JP3527980B2 - 複数の排気口を有する毛細管により液体試料を分析する試験具 - Google Patents
複数の排気口を有する毛細管により液体試料を分析する試験具Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体試料、特に血
液や尿といった水溶液に含まれる成分を分析するための
試験具に関する。
液や尿といった水溶液に含まれる成分を分析するための
試験具に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体試料を試薬との反応により分析する
簡易試験具において、一般に、試験具の試薬との反応部
位までの試料の導入又は移動に毛細管現象が利用され
る。この種の試験具として、毛細管内に塗布された試薬
が試料中に溶けだすタイプと、毛細管内に設けられた試
薬層に試料が浸透するタイプとが有る。
簡易試験具において、一般に、試験具の試薬との反応部
位までの試料の導入又は移動に毛細管現象が利用され
る。この種の試験具として、毛細管内に塗布された試薬
が試料中に溶けだすタイプと、毛細管内に設けられた試
薬層に試料が浸透するタイプとが有る。
【０００３】前者の例として、特開昭６３−２７４８３
９号公報に、柄を兼ねる下部伸張部材及びこれとスペー
サーを介して毛細管を形成するとともに試薬を含有する
上部部材からなる試験具が記載されている。後者の例と
して、特開平４−１８８０６５号公報に、支持体と、支
持体上に固着した試薬層と、試薬層を覆いつつ支持体と
毛細管室を形成するように固定され、試料供給口及び排
気口を有するカバーとからなる分析用具が記載されてい
る。
９号公報に、柄を兼ねる下部伸張部材及びこれとスペー
サーを介して毛細管を形成するとともに試薬を含有する
上部部材からなる試験具が記載されている。後者の例と
して、特開平４−１８８０６５号公報に、支持体と、支
持体上に固着した試薬層と、試薬層を覆いつつ支持体と
毛細管室を形成するように固定され、試料供給口及び排
気口を有するカバーとからなる分析用具が記載されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６３−
２７４８３９号公報に記載の試験具のように、試薬が試
料中に溶け出すタイプのものは、反応液の濃度を正確に
規定しなければならないので、供給する試料を予めピペ
ット等の容積既知の容器に分注する必要がある。また、
特開平４−１８８０６５号公報に記載の試験具のよう
に、試薬層に試料が浸透するタイプのものは、試薬層の
体積を維持するために、毛細管とは別体の紙やフィルム
に試薬を含有させ、これを毛細管内に固定する必要があ
る。
２７４８３９号公報に記載の試験具のように、試薬が試
料中に溶け出すタイプのものは、反応液の濃度を正確に
規定しなければならないので、供給する試料を予めピペ
ット等の容積既知の容器に分注する必要がある。また、
特開平４−１８８０６５号公報に記載の試験具のよう
に、試薬層に試料が浸透するタイプのものは、試薬層の
体積を維持するために、毛細管とは別体の紙やフィルム
に試薬を含有させ、これを毛細管内に固定する必要があ
る。
【０００５】それ故、本発明の目的は、試料を別の容器
に分注したり、試薬層を別途に作製して固定したりしな
くても簡易に試料を一定量計量し、同時に分析すること
のできる試験具を提供することにある。
に分注したり、試薬層を別途に作製して固定したりしな
くても簡易に試料を一定量計量し、同時に分析すること
のできる試験具を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
に、本発明の試験具は、試験液導入口と排気口を有する
毛細管内の所定位置に試薬を保持し、導入口より試験液
を導入して試薬と反応させることにより、試験液中の特
定成分を試薬で分析するための試験具であって、前記毛
細管は、試験液を試験液導入口から試薬に向かって移動
させる第一の親水性の領域と、試薬を保持する一定面積
の第二の親水性の領域と、第一親水性領域と第二親水性
