは異なる蛋白質もしくは他の被覆材料でパッチ状に
被覆したか、又は未被覆の第2の同様なガラスシートに対し、パターンとしてエ
ポキシ接着剤の第1のパターンの鏡像を適用することができ、次にこの2枚のパ
ターンのシートを合わせて、固化するために必要であれば真空又は脱酸素にして
、紫外線照射で固化させる。活性状態で残っているべき被覆蛋白質又は他の材料
のパッチを避けるパターンを有するイメージで紫外線を適用する。
接着剤を固化した後に、液晶デバイスの製造に使用される任意の公知の方法、
特に液晶ディスプレイデバイスの製造に関連するCH-627559号及び629002号明細
書に参照された方法で、2つのプレートを個々のセルユニットに線を引いて破る
(scribed and broken)ことができる。これらの明細書と本発明の方法での対応す
るステップは、必要な変更を加えて同様な方法で実施できる。
このプロセスで得られる便利な形のセルは、毛細管セルが規定量の水溶液を取
り上げ得るようにするために、それらの間に存在する結合材料の不完全なわくを
有する、約5〜500ミクロンの空気で離された空間(液体が入るための少なくとも
1つの開口と、空気が出るためのもう1つの開口をも有することができる)を持
つ、2枚の実質的に平行に向きあった層からなる。ガラス層の1つはセルの開
口を越えて伸び、その表面上に液滴を載せ、それをセル内に全体的に又は部分的
に入れることができる。特にプラスチック材料で作ったデバイスの場合には、サ
ンプルを装填するためにセルの1つの壁に開口を作るか又は残すことができ、こ
れが上記のフィルターデバイスを有していると好ましい。
第5〜9図は、本発明実施態様による更に5個の電極を含有する毛細管セルデ
バイスを概略的に横断面図で示している。各図面で、グループ51と52は毛細管セ
ルの向いあった壁を表わしており、明らかにするために電極以外のその他の構造
ははぶかれている。各々で、毛細管のギャップは0.1〜1mmのオーダーであると便
利であり得る。
第5図では、空間を持って離れている1組の電極55と56は璧52の表面に固定し
た層として示されている。電極55はイオン選択性(例えばカリウムイオン選択性
)電極であり、56は基準電極として有効に作用する、例えばポリスチレンの薄層
を被覆した電極のようなイオン非感受性電極である。電極の構成の適当なモード
は下記に記す。
第6図に、空間を持って離れている2つの電極61,62からなるカリウムイオン
濃度を測定するための電極含有毛細管セルデバイスを示している。61は(カリウ
ム感受性の)電極であり、62はpH感受性の基準電極である。毛細管セルの向い合
う壁51上に、(カリウムを含有しない)pH緩衝剤を含有する放出可能な層63を被
覆する。この被膜は毛細管セルに取り入れられたときにサンプル液中に放出され
溶解される放出可能な被膜(例えば蔗糖グレーゼ)である。
第7図では、電極62が61と異なるイオン(例えば塩素)(基準イオン)に感受
性のあるイオン選択性電極であることと、バッファ被膜63が基準イオンの塩を緩
衝作用量含有していること、例えば、サンプル液で予期されるより好ましくは非
常に大きい塩素イオン濃度を提供するように、毛細管セルに取り込まれるサンプ
ル液中に標準濃度で放出され溶解されるべき塩素イオンを含有する被膜であるこ
とを除いては、第6図の装置と同様な装置である、電極61がカルシウム感受性電
極ではない場合には、被膜63中の塩のカチオン成分はカルシウムであると便利で
あり得る。
第8図は、カリウムイオン濃度を測定するためのもう1つのデバイスを示して
いる。第8図では、電極81と82が同じイオン選択性電極、この場合はカリウム選
択性電極である。セルの向い合った壁上の放出可能な被膜83は、セル中に取り込
まれるサンプル液中に放出されるべき標準濃度のカリウム(例えばKClとして)
を含有している。被膜83は、電極82に面していて電極81には面しておらず、部分
的又はパッチ状被膜であり、電極81は試験の間に被膜83から電極81に放出される
イオンの顕著な拡散を最小限にするよう選択された、例えば1mmより顕著に大き
い距離だけ、電極82と被膜から離れている。
本発明のデバイスのもう1つの実施例は第8図に示すものと同様の配置を有し
ていてよく、アンモニアイオン選択性電極又はpH電極と固定化ウレアーゼ酵素と
を用いる尿素濃度の測定を目的とする。この実施例では、上に記し、引用した一
般的手法から適切な物質を選択して電極81及び82をアンモニアイオン選択的電極
として製造し、被膜83は固定化したウレアーゼ酵素の層からなる。この毛細管セ
ルによる尿素測定法の使用においては、完全に反応させるために、被膜83と電極
82に隣接したサンプル液領域で尿素の含有量をウレアーゼと反応させると便利で
あり有利であり得る。81と82との間の距離は必要な反応時間の間、このギャップ
に沿っての顕著なアンモニアの拡散を避けるに充分なだけ大きくなければならな
い。
適切なイオン感受性電極構造、バリヤー及び被膜を、例えば下記のように、毛
細管セル構造の内壁を形成すべき表面上に含有させてもよい。この適用のために
好適な基板材料はPVCである。材料を適用するパターンを調整し得るスクリー
ン印刷のような方法によって電極及び被膜物質を適用するのが好ましい。
例えば、このような構造を製造するために、例えば以下のように種々の添加剤
を添加した(loaded)ポリ塩化ビニルのようなマトリックスの連続層を作成すると
便利であり、これは本発明の範囲に入る。(例えば、適切な溶媒中に懸濁した粉
末銀、(例えばジョンソン マッティ(Johnson Mattey)P230のスクリーンプリン
ト可能な銀として市販されているもの)を含む可塑剤とPVCの溶液を用いて)
、銀−粒子−添加のPVCの層を伝導性被膜層として適用することができる。こ
れは、その表面で近づき得るように、そして有用な伝導性構造と伝導的に接触す
る塩化銀含有量を得るよう処理することができる。又、そしてある環境下では、
好ましくは、塩化
銀粒子を添加したPVCからなるもう1つの領域(zone)を同等な効果で具備する
ことができる。塩化銀を与える処理の後に、イオノフォアー又は他の増感性成分
を添加した可塑化したPVCのもう1つの領域を与えることができる。複合物を
空気乾燥し、適切な溶媒中のバリノマイシンイオノフォアーとジオクチルフェニ
ルホスホネート可塑剤の混合物を用いてイオン選択性PVC膜を適用する方法で
、例えばカリウムイオン選択性膜を形成し得る。適切な添加剤を有する溶融(熱可
塑性)PVCの適用層を固化することにより、又はテトラヒドロフランのような
相溶性の溶媒中の適切に添加したPVC溶液から溶媒を蒸発させることにより連
続領域を堆積することができ、デップ被覆、スクリーン印刷、スピン被覆及びス
プレイのようなそれ自身公知の手法から選択した任意の適当な手法で適用するこ
とができる。
本発明の実施態様を構成する複合構造の部分を形成するために製造され得る、
それ自身公知のイオン選択性膜の性質と種類は非常に広範であり、これは電極を
使用すべき特別な最終用途に依るものである。(慣用のワイヤーコアと関連して)
ジー ジェー モーディ(G J Moody)及びジェー ディー アール トーマス(JD
R Thomas)が「分析化学におけるイオン選択性電極(Ion Selective Electrodes i
n Analytical Chemistry)」、エイチ フレーザー(H Freiser)編、プレナムプレ
ス(Plenum Press)1980の第4章の「ポリ(塩化ビニル)マトリックス膜イオン選
択性電極[Poly(Vinyl Chliride)Matrix Membraue Ion-Selective Electrodes]
」に記載した、及びユー フィードラー(U Fiedler)及びジェー ルジカ(J Ruzi
cka)、アナル.ヒム.アクタ(Anal.Chim.Acta)、67、179(1973)に記載の詳細な
膜電極組成の全部は、参考のために特に本明細書に含まれる。
参考のために本明細書に含まれるもう1つの膜の製造の詳細は、エイチ タム
ラ(H Tamura)らによるものである;アナル.ケム.(Anal.Chem.)(1982)、54、1224
〜1227ページ。
例えば内表面の1方又は両方に電極をスクリーン印刷することにより本発明の
毛細管セル内に電流測定用の装置を製造することもできる。
例えば、1つの金又はプラチナ電極と1つの銀/塩化銀電極を印刷することに
より過酸化水素に感受性のあるセルか得られる。電極内に一定の電圧をかけると
、
サンプル中の過酸化水素濃度に比例する電流が得られる。過酸化水素が消費され
