JP2552199B2 - アンモニア又はアンモニア生成物質定量用一体型多層分析要素 - Google Patents

アンモニア又はアンモニア生成物質定量用一体型多層分析要素

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アナライトとして液体試料中のアンモニア
またはアンモニアを生成しうる物質を分析するための一
体型多層分析要素に関するものである。さらに詳しくは
本発明は、血液、尿、リンパ液等の生物体液中に含まれ
るアンモニアまたはクレアチニン、尿素等のアンモニア
生成物質を定量分析するのに適した一体型多層分析要素
に関するものである。
〔従来の技術〕
体液中に含有されているアンモニアまたはクレアチニ
ン、尿素等の定量分析は、腎臓病等の疾患の診断、その
疾患の経過コントロールのための検査および腎機能の検
査のために極めて重要である。
アンモニア生成物質の分析方法の例としては、アンモ
ニア生成物質からアンモニアを生成させる操作および生
成されたアンモニアを定量する操作からなる分析方法を
代表例として挙げることができる。このアンモニアへの
変換を利用する分析方法は、従来より湿式法または溶液
法と呼ばれる方法で広く一般に実施されてきた。さらに
近年では一体型多層分析要素に代表される乾式分析器具
を用いる乾式分析法においてもアンモニアへの変換を利
用する分析方法が実施され、あるいは提案されている。
上記のアンモニア生成物質からアンモニアを生成させ
る操作としては、酵素の作用によってアンモニアを生成
させる方法が一般的に用いられている。たとえば生物体
液中のクレアチニンの定量分析においては、クレアチニ
ンデイミナーゼ(EC3.5.4.21)を用いて体液中のクレア
チニンを特異的にアンモニアとN−メチルヒダントイン
に加水分解する方法が利用されている。また、生物体液
中の尿素窒素(以下BUNとも記す)の定量分析において
は、ウレアーゼを触媒として用い、尿素をアンモニアと
二酸化炭素に加水分解する方法が利用されている。これ
らに方法では、アナライトであるアンモニア生成物質が
酵素の基質であるので、アンモニア生成基質といわれる
ことがある。これらのアンモニア生成物質の分析方法
は、「Analytical Chemistry」.46.246(1974)、「Cl
inica Chimica Acta」.18.409(1967)、「臨床化学分
析 III 含窒素成分」第2版(東京、東京化学同人)1
3〜14頁、67〜87頁(1979年発行)、「臨床検査」第5
巻(第6号)387〜391頁(1961年)等の文献に記載され
ている。
アンモニアまたはアンモニア生成基質の分析に用いる
ことができる一体型分析要素としては特公昭58−19062
号公報記載の一体型多層分析要素、特開昭58−77660号
および同58−77661号の各公報記載のアンモニアまたは
アンモニア生成基質分析用一体型多層分析要素などを挙
げることができる。これらの分析要素は、基本的な構成
として、光透過性・液体不透過性支持体の上に、アンモ
ニアとの接触により検知可能な変化を生じる指示薬を含
むアンモニア指示薬層、液体を透過させることなくガス
状アンモニアを透過させるバリアー層、アンモニア生成
基質と反応してアンモニアを生成させる試薬を含有する
反応層および多孔性展開層がこの順に積層されてなるも
のである。特開昭61−278761号公報に記載の一体型多層
分析要素は、分析要素自体に、体液中に含まれているア
ンモニア(内因性アンモニア)の捕捉機能を有してい
て、内因性アンモニアの影響を排除したアンモニア生成
物質分析用一体型多層分析要素が記載されている。この
多層分析要素は、アンモニア生成反応によりアンモニア
を発生する層の上方に接触してアンモニア捕捉反応を行
う内因性アンモニア捕捉層を設けたものである。特開昭
63−259467号公報に記載の一体型多層分析要素において
は、内因性アンモニア捕捉層とアンモニア生成反応試薬
層との間にアンモニア捕捉およびアンモニア生成反応の
いずれをも実質的に行わずかつ実質的にアンモニアの拡
散防止能を有する層を設けている。
〔発明が解決しようとする課題〕
指示薬層のバインダーとして、従来はポリ酢酸ビニル
とアクリル酸エステルの共重合体ラテックスを用いてい
たが、これには以下の欠点があった。まず、感度的に充
分でなくその結果、精密度(CV=変動係数)が不良であ
った。また、塗布液がラテックスのため沈降が起こり、
液安定性が悪かった。さらに、pH変化を起こすので、pH
指示薬を用いるこの系では、不適であった。
本発明の目的は発色光学濃度がより高く、測定精度の
より高いアンモニアまたはアンモニア生成物質分析用一
体型多層分析要素を提供することである。
本発明の他の目的はバックグラウンドの発色光学濃度
が低くそれによって測定精度のさらに向上したアンモニ
アまたはアンモニア生成基質分析用一体型多層分析要素
を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は前記目的を達成するべくなされたものであ
り、透明支持体上に(i)ガス状アンモニアにより検知
可能な変化を生じる指示薬を含む指示薬層(ii)液体遮
断層(iii)アルカリ性緩衝剤を含有し必要により基質
と反応してアンモニアを生成することの出来る試薬を有
する試薬層、及び(iv)展開層がこの順に積層された分
析要素において、指示薬層がポリビニルアルキルエーテ
ルを含むことを特徴とする液体試料中のアンモニアまた
はアンモニア生成物質分析用一体型多層分析要素に関す
るものである。
本発明はまた、透明支持体上に(i)ガス状アンモニ
アにより検知可能な変化を生じる指示薬を含む指示薬層
(ii)液体遮断層(iii)アルカリ性緩衝剤を含有し必
要により基質と反応してアンモニアを生成することの出
来る試薬を有する試薬層、及び(iv)展開層がこの順に
積層された分析要素において、透明支持体の指示薬層の
面に、アンモニアまたはアンモニウムイオンを実質的に
含まないポリビニルアルキルエーテル、ヒドロキシアル
キルセルロース、アルキルセルロース、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリスチレン、ポリアルキルアクリレート、ポリ
ビニルアルコールまたはポリビニルピロリドンが下塗り
されていることを特徴とする液体試料中のアンモニアま
たはアンモニア生成物質分析用一体型多層分析要素を提
供するものである。
本発明の一体型多層分析要素を構成する光透過性・液
体不透過性支持体(以下、支持体と記す)の具体例とし
ては、ポリエチレンテレフタレート、ビスフェノールA
のポリカルポネート、ポリスチレン、セルロースエステ
ル(例・セルロースジアセテート、セルローストリアセ
テート、セルロースアセテートプロピオネート等)等の
ポリマーからなる厚さが約50μmから約1mmの範囲内、
好ましくは約80μmから約300μmの範囲内の透明支持
体を挙げることができる。
支持体の表面には特定のポリマーを含む下塗層を設け
て、支持体の上に設けられる指示薬層と支持体との接着
を強固なものにすることができる。
本発明の分析要素においては、下塗層としてゼラチン
の代わりにアンモニア及びアンモニウムイオンを実質的
に含まないポリビニルアルキルエーテル、ヒドロキシア
ルキルセルロース、アルキルセルロース、ポリスチレ
ン、ポリアルキルメタクリレート、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリビニルアルコールまたはポリビニルピロリドン
を用いるところに特徴がある。ポリビニルアルキルエー
テルはポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエ
ーテル、ポリビニルイソブチルエーテル等であり、ヒド
ロキシアルキルセルロースはヒドロキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース等であり、アルキルセ
ルロースはメチルセルロース、エチルセルロース、プロ
ピルセルロース等である。これらの中で特にポリビニル
アルキルエーテルが好ましい。
下塗層は上記で列挙したポリマーと必要により添加さ
れるアンカー剤からなる。アンカー剤としては、支持体
を膨潤または溶解させるような有機溶剤を用いることが
できる。支持体がポリエチレンテレフタレートからなる
場合、用いられるアンカー剤の例として、フェノール、
フェノール誘導体(0−クロロフェノール、P−クロロ
フェノール、クレーゾール等)、2−ニトロプロパノー
ル、アセトニトリルアセトン、アセトフェノンがある。
下塗層は、下塗層に用いられるポリマーとアンカー剤を
メタノール、エタノール、メチルセロソルブ(β−ヒド
ロキシエチルメチルエーテル)、アセトン等の溶剤に、
下塗剤ポリマー濃度約0.1%〜約2.0%、好ましくは約0.
