JP4210429B2 - マイクロキュベットの生産 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、使い捨てマイクロキュベット（microcuvette）またはマイクロデバイスを製造するための新規な方法に関する。
【０００２】
流体をサンプリングし、このサンプルを試薬と混ぜ、この試薬と混ぜたサンプルを直接光学分析することは、米国特許第４，０８８，４８８号からかねがね知られている。このキュベットは、光路を形成し、且つこの光路長を決めるためおよび外部に通ずる入口を有する空洞を形成するために、互いから所定の距離に配置された二つの平らな表面を含む本体部材を含む。
【０００３】
この空洞は、所定の固定容積を有し、この所定距離は、サンプルを毛管力によってこの空洞に入らせるように選ぶ。更に、試薬をこの空洞表面に付ける。
【０００４】
この既知のキュベットは、従来使われたデバイス即ち装置と比べるとき、幾つかの利点を有する。それは、液体のサンプリング、その、例えば、後に測定のために使うのと同じ容器内での発色のための、適当な試薬との混合および化学反応を可能にする。米国特許第４，０８８，４８８号に開示されているキュベットは、この様にしてサンプリング手順を簡易化し、器具の数を減らし、および分析の種類に依って、分析手順を分析する操作員の操作技術と無関係にすることによって、分析の正確さをかなり改善する。
【０００５】
現在、米国特許第４，０８８，４８８号および米国特許第５，６７４，４５７号に開示されているマイクロキュベットに基づくマイクロキュベットが、例えば、ヘモグロビンおよびグルコースを分析するために市販されている。現在使われているキュベット製造の正確さおよび精密さは、優れている。明らかな欠点は、各キュベットを一体構成にモールド即ち成形しなければならず、あらゆる種類の空洞に対して特定の工具が要ることである。もう一つの欠点は、例えば、グルコースキュベットの中の試薬混合物が分解のために安定性が比較的劣ることである。この不安定性は、製造中に、試薬をキュベットの中に溶液として入れ、それを後に乾燥するので、保管中に試薬の種々の成分を物理的に分離できないという事実に由来する。従って、キュベット空洞の中に出来た、乾燥した試薬層は、種々の試薬成分の均質混合物を含む。更に、一つ以上の空洞を有するキュベットの設計、特に深さを任意に、特定の分析的測定のための特定の要件を考慮して選択することが出来ず、製造方法によって制限される。現在のキュベット製造技術によれば、例えば、深さが異なる二つの空洞を、最も深い空洞が入口開口から最も遠くにあるように有するキュベットを作ることは可能でない。
【０００６】
現在使われているキュベットおよびその製造に関するこれらの問題を考慮すると、以下の条件を満たす新規な製造方法が望ましい。この新規な製造方法は、以下の要件を満たすべきである：
【０００７】
それは、試薬を分離することを可能にすべきであり、それはキュベットの安定性を延すだろう。
それは、空洞の表面上での試薬分布および試薬成分の分離の効果的制御が可能であるべきである。
それは、空洞設計選択の高度の柔軟性を可能にすべきである。
それは、高い正確度および高い精密度の両方の測光分析用マイクロキュベットの製造を可能にすべきである。
【０００８】
それは、深い空洞をサンプル入口開口から、浅い毛管導入空洞より遠くに設ける、マイクロキュベットの製造を可能にすべきである。深い空洞は、毛管にも、非毛管にも出来る。毛管のとき、深い空洞は、毛管導入空洞より毛管現象が少ない。
【０００９】
それは、連続した高い生産能力を可能にすべきである。
それは、モジュールを特定の用途のために交換または容易に修整できる、モジュラー生産を可能にすべきである。
【００１０】
今や、これらの条件を、本発明による新規な製造方法を使うことによって満足できることが分った。
【００１１】
簡単に言えば、この製造方法は、使い捨て毛管マイクロキュベットまたはマイクロデバイスの製造に関し、それは：
− 第１シートおよび第２シートを用意する工程；
− これらのシートの少なくとも１枚に、所定の場所に所定の深さを有する少なくとも一つのくぼみを設ける工程；
− 少なくとも一つのくぼみに少なくとも一つの添加剤および／または試薬を取入れる工程；
− これらのシートを重ね合せた関係に配置する工程；
− 所定の容積を持つ少なくとも一つの毛管空洞を含む本体部材を得るために、この第１シートと第２シートを接合し、この空洞の内壁がこの少なくとも一つのくぼみと反対側のシートの所定の領域とによって形成され、これらの内壁間の距離が所定の光路長を形成する工程；