るに従って電流は減少するが、サンプル中の過酸化水素濃度を測定するためには
最初の電流が使用できる。
反対の電圧をかけることにより、サンプルの中の酸素濃度が測定できる。
電極の上に拡散限定層(diffusion limiting layer)を堆積する(deposit)と有
利でありうる。
本明細書に記載のセルを使用して、広範な分析物及び反応、例えばイオン,酵
素,酵素基質(特に例えばグルコース,尿素又はクレアチニン)を電気的にモニ
ターできる。
本明細書に記載の発明はその範囲内で多くの修飾や変更が可能であり、特に前
記の説明及び添付図面及びその同等物の任意の1つ以上の1つ及び複数の特徴を
使用することに及ぶ。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for use in a chemical (particularly biochemical or clinical) test method,
Fabrication method and use of the device. In one embodiment, the device detects and measures inorganic ions in an aqueous sample
And, in other embodiments, specific binding assays.
Intended. Conventionally, from many other liquid containers for assay reactions, conventionally about 0.5 ml
Using a so-called microtiter well with a working capacity of
Have often implemented microscale methods. Micro-scale assembly
Other devices and devices for manipulating materials are described, for example, in EP 031993,
Described in the specifications of National Patent No. 1571772, British Patent No. 1584129 and British Patent No. 1414479
Have been. In particular, the prior art contains numerous disclosures of analytical devices for manipulating and measuring small test samples. British Patent No. 2 090 659 [I
Instrumentation Laboratory, Inc.
Are self-filling metering channels, and
It is constructed with a lip or inlet that can hold a sample of about 10 μl
Pick up (for example) 10 μl by elephant and remove the fibers on the filter layer below the transparent window
A test strip to be reacted with the reagent contained in the ionic pad is described. Result is
For example, it can be seen with the naked eye as a color reaction. UK Patent No. 2 036 075 [HE Mennier], British Patent
Patent No. 1 104 774 [JP Gallagher], European Patent
No. 0 057 110, No. 0 034 049, No. 0 010 456 [Kodak (K
odak)] are all capillary channels or channels for manipulating biological or test fluids.
Describes other aspects of the use of chamber size. The prior art also contains many disclosures about chemically sensitive or selective electrodes.
Included, `` Ion-Selective Electrode in Analytical Chemistry ''
s in Analytical Chemistry). H. Freiser, Plenamp
Les (Plenum Press) 1978). According to the invention described herein, a capillary-filled cell device that can be easily manufactured
Chairs provided, electrically monitored tests using very small liquid samples
Facilitates, for example, specific ion analysis, enzymatic reactions, and specific binding assays
. According to the present invention, Each A cavity is used to store sample liquid by capillary action.
One having a size small enough to flow into the cavity Or multiple The mold
The cavity has one or more electrically measurable properties in the sample.
The electrode structure for measuring the
Consisting of conductive coating and cavity supports specific reaction of sample
Specific countermeasures, including a coating of material necessary to perform
A device is provided for collecting and testing specifically-reactive samples. According to the present invention, (a) (usually) a sheet to provide a number of device parts
Forming a coating on the surface of the material, (b) together with the coated sheet material,
Each device of the device provides an additional capillary-sized cavity for collecting and holding an amount of sample fluid by capillary action in contact with the reactive coating
Forming a structure, (c) forming an electrode structure within each cavity, and (d) each one or
Step of separating the sheet material into sections providing multiple sample collection and test devices
Also provides a method for collecting specific reactive samples and manufacturing test devices
I do. First, on the surface of the carrier which later constitutes the wall of the capillary cell, as in the example below.