1〜約1.0%になるようにして溶解し、公知の方法により
塗布し乾燥して設けることができる。下塗層のポリマー
の被覆量は約5mg/m2〜約500mg/m2、好ましくは約10mg/m
2〜約300mg/m2の範囲である。下塗剤とアンカー剤の量
比は、重量比で約1:10〜約1:100の範囲で用いられる。
下塗層に先立って、支持体の表面をグロー放電、紫外
線照射のような物理的活性化処理あるいは化学的な活性
化処理を施してもよい。
支持体の上には、(場合によっては下塗層を介して)
本発明の一体型多層分析要素を構成するガス状アンモニ
アにより検知可能な変化を生じる指示薬を含むアンモニ
ア指示薬層(以下指示薬層と記す)が設けられる。指示
薬層には、少なくとも1種の呈色性アンモニア指示薬が
含まれる。呈色性アンモニア指示薬とは、ガス状アンモ
ニアにより検知可能な変化(たとえば、吸収波長の変化
による発色または変色)を生じるような化合物である。
本発明の一体型多層分析要素に使用することができる
呈色性アンモニア指示薬としては、たとえばロイコシア
ニン染料、ニトロ置換ロイコ染料およびロイコフタレイ
ン染料のようなロイコ染料(米国再発行特許第30267号
明細書または特公昭58−19062号公報記載):プロムフ
ェノールブルー、プロムクレゾールグリーン、プロムチ
モールブルー、キノリンブルーおよびロゾール酸のよう
なpH指示薬(共立出版(株)、化学大辞典、第10巻63〜
65頁参照):トリアリールメタン系染料前駆体:ロイコ
ベンジリデン色素(特開昭55−379号および特開昭56−1
45273号各公報に記載):ジアゾニウム塩とアゾ染料カ
プラー:塩基漂白可能染料等を挙げることができる。
指示薬層は、通常これらの呈色性アンモニア指示薬の
少なくとも1種を、有機溶剤溶解性バインダーポリマー
あるいは水溶性バインダーポリマーと混合して塗布液を
調製し、これを透明支持体上に塗布・乾燥することによ
り形成する。上記バインダーポリマーとしては、従来は
セルロースモノアセテート、セルロースジアセテート、
セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチ
レート、セルロースアセテートプロピオネート等のセル
ロースエステル類:メチルセルロース、エチルセルロー
ス、プロピルセルロース等のアルキルセルロース類:ポ
リメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリスチ
レン、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビ
ニルブチラール、クロル化ポリ酢酸ビニル、ポリアクリ
ルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコー
ル等の合成ビニル重合体またはこれらの共重合体等が用
いられていた。本発明の分析要素においてはこのバイン
ダーポリマーとしてポリビニルアルキルエーテルを用い
るところに特徴がある。ポリビニルアルキルエーテルの
例としてはポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチ
ルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル等を挙げる
ことができる。
バインダーポリマーの重量に対する呈色性アンモニア
指示薬の配合量は約1〜20重量%の範囲内であることが
好ましい。また製造中あるいは保存中に、呈色性アンモ
ニア指示薬が発色または変色するのを防止するために、
エタンスルホン酸、アスパラギン酸、アゼライン酸、グ
ルタル酸、コハク酸、グルタコン酸、酒石酸、ピメリン
酸、マロン酸、リンゴ酸、3,3−ジメチルグルタル酸、
クエン酸、P−トルエンスルホン酸、過塩素酸、塩酸等
の有機酸あるいは無機酸、または水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、炭酸二ナトリウム、炭酸水素ナトリウム
等のアルカリ等を指示薬層中に加えることで、指示薬層
のpH値が呈色性アンモニア指示薬の呈色域のpH値の範囲
内となるように調整することができる。
指示薬層を形成する塗布液は、これらの呈色性アンモ
ニア指示薬、バインダーポリマーおよび必要に応じて加
えられる上記pH調整用の酸またはアルカリ等の試薬類
を、アセトン、2−メトキシエタノール、メチルエチル
ケトン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、メタノー
ル、エタノール等の有機溶剤あるいは水に、固形分濃度
が約1〜30重量%、好ましくは約3〜20重量%となるよ
うに加えて調製することができる。この塗布液を、乾燥
後の層厚が通常は約1〜30μmの範囲内、好ましくは約
2〜20μmの範囲内となるように、前記支持体上に塗
布、乾燥することにより指示薬層を形成することができ
る。
指示薬層の上に、ガス状アンモニアを通過させ得る液
体遮断層(以下バリアー層とも記す)を設ける。このバ
リアー層は、多層分析要素の製造時(具体的には、後述
する反応層をバリアー層の上に塗布により設ける時)お
よび/または分析操作時において、塗布液、試料液等の
液体およびこれらの液体に溶解含有されている妨害成分
(たとえば、アルカリ性成分等)を実質的に透過または
通過させず、かつガス状アンモニアが通過できる物質か
らなる層であることを意味する。
バリアー層は構造上、2種類の態様に大別される。1
つの態様は、連続した空隙を有する多孔性材料からな
り、実質的に空気層がバリアー層として作用する空気バ
リアー層(以下、空気バリアー層と記す)であり、他の
1つの態様は、疎水性(または親水性の乏しい)ポリマ
ーからなる均質な非孔質薄層であるポリマーバリアー層
(以下、ポリマーバリアー層と記す)である。
空気バリアー層を構成する連続した空隙を有する多孔
性材料の例としては、メンブランフィルター:繊維状材
料が相互にからみあわされてなるか、あるいは接着又は
結合されてなる多孔性材料(例・紙、濾紙、フェルト、
不織布等):および織物生地、編物生地または細網状物
からなる多孔性材料を挙げることができる。
空気バリアー層として用いることができるメンブラン
フィルターの具体例としては、セルロースアセテート
(ジアセテートまたはトリアセテート等)、セルロース
ニトレート、再生セルロース、ポリアミド(ナイロン
類)、ビスフェノールAのポリカルポネート、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン等
の弗素含有ポリマー等を用いて製造されているメンブラ
ンフィルターを挙げることができる。本発明の一体型多
層分析要素に用いる場合、上記メンブランフィルターの
厚さは約30〜300μmの範囲内、好ましくは約70〜200μ
m範囲内である。メンブランフィルターの気孔率(空隙
率)は、約25〜90%、好ましくは約60〜90%である。ま
たメンブランフィルターの平均孔径約0.01〜20μm、好
ましくは約0.1〜10μmの範囲内である。上記の特性を
有するメンブランフィルターは、たとえば米国特許第14
21341号明細書、特公昭53−21677号公報にそれぞれ記載
の方法により製造することができる。またメンブランフ
ィルターは、既に多くのメーカーから様々な種類のもの
が市販されており、これらの市販品の中から必要に応じ
て選択して用いることもできる。
空気バリアー層として用いることができる繊維状材料
が相互にからみあわされてなるか、接着または結合され
てなる多孔性材料としては、特開昭58−77660号に記載
の繊維状材料またはその集合体を物理的にからみあわせ
るか、物理的および/または化学的に接着または結合さ
せた構成からなる連続した空隙を有する多孔性材料があ
る。
上記多孔性材料を構成する繊維状材料の具体例として
は、セルロース繊維、綿繊維、麻繊維、絹繊維、羊毛繊
維等の天然繊維性材料、レーヨン繊維、ビニロン繊維、
セルロースアセテート繊維等の再生または半合成材料か
らなる繊維、グラスウール、ポリエチレン繊維、ポリエ
チレンテレフタレート繊維、ポリアクリロニトリル繊維
状物質およびポリ塩化ビニル繊維等の合成材料からなる
繊維状材料、またはこれらを混合してなる繊維状材料を
挙げることができる。また、上記繊維状材料を用いて製
造される多孔性材料の例としては、繊維状材料を抄造す
ることにより製造した半紙、美濃紙や障子紙の和紙、濾
紙、硫酸紙、擬硫酸紙等の紙並びに繊維状材料から製造
したフェルトおよび不織布等を挙げることができる。
繊維状材料が相互にからみあわされてなるか、接着ま
たは結合されてなる多孔性材料の空隙率は、通常約20〜
90%の範囲内好ましくは約50〜85%の範囲内である。上
記多孔性材料の平均空隙サイズは通常約0.01〜20μmの
範囲内、好ましくは約0.1〜10μmの範囲内である。ま
た上記多孔性材料の厚さは、通常約50〜500μmの範囲
内、好ましくは約70〜300μmの範囲内である。
空気バリアー層として用いることができる織物の例と
しては、天然繊維からなる織物(例・綿ブロード等)、
半合成繊維からなる織物(例・ビスコースレーヨン、銅
アンモニアレーヨン、フォルチザン等の再生セルロース