領域とを分離するとともに第一親水性領域及び第二親水
性を経由せずに排気口に連通する疎水性の領域とを備
え、前記排気口は、疎水性領域を挟んで毛細管の一方の
側の第一親水性領域に近い位置と、毛細管の他方の側の
第二親水性領域に近い位置とに各々設けられていること
を特徴とする。説明の便宜上、第一親水性領域に近い位
置に設けられる排気口を第一排気口、第二親水性領域に
近い位置に設けられる排気口を第二排気口という。
に、本発明の試験具は、試験液導入口と排気口を有する
毛細管内の所定位置に試薬を保持し、導入口より試験液
を導入して試薬と反応させることにより、試験液中の特
定成分を試薬で分析するための試験具であって、前記毛
細管は、試験液を試験液導入口から試薬に向かって移動
させる第一の親水性の領域と、試薬を保持する一定面積
の第二の親水性の領域と、第一親水性領域と第二親水性
領域とを分離するとともに第一親水性領域及び第二親水
性を経由せずに排気口に連通する疎水性の領域とを備
え、前記排気口は、疎水性領域を挟んで毛細管の一方の
側の第一親水性領域に近い位置と、毛細管の他方の側の
第二親水性領域に近い位置とに各々設けられていること
を特徴とする。説明の便宜上、第一親水性領域に近い位
置に設けられる排気口を第一排気口、第二親水性領域に
近い位置に設けられる排気口を第二排気口という。
【０００７】この試験具によれば、試験液導入口より導
入された試験液が毛細管現象により第一親水性領域を通
って試薬に向かう。それに伴って、毛細管内の空気が押
し出されて各排気口より出ていく。試験液は疎水性領域
に到達したところで疎水性領域により一旦移動が止めら
れる。そこで、試験具に外力を加えると、試験液は第一
親水性領域の延長上に飛び出て疎水性領域に入る。
入された試験液が毛細管現象により第一親水性領域を通
って試薬に向かう。それに伴って、毛細管内の空気が押
し出されて各排気口より出ていく。試験液は疎水性領域
に到達したところで疎水性領域により一旦移動が止めら
れる。そこで、試験具に外力を加えると、試験液は第一
親水性領域の延長上に飛び出て疎水性領域に入る。
【０００８】試験液の大部分は同方向に進行して第二親
水性領域に入る。第二親水性領域の面積は一定であるか
ら、保持される試験液の量はその面積と毛細管の内径で
定まる。疎水性領域を通過して第二親水性領域に移動す
る際、第二親水性領域に保持しきれなかった余剰の分
は、疎水性領域にはじかれて他へ移動しようとする。こ
のとき、第一排気口を介して毛細管内部と大気とが連通
しているので、余剰分は第二親水性領域に近い第二排気
口に速やかに捕獲される。従って、保持された一定量の
試験液と試薬との反応により、試験液中の特定成分を高
精度に分析することができる。
水性領域に入る。第二親水性領域の面積は一定であるか
ら、保持される試験液の量はその面積と毛細管の内径で
定まる。疎水性領域を通過して第二親水性領域に移動す
る際、第二親水性領域に保持しきれなかった余剰の分
は、疎水性領域にはじかれて他へ移動しようとする。こ
のとき、第一排気口を介して毛細管内部と大気とが連通
しているので、余剰分は第二親水性領域に近い第二排気
口に速やかに捕獲される。従って、保持された一定量の
試験液と試薬との反応により、試験液中の特定成分を高
精度に分析することができる。
【０００９】試験液に疎水性領域を通過させるために加
える外力は、例えば試験具を作業者の手で振ることによ
る瞬間的な振動、遠心力、排気口から吸引することによ
る吸引力、導入口からの加圧力である。前記各排気口
は、好ましくは毛細管と交差する方向に設けられた貫通
孔である。貫通孔をこうして設けることにより、貫通孔
を除いて毛細管を試験液導入口のみ開口した袋管状に形
成することができ、第二親水性領域に保持される試験液
のオーバーフローを防止することができる。これらの貫
通孔のうち第二排気口として機能するものと毛細管の第
一親水性領域側との交差角度は、鋭角が好ましい。こう
することで、試験液を外力で第二親水性領域に移動させ
る際に、試験液が第二排気口から飛び出て周辺が汚染さ