− 少なくとも一つの空洞を含み、所定の大きさおよび形状を有するマイクロキュベットをこの本体部材から切断、この切断は、マイクロキュベットの少なくとも一つの空洞が毛管サンプル入口開口を介してこのマイクロキュベットの外部雰囲気に通ずるようにおこなわれる該切断工程を含む。この入口開口は、この切断即ち切出しによって作るのが好ましい。
【００１２】
この方法によれば、流体をサンプリングし、このサンプルを試薬と混ぜ、この試薬と混ぜたサンプルを直接分析するための、新規な使い捨て毛管プラスチック・マイクロキュベットまたはマイクロデバイス（microdevice）が得られる。このマイクロキュベットは、毛管入口開口、および少なくとも一つの乾燥試薬および／または添加剤を含む少なくとも一つの空洞を含む。この空洞は、この毛管入口開口を介してこのマイクロキュベットの外部雰囲気に通じ、その開口からサンプル、例えば、全血、を毛管作用によって引込む。更に、この新規のマイクロキュベットは、２枚の接合したシートで構成され、少なくともその１枚に、所定の場所に且つ所定の深さの、少なくとも一つのくぼみを備える点で独特である。これらのくぼみの場所および向きは重要でない。これらのくぼみは、各くぼみがこのシート材料で囲まれるような方法で設けるのが好ましい。しかし、くぼみをシートの縁に設ける代替案もこの発明の範囲内にある。この代替案では、毛管入口開口を接合シートの縁によって作る。
【００１３】
この発明の最も重要な特徴は、非常に精密な光学測定に適した、非常に正確な所定の深さを真空成形またはスタンピング技術を使って作ることができると言うことの発見に基づき、この場合、雄型を使い、毛管空洞に面する表面がこの型によって影響されないので真空成形技術が好ましい。雄型の付加的利点は、それがフィルム材料の厚さと無関係であることであり、それが空洞を非常に高精度で作れるようにする。
【００１４】
空洞の内壁は、このくぼみおよび隣接するシートの内面の所定の領域によって作る。
【００１５】
任意に、少なくとも１枚のシートに孔を設ける。これらの孔は、それらが最終マイクロキュベットで通気孔を形成するような方法で配設される。
【００１６】
この空洞は、所定の容積を持つのが好ましい。空洞を形成する壁の内面は、本質的に平行平面で、ベールの法則に従って光路長または容積を形成するのが好ましい。
【００１７】
この空洞は、少なくとも一つの乾燥試薬および／または添加剤を含む。もし、この試薬を二つ以上の物質で構成するならば、種々の物質を、例えば、インクジェット印刷またはスクリーン印刷のような、印刷技術を使うことによって、同じ空洞の中で互いから分離してもよい。行うべき分析に依って選択する試薬は、溶液の形で取入れ、それを後に、例えば熱風によって乾燥するのが好ましい。
【００１８】
少なくとも１枚を連続フィルムの形で供給する、これらのシートは、熱可塑性で透明であるべき全く同一のポリマー材料で作るのが好ましい。このポリマーが自己支持型であるのも好ましい。適当なポリマー材料の例は、塩化ポリビニール、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレンおよびポリカーボネートである。
【００１９】
くぼみは、真空成形またはスタンピングによって得るのが好ましい。複数のくぼみをシートの１枚に設け、他のシートを平面にするのも好ましい。この場合、各空洞を平面カバーまたは蓋とこのくぼみによって作る。
【００２０】
シートを接合する前に、表面変性剤のような、試薬および／または添加剤を一つ以上のくぼみに設けてもよい。
【００２１】
次に、合わせるべきシートの表面は、塩化ポリビニール用にロックタイト１０６およびポリカーボネート用にロックタイト３１０８のような、ポリマー材料を損傷するかもしれない溶剤を必要とせず且つ紫外線を照射したときに硬化する、紫外線感応性接着剤を設けられる。この接着剤は、スクリーン印刷によって付けるのが好ましい。これらの表面を一緒にプレスしたとき、接着剤が紫外線のような放射線に依って硬化する。超音波溶接のような、シート接合の他の方法は、正確で再現可能な空洞深さ、即ち、光路を得る問題のために、あまり魅力がないことが分った。この発明の実施例によれば、これらのシートの内面、即ち、空洞に面する表面が毛管空洞の深さを決めるエンボスを備え、任意の余分な接着剤を、接着剤が空洞深さに影響しないような方法で、エンボス即ちふくらみの間の領域へ案内する。マイクロキュベットの生産では、空洞深さが非常に小さく、せいぜい１ｍｍであり、この深さの所定の正確な値がこのキュベットの後の使用のために重要であるので、エンボスを備えることが好ましい。これらのエンボスを所定のパターンに配設するのが都合がよい。