繊維からなるブロード織物等)合成繊維からなる織物
(例・ポリアミド(ナイロン)、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリアクリルニトリル等の繊維からなるブロー
ド織物等)、天然繊維と半合成繊維または合成繊維との
混紡織物(例・絹繊維とポリエチレンテレフタレート繊
維の混紡糸等からなるブロード織物等)を挙げることが
できる。空気バリアー層として用いることができる編物
の例としては、前記織物の製造に用いることが出来る繊
維と同じ繊維または繊維の撚り糸からなる編物を挙げる
ことができる。また、空気バリアー層として用いること
ができる細網状物の例としては、合成繊維または糸(例
・ポリアミド(ナイロン)、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリビニルクロリド等)からなる細ネットまたは
細メッシュを挙げることができる。以上の織物、編物、
細網状物の厚さは、通常約30〜300μmの範囲内であ
る。また、織物、編物、細網状物の空隙率は通常約20〜
60%、好ましくは約40〜60%である。
以上の連続した空隙を有する多孔性材料からなる空気
バリアー層は、その内部空隙において、液体、特にアル
カリ性材料等の妨害物を溶解含有する液体が、毛細管現
象によってバリヤー層を通過する危険性がある。したが
って、上記毛細管現象による毛細管流を生じない程度
に、空気バリアー層は疎水性または撥水性を有している
ことが好ましい。また、連続した空隙を有する多孔性材
料の疎水性または撥水性が弱い場合には、疎水化処理ま
たは撥水化処理を施すことが好ましい。上記多孔性材料
の疎水化処理または撥水化処理は、シリコーン樹脂、シ
リコーンオイル、弗素樹脂、弗素オイルに代表される一
般の疎水化処理剤または撥水化処理剤として公知の材料
をそのまま、あるいは必要により溶剤(たとえば、ヘキ
サン、シクロヘキサン、石油エーテル等)で固形分含有
量が約0.1〜5重量%の範囲内になるように稀釈し、こ
れを含浸、塗布またはスプレー等の方法により、連続し
た空隙を有する多孔性材料の少なくとも一表面およびそ
の近傍に適用することにより実施することができる。
空気バリアー層は、前述した指示薬層のマトリックス
を構成している有機溶剤溶解性バインダーポリマーある
いは水溶性バインダーポリマーに、連続した空隙を有す
る多孔性材料を接着することで形成される。上記多孔性
材料の接着は、指示薬層が湿潤状態である時に、多孔性
材料を貼り付けて乾燥させることで接着する方法を用い
ることができる。指示薬層が湿潤状態であるとは、バイ
ンダーを溶解している溶媒が残っているか、あるいは乾
燥した膜が可溶性溶媒(有機溶媒または水)で再び濡ら
されて、指示薬層のマトリックスを構成しているバイン
ダーが湿潤状態、分散状態または溶液状態にあることを
意味する。また指示薬層のバインダーが、たとえばポリ
酢酸ビニルのように粘着性を有する場合には、指示薬層
を特に湿潤状態とすることなく、連続した空隙を有する
多孔性材料を、そのまま指示薬層に圧着することで接着
することができる。
疎水性(または親水性の乏しい)ポリマーからなる均
質な非孔質薄層であるポリマーバリアー層は、ポリマー
として疎水性または親水性の乏しいポリマーを用いるこ
とが好ましい。疎水性または親水性の乏しいポリマーの
具体例としては、セルロース・アセテート・プロピオネ
ート、セルロース・アセテート・ブチレート、ビスフェ
ノールAのポリカルポネート、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、エチレン・酢酸ビニルコポリマー、ポリウレタ
ン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル・酢酸
ビニルコポリマー、ポリアミド(ナイロン)、ポリメチ
ルメタクリレートおよびポリビニルブチラール等を挙げ
ることができる。これらのポリマーは単独でも、これら
のポリマー相互の混合物としても、用いることができ
る。
ポリマーバリアー層の厚さは通常約0.1〜6μmの範
囲内にあり、特に約0.2〜3μmの範囲内にあることが
好ましい。ポリマーバリアー層は特公昭58−19062号公
報及び特開昭60−21452号公報にそれぞれ記載の方法に
よりポリマーの有機溶媒溶液を塗布し乾燥することによ
り設けることができる。
バリアー層としては分析操作時間の短さ、高感度、お
よび指示薬層の発色または変色の一様性の良好さの観点
からポリエチレン、ポリプロピレン等のビニールポリマ
ー、ポリテトラフルオロエチレン等の弗素含有ビニール
ポリマー等からなるメンブランフィルターまたは撥水処
理したメンブランフィルターからなる空気バリアー層が
好ましい。
バリアー層の上に、直接、または後述する粘着性中間
層を介して試薬層を設ける。試薬層は分析要素がアンモ
ニア生成物質定量用の場合にはアンモニア生成物質と反
応してアンモニアを生成させる試薬(一般には酵素また
は酸素を含有する試薬)、反応により生成したアンモニ
アをガス状アンモニアとして効率良く遊離させるための
アルカリ性緩衝剤およびフィルム形成能を有する親水性
ポリマーバインダーを通常含有する層である。分析要素
がアンモニア定量用の場合には上記のアンモニアを生成
させる試薬が不要である。
アンモニア生成物質と反応してアンモニアを生成させ
る試薬は酵素または酵素を含有する試薬であることが好
ましく、アナライトであるアンモニア生成物質の種類に
応じて、分析に適した酵素を選択して用いることができ
る。上記試薬として酵素を用いる場合には、その酵素の
特異性からアンモニア生成物質と試薬の組み合わせが決
定される。アンモニア生成物質/試薬の組合せの具体例
としては、尿素/ウレアーゼ、クレアチニン/クレアチ
ニンデイミナーゼ、アミノ酸/アミノ酸デヒドロゲナー
ゼ、アミノ酸/アミノ酸オキシダーゼ、アミノ酸/アン
モニアリアーゼ、アミン/アミンオキシダーゼ、ジアミ
ン/アミンオキシダーゼ、グルコースおよびホスホアミ
ダート/ホスホアミダートヘキソースホスホトランスフ
ェラーゼ、ADP/カルバミン酸塩キナーゼおよび燐酸カル
バモイル、酸アミド/アミドヒドロラーゼ、ヌクレオ塩
基/ヌクレオ塩基デアミナーゼ、ヌクレオシド/ヌクレ
オシドデアミナーゼ、ヌクレオチド/ヌクレオチドデア
ミナーゼ、グアニン/グアナーゼ等を挙げることができ
る。
試薬層に用いることができるアルカリ性緩衝剤として
は、pHが7.0〜12.0、好ましくは7.5〜11.5の範囲の緩衝
剤を用いることができる。緩衝剤の具体例としては、エ
チレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、トリス(ヒドロキ
シメチル)アミノメタン(Tris)、燐酸塩緩衝剤、N,N
−ビス(2−ヒドロキシエチル)グリシン(Bicine)、
N−〔トリス(ヒドロキシメチル)メチル〕−3−アミ
ノプロパンスルホン酸(Taps)、N−2−ヒドロキシエ
チルピペラジン−N′−2−ヒドロキシプロパン−3−
スルホン酸(Heppso)、N−2−ヒドロキシエチルピペ
ラジン−N′−3−プロパンスルホン酸(Epps)、N,N
−ビス(2−ヒドロキシエチル)−2−アミノエタンス
ルホン酸、3−〔N−ビス(ヒドロキシエチル)アミ
ノ〕−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸(Dipso)、
N−ヒドロキシエチルピペラジン−N′−エタンスルホ
ン酸(Hepes)、ピペラジン−N,N′−ビス(2−ヒドロ
キシプロパンスルホン酸)2水和物(Popso)、3−
〔N−トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミノ〕−2
−ヒドロキシプロパンスルホン酸(Tapso)、N−トリ
ス(ヒドロキシメチル)メチルアミノエタンスルホン酸
(Tes)、N−〔2−ヒドロキシ−1,1−ビス(ヒドロキ
シメチル)エチル〕グリシン(Tricine)等またはこれ
らのリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカ
リ金属塩、またはアルカリ土類金属塩、四硼酸のアルカ
リ金属塩(四硼酸ナトリウム等)、炭酸二ナトリウム−
炭酸水素ナトリウム等を挙げることができる。上記緩衝
剤の詳細は、「Biochemistry」5巻467〜477頁(1966
年)、「Analytical Biochemestry」104巻、300〜310頁
(1980年)、日本化学会編「化学便覧 基礎編」(東
京、丸善(株)1966年発行)1312−1320頁等に記載され
ている。
試薬層に用いることができるフィルム形成能を有する
親水性ポリマーバインダーとしては、アンモニアを実質
的に含有せず、pH約9.0以上(pH値≧9.0)においてアン
モニアを実質的に発生せず、かつpH約9.0以上において
バインダー性能が実質的に変化しないバインダーを用い
ることが好ましい。
pH約9.0とは、NH4 +をNH3に充分変換しうるpH(NH4 +
NH3:pKa=9.2)を意味している。pH約9.0以上において