れることを防止することができる。
える外力は、例えば試験具を作業者の手で振ることによ
る瞬間的な振動、遠心力、排気口から吸引することによ
る吸引力、導入口からの加圧力である。前記各排気口
は、好ましくは毛細管と交差する方向に設けられた貫通
孔である。貫通孔をこうして設けることにより、貫通孔
を除いて毛細管を試験液導入口のみ開口した袋管状に形
成することができ、第二親水性領域に保持される試験液
のオーバーフローを防止することができる。これらの貫
通孔のうち第二排気口として機能するものと毛細管の第
一親水性領域側との交差角度は、鋭角が好ましい。こう
することで、試験液を外力で第二親水性領域に移動させ
る際に、試験液が第二排気口から飛び出て周辺が汚染さ
れることを防止することができる。
【００１０】上記のように、第二排気口が余剰の試験液
を捕獲する機能も果たすのに対して、第一排気口は常に
排気機能のみを果たす。従って、第一排気口の信頼性を
高めるために、第一排気口の内面が第二排気口の内面よ
りも疎水性であると好ましい。
を捕獲する機能も果たすのに対して、第一排気口は常に
排気機能のみを果たす。従って、第一排気口の信頼性を
高めるために、第一排気口の内面が第二排気口の内面よ
りも疎水性であると好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態の試験具を図１
に平面図として示す。試験具５１は、直方体状の本体５
２を備える。本体５２は、透明の３枚の板からなり、中
板が枠状に加工されていて、その枠と上下の板で囲まれ
る長寸方向に細長い空洞５３が毛細管として機能する。
空洞５３は本体５２の一端から始まり、他端に到達する
ことなく途中で閉塞している。本例ではその始まり部分
が導入口５４となる。
に平面図として示す。試験具５１は、直方体状の本体５
２を備える。本体５２は、透明の３枚の板からなり、中
板が枠状に加工されていて、その枠と上下の板で囲まれ
る長寸方向に細長い空洞５３が毛細管として機能する。
空洞５３は本体５２の一端から始まり、他端に到達する
ことなく途中で閉塞している。本例ではその始まり部分
が導入口５４となる。
【００１２】空洞５３の内面は、導入口５４側から順に
第一親水性領域５３１、疎水性領域５３２及び第二親水
性領域５３３からなる。空洞５３は第二親水性領域５３
３の奥で閉塞し、導入口５４から閉塞部まで一様な幅を
有する。本体５２には、両親水性領域５３１，５３３を
経ることなく疎水性領域５３２を外部と連通させる貫通
孔５５，５８が設けられている。これらの貫通孔５５，
５８が排気口として機能する。貫通孔５５と貫通孔５８
とは、疎水性領域５３２を挟んで対向するように毛細管
の両側に設けられている。ただし、貫通孔５５は第二親
水性領域５３３に近く、貫通孔５８は第一親水性領域に
近い位置にある。そして、貫通孔５８の内面は疎水性領
域５３２と同程度の疎水性を有し、他方、貫通孔５５の
内面は第二親水性領域５３３には及ばないが疎水性領域
５３２よりも親水性になっている。第二親水性領域５３
３には試薬（図示省略）が塗布されている。
第一親水性領域５３１、疎水性領域５３２及び第二親水
性領域５３３からなる。空洞５３は第二親水性領域５３
３の奥で閉塞し、導入口５４から閉塞部まで一様な幅を
有する。本体５２には、両親水性領域５３１，５３３を
経ることなく疎水性領域５３２を外部と連通させる貫通
孔５５，５８が設けられている。これらの貫通孔５５，
５８が排気口として機能する。貫通孔５５と貫通孔５８
とは、疎水性領域５３２を挟んで対向するように毛細管
の両側に設けられている。ただし、貫通孔５５は第二親
水性領域５３３に近く、貫通孔５８は第一親水性領域に
近い位置にある。そして、貫通孔５８の内面は疎水性領
域５３２と同程度の疎水性を有し、他方、貫通孔５５の
内面は第二親水性領域５３３には及ばないが疎水性領域
５３２よりも親水性になっている。第二親水性領域５３
３には試薬（図示省略）が塗布されている。
【００１３】試験具５１の製法は、例えば次のようであ
る。ポリスチレンＰＳからなる２枚の長方形の板、及び
