JPH01202661A - 流れ増進性ディップスティック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流れ増進性の診断用デバイスへ向けられている
。さらに具体的にいえば、本発明は不溶性固体物質から
妨害されることなく正確な検査情報を提供し得る診断用
デバイスに関するものである。

デイツプスティック（ｄｉｐｓｔｉｃｋ）を用いる診断
用デバイスは新しいものではなく、家庭用テストキット
および熟練技術員によって研究室において実施される検
査の両方において、多年にわたって用いられてきた。そ
のようなデイツプスティックは使用に便利で、使い捨て
であり、しばしば安価であり、そして、ある場合には半
定量的結果を提供することができるものである。ただし
、それらはより普通に定性的試験において用いられる。

−船釣には、デイツプスティックは手動操作が容易なよ
うに設計され、代表的には、細長く半硬質プラスチック
製または板紙製のストリップであり、それの上に１個ま
たは１個より多くの診断用試薬が置かれる。近年製造さ
れる多くのデイツプスティックには、多孔質膜のパッド
（ｐａｄ　）が一端へ接着剤、両面接着剤、または縁端
溶接によって固着、付与されてきた。

膜パッド固着デイツプスティックで以て診断検査を実施
する際には、使用者には、診断用検査試薬で以て予め処
理された膜パッドを活性端において含むデイツプスティ
ックが与えられる。使用者はデイツプスティックのその
活性端を検査されつつある液体と接触させる。その橿の
液体は、中でも、尿検査試料、口または膣のスワブ（ｓ
ｓｏａｂ）試料、懸濁状排泄物試料、血漿、または血清
試料を含んでいてよい。デイツプスティックは検査され
つつある液体と、実施されつつある特定検査について指
示される時間の間、接触状態のままにされる。この時間
の間、液体は膜の露出面を通して拡散せねばならず、そ
こで検査試薬、代表的には、膜へ結合されている生物学
的特異分子のような生物学的活性物質と反応する。この
時間の終りにおいて、デイツプスティックを試料液体か
ら取出し、代表的には一連の他の試薬で以て処理し、代
表的には色変化によって示される、検査されつつあるア
ナライトの存在の指標を発現させる。これらの処理のあ
るものは、しかし、洗滌段階、基質添加、および、共役
体（ｃｏｎｊｂｇａｔｇ）添加を含んでいてよい。デイ
ツプスティックが検出するように設計された生物学的分
子を検査中の液体がもともと含んでいる場合には、正味
の結果は通常は発色性の反応である。

膜パッドをもたない標準的デイツプスティックと比較し
て便利でありかつ改善された結果を提供するけれども、
これらの膜パッド固着デイツプスティックはいくつかの
欠点をもっている。その第一はその種のデイツプスティ
ックと一緒に使用してよい試料の種類に関係する。代表
的には余計な物質を含まない純粋液体、例えば血清また
は血漿の試料は、一方の極端であり、かつ何らの困難も
提供しない。もう一方の極端は、不溶性の固体または粒
状物質が存在し、代表的には液体中で懸濁している試料
である。そのような不均質混合物の例はスワブ試料また
は懸濁排泄物試料であり、それらは粘液または固体粒子
を含む。懸濁固体またはゲル状物質゛は膜表面を被覆し
閉塞する傾向がある。このことは膜中への液の自由な流
れの阻止をもたらし、その不溶性物質はまた膜表面上で
おこる色変化を不明瞭にする。その種の欠点は異常検査
結果をしばしばひきおこす。従って、多くの検査におけ
るデイツプスティックの使用は粒状の破片を合理的な程
度に含まない液体へ制限されるかもしれず、あるいは、
液の検査前にその種の不溶性物質を除くよう、別途の技
法を液体試料へ適用することが必要になるかもしれない
。

デイツプスティック使用上の第二の制約は、試料、洗液
、および、試薬のような各種の液が膜中に通りかつ膜か
ら出る方式に関係する。慣用の膜パッド固着デイツプス
ティックにおいては、膜の一面は、使用中に、液へ露出
され、他の一面ば支持体またはデイツプスティック本体
自体を形成する非多孔質支持体へはりつげられる。従っ
て、露出膜面を膜パッド中へ通過する液体は拡散過程に
よってのみ通過し得る。拡散の最大速度はデイツプステ
ィックをとっかこむ液体本体と層目体中の液体との間の
初期濃度勾配によって制限される。