バインダー性能が実質的に変化しないとは、長時間pH約
9.0以上の環境に置かれてもバインダーを含む溶液の粘
度がほとんど変化しない(例えばpH=10.0、45℃、24時
間経過時において粘度変化が1%以内)ことである。
前述の指示薬層に用いることができる水溶性バインダ
ーポリマーのうち親水性を有するポリマーから適宜に選
択して用いることができる。その他、試薬層に用いるこ
とができる親水性ポリマーとしてはゼラチン、ゼラチン
誘導体、アガロース、プルラン、プルラン誘導体、ヒド
ロキシアルキルセルロース、アルキルセルロース、ポリ
ビニルアルコール、ポリアクリルアミド等を挙げること
ができる。これらのポリマーのうちでは、ヒドロキシア
ルキルセルロースを用いるのが一般的には好ましい。
試薬層には、アンモニア生成物質と反応してアンモニ
アを生成させる試薬、アルカリ性緩衝剤およびフィルム
形成能を有する親水性ポリマーバインダー以外にも必要
に応じて湿潤剤、バインダー架橋剤(硬化剤)、安定
剤、重金属イオントラップ剤(錯化剤)等を含有させる
ことができる。重金属イオントラップ剤は、酵素活性を
阻害するような重金属イオンをマスキングするために使
用されるものである。重金属イオントラップ剤の具体例
としては、EDTA・2Na、EDTA・4Na、ニトリロトリ酢酸
(NTA)、ジエチレントリアミンペンタ酢酸のようなコ
ンプレクサン(complexane)を挙げることができる。
試薬層は、アンモニア生成物質と反応してアンモニア
を生成させる試薬、アルカリ性緩衝剤および必要に応じ
て加えられる上記の試薬類をフィルム形成能を有するヒ
ドロキシアルキルセルロース、ポリビニルアルコール、
アガロース等の親水性バインダーと混合して塗布液と
し、バリアー層または粘着性中間層の上に塗布、乾燥す
ることにより形成することができる。
試薬層に含まれるアンモニア生成物質と反応してアン
モニアを生成させる試薬の量は、バインダーの重量に対
して通常約0.1〜50重量%、好ましくは約0.2〜20重量%
の範囲である。アルカリ性緩衝剤の使用量は、バインダ
ーの重量に対して1.0〜50重量%の範囲内であるのが適
当である。また重金属イオントラップ剤を使用する場
合、その使用量はバインダーの重量に対して約0.5〜20
%の範囲であるのが適当である。この試薬層の乾燥層厚
は通常1〜30μmの範囲内、好ましくは2〜20μmの範
囲内である。
バリアー層と試薬層の間に設けることができる粘着性
中間層は、湿度10〜85%、通常の環境温度(約0〜40
℃)の大気中で粘着性を示すポリマー組成物からなる層
である。上記粘着性中間層は、特開昭60−21452号明細
書に記載の素材および方法に従って設けることができ
る。粘着性中間層を構成するポリマー組成物は、ガラス
転移点(Tg)が0℃以下の公知のポリマーの単一物また
は2種以上の混合物またはそれに必要に応じて公知の粘
着付与剤(タッキファイアー)や界面活性剤等を添加し
た混合物である。粘着性中間層の厚さは、通常約0.1〜
6μmの範囲内、好ましくは約1〜4μmの範囲内であ
る。
粘着性中間層に用いることができるポリマーの具体例
としては、酢酸ビニル・ブチルアクリレートコポリマ
ー、ポリ(エチルアクリレート)、スチレン・ブチルア
クリレート・アクリル酸、N−(ヒドロキシメチル)ア
クリルアミド四元コポリマー、ブチルアクリレート・
(アセト酢酸エチル)メタクリレート・2−アクリルア
ミド−2−メチルプロパンスルホン酸三元コポリマー等
を挙げることができる。
バリアー層が疎水性(また親水性に乏しい)ポリマー
の均質な非孔質薄層からなるポリマーバリアー層の場合
には、粘着性中間層を設けることが好ましい。
試薬層の上に、試薬層で生成したアンモニアがアンモ
ニア捕捉層へ拡散することを実質的に防止する機能を有
し、アンモニア捕捉およびアンモニア生成反応のいずれ
も実質的に行わないアンモニア拡散防止層を設けること
が好ましい。
アンモニア拡散防止層はアンモニア捕捉およびアンモ
ニア生成反応が実質的に行わない層であれば、他の機能
を有する層で代用することもできる。他の機能を有する
層の例としては、硬化親水性ポリマー層、光遮蔽層、接
着層等がある。
アンモニア拡散防止層に用いることができるポリマー
バインダーは好ましくは実質的に非孔性で水透過性の被
膜の形成機能があり、試薬層の上に直接または適宜な中
間層を介在させて、塗り重ねができるものであれば任意
に選択することができる。前記指示薬層あるいは試薬層
に用いられるポリマーバインダーのうち、実質的に水が
透過し得るものであれば、いずれも使用可能である。こ
れらのうちで試薬層に用いられるのと同様な親水性ポリ
マー、特に水により膨潤するか水可溶性の親水性ポリマ
ーが好ましい。好ましい親水性ポリマーの例としてヒド
ロキシアルキルセルロース、アガロース、ポリビニルア
ルコールが挙げられる。
アンモニア拡散防止層は、ポリマーバインダー単独で
も用いることができるが、アンモニア拡散防止の効率を
高めるために、適宜な緩衝剤によりpH値約7.0〜12.0の
間に設定するのが好ましい。さらに、特に好ましいpH値
は約8.0〜11.0の範囲である。
アンモニア拡散防止層のpH値を前記の範囲に維持する
ための緩衝能としては、上記のpH範囲で緩衝能を有する
ものであれば任意に選択することができる。アンモニア
拡散防止に用いることができる緩衝剤の具体的な例とし
ては、前述の試薬層に用いるのと同様なアルカリ性緩衝
剤およびアルカリ剤がある。
アンモニア拡散防止層は、アンモニア拡散防止の観点
からは厚いほうが好ましく、水の透過の観点からは薄い
ほうが好ましく、両機能を満たす範囲の層厚が選択され
る。
アンモニア拡散防止層は、親水性ポリマーバインダー
を含む実質的に非孔性の層の場合、その厚さは約2〜50
μmの範囲、好ましくは約4〜30μmの範囲、そのポリ
マーバインダーの被覆量は多層要素1m2当り約1.5〜40
g、好ましくは約3.0〜25gの範囲である。
分析要素がアンモニア生成物質定量用の場合にはアン
モニア拡散防止層の上に直接または後述する光遮蔽層ま
たは他の中間層を介して、水性液体試料中にすでに存在
するアンモニア(内因性アンモニア)に作用して内因性
アンモニアを実質的に前記試薬層に到達しえない状態に
変化させる試薬を含む内因性アンモニア捕捉層(以下、
単に内因性アンモニア捕捉層と記す)を設けることが好
ましい。内因性アンモニア捕捉層は、アナライト(被検
成分)であるクレアチニンまたは尿素窒素等のアンモニ
ア生成物質が試薬層に到達してアンモニアが生成する反
応が生起するに先立って、併存する内因性アンモニアを
捕捉する機能を有する層である。
内因性アンモニアを捕捉するとは、内因性アンモニア
捕捉層に含有される試薬系が内因性アンモニアと結合し
て内因性アンモニアを分析操作時間内に実質的に解離す
ることができない状態にするか、または内因性アンモニ
ア捕捉層に含有される試薬系が内因性アンモニアと化学
反応を起こして、内因性アンモニアを他の化学物質(具
体的にはアンモニウム塩、アンモニウムイオンあるいは
ガス状アンモニアとは異なる化学物質)に変化させるこ
とにより内因性アンモニアを内因性アンモニア捕捉層内
に固定して、実質的に試薬層に到達させないことを意味
する。内因性アンモニア捕捉層としては、後者の内因性
アンモニアと反応して固定する機能を有する試薬系を含
有することが好ましい。内因性アンモニアと化学反応を
起こして、内因性アンモニアを異なる他の化学物質に変
化させる試薬系を本明細書では内因性アンモニア捕捉試
薬という。
内因性アンモニア捕捉試薬としては、アンモニアを基
質として他の物質に変化させる触媒能を有する酵素を含
む試薬組成物を用いるのが好ましい。内因性アンモニア
捕捉試験の具体例としては、NADH(ニコチンアミド・ア
デニン・ジヌクレオチド還元型)、および/またはNADP
H(ニコチンアミド・アデニン・ジヌクレオチド・ホス
フェート還元型)、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ(EC
1.4.1.3;以下GlDHと記す)およびα−ケトグルタル酸
(またはその2ナトリウム塩:以下、α−KGと記す)を
含む試薬組成物を挙げることができる。また、アスパル
ターゼ(EC4.3.1.1)とフマル酸またはフマル酸塩を含
む試薬組成物を用いてもよい。本発明の一体型多層分析
要素においては、NADH、GlDHおよびα−KGを含む試薬組
成物を内因性アンモニア捕捉試薬として用いることが好
ましい。また、GLDHを含む試薬組成物またはアスパルタ
ーゼを含む試薬組成物を用いる場合には、内因性アンモ
ニア捕捉層のpH値を通常10.0以下、好ましくは7.0〜9.5
の範囲内に維持できるように、適当な緩衝剤を用いるこ
とが好ましい。
内因性アンモニア捕捉試薬に用いることができる前述
のpH値を維持する緩衝剤としては、日本化学会編「化学
便覧 基礎編」(東京、丸善(株)、1966年発行)1312
〜1320頁に記載の緩衝剤、Norman E.Good et al著、Bio
chemistry、(2)、467〜477(1966)、Hydrogen Io
n Buffers for Biological Research記載の緩衝剤、R.