ポリ塩化ビニルＰＶＣからなる１枚の長方形の板を準備
する。ＰＳ及びＰＶＣは本質的に疎水性である。第一の
ＰＳ板の領域の親水性領域５３１，５３３を形成すべき
部分に低圧水銀ランプを光源とする紫外線を照射する。
これによって、照射部分が親水性に改質される。次に、
疎水性領域５３２となる部分の周辺全域に３０μｍ程度
の深さの溝を掘り、その溝で囲まれる面積にジメチルポ
リシロキサンのような撥水剤を塗布することによって、
塗布部分の疎水性を向上させた。ＰＶＣ板を枠状に加工
するとともに貫通孔５５，５８となる部分を切り取る。
第二のＰＳ板の所定部分を第一の板と同様に親水性に改
質する。第二親水性領域５３３に試薬（図示省略）を塗
布した後、３枚の板をＰＳ板、ＰＶＣ板、ＰＳ板の順に
積層して固着する。前記撥水剤を貫通孔５８にも注入し
て塗布する。これで完成である。従来と異なり、試薬を
別途成形する必要はない。
る。ポリスチレンＰＳからなる２枚の長方形の板、及び
ポリ塩化ビニルＰＶＣからなる１枚の長方形の板を準備
する。ＰＳ及びＰＶＣは本質的に疎水性である。第一の
ＰＳ板の領域の親水性領域５３１，５３３を形成すべき
部分に低圧水銀ランプを光源とする紫外線を照射する。
これによって、照射部分が親水性に改質される。次に、
疎水性領域５３２となる部分の周辺全域に３０μｍ程度
の深さの溝を掘り、その溝で囲まれる面積にジメチルポ
リシロキサンのような撥水剤を塗布することによって、
塗布部分の疎水性を向上させた。ＰＶＣ板を枠状に加工
するとともに貫通孔５５，５８となる部分を切り取る。
第二のＰＳ板の所定部分を第一の板と同様に親水性に改
質する。第二親水性領域５３３に試薬（図示省略）を塗
布した後、３枚の板をＰＳ板、ＰＶＣ板、ＰＳ板の順に
積層して固着する。前記撥水剤を貫通孔５８にも注入し
て塗布する。これで完成である。従来と異なり、試薬を
別途成形する必要はない。
【００１４】試験具５１で液体試料を分析する手順は次
の通りである。採取したままの血液、または血球分離処
理を施した血液を、至適量よりも少し多い量を導入口５
４に押しつける。血液は第一親水性領域５３１を濡らし
ながら、毛細管現象によって第二親水性領域５３３に向
かって移動するが、途中の疎水性領域５３２で阻止され
る。採取したままの血液を試料とする場合は、第一親水
性領域５３１の途中に血球分離膜等の前処理手段を備え
ても良い。そこで、本体５２の端面（図面の右側面）を
軽くたたく。第一親水性領域５３１に満たされた血液
は、その外力で第一親水性領域５３１を飛び出て疎水性
領域５３２を通過し、第二親水性領域５３３に移動す
る。同時に、第二親水性領域５３３によって囲まれる空
間にあった空気も貫通孔５５，５８から排除される。血
液は試薬と反応を開始する。
の通りである。採取したままの血液、または血球分離処
理を施した血液を、至適量よりも少し多い量を導入口５
４に押しつける。血液は第一親水性領域５３１を濡らし
ながら、毛細管現象によって第二親水性領域５３３に向
かって移動するが、途中の疎水性領域５３２で阻止され
る。採取したままの血液を試料とする場合は、第一親水
性領域５３１の途中に血球分離膜等の前処理手段を備え
ても良い。そこで、本体５２の端面（図面の右側面）を
軽くたたく。第一親水性領域５３１に満たされた血液
は、その外力で第一親水性領域５３１を飛び出て疎水性
領域５３２を通過し、第二親水性領域５３３に移動す
る。同時に、第二親水性領域５３３によって囲まれる空
間にあった空気も貫通孔５５，５８から排除される。血
液は試薬と反応を開始する。
【００１５】第二親水性領域５３３に保持しきれない余
剰の試験液は、疎水性領域５３２に残ろうとするが、そ
こは疎水性であるから弾かれる。そして、貫通孔５８を
通じて外気が導入されながら、余剰の試験液が相対的に
疎水性の弱い貫通孔５５に流入する。従って、第二親水
性領域５３３に満たされる血液量は常に一定となり、高
精度に定量分析することができる。しかも本体５２が透
明であるから、光学的手段で迅速に分析することができ
る。
