JP5162031B2 - 液体の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体の検査方法に関し、特に、生化学的検定及び免疫学的検定に適用する液体の検査方法に関する。

生化学又は免疫学的検定に用いる従来の分析用ストリップは通常、チャネル又はマイクロ流体チャネルを備える基板又はベースボードを有する。そのようなチャネルは典型的には不浸透性材料によって縁取られるが、分析する流体サンプルは主にたんぱく質又は炭水化物から成るため一般に粘性が高く、その一部がチャネルの表面に付着し易くなり反応しなくなる。そのような事態が起こった場合、分析する流体サンプルが無駄になるというだけでなく、定量的検定の精度に悪影響を与えてしまうという不都合が生じてしまう。

また、従来の分析用ストリップは、マイクロ流体チャネルが流体サンプルの流れを促進するので、そのようなチャネル構造によって加えられる毛管力によって、流体サンプルが反応エリアへと引き渡される。流体サンプルを引き渡すための他の代替的手法には、流体サンプルがチャネルに導入される際に、流体サンプルがチャネルを通って反応エリアに推進されるように、加圧手段などによって推進力を加えることが含まれる。しかしながら、前述の手法のうちの何れも、流体サンプルがチャネルに導入された後で気泡を生じる傾向がある。これらの気泡は、大きいもの又は小さいものであるが、チャネルを塞いでしまうため、分析結果が不正確なものとなってしまう。

更に、現在の基板上のチャネル又はマイクロ流体チャネルの製造工程には一般に、鋳造、射出成形又はインプリントが含まれ、微細機械加工技術又はＬＩＧＡ（英語の「Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇ Ｍｉｃｒｏ Ｍｏｌｄｉｎｇ」である「Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ ＧａｌＶａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ」の頭文字の省略形）等の高価な金型製造工程を用いるが、金型は直ぐに消耗してしまうため、分析用ストリップの製造に係る全体のコストが増加してしまう。

本発明は、上述した欠点を克服するために、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法を提供するものである。

この検査方法には、以下のステップが含まれる。
（１）少なくとも１つのチャネルが凹状に設けられた上面部を有する基板を提供するステップ。前記チャネルは、第１のエリア、第２のエリア及び第３のエリアを備え、これらの３つエリアは順に連結されている。前記第２のエリア及び前記第３のエリアのそれぞれは、それぞれの底部に形成されたニトロセルロース層を有する。ニトロセルロース層は共に、中空マトリックス（ｈｏｌｌｏｗ−ｍａｔｒｉｘ）構造を有する。前記第２のエリアは、前記流体サンプルを引き渡すために構成され、前記第３のエリアは、前記流体サンプルが反応する場所として構成される。前記第２のエリアの前記ニトロセルロース層の平均厚は、前記第３のエリアの前記ニトロセルロース層の平均厚以下である。前記第３のエリアの前記ニトロセルロース層は、一定量の前記流体サンプルを吸収できる。また、反応材料が、前記ニトロセルロース層の前記中空マトリックス構造の中に形成される。
（２）前記流体サンプルを前記第２のエリアによって前記第３のエリアへと引き渡すために、前記流体サンプルを前記基板の前記第１のエリアに適用するステップ。
（３）前記第３のエリアの前記ニトロセルロース層によって前記一定量の前記流体サンプルを吸収するステップ。
（４）前記第３のエリアにおける前記反応材料及び前記流体サンプル中の前記特定の分析物を反応させて、信号を発生させるステップ。

従って、本発明は、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法を提供することを主要な目的とし、この検査方法には、吸収性のニトロセルロース層を有するチャネルが設けられた基板を提供することが含まれる。ニトロセルロースは、一定量の吸収能力を有するので、前記ニトロセルロース層の量を制御することによって定量的検定を実施することが可能となる。

本発明の他の目的は、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法を提供することである。この検査方法には、中空マトリックス構造のニトロセルロース層を有するチャネルが設けられた基板を提供することが含まれるので、前記流体サンプルが前記中空マトリックスを流れる際に、前記流体サンプル中の気泡を破壊することができると共に、前記気泡が基板のチャネル又はマイクロ流体チャネルを塞いでしまうことを防止することができる。よって、定量的検定の結果の正確さを保証することができる。