M.G.Davson et al編のDate for Biochemical Research
第2版(Oxford at the Clarendon Press 1969年発
行)476〜508頁、Analytical Biochemistry、104、300
〜310(1980)に記載の緩衝剤等を挙げることができ
る。また、特公昭57−28277号公報記載の一体型多層分
析要素に用いられる有機酸類またはそのアルカリ金属
(またはアルカリ土類金属)塩類、特開昭59−143959号
および特開昭60−10171号各公報に記載の一体型多層分
析要素に用いられる塩基性ポリマー、酸性ポリマー、酸
性ポリマーのアルカリ金属(またはアルカリ土類金属)
塩類など、およびこれらの混合物等も上記緩衝剤として
用いることができる。
これらのpH緩衝剤のうちで、特に好ましい緩衝剤の具
体例としては、燐酸水素二ナトリウムと3−モルホリノ
プロパンスルホン酸(MOPS,CAS Reg.No〔1132−61−
2〕)と水酸化ナトリウムの組合せ、燐酸二水素カリウ
ムと燐酸水素二ナトリウムの組合せ、燐酸水素二ナトリ
ウムとクエン酸の組合せ、ホウ酸と塩化ナトリウムとホ
ウ砂の組合せ、燐酸二水素カリウムと四ホウ酸ナトリウ
ムの組合せ等を挙げることができる。
内因性アンモニア捕捉層は、上記内因性アンモニア捕
捉試験やpH緩衝剤等の試薬類および被膜形成能を有する
親水性ポリマーバインダーからなる層である。上記親水
性ポリマーバインダーとしては、前述の試薬層に用いる
ことができるとして挙げた親水性ポリマーバインダーと
同じものを用いることができる。これらのポリマーのう
ちでは、ゼラチン、ゼラチン誘導体、ヒドロキシアルキ
ルセルロース、ポリビニルアルコール、アガロースを用
いるのが一般的には好ましい。
内因性アンモニア捕捉層の層厚は通常は約1〜30μ
m、好ましくは約2〜10μmである。
内因性アンモニア捕捉層は、NADPHまたはNADH、α−
ケトグルタル酸(α−KG)、およびグルタミン酸デヒド
ロゲナーゼ(GlDH)を含有することが好ましい。これら
の各成分の特に好ましい含有量(内因性アンモニア捕捉
層1m2当り)を次に記す。
なお、内因性アンモニア捕捉層がアスパルターゼとフ
マル酸(フマル酸塩であってもよい)を含有する場合の
それぞれの含有量の範囲は、アスパルターゼ1000ユニッ
ト/m2以上、フマル酸(および/またはフマル酸塩)200
mg/m2以上である。
内因性アンモニア捕捉層は、前記のようにアンモニア
拡散防止層の上に設けられた、ポリマーバインダーを含
む実質的に非孔質の層としてのほかに、多孔性展開層又
は多孔性展開層とアンモニア拡散防止層の間に設けられ
た微多孔性層の中にアンモニア捕捉試薬、pH緩衝剤及び
所望により併用される親水性ポリマーを含有させた微多
孔性層とすることができる。多孔性展開層中にアンモニ
ア捕捉試薬類を含有させた態様においては、展開層は内
因性アンモニア捕捉層をかねる層として機能する。微多
孔性の内因性アンモニア捕捉層においても、アンモニア
捕捉試薬の含有量(被覆量)、pH緩衝剤の種類、含有量
(被覆量)及びpH値範囲等はポリマーバインダーを含む
実質的に非孔性層の場合と同様である。微多孔性の内因
性アンモニア捕捉層と多孔性展開層との接着は、特開昭
61−4959号に記載の多孔性接着技術によることが好まし
い。
分析要素がアンモニア定量用の場合には、内因性アン
モニア捕捉層を設けないことはいうまでもない。
バリヤー層と内因性アンモニア捕捉層の間に設けるこ
とができる光遮蔽層は、光遮蔽性または光遮蔽性と光反
射性とを兼ね備えた微粒子または微粉末(以下、単に微
粒子と記す)が、少量の被膜形成能を有する親水性(ま
たは弱親水性)のポリマーバインダーに分散保持されて
いる水透過性または水浸透性の層である。光遮蔽層は、
指示薬層にて発生した検出可能な変化(色変化、発色緩
衝剤等)を支持体側から反射測光する際に後述する多孔
性展開層に点着供給された水性液体試料の色、特に全血
の場合のヘモグロビンによる赤色等を遮蔽するとともに
光反射層および背景層としても機能する。
光遮蔽性と光反射性とを兼ね備えた微粒子の例として
は、二酸化チタン微粒子、硫酸バリウム微粒子、アルミ
ニウム微粒子または微小フレーク等を挙げることができ
る。
被膜形成能を有する親水性(または弱親水性)ポリマ
ーバインダーの例としてはゼラチン、ゼラチン誘導体、
ヒドロキアルキルセルロース、アガロース、ポリビニル
アルコール等がある。ゼラチン、ゼラチン誘導体は公知
の硬化剤(架橋剤)を混合して用いることができる。
光遮蔽層に含有させる光遮蔽性微粒子とポリマーバイ
ンダー(乾燥時)との比は、体積比で通常光遮蔽性微粒
子10に対しポリマーバインダー(乾燥体積約2.5から7.5
の範囲、好ましくは約3.0から6.5の範囲である。光遮蔽
性微粒子が二酸化チタン微粒子の場合には、重量比で二
酸化チタン微粒子10に対しポリマーバインダー(乾燥重
量)約0.6から1.8の範囲、好ましくは約0.8から1.5の範
囲である。光遮蔽層の乾燥層厚は、通常3μmから30μ
mの範囲内、好ましくは約5μmから20μmの範囲内で
ある。
多孔性展開層としては特開昭55−164356、特開昭57−
66359等に記載の織物展開層(例、ブロード、ポプリン
等の平織等)、特開昭60−222769号等に記載の編物展開
層(例、トリコット編、ダブルトリコット編、ミラニー
ズ編等)、特開昭57−148250号に記載の有機ポリマー繊
維パルプ含有抄造紙からなる展開層、特公昭53−2167
7、米国特許3,992,158等に記載のメンブランフィルタ
(ブラッシュポリマー層)、ポリマーミクロビーズ、ガ
ラスミクロビーズ、珪藻土が親水性ポリマーバインダー
に保持されてなる連続微空隙含有多孔性層等の非繊維等
方的多孔性展開層、特開昭55−90859号に記載のポリマ
ーミクロビーズが水で膨潤しないポリマー接着剤で点接
触状に接着されてなる連続微空隙含有多孔性層(三次元
格子状粒状構造物層)からなる非繊維等方的多孔性展開
層等を用いることができる。
多孔性展開層にはアンモニア捕捉試薬、pH緩衝剤等を
含有させることにより、内因性アンモニア捕捉層を兼ね
ることができるが、その場合には、試薬組成物を展開層
中に含有保持させやすい点で織物展開層、編物展開層に
代表される繊維質展開層が好ましい。
展開層にアンモニア捕捉酵素を含む試薬組成物を含有
させる方法の例として特開昭59−171864、特開昭60−22
2769、特開昭60−222770号等に記載のように、塗布層の
上に多孔性展開層を設けた後、展開層の上から酵素含有
試薬組成物含有水溶液、または有機溶媒含有溶液を塗布
する方法がある。
多孔性展開層に用いられる織物生地または編物生地は
特開昭57−66359号に記載のグロー放電処理またはコロ
ナ放電処理に代表される物理的活性化処理を布生地の少
なくとも片面に施すか、または特開昭55−164356、特開
昭57−66359号等に記載の水洗脱脂処理、親水性ポリマ
ー含浸等親水化処理、またはこれらの処理工程を適宜に
組み合わせて逐次実施することにより布生地を親水化
し、下側(支持体に近い側)の層との接着力を増大させ
ることができる。
親水性ポリマーバインダーを含む実質的に非孔性の内
因性アンモニア捕捉層は別に接着層を設けず、そのまま
直接多孔性展開層を接着するための接着層としての機能
も持たせることができるが、展開層を強固に接着一体化
する目的でゼラチンに代表される親水性ポリマーからな
る公知の接着層を設けることができる。接着層の乾燥時
の厚さは約0.5μmから5μmの範囲である。
指示薬層、試薬層、アンモニア拡散防止層、内因性ア
ンモニア捕捉層、光反射層、接着層、展開層、アンモニ
ア捕捉試薬組成物を含有する展開層等には界面活性剤を
含有させることができる。その例としてノニオン性界面
活性剤がある。ノニオン性界面活性剤の具体例として、
p−オクチルフェノキシポリエトキシエタノール、p−
ノニルフェノキシポリエトキシエタノール、ポリオキシ
エチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビ
タンモノラウレート、p−ノニルフェノキシポリグリシ
ドール、オクチルグルコシド等がある。ノニオン性界面
活性剤を展開層に含有させることにより水性液体試料の
展開作用(メータリング作用)がより良好になる。ノニ
オン性界面活性剤を試薬層又は吸水層に含有させること
により、分析操作時に水性液体試料中の水が試薬層また
は吸水層に実質的に一様に吸収されやすくなり、また展
開層との液体接触が迅速に、かつ実質的に一様になる。
本発明の多層分析要素は前述の諸特許明細書に記載の
公知の方法により調製することができる。
本発明の多層分析要素は一辺約15mmから30mmの正方形
またはほぼ同サイズの円形等の小片に裁断し、特公昭57
−28331、実開昭56−142454、特開昭57−63452、実開昭
58−32350、特表昭58−501144等に記載のスライド枠に
収めて化学分析スライドとして用いることが製造、包
装、輸送、保存、測定操作等諸種の観点で好ましい。使
用目的によっては、長いテープ状でカセットまたはマガ
ジンに収めて用いること、または小片を開口のあるカー
ドに貼付または収めて用いることなどもできる。
本発明の多層分析要素は前述の諸特許明細書等に記載
の操作により液体試料中のアナライト(アンモニア生成
物質)の分析を実施できる、すなわち約5μLから30μ
L、好ましくは8μLから15μLの範囲の全血、血漿、
血清、尿等の水性液体試料滴を展開層に点着し、1分か
ら10分の範囲で、約20℃から40℃の範囲の実質的に一定
の温度で、好ましくは37℃近傍の実質的に一定の温度で
インクベーションし、要素内の発色又は変色を可視光又
は紫外光の吸収極大波長またはその近傍の波長の光を用
いて光透過性支持体側から反射測光し、予め作成した検
量線を用いて比色測定法の原理により液体試料中のアナ
ライトの含有量を求めることができる。あるいは、要素
内の蛍光の強度を測光し、予め作成した検量線を用いて
液体試料中のアナライト含有量を求めることができる。
点着する液体試料の量、インクベーション時間及び温度
を一定にすることによりアナライトの定量分析を高精度
で実施できる。測定操作は特開昭60−125543、特開昭60
−220862、特開昭61−294367、特開昭58−161867等に記
載の化学分析装置により極めて容易な操作で高精度の定
量分析を実施できる。
本発明の分析要素は指示薬層のバインダーポリマーと
支持体の下塗層のポリマーに特徴があるものであるが、
本発明の効果はその一方を採用することによって得るこ
とができる。
〔作用〕
指示薬層のバインダーとして、従来はポリ酢酸ビニル
とアクリル酸エステルの共重合体ラテックスを用いてい
たが、これには感度的に充分でない、ラテックスのため
沈降が起こって塗りむらを生じる、pH変化を起こすので
pH指示薬を用いるこの系では不適である等の問題があっ
たが、ポリビニルアルキルエーテルが上記欠点の全てを
解消することが判った。
一方、支持体としては従来よりゼラチンを下塗するこ
とが一般的であったが、上記のポリビニルアルキルエー
テルの指示薬層を塗布すると高感度化のため、下塗のゼ
ラチン中のわずかなアンモニアを検出し、そのバックグ
ラウンド光学濃度に影響を及ぼすことが判った。そこ
で、ゼラチン下塗に代わるものとしてアンモニアの含ま
れないバインダーポリマーによる下塗りにより処理する
ことによって指示薬層の密着性を向上させて、その結果
としてバックグラウンド光学濃度を低下させ、さらにベ
ースラインの安定化によって精密度の向上を達成した。
〔実施例〕
実施例1 厚さ180μmの透明ポリエチレンテレフタレート(PE
T)フィルムの上に下記の被覆量となるよう下塗り層を
塗布・乾燥して、さらに指示薬層をエタノール溶液から
塗布・乾燥した。
下塗り層(1m2当り) ゼラチン 0.07 g p−クロロフェノール 0.7 g 指示薬層(1m2当り) ブロムフェノールブルー 140 mg ポリビニルエチルエーテル(重量平均分子量約4万) 2.1 g 水酸化ナトリウム 200 mg 次いで、指示薬層の上に平均孔径0.2μm、空隙率75
%、厚さ100μmのポリエチレン製メンブランフィルタ
ーを均一に圧着して空気バリアー層を設けた。この空気
バリアー層の上に、試薬層を下記のような被覆量となる
よう水溶液から塗布・乾燥して設けた。
試薬層(1m2当り) ヒドロキシエチルセルロース(平均分子量約4万、ヒド
ロエチル基平均置換度DS1.0〜1.3;平均値モル数MS1.8〜
2.5) 16 g 四硼酸ナトリウム 4 g (塗布液のpH10.0) 上記試薬層を0.2%P−ノニルフェノキシポリグリシ
ドール水溶液でほぼ均一に湿潤させ、直ちに編物布地
(ゲージ数40、NaOH水溶液にて25%減量処理したもの)
を密着させつつ、加圧ローラー間を通過させて、両者を
均一にラミネートした。
さらにこの積層物に、展開性を改良する目的で下記の
被覆量となるようポリビニルピロリドンのエタノール溶
液を含浸塗布し、乾燥してアンモニア定量分析用一体型
多層分析要素を調製した。
ポリビニルピロリドン(平均分子量 約120万) 7.76g/m2 実施例2 厚さ180μmの透明PETフィルムの上に下記の被覆量と
なるよう下塗り層を塗布・乾燥してさらに、指示薬層を
水溶液から塗布・乾燥した。
下塗り層(1m2当り) ポリビニルメチルエーテル(重量平均分子量約4万) 0.035 g p−クロロフェノール 0.7 g 指示薬層(1m2当り) ブロムフェノールブルー 340 mg 酢酸ビニル・アクリル酸エチル共重合体ラテックス 8.5 g N−ポリオキシエチレン−N−オクタンスルホンアミド 100 mg 次いで、指示薬層の上に平均孔径0.2μm、空隙率75
%、厚さ100μmのポリエチレン製メンブランフィルタ
ーを均一に圧着して空気バリアー層を設けた。この空気
バリアー層の上に、試薬層を下記のような被覆量となる
よう水溶液から塗布・乾燥して設けた。
試薬層(1m2当り) ヒドロキシエチルセルロース(平均分子量約4万、ヒド
ロエチル基平均置換度DS1.0〜1.3;平均値モル数MS1.8〜
2.5) 16 g 四硼酸ナトリウム 4 g (塗布液のpH10.0) 上記試薬層を0.2%P−ノニルフェノキシポリグリシ
ドール水溶液でほぼ均一に湿潤させ、直ちに編物布地
(ゲージ数40、NaOH水溶液にて25%減量処理したもの)
を密着させつつ、加圧ローラー間を通過させて、両者を
均一にラミネートした。
さらにこの積層物に、展開性を改良する目的で下記の
被覆量となるようポリビニルピロリドンのエタノール溶
液を含浸塗布し、乾燥してアンモニア定量分析用一体型
多層分析要素を調製した。
ポリビニルピロリドン(平均分子量 約120万) 7.76g/m2 実施例3 厚さ180μmの透明PETフィルムの上に下記の被覆量と
なるよう下塗り層を塗布・乾燥してさらに指示薬層をエ
タノール溶液から塗布・乾燥した。
下塗り層(1m2当り) ポリスチレン 0.035 g p−クロロフェノール 0.7 g 指示薬層(1m2当り) ブロムフェノールブルー 340 mg 酢酸ビニル・アクリル酸エチル共重合体ラテックス 8.5 g N−ポリオキシエチレン−N−オクタンスルホンアミド
100 mg 次いで、指示薬層の上に平均孔径0.2μm、空隙率75
%、厚さ100μmのポリエチレン製メンブランフィルタ
ーを均一に圧着して空気バリアー層を設けた。この空気
バリアー層の上に、試薬層を下記のような被覆量となる
よう水溶液から塗布・乾燥して設けた。
試薬層(1m2当り) ヒドロキシエチルセルロース(平均分子量約4万、ヒド
ロエチル基平均置換度DS1.0〜1.3;平均値モル数MS1.8〜
2.5) 16 g 四硼酸ナトリウム 4 g (塗布液のpH10.0) 上記試薬層を0.2%P−ノニルフェノキシポリグリシ
ドール水溶液でほぼ均一に湿潤させ、直ちに編物布地
(ゲージ数40、NaOH水溶液にて25%減量処理したもの)
を密着させつつ、加圧ローラー間を通過させて、両者を
均一にラミネートした。
さらにこの積層物に、展開性を改良する目的で下記の
被覆量となるようポリビニルピロリドンのエタノール溶
液を含浸塗布し、乾燥してアンモニア定量分析用一体型