剰の試験液は、疎水性領域５３２に残ろうとするが、そ
こは疎水性であるから弾かれる。そして、貫通孔５８を
通じて外気が導入されながら、余剰の試験液が相対的に
疎水性の弱い貫通孔５５に流入する。従って、第二親水
性領域５３３に満たされる血液量は常に一定となり、高
精度に定量分析することができる。しかも本体５２が透
明であるから、光学的手段で迅速に分析することができ
る。
【００１６】
【実施例】図１に示した形状の試験具５１において、空
洞５３の幅を３ｍｍ、高さを５００μｍ、第二親水性領
域５３３の奥行きを３ｍｍとしたものを製作した。この
試験具５１にヒト血漿を試験液として導入口５４から導
入し、外力を加えて試験液を第二親水性領域５３３に移
動させた。又、比較のために試験具５１の他に次に示す
変更点以外は試験具５１と同形同質の３種の試験具Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３（図示省略）を製造した。試験具Ｒ１
は、貫通孔５８を有さず、しかも貫通孔５５の内面が疎
水性領域５３２と同程度の疎水性に変えられている。試
験具Ｒ２は２つの貫通孔５５，５８の内面がともに疎水
性領域５３２と同程度の疎水性に変えられている。試験
具Ｒ３は、貫通孔５５の内面が疎水性領域５３２と同程
度の疎水性に変えられており、他方、貫通孔５８の内面
は親水性に変えられている。試験具Ｒ１−３にも同様に
試験液を第二親水性領域に移動させた。
洞５３の幅を３ｍｍ、高さを５００μｍ、第二親水性領
域５３３の奥行きを３ｍｍとしたものを製作した。この
試験具５１にヒト血漿を試験液として導入口５４から導
入し、外力を加えて試験液を第二親水性領域５３３に移
動させた。又、比較のために試験具５１の他に次に示す
変更点以外は試験具５１と同形同質の３種の試験具Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３（図示省略）を製造した。試験具Ｒ１
は、貫通孔５８を有さず、しかも貫通孔５５の内面が疎
水性領域５３２と同程度の疎水性に変えられている。試
験具Ｒ２は２つの貫通孔５５，５８の内面がともに疎水
性領域５３２と同程度の疎水性に変えられている。試験
具Ｒ３は、貫通孔５５の内面が疎水性領域５３２と同程
度の疎水性に変えられており、他方、貫通孔５８の内面
は親水性に変えられている。試験具Ｒ１−３にも同様に
試験液を第二親水性領域に移動させた。
【００１７】そして、試験液の移動の様子を観察したと
ころ、適量の試験液が第二親水性領域に保持された正常
な移動の他に、３つの異常な移動のタイプがあった。第
一のタイプの場合、図２に示すように第二親水性領域へ
の移動量が不足していた。第二のタイプの場合、図３に
示すように第二親水性領域に保持された試験液に気泡が
混じっていた。いずれも試験液の移動時の排気機能が不
十分であったからであると考えられる。第三のタイプの
場合、図４に示すように過剰の試験液が疎水性領域に残
っていた。異常な移動タイプを示した試験具の個数をタ
イプごとに表１に示す。さらに３分後に、保持された試
験液をマイクロシリンジで抜き取り、その量を測定して
保持精度を評価した。これらの評価結果を併せて表１に
示す。試験具の個数はいずれも２０個とした。
ころ、適量の試験液が第二親水性領域に保持された正常
な移動の他に、３つの異常な移動のタイプがあった。第
一のタイプの場合、図２に示すように第二親水性領域へ
の移動量が不足していた。第二のタイプの場合、図３に
示すように第二親水性領域に保持された試験液に気泡が
混じっていた。いずれも試験液の移動時の排気機能が不
十分であったからであると考えられる。第三のタイプの
場合、図４に示すように過剰の試験液が疎水性領域に残
っていた。異常な移動タイプを示した試験具の個数をタ
イプごとに表１に示す。さらに３分後に、保持された試
験液をマイクロシリンジで抜き取り、その量を測定して
保持精度を評価した。これらの評価結果を併せて表１に
示す。試験具の個数はいずれも２０個とした。
【００１８】
【表１】