【００２２】
キュベットの非常に精密な深さが要求されるときは、くぼみとシートの接合を、空洞深さがこのキュベット生産方法の後の工程と独立しているような方法で行うことが重要である。この発明によれば、くぼみを、雄型を使う真空成形技術によって行うのが好ましい。シートの内面が、シートの接着の前に、エンボスを備えるのも好ましい。このエンボスは、任意の余分な接着剤をエンボスの間の領域へ案内するために使う。紫外線によって硬化する接着剤のような、シートの表面を改変しない接着剤を使うことも好ましい。
【００２３】
この発明のマイクロキュベットまたはマイクロデバイスは、全血、血清、血漿、尿、脊髄液および間質液のような流体の光学分析を行うために特に有用である。例えば、血液を患者の指の先端から毛管作用によってマイクロキュベットの中へ吸引したときのサンプリング手順後に、このマイクロキュベットを、所望の分析タイプに較正した別の分光光度計に挿入する。別の分光光度計を使うことが、本発明とヨーロッパ特許第１７２４５０号に開示されている特許との間の主な差で、後者の特許の目的は、やはりキュベットと呼ぶ、反応室を分析器具内に作る分析器具を提供することである。この装置は、事前に反応室を形成するコストを無くする点で、経済的利益をもたらすと認められる。この反応室またはキュベットがこの器具を離れるとき、分析は勿論、反応が終り、キュベットを捨てる。この様に、このヨーロッパ特許は、中にキュベットを作る分析器具に関連してだけ使うことが出来、異なる他の分析器具での分析には使えないキュベットに関する。更に、これらの既知のキュベットの中で空洞を作るための原理は、空洞を得るために真空成形を使う、本発明による原理とは全く反対に、熱風のジェットを使うことにより金型キャビティと密接に接触するプラスチック材料の変形に基づく。もう一つの重要な差は、サンプルおよび試薬を取入れる方法は勿論、試薬およびサンプル用の入口開口の形式である。
【００２４】
この発明は、図１に開示する例によって説明されているが、図１には限定されない。
【００２５】
塩化ポリビニールの第１または蓋シートと第２またはベースシートを別々に用意する。この蓋シートに八つの通気孔を設け、試薬、例えば、酵素をこれらの孔の隣にインク印刷する。同時に、ベースシートに八つの空洞を真空成形する。これらの空洞の深さは、１４０μｍであるように選択するが、他の空洞深さを使ってもよい。これらのシートをトンネルの中で乾燥し、紫外線感応接着剤（ロックタイト３１０６）を使うことによって一緒に接合する。続いて、この複合キュベットシートからキュベットを裁断または打抜きによって切出し、包装する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の例を示す。

Claims (17)

1. 使い捨て用の毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法であって、
   第１シートおよび第２シートを用意する工程と、
   前記第１シートおよび前記第２シートのうちの少なくとも１枚に、所定の場所に所定の深さを有する複数のくぼみを設ける工程と、
   前記複数のくぼみのうちのいくつかに少なくとも一つの添加剤および／または試薬を入れる工程と、
   前記第１シートおよび前記第２シートを重ね合せた関係に配置する工程と、
   前記第１シートと前記第２シートを接合して、所定の容積を持つ複数の毛管空洞を含む本体部材を得る接合工程であって、前記毛管空洞の内壁が、前記複数のくぼみと、反対側のシートの所定の領域とによって形成され、前記内壁間の距離が所定の光路長を形成する、接合工程と、
   前記毛管プラスチック・マイクロキュベットの少なくとも一つの毛管空洞が毛管サンプル入口開口を介して前記毛管プラスチック・マイクロキュベットの外部雰囲気に通ずるように、少なくとも一つの毛管空洞を含む、所定の大きさおよび形状を有する前記毛管プラスチック・マイクロキュベットを前記本体部材から切断する工程とを含む、毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法。
2. 前記毛管サンプル入口開口が切断によって形成される請求項１に記載された毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法。