時間とともに、その濃度勾配は低下し、膜中へのあるい
は膜からの拡散の速度がおちる。洗滌段階は、流れる水
のもとで実施するときでも、やはり拡散によって制限さ
れる。そのような拡散制限は通常は検査時間の増加をも
たらし、同時に、洗滌段階の継続を注意深く行なわない
場合には誤った結果をもたらす危険がある。膜パッドの
両面が液体へ露出されるよう膜がはりつげられているい
くつかのデイツプスティックが入手できる。しかし、拡
散は、デイツプスティックの単一面層のタイプと比べて
増進されるけれども、やはりその種の設計において制限
される。

従って、本発明は流れ増進性の診断用デバイスを提供す
るものであり、そのデバイスは検査が実施され解釈され
る方式でデイツプスティックとして多くの点において機
能する。本発明は流れ増進性の免疫診断用デバイスを提
供するものであり、そ昨は、第一および第二の開口をも
つ中空細長部分、および、上記第一開口を差渡して配置
された多孔質親液性膜から成り、該多孔質親液性膜は横
歪試薬と反応し得る活性化剤を含み、上記第二開口は上
記細長部材の内部とそれの外部との間の圧力差を発生さ
せる手段と操作的に協同するよう適合させられており、
それによって、液体検査試料は上記細長部材の内部へ上
記多孔質親液性膜を通過させることによって導入されて
よく、そして、上記液体検査試料中に存在する不溶性物
質はどれも上記多孔質親液性膜の表面上で蓄積する。

本発明はさらに、少くとも第一および第二の開口をもつ
中空細長部材、上記第一開口を差渡して配置されかつ検
査試薬と反応し得る活性化剤を含む多孔質親液性膜、お
よび、上記細長部材中へ上記第二開口を通して液が進入
することを許し一方では上記細長部材から上記第二開口
を通して液が出離するのをおくらせることを可能にする
ために上記第二開口と協同する手段；から成る、流れ増
進性の免疫診断用デバイスを提供するものであり、それ
によって、液体検査試料は上記細長部材の内部へ上記進
入手段を通して導入され、かつ、液は上記貯槽からもっ
ばら上記多孔質親液性膜を通して追出され、一方では、
上記液体検査試料中に存在する不溶性物質がすべて上記
多孔質親液性膜の内面上で蓄積する。

本発明はさらに、第一および第二の開口をもつ中空の細
長部材、および、該第一開口を差渡して配置される多孔
質親液性膜、から成り、該第二開口は上記細長部材の内
部とそれの外部との間で圧力差を発生させるための手段
と操作的に協同するよう適合せしめられ、それによって
、液体検査試料が上記細長部材の中へ上記多孔質親液性
膜を通過させることによって導入されてもよく、かつ、
上記の液体検査試料中に存在する不溶性物質がすべて上
記多孔質親液性膜の一つの表面上で蓄積する、流れ増進
性の免疫診断用デバイスを提供する。

本発明はさらに、少くとも第一および第二の開口をもつ
中空細長部材、該第一開口を差渡して配置されている多
孔質親液性膜、および、上記細長部材中へ上記第二開口
を通して液を進入させ一方では該細長部材から上記第二
開口を通して液が出離するのを阻止するために上記第二
開口と協同する手段、から成り、それによって、液体検
査試料が上記細長部材の内部へ上記進入手段を通して導
入されてよく、そして液が上記貯槽かももっばら上記多
孔質親液性膜を通して追出され、一方では上記液体検査
試料中に存在する不溶性物質がどれも上記多孔質親液性
膜の内面上で蓄積する、流れ増進性の免疫診断用デバイ
スを提供する。