多層分析要素を調製した。
ポリビニルピロリドン(平均分子量 約120万) 7.76g/m2 実施例4 厚さ180μmの透明PETフィルムの上に下記の被覆量と
なるよう下塗り層を塗布・乾燥してさらに、指示薬層を
エタノール溶液から塗布・乾燥した。
下塗り層(1m2当り) ポリビニルメチルエーテル(重量平均分子量約4万) 0.035 g p−クロロフェノール 0.7 g 指示薬層(1m2当り) ブロムフェノールブルー 140 mg ポリビニルエチルエーテル(重量平均分子量約4万) 2.1 g 水酸化ナトリウム 200 mg 次いで、指示薬層の上に平均孔径0.2μm、空隙率75
%、厚さ100μmのポリエチレン製メンブランフィルタ
ーを均一に圧着して空気バリアー層を設けた。この空気
バリアー層の上に、試薬層を下記のような被覆量となる
よう水溶液から塗布・乾燥して設けた。
試薬層(1m2当り) ヒドロキシエチルセルロース(平均分子量約4万、ヒド
ロエチル基平均置換度DS1.0〜1.3;平均値モル数MS1.8〜
2.5) 16 g 四硼酸ナトリウム 4 g (塗布液のpH10.0) 上記試薬層を0.2%P−ノニルフェノキシポリグリシ
ドール水溶液でほぼ均一に湿潤させ、直ちに編物布地
(ゲージ数40、NaOH水溶液にて25%減量処理したもの)
を密着させつつ、加圧ローラー間を通過させて、両者を
均一にラミネートした。
さらにこの積層物に、展開性を改良する目的で下記の
被覆量となるようポリビニルピロリドンのエタノール溶
液を含浸塗布し、乾燥してアンモニア定量分析用一体型
多層分析要素を調製した。
ポリビニルピロリドン(平均分子量 約120万)7.76g/m
2 比較例1 指示薬層を下記の被覆量になるように変えた他は実施
例1と同様にしてアンモニア定量分析用一体型多層分析
要素を調製した。
指示薬層(1m2当り) ブロムフェノールブルー 340 mg 酢酸ビニル・アクリル酸エチル共重合体ラテックス 8.5 g N−ポリオキシエチレン−N−オクタンスルホンアミド 100 mg アンモニア定量性能評価 前記の実施例1、2、3、4および比較例1のアンモ
ニア定量分析一体型多層分析要素を下記の方法で評価を
実施した。
硫酸アンモニウムを最終濃度が約50、100、150、20
0、250、500μg/dlとなるように人全血に添加溶解し評
価試験全血液を調製した。
各分析要素の展開層に脱イオン蒸留水および評価試験
全血液を10μずつ点着し、6分後の発色光学濃度を60
0nmにて反射測光した。さらに、ここで求めた光学濃度
と、評価試験全血液をグルタミン酸デヒドロゲナーゼ法
(GlDH法)で測定した値で検量線を作製した。また、上
記評価試験全血液をそれぞれ10回ずつ点着し得られた光
学濃度を上記検量線でアンモニア濃度に読み変えた値の
変動係数(CV)を求めた。実施例1、4および比較例1
の結果を第1表に、また実施例2、3、4および比較例
1の結果を第2表に示す。
第1表の結果より実施例1および4に示したアンモニ
ア定量分析一体型多層分析要素は、指示薬層のポリマー
の違いによる比較例1に示すものより発色光学濃度が高
く、更に測定精度も向上していることが明らかである。
第2表の結果より実施例2、3および4に示したアン
モニア定量分析一体型多層分析要素は、支持体の下塗が
ゼラチンである比較例1に示すものより、脱イオン蒸留
水を点着したときの反射光学濃度(バックグラウンド発
色光学濃度)が低く、更に測定精度も向上していること
が明らかである。
実施例5 厚さ180μmの透明PETフィルムの上に下記の被覆量と
なるよう下塗り層を塗布・乾燥してさらに、指示薬層を
エタノール溶液から塗布・乾燥した。
下塗り層(1m2当り) ゼラチン 0.07 g p−クロロフェノール 0.7 g 指示薬層(1m2当り) ブロムフェノールブルー 140 mg ポリビニルエチルエーテル(重量平均分子量約4万) 2.1 g 水酸化ナトリウム 200 mg 次いで、指示薬層の上に平均孔径0.2μm、空隙率75
%、厚さ100μmのポリエチレン製メンブランフィルタ
ーを均一に圧着して空気バリアー層を設けた。この空気
バリアー層の上に、試薬層・中間層・内因性アンモニア
捕捉層を各々下記のような被覆量となるよう順次水溶液
から塗布・乾燥して設けた。
試薬層(1m2当り) アルカリ処理ゼラチン 11.7 g 四硼酸ナトリウム 1.7 g P−ノニルフェノキシポリグリシドール(グリシドール
単位平均10) 300 mg クレアチニンイミノヒドロラーゼ(EC3.5.4.21) 750 U (塗布液のpH8.0) アンモニア拡散防止層(1m2当り) アルカリ処理ゼラチン 8.3 g 四硼酸ナトリウム 750 mg P−ノニルフェノキシポリグリシドール(グリシドール
単位平均10) 200 mg (塗布液のpH9.0) 内因性アンモニア捕捉層(1m2当り) アルカリ処理ゼラチン 7.5 g 四硼酸ナトリウム 1.35mg P−ノニルフェノキシポリグリシドール(グリシドール
単位平均10) 170 mg α−ケトグルタル酸 2.5 g NADPH 1.6 g グルタミン酸デヒドロゲナーゼ(EC1.4.1.4) 70000 U (塗布液のpH8.0) 上記内因性アンモニア捕捉層を0.2%P−ノニルフェ
ノキシポリグリシドール水溶液でほぼ均一に湿潤させ、
直ちに編物布地(ゲージ数40、NaOH水溶液にて25%減量
処理したもの)を密着させつつ、加圧ローラー間を通過
させて、両者を均一にラミネートした。
さらにこの積層物に、展開性を改良する目的で下記の
被覆量となるようポリビニルピロリドンのエタノール溶
液を含浸塗布し、乾燥してクレアチニン定量分析用一体
型多層分析要素を調製した。
ポリビニルピロリドン(平均分子量 約120万) 7.76g/m2 実施例6 厚さ180μmの透明PETフィルムの上に下記の被覆量と
なるよう下塗り層を塗布・乾燥してさらに、指示薬層を
塗布・乾燥した。
下塗り層(1m2当り) ポリビニルメチルエーテル(重量平均分子量約4万) 0.035 g パラクロルフェノール 0.7 g 指示薬層(1m2当り) ブロムフェノールブルー 340 mg 酢酸ビニル・アクリル酸エチル共重合体ラテックス 8.5 g N−ポリオキシエチレン−N−オクタンスルホンアミド 100 mg 次いで、指示薬層の上に平均孔径0.2μm、空隙率75
%、厚さ100μmのポリエチレン製メンブランフィルタ
ーを均一に圧着して空気バリアー層を設けた。この空気
バリアー層の上に、試薬層・中間層・内因性アンモニア
捕捉層を各々下記のような被覆量となるよう順次水溶液
から塗布・乾燥して設けた。
試薬層(1m2当り) アルカリ処理ゼラチン 11.7 g 四硼酸ナトリウム 1.7 g P−ノニルフェノキシポリグリシドール(グリシドール
単位平均10) 300 mg クレアチニンイミノヒドロラーゼ(EC3.5.4.21) 750 U (塗布液のpH8.0) アンモニア拡散防止層(1m2当り) アルカリ処理ゼラチン 8.3 g 四硼酸ナトリウム 750 mg P−ノニルフェノキシポリグリシドール(グリシドール
単位平均10) 200 mg (塗布液のpH9.0) 内因性アンモニア捕捉層(1m2当り) アルカリ処理ゼラチン 7.5 g 四硼酸ナトリウム 1.35 g P−ノニルフェノキシポリグリシドール(グリシドール
単位平均10) 170 mg α−ケトグルタル酸 2.5 g NADPH 1.6 g グルタミン酸デヒドロゲナーゼ(EC1.4.1.4) 70000 U (塗布液のpH9.0) 上記内因性アンモニア捕捉層を0.2%P−ノニルフェ
ノキシポリグリシドール水溶液でほぼ均一に湿潤させ、
直ちに編物布地(ゲージ数40、NaOH水溶液にて25%減量
処理したもの)を密着させつつ、加圧ローラー間を通過
させて、両者を均一にラミネートした。
さらにこの積層物に、展開性を改良する目的で下記の
被覆量となるようポリビニルピロリドンのエタノール溶
液を含浸塗布し、乾燥してクレアチニン定量分析用一体
型多層分析要素を調製した。
ポリビニルピロリドン(平均分子量 約120万) 7.76g/m2 実施例7 厚さ180μmの透明PETフィルムの上に下記の被覆量と
