JP3711392B2

JP3711392B2 - 角度を有する毛細管により液体試料を分析する試験具

Info

Publication number: JP3711392B2
Application number: JP30987297A
Authority: JP
Inventors: 章男大久保; 敦子片山; 義行田中
Original assignee: Arkray Inc
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2017-10-23
Also published as: JPH11125626A

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。
【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。
【０００３】
前者の例として、特開昭６３−２７４８３９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。
【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。
【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親水性領域と、試薬を保持する一定面積の第二親水性領域と、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領域を経由せずに排気口に連通する疎水性の領域とを備え、第一親水性領域と疎水性領域との境界で屈曲しており、
前記排気口は、第一親水性領域を疎水性領域との境界で屈曲させずに延長した場合を想定したときに、その仮想上の延長部分でない位置に設けられていることを特徴とする。
【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。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。ただし、毛細管が第一親水性領域と疎水性領域との境界で屈曲しているから、試験液の一部は直ぐに疎水性領域の側壁に当たり、側壁に沿って疎水性領域を通過して第二親水性領域に移動する。そして、排気口は第一親水性領域の仮想上の延長部分でない位置に設けられているから、第一親水性領域から飛び出た試験液が、その加速度で排気口に流入することはなく、試験液で排除された空気のみが排気口を通じて外部に出される。しかも排気口が上記の位置にあるから、疎水性領域の側壁に当たった試験液が、毛細管内の空気の排気口への押し出しを促進する。
【０００８】
一方、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、疎水性領域上に残った試験液又は第二親水性領域に保持しきれなかった分は、疎水性領域にはじかれて排除される。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。この貫通孔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、試験液が貫通孔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】
前記毛細管の屈曲の程度は、限定されない。また、滑らかに屈曲しても良いし、第一親水性領域と疎水性領域とが交差するように屈曲していても良い。ただし、前記仮想上の延長部分が第二親水性領域と重なる程度に屈曲しているのが好ましい。これにより、第一親水性領域から飛び出た試験液の全部が疎水性領域の側壁に当たって跳ね返ることはないからである。
【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１１は、直方体状の本体１２を備える。本体１２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く、途中の２箇所で屈曲した空洞１３が毛細管として機能する。空洞１３は本体１２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１４となる。
【００１２】
空洞１３の内面は、第一親水性領域１３１、疎水性領域１３２及び第二親水性領域１３３からなる。導入口１４から第一の屈曲位置までが第一親水性領域１３１、それに続く第二の屈曲位置までが疎水性領域１３２で、続いて空洞１３は第二親水性領域１３３の奥で閉塞する。空洞１３は、第一の屈曲点では進行方向右に、第二の屈曲点では同左に曲がっている。本発明では、第一の屈曲点の角度、特に図１にαとして示される外周側の角度と空洞１３の幅との関係が重要である。すなわち、第一親水性領域１３１を疎水性領域１３２との境界で屈曲させずに延長したと想定して、その仮想上の延長部分が第二親水性領域１３３と重なるように設計する。
【００１３】
本体１２には、両親水性領域１３１，１３３を経ることなく疎水性領域１３２を外部と連通させる貫通孔１５が設けられている。この貫通孔１５が排気口として機能する。貫通孔１５は、第一の屈曲点の内周側に設けられている。第二親水性領域１３３には試薬（図示省略）が塗布されている。
【００１４】
試験具１１の製法は、例えば次のようである。ポリスチレンＰＳ製の３枚の長方形の板を準備する。ＰＳは本質的に疎水性である。第一の板の領域の親水性領域１３１，１３３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。第二の板を枠状に加工するとともに貫通孔１５を開ける。第三の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１３３に試薬（図示省略）を塗布した後、３枚の板を積層して固着する。これで完成である。また、ＰＳ製の板に代えて元々親水性の材質の板を用いても良い。この場合は、例えばガラス板のような親水性の板の所定部分のみにアルコキシシランのような疎水化コーティング剤を塗布することによって同様に試験具１１を製造することができる。いずれにしても従来と異なり、試薬を別途成形する必要はない。
【００１５】
試験具１１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１４に押しつける。血液は第一親水性領域１３１を濡らしながら、毛細管現象によって第二親水性領域１３３に向かって移動するが、途中の疎水性領域１３２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１３１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１２の端面（図面の右側面）を軽くたたく。第一親水性領域１３１に満たされた血液は、その外力で第一親水性領域１３１を飛び出て一部が疎水性領域１３２の側壁に当たる。そして、その反力で方向転換し、疎水性領域１３２にあった空気を貫通孔１５の方に押しやりながら第二親水性領域１３３に移動する。同時に、第二親水性領域１３３によって囲まれる空間にあった空気も貫通孔１５から排除される。血液は試薬と反応を開始する。疎水性領域１３２には血液が濡れないので、毛細管の内壁と疎水性領域１３２とで画定される第二親水性領域１３３に満たされる血液量は常に一定である。従って、高精度に定量分析することができる。しかも本体１２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１１において、空洞１３の幅を３ｍｍ、高さを０．２ｍｍ、第二親水性領域１３３の奥行きａを３ｍｍ、疎水性領域１３２の長さｂを５ｍｍとし、空洞１３が第一の屈曲点で進行方向右に３０゜、第二の屈曲点で同左に３０゜曲がっているものを製作した。
【００１７】
この試験具１１にヒト血漿を試験液として導入口１４から導入し、外力を加えて試験液を第二親水性領域１３３に移動させた。又、比較のために図２に示すように空洞が屈曲していない以外は試験具１１と同形同質の試験具Ｒ１１を製造し、同様に試験液を第二親水性領域１３３’に移動させた。このとき、第二親水性領域１３３，１３３’に保持された試験液に対する気泡の混入率を評価した。試験具の個数は試験具１１及び試験具Ｒ１１ともに２０個とした。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表１に示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
表１に見られるように、本例の試験具によれば、試薬を保持する部分に試験液を移動させるとき、試験液に気泡が入らず且つ試験液を定量的に移動させることができる。
【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。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の試験具を示す平面図である。
【図２】比較例の試験具を示す平面図である。
【図３】実施例の評価方法を説明する平面図である。
【符号の説明】
１１，Ｒ１１試験具
１２本体
１３空洞
１４導入口
１５貫通孔
１３１第一親水性領域
１３２第一疎水性領域
１３３第二親水性領域

Claims

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親水性領域と、試薬を保持する一定面積の第二親水性領域と、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領域を経由せずに排気口に連通する疎水性の領域とを備え、第一親水性領域と疎水性領域との境界で屈曲しており、
前記排気口は、第一親水性領域を疎水性領域との境界で屈曲させずに延長した場合を想定したときに、その仮想上の延長部分でない位置に設けられていることを特徴とする試験具。
前記毛細管は、前記仮想上の延長部分が第二親水性領域と重なる程度に屈曲している請求項１に記載の試験具。