Form a conductive layer, then add a layer of any auxiliary material, and finally a cell or some
It has been found that it is usually convenient to aggregate these cells. The coating is a buffer that must be released into the liquid sample material incorporated into the device
Agent, or a specific reagent such as a protein-containing binder or enzyme.
It may be a responsive substance. Coating can be fused or continuous, or
For example, the pattern is divided into separated patterns, such as a two-dimensional array of patches.
It may be. Device to form part of the capillary cell cavity
Including an ion selective membrane coating over a preformed or coated electrode on a wall
Good. When making these patches, first create a continuous coating and then, for example,
Either remove that part to leave the desired pattern, such as an array of parts, or
Can be produced by inactivation. The coating provides specificity for the desired assay
It can be a membrane of a releasable reagent having, for example, a releasable antigen or antibody or its attraction
Conductor coating Or, for example, An antigen or antibody covalently linked to form an immunosorbent or
Can be an immobilized specific binding substance such as a derivative thereof. Completion of capillary cell
Additional structures that allow, for example, preferably a defined reproducible volume of sample liquid
Capillaries less than about 1 mm, for example, that can be trapped between sheets by tube action
Separated from the first sheet in a capillary space, with a suitable bonding adhesive
Thus, it may be another sheet material bonded to the first sheet material. example
Sheet material, such as glass, quartz or plastic material, is drawn with a line
Can be divided into units by tearing or sawing or cutting.
In the following examples, the sample liquid can be loaded or added thereto, and
An external loading surface or opening that flows into the vise cavity
It is implemented to leave the department. The external loading surface at least defines the cavity
Contains sufficient liquid (eg, in the form of droplets of a substance spreading on a surface) to sufficiently fill or
Preferably, it has the ability to hold. In the embodiment of the device as shown in FIG. 1 below, for example, the second sheet
The sheet with the electrodes extends beyond the end of the capillary cell
It is extended and provides an anchoring point for electrical connections to external circuits.
You. According to the present invention, specific reactive sample collections produced by the methods described herein are provided.
A collection test device is also provided. The fabrication of the capillary cell electrode structure of the present invention may be performed in any of a number of ways. For example, on a glass, silica or plastic substrate to form the walls of a capillary cell
The conductive coating of tin oxide SnO2, in particular the electrode pattern, is left in a manner known per se.
It is also possible to provide a material which has been partially etched and removed. like this
On the conductive electrode, any reactive or ligand described elsewhere herein.
Overlying the coating associated with the metallization. Alternatively, the glass, silica, crystal, ceramic or ceramic to form the walls of the capillary cell
Each form an electrochemical half-cell on the surface of the plastic
One or more conductive coatings, such as a coating forming a silver-silver chloride electrode.
These coatings may optionally have a top layer of ion selective or other chemically selective membrane.
May be. Examples of electrode structures to be included in a capillary cell according to embodiments of the present invention are
The matrix incorporates conductive particles into a non-conductive matrix (eg, polyvinyl chloride).
A composite electrode composed of a polymer body such as Nyl). Conductive particles include particles
It is such that it can provide a conductive connection from the composite to an external electrical circuit. Below
In the example shown, the conductive particles have a conductivity corresponding to a resistance of a few milliohm-cm.
To provide a composite electrode. This value is by no means critical and can be several orders of magnitude
Can be used, or the resistance of the electrode material is generally the resistance of the external circuit (often
(Several megaohms). Such an electrode structure is also made of a non-conductive polymer material (capillary cell).
(Forming the walls of the shell). Non-conductive solid matrices or other materials that can form other substrates other than polyvinyl chloride
The material is, for example, polyurethane, polystyrene, polyvinyl acetate, epoxy resin
(Especially as a matrix of conductive particles) and methacrylate plastic
And an inorganic matrix such as glass. Hereinafter, polyvinyl chloride (PVC)
The description states that any of these alternative matrix materials can be used.
I taste. In the structure provided by the present invention, the conductive particles may be, for example, graphite, silver,
, Platinum, gold or copper. If desired, the machine incorporating the particles
The trick is to conduct conductive tracks on a flat insulating substrate, such as a ceramic substrate.
Thick-film microcircuit manufacturing for painting or screen printing
Used as a base for conductive paints, known and useful for use in
It can be an organic matrix obtained by solidification from a paint vehicle.
The preferred particle size of the conductive particles can be in a wide range, for example (on the order of 10-20 microns)
From 200 microns (on the order of). Of particle incorporation into the complex
Suitable levels are, for example, of the order of 10 to 80% by volume (based on the composition volume), for example 50%.
Including the volume% level, or depending on the nature of the particles, to reach the desired electrical conductivity.
May include required levels. In one example of an electrode structure made of silver-PVC, (maximum particle size)
50 micron silver particles, 3: 1 silver particles: PVC particles by weight. One preferred form of electrode is a conductor and in direct contact with the conductor
Non-conductive membrane matrix material (eg, glass or organic polymer)
Ductors consist of a matrix that incorporates conductive particles as described above.
The material is an ionophore to sensitize the electrode to the particular analyte to be studied.
The organic film material consists of a conductive complex.
It is tightly bound to the matrix. For example, membrane material and matrix are convenient
May be the same polymer, for example in a simple method such as solvent welding.
Either can be melted or bonded together. When using PVC as a matrix material for conductive particles,
Use PVC that contains no or very little plasticizer.
(For PVC in the region containing the conductive particles). (We call this "
Marked "pure" PVC. ) (Plasticizers in the range of 10% by weight or less exist in this region.)
It is preferably present, preferably less, for example <5%, for example <1%. For membrane materials, examples of suitable contents of ionophores or other sensitizing components are, for example, membranes
It is in the range of 5-10% by weight of the total composition. The thickness of the ionophore-containing region is comparable
0.1 to 0.5 mm. PVC in areas containing ionophores or other sensitizing components
Is usually more conveniently used as in conventional ionophore PVC membranes.