本発明及び好適な使用形態、目的及びその利点は、以下の実例となる実施形態の詳細な説明を添付図と共に参照することにより最も良く理解される。

本発明の好適な実施形態に係る、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法のフローチャートである。 本発明の好適な実施形態に係る、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法において設けられる基板の概略的斜視図である。 本発明の好適な実施形態に係る、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法において設けられる基板の概略断面図である。

本発明は、流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法を開示するものであり、その物理的及び化学的原理やそこに含まれる溶液適用技術が当業者には公知である。よって、そのような原理及び技術の詳細な説明はここでは省略するものとする。更に、以下の説明において参照する図面は、実際の縮尺で描いたものではなく、本発明の特徴を単に概略的に示すことを意図しているため実際の尺度で描く必要はない。

図１を参照すると、本発明の好適な実施形態による流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法には、以下のステップが含まれる。

ステップ１において、基板１０が提供される。図２を参照すると、基板１０は、凹状に設けられた少なくとも１つのチャネル１１を備える上面部１００を有する。チャネル１１は、第１のエリア１１１、第２のエリア１１２及び第３のエリア１１３を含む。これら３つのエリア１１１，１１２及び１１３は順に連結されている。基板１０は、生体適合材料から成ることが好ましい。図２の線Ａ−Ａに沿った基板１０の断面図である図３を参照する。ニトロセルロース層１１２１及び１１３１は、それぞれが中空マトリックス構造を有し、第２のエリア１１２及び第３のエリア１１３の底部にそれぞれ形成される。第２のエリア１１２は、流体サンプルを引き渡すために構成され、第３のエリア１１３では、流体サンプルが反応する。ニトロセルロース層１１２１の平均厚はＤａであり、ニトロセルロース層１１３１の平均厚Ｄｂ以下である。ニトロセルロースは一定容量の吸収能力を有するので、ニトロセルロース層１１３１は、一定の量の流体サンプルを吸収することができる。更に、ニトロセルロース層１１２１及び１１３１の中空マトリックス構造には、検出する流体サンプル中の分析物のカテゴリによってその成分が変化する反応材料が含まれる。

ステップ２において、流体サンプルを基板１０の第１のエリア１１１に適用することにより、液体サンプが、第２のエリア１１２によって第３のエリア１１３まで引き渡される。

ステップ３において、第３のエリア１１３のニトロセルロース層１１３１が、一定量の流体サンプルを吸収する。

ステップ４において、第３のエリア１１３の反応材料が、流体サンプル中の特定の分析物と反応して検出用の信号を発生させる。この信号は、発光性の信号でも、蛍光性の信号でも、光吸収性の信号でも、電気的信号でもよい。

また、チャネルと流体サンプルとの間に作用する毛管作用の影響を減らすため、本発明に開示したチャネル１１の構成は、従来型マイクロチャネルの構造とは同様ではない。第２のエリア１１２の幅Ｗａ及び第３のエリア１１３の幅Ｗｂは、共に少なくとも０．３ｍｍであることが好ましい。

ニトロセルロース層１１２１及び１１３１は、以下の方法で形成される。まず、ニトロセルロース粉末をエステル及びケトンを含有する有機溶剤と混ぜ合わせてニトロセルロース溶液を形成する。次に、このニトロセルロース溶液を鋳造工程において第２のエリア１１２及び第３のエリア１１３の底部に流し込む。乾燥させると、ニトロセルロース層１１２１が第２のエリア１１２の底部に形成され、ニトロセルロース層１１３１が第３のエリア１１３の底部に形成される。鋳造工程の結果をより良くするためには、チャネル１１の表面の粗さが３ｕｍから５０ｕｍの範囲であることが好ましい。

より良い構造の中空マトリックスを得るためには、ニトロセルロース粉末をエステル及びケトンを含有する有機溶剤と、容量比１対９の割合で混合させることが好ましい。ニトロセルロースが一定の吸収能力を有するので、流し込む前に、吸収し分析するための流体サンプルの所望量から必要量のニトロセルロース溶液を生じさせることができる。その結果、分析用ストリップ１の流体サンプルの必要量が固定して設定されるため、結果として得られる分析用ストリップ１は、少量での検定に適する。

ニトロセルロース層１１２１及び１１３１中の反応材料は、以下の２つの方法で形成される。すなわち、一方は、容易に形成されたニトロセルロース層中に形成する方法、他方は、ニトロセルロース層と同時に形成する方法である。