なるよう下塗り層を塗布・乾燥してさらに、指示薬層を
塗布・乾燥した。
下塗り層(1m2当り) ポリスチレン 0.035 g パラクロルフェノール 0.7 g 指示薬層(1m2当り) ブロムフェノールブルー 340 mg ポリ酢酸ビニル・アクリル酸エチル共重合体ラテックス 8.5 g N−ポリオキシエチレン−N−オクタンスルホンアミド 100 mg 次いで、指示薬層の上に平均孔径0.2μm、空隙率75
%、厚さ100μmのポリエチレン製メンブランフィルタ
ーを均一に圧着して空気バリアー層を設けた。この空気
バリアー層の上に、試薬層・中間層・内因性アンモニア
捕捉層を各々下記のような被覆量となるよう順次水溶液
から塗布・乾燥して設けた。
試薬層(1m2当り) アルカリ処理ゼラチン 11.7 g 四硼酸ナトリウム 1.7 g P−ノニルフェノキシポリグリシドール(グリシドール
単位平均10) 300 mg クレアチニンイミノヒドロラーゼ(EC3.5.4.21) 750 U (塗布液のpH8.0) アンモニア拡散防止層(1m2当り) アルカリ処理ゼラチン 8.3 g 四硼酸ナトリウム 750 mg P−ノニルフェノキシポリグリシドール(グリシドール
単位平均10) 200 mg (塗布液のpH9.0) 内因性アンモニア捕捉層(1m2当り) アルカリ処理ゼラチン 7.5 g 四硼酸ナトリウム 1.35mg P−ノニルフェノキシポリグリシドール(グリシドール
単位平均10) 170 mg α−ケトグルタル酸 2.5 g NADPH 1.6 g グルタミン酸デヒドロゲナーゼ(EC1.4.1.4) 70000 U (塗布液のpH9.0) 上記内因性アンモニア捕捉層を0.2%P−ノニルフェ
ノキシポリグリシドール水溶液でほぼ均一に湿潤させ、
直ちに編物布地(ゲージ数40、NaOH水溶液にて25%減量
処理したもの)を密着させつつ、加圧ローラー間を通過
させて、両者を均一にラミネートした。
さらにこの積層物に、展開性を改良する目的で下記の
被覆量となるようポリビニルピロリドンのエタノール溶
液を含浸塗布し、乾燥してクレアチニン定量分析用一体
型多層分析要素を調製した。
ポリビニルピロリドン(平均分子長量 約120万) 7.76g/m2 実施例8 厚さ180μmの透明PETフィルムの上に下記の被覆量と
なるよう下塗り層を塗布・乾燥してさらに、指示薬層を
塗布・乾燥した。
下塗り層(1m2当り) ポリビニルメチルエーテル(重量平均分子量約4万) 0.035 g パラクロルフェノール 0.7 g 指示薬層(1m2当り) ブロムフェノールブルー 140 mg ポリビニルメチルエーテル(重量平均分子量約4万) 2.1 g 水酸化ナトリウム 200 mg エタノール 36.9 g 次いで、指示薬層の上に平均孔径0.2μm、空隙率75
%、厚さ100μmのポリエチレン製メンブランフィルタ
ーを均一に圧着して空気バリアー層を設けた。この空気
バリアー層の上に、試薬層・中間層・内因性アンモニア
捕捉層を各々下記のような被覆量となるよう順次水溶液
から塗布・乾燥して設けた。
試薬層(1m2当り) アルカリ処理ゼラチン 11.7 g 四硼酸ナトリウム 1.7 g P−ノニルフェノキシポリグリシドール(グリシドール
単位平均10) 300 mg クレアチニンイミノヒドロラーゼ(EC3.5.4.21) 750 U (塗布液のpH9.0) アンモニア拡散防止層(1m2当り) アルカリ処理ゼラチン 8.3 g 四硼酸ナトリウム 750 mg P−ノニルフェノキシポリグリシドール(グリシドール
単位平均10) 200 mg (塗布液のpH9.0) 内因性アンモニア捕捉層(1m2当り) アルカリ処理ゼラチン 7.5 g 四硼酸ナトリウム 1.35 g P−ノニルフェノキシポリグリシドール(グリシドール
単位平均10) 170 mg α−ケトグルタル酸 2.5 g NADPH 1.6 g GlDH 70000 U (塗布液のpH8.0) 上記内因性アンモニア捕捉層を0.2%P−ノニルフェ
ノキシポリグリシドール水溶液でほぼ均一に湿潤させ、
直ちに編物布地(ゲージ数40、NaOH水溶液にて25%減量
処理したもの)を密着させつつ、加圧ローラー間を通過
させて、両者を均一にラミネートした。
さらにこの積層物に、展開性を改良する目的で下記の
被覆量となるようポリビニルピロリドンのエタノール溶
液を含浸塗布し、乾燥してクレアチニン定量分析用一体
型多層分析要素を調製した。
ポリビニルピロリドン(平均分子量 約120万) 7.76g/m2 比較例2 指示薬層を下記の被覆量になるように変えた他は実施
例5と同様にしてクレアチニン定量分析用一体型多層分
析要素を調製した。
指示薬層(1m2当り) ブロムフェノールブルー 340 mg 酢酸ビニル・アクリル酸エチル共重合体ラテックス 8.5 g N−ポリオキシエチレン−N−オクタンスルホンアミド 100 mg クレアチニン定量性能評価 前記の実施例5、6、7、8及び比較例2のクレアチ
ニン定量分析一体型多層分析要素を下記の方法で評価を
実施した。
クレアチニンを最終濃度が約1.0、4.0、11.0μg/dlと
なるように人全血に添加溶解し評価試験全血液を調製し
た。
各分析要素の展開層に脱イオン蒸留水および評価試験
全血液を10μずつ点着し、6分後の発色光学濃度を60
0nmにて反射測光した。さらに、ここで求めた光学濃度
と、評価試験全血液をヤッフェ法で測定した値で検量線
を作製した。また、上記評価試験全血液をそれぞれ10回
ずつ点着し得られた光学濃度を上記検量線でクレアチニ
ン濃度に読み変えた値の変動係数(CV)を求めた。実施
例5、8及び比較例2の結果を第3表に、また実施例
6、7、8及び比較例2の結果を第4表に示す。
第3表の結果より実施例5及び8に示したクレアチニ
ン定量分析一体型多層分析要素は、指示薬層のポリマー
の違いによる比較例2に示すものより発色光学濃度が高
く、更に測定精度も向上していることが明らかである。
第4表の結果より実施例6、7及び8に示したクレア
チニン定量分析一体型多層分析要素は、支持体の下塗が
ゼラチンである比較例2に示すものより、脱イオン蒸留
水を点着したときの反射光学濃度(バックグラウンド発
色光学濃度)が低く、更に測定精度も向上していること
が明らかである。
〔発明の効果〕 本発明の分析要素を用いることにより、アンモニアま
たはアンモニア生成物質を高い発色光学濃度で高精度で
分析できる。また、バックグラウンドの発色濃度が低い
ことによって測定精度をさらに高めている。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透明支持体上に(i)ガス状アンモニアに
    より検知可能な変化を生じる指示薬を含む指示薬層(i
    i)液体遮断層(iii)アルカリ性緩衝剤を含有し必要に
    より基質と反応してアンモニアを生成することの出来る
    試薬を有する試薬層、及び(iv)展開層がこの順に積層
    された分析要素において、指示薬層がポリビニルアルキ
    ルエーテルを含むことを特徴とする液体試料中のアンモ
    ニアまたはアンモニア生成物質分析用一体型多層分析要
  2. 【請求項2】透明支持体上に(i)ガス状アンモニアに
    より検知可能な変化を生じる指示薬を含む指示薬層(i
    i)液体遮断層(iii)アルカリ性緩衝剤を含有し必要に
    より基質と反応してアンモニアを生成することの出来る
    試薬を有する試薬層、及び(iv)展開層がこの順に積層
    された分析要素において、透明支持体の指示薬層の面
    に、アンモニアまたはアンモニウムイオンを実質的に含
    まないポリビニルアルキルエーテル、ヒドロキシアルキ
    ルセルロース、アルキルセルロース、ポリ塩化ビニリデ
    ン、ポリスチレン、ポリアルキルメタクリレート、ポリ
    ビニルアルコールまたはポリビニルピロリドンが下塗り
    されていることを特徴とする液体試料中のアンモニアま
    たはアンモニア生成物質分析用一体型多層分析要素
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