Should contain relatively large amounts of plasticizer, such as many ionophore-containing layers
May comprise, for example, a PVC: plasticizer composition in a weight ratio ranging from 1: 1 to 1: 2.
. Examples of useful plasticizers for use with ion selective polymer membranes, especially PVC membranes
Is dioctylphenylphosphonate, diethyl adipate, dioctylsebacate
G, trioctyl phosphate and o-nitrophenyl phenyl ether
It is. An example of a useful ionophore is calcium diisooctylphenylphosphine.
(For calcium sensitive electrode), valinomycin (for potassium sensitive electrode)
, Tridodecylamine (for hydrogen ion sensitive electrodes), chloride, bromide or silver iodide grains
(For halide-sensitive electrodes) Silver sulfide particles (for sulfide-sensitive electrodes), sulfide
Contains a mixture of silver and copper sulfide particles (for electrodes sensitive to sulfide and copper)
In general, any conventionally used in crystalline form to make single crystal electrodes
The finely divided granular form of the material is converted to a polymer or other nonconductive matrix for the electrode membrane.
Liquor, the amount of which corresponds to the surrounding solution to be tested or measured
Particles make an electrically effective contact so that the electrode can react to the presence of components that
Is enough. The capillary cell device of the present invention can also have the following features in one embodiment. (a) if desired, at least one of the walls surrounding the cavity is visible and / or ultraviolet
It can be transparent to light, such as lines, and has an optically uniform and generally smooth surface.
This allows for in-situ sample collection as well as electrical measurements possible with electrodes.
Measurement and / or optical analysis of a reaction product having specific binding ability
be able to. (b) In some cases, the cavity of the device has two opposite sides forming a cell.
Between thin walls, preferably made as a combined or integrated unit
It can be bitty. In some cases, for example, such an embodiment may be used as an unfilled liquid crystal display device as obtained as an intermediate stage in the manufacture of liquid crystal displays.
It is possible to include a connection structure of a plate similar to the structure of the vise. According to one aspect of the invention, (preferably disposable) (possibly translucent or transparent)
Are provided, which can be manufactured by the methods described herein,
For performing a combined assay, with a spacing of less than about 1 mm and a certain (preferred)
Or specified) amount of (usually aqueous) liquid that is taken up and retained by capillary action.
To form a liquid-retentive cell with an opening
Consisting of a set of facing plates that are
Include suitable enzymes, dye molecules, antibodies, antigens or buffer salts for the test to be performed.
Having a membrane and for measuring one or more electrically measurable properties of a sample
Includes electrodes or electrode structures. "Defined medium" is the shape of the cell itself
This is a volume that is substantially determined by the shape and arrangement.
It is not clearly determined from the quantity. Cells of the above type can be assembled from sheets of glass or plastic.
When using plastic sheets, be sure to use the correct mold, for example a capillary cell cap.
With spacers like ridges to adjust the space of the wall of the component of Vity
Can be in the form of something. A sufficient amount of sample can be applied to fill the cell, from which capillary action
An outer surface portion where the sample can easily flow into the capillary cavity or
The cell can have a lip. Large enough for convenient loading of samples
With the cell aperture facing outward a sufficient distance to provide a
By extending one of the plates, such a helicopter can be easily formed.
Wear. Another shape of the inlet is formed by an opening in one wall of the capillary cell
For example, a hole for exposing a portion of a wall facing a cell for loading a sample.
It is. Porous filters, such as porous plugs in helicopters or openings
Or, for example, by attaching a filter paper or dialysis membrane to remove that portion of the sample entering the capillary cell.
Filtration or dialysis can be performed to the desired degree. The cell is sealed using epoxy resin, leaving an opening, for example, a rectangular capillary cell.
This can be done by lining the resin along two opposite sides of the capillary, and another one to allow air to escape from the capillary cell as the loading opening and cell are filled.
Make one opening. Preferably, the solid particles sink onto the resin, so that the desired
The resin may include solid particles to secure the space. Capillary tube selected
A substantially monodisperse Balotini (mono) corresponding to the gap or about 100 microns in diameter, etc.
disperse ballotini) (fine glass particles) or, for example, 8 micron in diameter
Ron, 50-100 micron long short glass fiber (e.g. long glass fiber
Motor grind the filter and remove the remaining long fiber by sieving.
A small space on the order of the diameter of the barotini or the fiber.
Suitable for conditioning. Generally, as a non-limiting example, a sky in the range of 5-500 microns
The interval is selected. Fibers are less than about 50 microns in diameter than monodisperse barotini
Select a fiber for a very narrow gap because it is easy to obtain. Wider gap
Is preferably barotini. The substance or one of the substances forming the coating on the walls of the capillary cell cavity is, for example,
It can be an enzyme, antigen or antibody. Preferred examples are urease, glucose oxidase
Or concanavalin A or anti-globulin antibody. Especially in the case of enzyme coating
The enzyme can be immobilized or coated in a releasable form. like this
Such a protein may be glass or silica or any other method performed for immobilization.
Can be immobilized on plastic surfaces. For example, simultaneously or sequentially
It is useful to simply coat the binder and sucrose on the rear surface and dry. If desired
For example, especially in the case of plastic materials, European Patent No. 0 014 530 [Unili
(Unilever)] and any of the methods described in the references cited herein.
For a wide range of carrier materials, including glass and quartz-containing materials such as silica.
`` Immobilized Enzymes for Industrial Reactors
actor)] [Messing, Academic Press, 1975
: In particular Filbert Chapter 3) or, for example, in US Pat.
Conducts sharing and other immobilization in any of the ways described in GB 1530997.
I can. Particularly in the case of the following examples of electrodes for measuring a potential difference or for measuring a current, a capillary cell
The substance that forms one or more films on the surface of the can be an ionic salt, such as a buffer salt, for example, a glaze-forming inert such as sucrose or other non-ionic wetting agent.
It may be a thin coating of salt premixed with the substrate. Especially in the case of an electrode for current measurement, the electrode structure is
Mediators that facilitate the transfer of electrons to the conducting moiety, such as glucose oxida
Coated with ferrocene, which can facilitate the transfer of electrons from the
It may be. The area between the two electrodes on one wall of the cell is used in certain immunoassays.