反応材料は、以下の方法において容易に形成されたニトロセルロース層中に形成される。反応材料を含有する反応溶液をすでに容易に形成されているニトロセルロース層１１２１及び１１３１に注入する。そして、反応溶液を自然乾燥プロセス又は凍結乾燥によって乾燥させると、反応材料が粉末の形でニトロセルロース層１１２１及び１１３１に残る。

しかしながら、代替の手法において、ニトロセルロース層と同時に反応材料を形成するために、結果として得られる混合物を第２のエリア１１２及び第３のエリア１１３の底部に流し込む前に、反応材料を含有する反応溶液を、ニトロセルロース粉末を含有するニトロセルロース溶液及びエステルやケトンを含有する有機溶剤とまず混合させてから自然乾燥又は凍結乾燥させると、ニトロセルロース溶液が乾燥してニトロセルロース層１１２１及び１１３１が形成されると同時に反応材料が粉末の状態でその中に残る。

本発明の液体の検査方法は、生化学的検定又は免疫学的検定に適用することができる。検出する分析物が変化すると異なる検定が必要となり、異なる検定では異なる信号が発生する。例えば、生化学的検定では、検出する流体サンプル中の分析物同士の反応を触媒するための酵素及び化学試薬を用いて、検出用の特定の信号を発生させてもよい。そのため、生化学的検定を行うために、反応材料は、適当な酵素と、それに対応する化学試薬を含む。一方、α−フェトプロティン等のあるタンパク質の存在を検出したければ、検体において、対象とするタンパク質に対して特異性を有する抗体及び、対象とするタンパク質に対する抗体の認識に適した対応する化学試薬を用いることにより、検出用の信号を発生させることが必要となる。従って、免疫学的検出を行うために、反応材料は、そのような抗体としての免疫学的試薬及び対応する化学試薬を含む。よって、本発明において提供される基板１０は、尿や血液及び他の液状検体等の様々な生化学検体における様々な化合物を検出することに適用可能である。

上述した本発明の好適な実施形態では、３つのエリアを有するチャネルが設けられた基板を利用する。しかしながら、本発明による液体の検査方法は、チャネル内の余分な流体サンプルを収容するために、第１のエリア、第２のエリア及び第３のエリアに加えてそれらの後に順に配置される第４のエリア（図示せず）を有するチャネルが設けられた基板でも実施することができる。第４のエリアにも反応材料を含有するニトロセルロース層を設けても良く、ニトロセルロース層の構造及び製造方法、ニトロセルロース層を形成するニトロセルロース溶液の成分及び好適な容量比及び反応材料の成分の全ては、上述した好適な実施形態において開示したものと同様であるので、ここでは繰り返さない。

以上の説明は、本発明の好適な実施形態を示すことのみを意図するものであり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。また、本明細書に開示した内容は、当業者であれば容易に理解し実施することができるものであり、本発明の精神から逸脱しない全ての同等な訂正又は変更は、添付した請求項により含まれるものとする。

１ 分析用ストリップ
１０ 基板
１１ チャネル
１００ 上面部
１１１ 第１のエリア
１１２ 第２のエリア
１１３ 第３のエリア
１１２１，１１３１ ニトロセルロース層

Claims (1)

1. 流体サンプル中の特定の分析物を検出するために適用する液体の検査方法であって、
   前記流体サンプルを引き渡すために構成された第２のエリア及び前記流体サンプルが反応する第３のエリアのそれぞれが、中空マトリックスを有するニトロセルロース層で形成された底部を有し、前記第２のエリアの前記ニトロセルロース層の平均厚は、前記第３のエリアの前記ニトロセルロース層の平均厚未満であり、前記第２のエリア及び前記第３のエリアの各々は少なくとも０.３mmの幅を有し、前記第３のエリアの前記ニトロセルロース層は、一定量の前記流体サンプルを吸収でき、反応材料が、前記ニトロセルロース層の前記中空マトリックス構造の中に形成される、順に連結された第１のエリアと、前記第２のエリアと、前記第３のエリアを含む少なくとも１つのチャネルが凹状に設けられた上面部を有する基板を提供するステップと、
   前記流体サンプルを前記第２のエリアによって前記第３のエリアへと引き渡すために、前記流体サンプルを前記第１のエリアに適用するステップと、
   前記第３のエリアの前記ニトロセルロース層によって前記一定量の前記流体サンプルを吸収するステップと、
   信号を発生させるために、前記第３のエリアにおける前記反応材料と前記流体サンプル中の前記特定の分析物とを反応させるステップと、を含むことを特徴とする液体の検査方法。

Images