本発明はさらに、第一および第二の開口をもつ中空の細
長部材、および、該第一開口を差渡して配置された多孔
質親液性膜、から成り、該多孔質親液性膜がアナライト
と反応しかつアナライト存在の指標をつくり出すことが
できる検査試薬を含み、上記第二開口は上記細長部材の
内部とそれの外部との間で圧力差を発生させるため手段
と操作的に協同するよう適合せしめられ、それによって
、実質上可溶性のアナライトを含む液体検査試料が上記
細長部材の内部の中へ上記第一開口と上記多孔質親液性
膜とを通ることによって導入され、上記の液体検査試料
中に存在する不溶性物質がすべて上記多孔質親液性膜の
一面上で蓄積する、流れ増進性の免疫診断用デバイスを
提供する。

本発明はさらに、少くとも第一および第二の開口をもつ
中空の細長部材；予めきめられたアナライトと反応しそ
のアナライトの存在の指標を生成させ得る検査試薬を含
み、上記第一開口を差渡して配置された多孔質親液性膜
；および、上記細長部材中へ上記第二開口を通して液を
進入させ一方では液が上記第二開口を通して上記細長部
材から出離するのを阻止するための、上記第二開口と協
同する手段；から成り、それによって、アナライトを含
む液体検査試料が上記細長部材の内部へ上記進入手段を
通して導入されてよく、かつ、液が上記細長部材からも
っばら上記多孔質親液性膜と上記第一開口とを通して追
出され、一方では、上記液体検査試料中に存在する不溶
性物質がどれも上記多孔質親液性膜の内面上で蓄積する
、流れ増進性の免疫診断用デバイスを提供する。

使用前のある時点において、膜は検査試薬で以て、そし
て代表的には、検査試薬による処理の前に活性化剤で以
て処理される。検査試薬は検査試料中で探求される特定
アナライトの存在の指標を提供するのに適当なものであ
る。

差圧をつくり出すための手段を含めることは、大部分の
デイツプスティックに関連する拡散問題を克服し、慣用
型のデイツプスティックによる場合よりもはるかに迅速
に検査が実施されることを可能にする。このデバイスは
液体試料が細長部材の内部の中へ導入され、存在するす
べての不溶性固体物質が膜の面上で沈着されることを可
能にする。好ましい実施態様においては、差圧をつくり
出させるための手段はまた、粒状またはゲル状の物質の
ような膜の外側表面上で蓄積する不溶性固体物質が、す
べて、貯槽からの液体試料の最後の部分を膜を通して単
純に追い出すことによって、容易に除去されることを可
能にする。このことは膜の目に見える表面を蔽うことに
よって検査を不明瞭にするその種の粒状物質またはゲル
状物質に関連する問題を回避する。もう一つの好ましい
実施態様においては、試料は細長部材中の一つの追加開
口中に置かれた逆止め弁を通して中空細長部材の内部へ
導入される。精製された液体が膜から追出され、中空細
長部材内部へ面する膜の表面上で不溶性固体物質がすべ
て蓄積する。比較的高い正圧がこの実施態様においては
発生され得るので、膜を通る液体流が迅速であり、そし
て、層成面上での色変化はすべて容易に見ることができ
る。

流れ増進性の免疫診断用デバイスの一つの実施態様が図
１に描かれている。総括的に１０の記号をつけた流れ増
進性診断用デバイスは中空部材１２を含み、それは代表
的には細長くした形状をもちかつ第一すなわち下部開口
１５（下端１４またはその近くに位置する）をもつ第一
端または下端１４と上端１６とをもつ。中空部材１２は
好ましくは正方形または長方形の外形をもち、それは大
量製造技法（後述）に役立つ。管状の部分または通路、
すなわち、中空細長部材の内壁、は好ましくは円形であ
る。しかし、成型および組立てに役立つその他の便利な
形状も使用してよい。例えば、外部および内部の形態は
ともに円形あるいは長方形であってよい。

図１に示す実施態様において、下部開口１５は、その開
口上あるいは開口内に横たわる多孔質構造１８をもつが
、デバイスの下端１４に近い側壁１９の一つの中に配置
されている。あるいはまた、開口１５は図２に示すとお
り、下端１４において形成される底壁またはその中で配
置されてよい。