Coated with a specific binder that can bind to conductive particles such as gold sol particles used
be able to. The embodiments of the present invention are described by way of example with reference to FIGS.
I do. FIG. 1 shows the present invention. According to the embodiment of Of capillary cell device containing electrodes
FIG. Figure 2 Another Schematic of disposable capillary cell device
The cross-sectional view is shown schematically. FIG. 3 shows a schematic diagram of the cell device of FIG. 2,
2 includes a line II for indicating the line of the cross section of FIG. FIG. 4 shows a schematic fragmentary view of an intermediate stage of manufacturing a plurality of the devices of FIGS.
You. 5 to 8 show further examples of the present invention. other Schematic side view of the electrode device provided in the embodiment
FIG. FIG. 1 shows the shape of the capillary cell device of the present invention. Cell shown in Fig. 1
The device comprises an upper plate separated from a lower plate 2 by a coupling track 3
Consists of one. The three multiple capillary cavities are spaced apart from each other by
It is formed by four connecting tracks 3 delimiting the sides of the tee. Fig. 1
The vise has an interdigitated electrode structure consisting of electrodes 10 and 11,
Each one has an overall oxide mask that has been etched away to form the pattern shown.
(SnO2). The conductive tin oxide layer is semiconductive
In a manner known per se in the body and liquid crystal industry, and not itself a part of the present invention,
Manufactured and etched. If desired, one or more coating layers (not shown in FIG. 1) can be formed on top of the tin oxide coated electrode structure and / or on the inner surface of the facing plate 2. The electrodes 10 and 11 continue beyond the capillary cell to the surface 6 of the plate 2 and to another electrical circuit.
Ends at connection points 12 and 13 for connecting to roads and devices. (If desired,
The poles 10 and 11 are passed under the bonding layer 3 to appropriate connection points other than those shown in the drawing,
It may continue up to the connection point of another part of the cell. ) Each component cell of the device has one set of electrodes 11 and 12. Only one set is complete
They are fully illustrated and are fully referenced in the figures. With this device, the platform
Form 6 is not used for sample loading and plate 1 on the other side of the device.
Plate 2 also extends beyond to provide a sample loading platform
I have. Combined track to divide the platform into three sample loading areas 15
This platform is separated by an extension 14 of the two central tracks of
You. The three sets of connectors 12 and 13 are the edges of the plate 2 having the connection points 12 and 13.
Edge-connector device that can fit the entire capillary cell device
It is adjusted to be compatible with the corresponding wire 16 of the chair 17. Such capillary cell devices are useful for measurement, and in some cases
Other conductive materials, such as conductive particles, such as gold sol particles coated with a mechanical binder
Can be included. 2 and 3 illustrate the implementation of the present invention, except that the electrode structures are omitted from the drawings.
Aspect of the device Capillary cell Is shown in a schematic form. Device is easy to operate
The size is, for example, 3 cm × 1.5 cm. The device is located on top (eg plastic, gas
(Las, PVC or silica) plate 1 and lower (for example, the same) plate 2 (about 1 m)
m thickness), which are applied to the bonding track 3 of a suitable (eg epoxy) adhesive.
It is fixed together so that it faces in parallel at a distance of less than 1 mm, and both ends are open.
Forming a capillary cell cavity 4 which is
The outside of the plate 3 is connected to the outside through the first
To form an opening. Another discontinuity at the other end of the connecting track 3
And another opening to allow air to escape when the sample liquid fills the cell.
Mouth. The plate 2 is larger than the plate 1 and has a portion 6 extending from the opening.
doing. Portion 6 of plate 2 acts as a platform or threshold or helicopter to which sample droplets can be applied, so that the capillary flow
This liquid can fill the capillary cell cavity 4. Cavity 4
Attracts and contains a defined and appropriately reproducible amount of liquid when filled as in The layer 7 of the substance relevant to the test method in which the capillary cell is to be used is applied to the inner surface of the capillary cell.
Immobilized on Do . In the embodiment shown in the drawing, layer 7 is a patch of material on plate 2
Yes, on other devices, on plate 1. Tests based on enzyme activity, such as urea
The purpose of the measurement of urea measurement by conversion to ammonia using
It can be a region of an immobilized enzyme such as an enzyme. Also in connection with immunoassays
The layer can be, for example, an immobilized antibody. There may be one or more such layers, for example,
For example, there may be one layer on plate 1 as well as plate 2, or
Multiple layers may be stacked and / or side-by-side on the sheet. Fig. 2-3
Although not shown in FIG. 1, the layer 7 or other layer lining the inner surface of the capillary cell is shown in FIG.
And one or more conductive layers as described with respect to FIG.
(Not shown), a conductive external connection is made between the bonding layer 3 and the surface of the plate if desired.
Through conductive tracks or connectors from inside the cell to outside the cell
Provided. These are often used in the manufacture of semiconductors and liquid crystal displays
Manufactured in a manner known per se used for conventional surface treatment of such conductive tracks
Is done. The section shown in FIG. 2 is empty because the line does not extend through the connecting track 3.
Shown are plates 1 and 2 with a space between them. The production of a plurality of cells as shown in FIGS. 2-3 is shown in FIG. Figure 4 is like this
FIG. 4 is a fragmentary view showing an intermediate stage of manufacturing a simple cell. Glass or other to make plate 2
A large plate 8 of material of any kind is cleaned and, in a suitable way,
The electrode layer is covered with a patch of material 7 and the
Be converted. A second plate (not shown) may have a connecting track corresponding to track 3 as appropriate.
After forming the rack in the soil and with any other desired material,
After appropriately forming a hook, it is pressed against the plate 8 to solidify the adhesive. Next, the fourth
The line indicated by the dotted line 9 in the figure and the corresponding line on the upper plate (however, labeled as line 9)
Break or cut along the line). As a result, a cell like the cell shown in FIGS. 2 and 3 is obtained. The apparatus of FIG. 4 is described with respect to the use of glass sheets as a substrate method.