（ｎ＝２０）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
試験具 図２ 図３ 図４ 保持精度（ＣＶ％）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
Ｒ１ ２ ４ ４ ４．７
Ｒ２ ０ ３ ３ ４．０
Ｒ３ ０ ２ ２ ２．８
４１ ０ １ ０ １．２
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００１９】表１に見られるように、本例の試験具によ
れば、試薬の保持された部分に試験液を移動させたと
き、余剰の試験液は速やかに排除され、適量の試験液の
みが気泡を伴わずに保持される。
れば、試薬の保持された部分に試験液を移動させたと
き、余剰の試験液は速やかに排除され、適量の試験液の
みが気泡を伴わずに保持される。
【００２０】
【発明の効果】本発明は上記の特徴を備えるので、試薬
を所定の位置に塗布しておくだけで試薬を固定すること
ができるので、試験具を少ない工数で製造することがで
きる。また、試験液を計量器具で秤採ることなく適当量
を点着して分析することができるので、迅速にしかも簡
易に分析することができる。
を所定の位置に塗布しておくだけで試薬を固定すること
ができるので、試験具を少ない工数で製造することがで
きる。また、試験液を計量器具で秤採ることなく適当量
を点着して分析することができるので、迅速にしかも簡
易に分析することができる。
【図１】 実施形態の試験具を示す平面図である。
【図２】 毛細管内での試験液の移動の第一のタイプを
示す平面図である。
示す平面図である。
【図３】 毛細管内での試験液の移動の第二のタイプを
示す平面図である。
示す平面図である。
【図４】 毛細管内での試験液の移動の第三のタイプを
示す平面図である。
示す平面図である。
５１ 試験具
５２ 本体
５３ 空洞
５４ 導入口
５５，５８ 貫通孔
５３１ 第一親水性領域
５３２ 第一疎水性領域
５３３ 第二親水性領域
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 33/52
G01N 31/22
Claims (2)
- 【請求項１】試験液導入口と排気口を有する毛細管内の
所定位置に試薬を保持し、導入口より試験液を導入して
試薬と反応させることにより、試験液中の特定成分を試
薬で分析するための試験具であって、前記毛細管は、 試験液を試験液導入口から試薬に向かって移動させる第
一の親水性の領域と、 試薬を保持する一定面積の第二の親水性の領域と、 第一親水性領域と第二親水性領域とを分離するとともに
第一親水性領域及び第二親水性を経由せずに排気口に連
通する疎水性の領域とを備え、前記排気口は、疎水性領
域を挟んで毛細管の一方の側の第一親水性領域に近い位
置と、毛細管の他方の側の第二親水性領域に近い位置と
に各々設けられていることを特徴とする試験具。 - 【請求項２】第一親水性領域に近い排気口の内面が第二
親水性領域に近い排気口の内面よりも疎水性である請求
項１に記載の試験具。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30987697A JP3527980B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 複数の排気口を有する毛細管により液体試料を分析する試験具 |
| US09/380,838 US6540962B1 (en) | 1997-03-03 | 1998-03-11 | Testing instrument for analyzing liquid sample |
| PCT/JP1998/001010 WO1998040735A1 (fr) | 1997-03-12 | 1998-03-11 | Instrument d'analyse d'echantillon liquide |
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