そのような実施態様においては、その開口１５０寸法は
底壁を全部取除くようなものでろってよく、すなわち、
側壁１９が下部開口１５を規定する。

デバイスが用いられる応用に応じて、大きい開口または
小さい開口１５が設けられてよい。例えば、検査されつ
つある物質（アナライト）を濃縮することが望ましい場
合には、膜または多孔質構造の膜表面のより小さい開口
と付随領域が用いられる。

しかし、被検液が、容易に凝集し膜の表面へ流速を減ら
すようにしっかりと膜表面へくっつく傾向があるゲル状
物質を含む場合には、膜のより大きい面積を収容するよ
り大きい開口がより大きい流速を与えるのに用いること
ができる。ここで用いるとき、そして特記しないかぎり
は、用語「表面」あるいは「表面領域」という用語は構
造体の肉眼的表面だけでなく、膜のような微孔質構造が
考慮される場合においては、微孔表面すなわち、細孔を
規定しかつ使用中に流体によって接触される構造体内部
表面のこともいう。

細長中空部材がデバイスの底の中で開口１５を規定して
いるデバイスが用いられるときには、側壁の少くとも一
部は、より小さい開口と膜の面積の減少とが望まれると
きには、開口へ向けて勾配をもつような形態にすること
ができる。そのような実施態様においては、デバイスの
下部先端は梯形の形状をもち、デバイスの外側形態が長
方形であるときには不平行四辺形であり、デバイスの外
側形態が円形であるときには円錐形である。

細長部材はガラスまたはプラスチックのような、不活性
で透明または半透明の物質から形成されるのが好ましい
。流れ増進性の免疫診断用デバイスが最も広がった応用
性をもつことが期待される生物学的溶液と相容性である
熱可塑性物質が好まれる。その種の物質の例はボリスチ
レ／、ポリカーボネート、およびポリオレフィン例えば
ポリプロピレンおよびポリエチレンである。細長部材を
つくるのに用いられる物質は用いられる試薬に対して実
質上不活性であるべきである。ここで用いられるときの
用語「不活性」とは、用いられる溶剤および試薬、並び
に検体、特に体液のような生物学的試料中でかつ各種の
ｐＨ条件において存在する物質、特に体液のような生物
学的液体中で出会う物質、に対して化学的活性にかける
ことをいう。

中空細長部材１２の第一または下部開口１４において、
膜１８のような多孔質の親液性で好ましくは親水性の構
造体が配置されており、それはその中空部材へ施用する
前後のいずれかにおいて検査試薬および／または活性化
剤で以て処理される。

構造体はまた好ましくは微孔質である。

ここで用いるとき、「アナライト」とは診断検査によっ
て分析されるかまたは測定されつつある物質のことをい
う。用語「試薬」、「検査試薬」、および類似用語はア
ナライトと直接反応する物質、並びに、別の物質または
アナライトのいずれかをアナライト存在の指標、代表的
には光学的指標を提供するのに適する物質へ転化するの
に使用する物質、の両者のことをいう。この用語は、元
素および化合物を含めて、イオン性または分子性の単純
な化学物質、並びに、蛋白質性物質のようなより複雑ま
たは巨大分子状の構造体を含み、そして、抗原、抗体、
酵素、抗体−酵素複合体、ハプテン、受容体、レクチン
、遺伝子プローブ（ｇａｎｇｐｒｏｂｅ）、など、並び
にビールスおよびバクテリア、のような生物学的性質の
物質を含む。アナライトはまた試薬の定義内に入る物質
の一つまたは一つ以上であってよい。抗体の場合には、
試薬およびアナライトは各々モノクローナルあるいはポ
リクローナル抗体であってよい。さらに、アナライトは
薬剤、ペプチド、細胞、およびオルガネラを含んでいて
よい。試薬はさらに緩衝剤、指示薬分子、および基質を
含んでいてよい。