Use, especially but not exclusively, plastic sheets.
It is convenient to use a spacer ridge other than
Before assembling the capillary cells, open the inlet as described elsewhere herein.
Adds inlet apertures and filter devices as part of such sheets
You can also. Capillary cell device of FIGS. 2-3 among other devices made according to the invention
Is equipped with a convenient-shaped handling-piece or holder, if desired.
For this purpose, if not formed in one piece with the cell device,
Fixed or removable for use with such holders
Any convenient form of connection device may be provided. The device includes a thin coating layer of releasable biochemical reagent, for example, a pre-
Air-drying the protein-sucrose mixture in a thin film on a plate.
No. These are selected according to the specific test chemistry to be performed in the device.
, Are assembled. The range of chemical or binding reactions that are part of the test to be performed
Are all types of electrochemical, enzymatic, binding and quenching reactions
However, some studies have shown that such reactions occur in a capillary cell.
Emphasize that they are not necessary. In addition to the releasable coating layer, the device grows
It may include an immobilized coating layer of a biological reagent. Formation of a reactive immobilized protein layer (eg, enzyme or antibody) on the inner surface of the cell
For example, it can be performed as follows. For example, about 1 mm thick, large enough to include a two-dimensional array of cell parts, multiple
A sheet of glass (eg soda) with several cell units of
Suitable methods such as washing and sonication and, if necessary, solvent evaporation in known manner
By oil removal by air or continuous with ammonia hydrogen peroxide and hydrochloric acid / hydrogen peroxide
Temperature treatment (80 ° C), washing with water and air drying at, for example, 115 ° C for 30 minutes.
You. Next, a patch of the desired protein or other coating is obtained in the following or an equivalent manner.
Apply the pattern. First, a known method (for example, terminal amino-alkyl tri-
Methoxysilane, or other reagents substantially, such as 3-aminopropyl compounds, substantially U.S. Pat.
Using another reagent described in US Pat.
Reaction of glass with silane-based coupling compounds (at about 2% v / v in tonnes)
The amino terminal immobilized on glass is then glutarized (eg, 2%, pH 7).
React with aldehyde, remove excess reagent, and solidify by known component methods.
Exposure of glass activated with immobilized aldehyde groups to reaction with proteins in solution
This achieves covalent attachment of the antigen or antibody or other protein. For example,
Here, it has been found that treatment at 37 ° C. and about pH 9.5 for 2 hours is suitable. Gala
A suitable final active protein loading rate on the surface is, for example, about 0.5
μg / cm Two It is. This constitutes a continuous or near-continuous layer
it is conceivable that. The amount or density or specific activity of the immobilized layer may vary depending on the specific assay chemistry.
Determined by susceptibility requirements, it does not itself form part of the present invention. For example, strong
Wash with strong buffer (0.1 M acetate, 0.5 M NaCl, pH 4-5), then wash with neutral buffer
(PH 7-7.4), then wash with pH 9-10 and remove excess reagent by neutralization
it can. Later etching or inactivating any part of the protein (eg enzyme coating)
If one desires, the following approach can be used. The coated sheet is then substantially aerated.
Can be placed in a closed atmosphere draft that does not contain, for example, another inert
Air gap on the coated side placed close to the surface can be reduced to less than about 1mm
. Next, the pattern corresponding to the portion to be removed or inactivated by etching the coating (for example,
The sheet using an image patterned with ultraviolet light
(It is preferable to use light in a narrow wavelength band that can be implemented around C.280 nm.)
), Leaving a pattern of the remaining active protein patches. For example, a few
Irradiation can be performed using a separated GE7-Watt mercury lamp for about 5 to 20 minutes.
it can. With masking or real imaging system close to the plate
Irradiation patterns can be created. The UV etching used here is
JA Panitz and I Giaver are shining
Surface Science, 97 (1980) pages 25-42
It is thought to be based on the same principle as the UV etching process. Next, the desired pattern is formed to form a connection with the overlying plate.
UV curable epoxy adhesive printed on a glass plate patch-coated with epoxy
I do. Silk screen techniques that are customary in themselves and are not part of the present invention
Apply xy glue. Add a small amount of epoxy resin to the resin (for example,
Made by removing long fibers left after sieving and sieving), about 20 micron in diameter
Ron may have short glass fibers of about 100-200 microns in length. The
Use barotini in epoxy resin instead of lath fiber pieces as follows:
Is also preferable. For example, to create a gap of 100 microns, the corresponding size
Incorporate the barotini in the epoxy. Slightly thicker than desired space between plates
For example, if you want a 10% thicker space, say 100 microns,
Apply the epoxy layer by screen printing and gently press the additional plate into place
Epoxy can be spread lightly. If desired, patched with the same or a different protein or other coating material
A coated or uncoated second similar glass sheet is patterned as
A mirror image of the first pattern of epoxy adhesive can be applied, and then the two
Vacuum or deoxygenate if necessary to solidify turn sheets
, And is solidified by ultraviolet irradiation. Coating protein or other material that should remain active
Apply UV light on the image with the pattern to avoid patches. After solidifying the adhesive, any known method used in the manufacture of liquid crystal devices,
CH-627559 and 629002, especially related to the production of liquid crystal display devices
Break two plates by drawing lines to individual cell units in the manner referred to in the book
(scribed and broken). The correspondence between these specifications and the method of the present invention
The steps can be performed in a similar manner, mutatis mutandis. A convenient form of cell obtained by this process is that the capillary cell takes a defined amount of aqueous solution.
In order to be able to lift up, the incomplete frame of the bonding material
Having an air-separated space of at least about 5-500 microns (at least
(It can also have one opening and another opening for air to exit)
And two substantially parallel oriented layers. One of the glass layers extends beyond the opening of the cell and places a droplet on its surface, causing it to be totally or partially within the cell.
Can be put in. In particular, devices made of plastic materials
An opening can be made or left in one wall of the cell to load the sample.