3. 前記毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法が、少なくとも１枚のシートを連続プラスチックフィルムの形で供給する連続製造方法である請求項１又は請求項２に記載された毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法。
4. 前記複数のくぼみを真空成形によって設ける請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法。
5. 前記複数のくぼみの各々の周りにエンボスを所定のパターンで設ける請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法。
6. 通気孔を１枚のシートに設ける請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法。
7. 接合すべき前記シートの表面に紫外線感応接着剤を付ける工程を含む請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法。
8. 前記接着剤をスクリーン印刷によって付ける請求項７に記載された毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法。
9. 前記添加剤および／または試薬が液体であり、前記添加剤および／または試薬を印刷によって付ける請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法。
10. 前記シートを重ね合せた関係に配置する前に、前記添加剤および／または試薬を乾燥させる請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法。
11. 光路を形成する前記毛管空洞の壁間の所定の距離が１ｍｍ未満である請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載された毛管プラスチック・マイクロキュベットを製造する方法。
12. 毛管空洞を含む、使い捨て用のプラスチック・マイクロキュベットであって、
    前記毛管空洞が毛管サンプル入口開口を有し、前記毛管空洞が、所定の容積を持ち、少なくとも一つの粉末添加剤および／または試薬を含み、前記毛管サンプル入口開口を介して前記プラスチック・マイクロキュベットの外部雰囲気に通じ、
    前記プラスチック・マイクロキュベットが、接着剤によって接合された少なくとも２枚のシートで作られ、前記シートのうちの少なくとも１枚に所定の深さを有する少なくとも一つの真空成形されたくぼみが設けられ、前記毛管空洞の内壁が、前記くぼみと、接合された前記シートの内面の所定の領域とによって形成されている、プラスチック・マイクロキュベット。
13. 前記プラスチック・マイクロキュベットが、光学分析を行うためのマイクロキュベットであり、本質的に透明な材料から成る壁を有する請求項１２に記載されたプラスチック・マイクロキュベット。
14. 正確で精密な光路長を設けるためにエンボスが配設されている請求項１２又は請求項１３に記載されたプラスチック・マイクロキュベット。
15. １枚のシートが本質的に平面である請求項１２から請求項１４までのいずれか１項に記載されたプラスチック・マイクロキュベット。
16. 異なる深さの毛管空洞を含む請求項１２から請求項１５までのいずれか１項に記載されたプラスチック・マイクロキュベット。
17. 請求項１から請求項１１までの何れか１項に記載された方法に従って製造された使い捨て用のプラスチック・マイクロキュベットであって、
    前記プラスチック・マイクロキュベットが毛管サンプル入口開口および毛管空洞を含み、該毛管空洞は、少なくとも一つの粉末添加剤および／または試薬を含み、前記毛管サンプル入口開口を介して前記プラスチック・マイクロキュベットの外部雰囲気に通じており、
    前記プラスチック・マイクロキュベットは、接合された少なくとも２枚のシートで作られ、前記シートのうちの少なくとも１枚に所定の深さを有する少なくとも一つのくぼみが設けられ、前記毛管空洞の内壁が前記くぼみと、接合された前記シートの内面の所定の領域とによって形成されている、プラスチック・マイクロキュベット。

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