It preferably has the above-mentioned filter device. 5 to 9 show further examples according to an embodiment of the present invention. 5 electrodes Containing capillary selde
The vise is shown schematically in cross section. In each drawing, groups 51 and 52 are labeled
Other structures besides the electrodes for clarity.
Has been torn. In each case, it is convenient if the capillary gap is on the order of 0.1-1mm
May be useful. In FIG. 5, a pair of electrodes 55 and 56 which are spaced apart from each other are fixed to the surface of the wall 52.
It is shown as a layer. The electrode 55 has an ion selectivity (for example, potassium ion selectivity).
A) electrode 56, which effectively acts as a reference electrode, eg a thin layer of polystyrene
An ion-insensitive electrode such as an electrode coated with. Appropriate mode of electrode configuration
Are described below. Fig. 6 shows a potassium ion consisting of two electrodes 61 and 62 separated by a space.
1 shows a capillary cell device containing electrodes for measuring the concentration. 61 (Kariu
62) is a pH-sensitive reference electrode. Facing capillary cells
A releasable layer 63 containing a pH buffer (containing no potassium) is applied over the wall 51.
Overturn. This coating is released into the sample liquid when taken into the capillary cell.
A releasable coating that is dissolved (eg, sucrose grise). In FIG. 7, the electrode 62 is sensitive to ions (eg, chlorine) (reference ions) different from 61.
The electrode is a highly selective ion-selective electrode, and the buffer film 63 absorbs the salt of the reference ion.
Contains an impaction amount, for example, more preferably non-
A sump introduced into the capillary cell to always provide a high chloride ion concentration
That contain chloride ions that should be released and dissolved at standard concentrations in
The electrode 61 is a device similar to the device of FIG.
If not, it is convenient if the cationic component of the salt in the coating 63 is calcium.
possible. FIG. 8 shows another device for measuring potassium ion concentration. In FIG. 8, electrodes 81 and 82 are the same ion selective electrode, in this case potassium selection.
It is a selective electrode. The releasable coating 83 on the opposite wall of the cell is incorporated into the cell.
Standard concentration of potassium to be released into the sample solution to be released (eg as KCl)
It contains. The coating 83 faces the electrode 82 and does not face the electrode 81.
Target or patch-like coating, with the electrode 81 being released from the coating 83 to the electrode 81 during the test
Selected to minimize significant diffusion of ions, eg, significantly larger than 1 mm
A small distance from the electrode 82 and the coating. Another embodiment of the device of the present invention Has an arrangement similar to that shown in FIG.
And an ammonia ion selective electrode or pH electrode and immobilized urease enzyme.
The purpose is to measure the urea concentration using In this example, one of the above mentioned and cited
Select an appropriate substance from the general method and change the electrodes 81 and 82 to an ammonia ion selective electrode.
The coating 83 consists of a layer of immobilized urease enzyme. This capillary tube
When using the urea measurement method with
It is convenient to react the urea content with urease in the sample solution area adjacent to 82.
It can be advantageous. The distance between 81 and 82 depends on this gap during the required reaction time.
Must be large enough to avoid significant ammonia diffusion along
No. Suitable ion-sensitive electrode structures, barriers and coatings may be
The inner wall of the capillary cell structure may be contained on the surface to be formed. For this application
A preferred substrate material is PVC. Screen that can adjust the pattern to apply the material
It is preferred to apply the electrode and coating material by a method such as printing. For example, in order to produce such a structure, various additives are used, for example, as follows:
To create a continuous layer of matrix, such as polyvinyl chloride, loaded with
This is convenient and falls within the scope of the present invention. (E.g. powder suspended in a suitable solvent
Suegin, (eg Johnson Mattey P230 screen pudding
Using a solution of a plasticizer and PVC, including those commercially available as recyclable silver)
A layer of silver-particle-added PVC can be applied as the conductive coating layer. This
It is accessible at its surface and in conductive contact with useful conductive structures
To obtain a high silver chloride content. Also, and under certain circumstances,
Preferably, another zone made of PVC to which silver chloride particles are added is provided with an equivalent effect.
be able to. After treatment to give silver chloride, an ionophore or other sensitizing component
To provide another area of plasticized PVC. Complex
Air-dry, valinomycin ionophore and dioctylphenine in a suitable solvent
A method of applying an ion-selective PVC membrane using a mixture of lephosphonate plasticizers
For example, a potassium ion selective membrane can be formed. Melt (heatable) with appropriate additives
(Plastic) by solidifying the applied layer of PVC, or such as tetrahydrofuran
Coupling by evaporation of the solvent from a suitably added PVC solution in a compatible solvent.
Continuous areas can be deposited, including dip coating, screen printing, spin coating and spin coating.
It can be applied in any suitable manner selected from techniques known per se, such as play.
Can be. Can be manufactured to form part of a composite structure that constitutes an embodiment of the present invention;
The nature and type of ion-selective membranes known per se are very extensive,
It depends on the particular end use to be used. (In connection with conventional wire cores)
GJ Moody and JD Thomas
R Thomas), "Ion Selective Electrodes i
n Analytical Chemistry), edited by H Freiser, plenum pl
(Plenum Press) 1980, Chapter 4 “Poly (vinyl chloride) matrix membrane ion selection
Selective electrode [Poly (Vinyl Chliride) Matrix Membraue Ion-Selective Electrodes]
And U Fiedler and J Ruzika
cka), anal. Him. Acta (Anal.Chim.Acta), 67 , 179 (1973)
All of the membrane electrode compositions are specifically included herein for reference. Details of the manufacture of another membrane included herein for reference are provided by
H. Tamura et al .; Anal. Chem. (1982); 54 , 1224
~ 1227 pages. For example, by screen printing electrodes on one or both of the inner surfaces,
An apparatus for measuring current in a capillary cell can also be manufactured. For example, printing one gold or platinum electrode and one silver / silver chloride electrode
A cell that is more sensitive to hydrogen peroxide is obtained. When a certain voltage is applied inside the electrode
A current proportional to the concentration of hydrogen peroxide in the sample is obtained. Hydrogen peroxide is consumed
As the current decreases, the concentration of hydrogen peroxide in the sample
The first current can be used. By applying the opposite voltage, the oxygen concentration in the sample can be measured. Diffusion limiting layer is deposited on the electrode
Can be useful. Using the cells described herein, a wide range of analytes and reactions, such as ions, enzymes,
Element and enzyme substrate (especially glucose, urea or creatinine)
Can be Many modifications and changes can be made to the invention described in this specification within the scope thereof, and
Any one or more of one or more of the description and accompanying drawings and their equivalents may be made.
Ranging from using.
Claims (1)
い大きさを有しているキャビティを持つ特異的反応性サンプルの収集及び試験デ
バイスであって、前記キャビティがサンプルの1つ以上の電気的に測定可能な特
性を測定する1つの電極構造を含んでおり、該電極構造がキャビティの内表面上
の電導性被膜を有しており、かつ前記キャビティがサンプルの特異的反応をサポ
ートするのに必要でかつキャビティー内に放出可能な材料を含有する被膜を含む
前記デバイス。 (2) 電導性被膜が、グラファイト、銀、プラチナ、金及び銅のうちの少なく
とも一種を含む請求の範囲1のデバイス。 (3)電導性被膜が伝導性電極のパターンを形成する請求の範囲2のデバイス。 (4) 前記キャビティーがキャビティの壁の表面に保持された固定化試薬をも
含み、該試薬が生化学的な特異的結合剤、例えば抗原又は抗体を含む請求の範囲
1,2又は3のデバイス。 (5) 放出可能な材料が放出可能な試薬の被膜を含む請求の範囲1〜4のいず
れかのデバイス。 (6) 前記キャビティの壁がガラス又はプラスチック材料、例えばソーダガラ
ス又はアクリルプラスチックからなる請求の範囲1〜5のいずれかのデバイス。 (7) プレート間に毛細管の大きさの薄い平坦なキャビティを残すように空間
を置いて平行の関係に接合されたプレートの結合構造を有する請求の範囲1〜6
のいずれかのデバイス。 (8) そこにサンプル液を適用でき、サンプル液がそこからセル中に流入する
ことができる外側の装填表面を有する請求の範囲1〜7のいずれかのデバイス。 (9) 毛細管セルの壁の表面上に電極の印刷したパターンを有する請求の範囲
1のデバイス。 (10) 毛細管セルの内容物を光学的に測定しうるように前記表面が固体透明材 料の表面である請求の範囲1のデバイス。 (11) (a)複数のデバイスの部分を構成すべき実質的に剛性のシート材料の片
を伝導性被膜で被覆し、該デバイス用の電極パターンを形成するステップ、 (b)実質的に剛性のシート材料の同一片は別の片に、収集及び試験サンプルの
特異的反応をサポートするのに必要でかつ放出可能な材料を含有する被膜を形成
し、該シート材料上に分離部分のパターンを形成するステップ、 (c)電極パターンが各キャビティ内にそれぞれ電極構造を提供し、被膜の分離
部分のパターンが各キャビティー内にそれそれ部分を提供するように、前記片を
含むシート材料から毛細管作用によりある量の液体を収集し保持するためのキャ
ビティを各デバイスに提供する構造を形成するステップ、そして (d)各々が少なくとも1つのサンプル収集及び試験デバイスを含む部分に該構
造を分けるステップを含む、液体サンプルの収集及び各サンプルの1つ以上の電
気的に測定可能な特性を測定するための特異的反応性サンプルの収集及び試験デ
バイスの製造方法。 (12) 伝導性被膜が、グラファイト、銀、プラチナ、金及び銅のうちの少なく
とも一種を含む請求の範囲11の方法。Claims (1) A device for collecting and testing a specific reactive sample having a cavity having a size small enough to allow a sample liquid to flow into the cavity by capillary action, wherein the cavity is a sample. An electrode structure for measuring one or more electrically measurable properties of the sample, the electrode structure having a conductive coating on the inner surface of the cavity, and wherein the cavity is unique to the sample. Said device comprising a coating containing a releasable material required to support a reactive reaction and into the cavity. (2) The device of claim 1, wherein the conductive coating comprises at least one of graphite, silver, platinum, gold and copper. 3. The device of claim 2, wherein the conductive coating forms a pattern of conductive electrodes. (4) The cavity of claims 1, 2, or 3, wherein said cavity also comprises an immobilized reagent retained on the surface of the cavity wall, said reagent comprising a biochemical specific binding agent, such as an antigen or an antibody. device. (5) The device according to any of claims 1 to 4, wherein the releasable material comprises a releasable reagent coating. (6) The device according to any one of claims 1 to 5, wherein the wall of the cavity is made of a glass or plastic material, for example, soda glass or acrylic plastic. (7) The coupling structure of the plates, wherein the plates are joined in a parallel relationship with a space therebetween so as to leave a thin flat cavity of a capillary size between the plates.
Any of the devices. (8) The device according to any one of claims 1 to 7, wherein the sample liquid can be applied thereto and has an outer loading surface from which the sample liquid can flow into the cell. (9) The device of claim 1, having a printed pattern of electrodes on the surface of the capillary cell wall. (10) The device of claim 1, wherein said surface is a surface of a solid transparent material so that the contents of the capillary cell can be measured optically. (11) (a) coating a piece of substantially rigid sheet material to form part of the plurality of devices with a conductive coating to form an electrode pattern for the device; (b) substantially rigid The same piece of sheet material forms a coating on another piece containing the necessary and releasable material to support the specific reaction of the collected and tested sample, forming a pattern of discrete portions on the sheet material. (C) forming a capillary tube from the sheet material containing the strips such that the electrode pattern provides a respective electrode structure within each cavity and the pattern of discrete portions of the coating provides respective portions within each cavity. Forming structures that provide cavities for each device to collect and hold an amount of liquid by action; and (d) portions each including at least one sample collection and test device. The structure comprising the step of separating the method of collecting and testing devices of a specific reactive sample for measuring one or more electrically measurable characteristics of the collection and each sample of the liquid sample. 12. The method of claim 11, wherein said conductive coating comprises at least one of graphite, silver, platinum, gold and copper.
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