多孔性構造体または膜が形成される物質は分析または分
離において用いられる試料、試薬または溶剤のどれかに
おいて見出される物質と悪く反応してはならない。

診断用デバイスが使用されるべき試料の種類に応じて、
親液性膜１８は多孔質または微孔質であってよく、好ま
しくは後者である。膜は代表的には好ましくは０．０４
から４０マイクロメーターの範囲にある絶対的細孔等級
をもつ。好ましくは、細孔等級は０．１から５マイクロ
メーターであり、最も好ましくは、０．２から３マイク
ロメーターである。膜は、好ましくは、スキン層がない
。膜としての使用に適する物質はまた、６ｏから９０％
、好ましくは７５から９０チの範囲にある空洞容積をも
つ。好ましい物質はその性質は親水性であり、従って、
容易に水に濡れることができ、水溶液を自由に通す傾向
がある。本発明において使用してよい親液性物質の例は
ナイロン６６（ポリへキサメチン／アジパミド）のよう
なポリアミド、ポリビニリデンージフルオライド、セル
ロースエステル、およびニトロセルロースを含むが、そ
れらに限定されるものではない。

ここで用いるとき、親液性とは膜が接触している液によ
る膜の濡れ性のことをいう。固体構造体、例えば膜の濡
れ性または親液性はその構造体の臨界的表面エネルギー
と施用される液体の表面張力との関数である。臨界的表
面エネルギーが少くとも液体の表面張力はどの大きさで
ある場合には、その液体は自発的にその固体構造体を濡
らす。例えば、７２ダイア／ａｎまたはそれをこえる臨
界表面エネルギーをもつ微孔質膜は７２ダイン／口の表
面張力をもつ水によって濡らされ、すなわち、それは親
水性である。

多孔質構造体（膜）が液体によって濡らされる能力は液
滴を多孔質構造体の上に置くことによってきめることが
できる。接触角が濡れの定量的尺度を与える。きわめて
大きい接触角は貧弱な濡れを示し、一方、ゼロの接触角
は完全な濡れを規足する。濡れ性のあるいは親液性の多
孔質層として用いられる物質は適用液体によって容易に
あるいは自発的に濡れることによって特性づげられ、適
用液体と低い接触角をもつ。実際には、被検液の滴を自
発的濡れ性または親液性微孔質膜層の上に置くときに、
液滴は層に浸入して膜を濡らし、そ丸とのゼロ接触角を
効果的に提供する。

濡れ性または親液性は多孔質膜に用いる物質についての
一つの要請事項である。そのような物質は自発的に濡れ
得ることが特に好ましい。多孔質構造または膜として用
いるのに適するか好ましい物質のあるものは本来、親水
性であるか水濡れ性である。その他のものはそれらが親
水性となるよう変性されてよい。バイオダイン　は、好
ましい物質であるが、Ｎ６６ポリアミドのポール・コー
ポレーショ／から商業的に入手できる微孔性膜であり、
それは、米国特許４，３４０．４７９において証明され
るとおりの製造方法によって本来的に水濡れ性である。

この特許は、水によって容易に濡れるスキン層のない親
水性のアルコール不溶性のポリアミド膜の製造方法を記
述している。その方法はまずアルコール不溶性ポリアミ
ド樹脂の溶液をつくることから成る。次に、ポリアミド
樹脂用非溶剤を溶液へ、濃度、温度、添加速度および撹
拌度の制御された条件下において添加することによって
、溶液の成核化が誘起されて、ポリアミド樹脂粒子の目
に見える沈澱が得られ、それによって流延用溶液が形成
される。この流延用溶液を次に基板上にひろげてその基
板上で薄いフィルムを形成させる。流延溶液のフィルム
をその溶剤および非溶剤の液の混合物と接触させかつ稀
釈しそれ罠よって、流延溶液から薄く無表皮性の親水性
膜の形でポリアミド樹脂を沈澱させる。最後に、生成膜
を洗滌して溶剤を除き、次いで乾燥する。

ポリビニリデンフルオライド膜は本来は水濡れ性ではな
いが、適切な表面処理によってそのようにすることがで
きる。親水性にさせるよう処理された微孔質のポリビニ
リデンフルオライド膜は商業的に入手できる。

多孔質構造１８にとって好ましい物質はまた大きい表面
積をもつ。この特色はより大量またはより高濃度の反応
剤が反応層中で可動化されることを可能にする。従って
、本発明の診断用検査デバイスを使って、より高い感度
が達成され得る。

好ましいポリアミド膜の中には、米国特許４，７０７、
２６６および米国特許４，７０２，８４０に記載されて
いる種類の制御された表面性質をもつ親水性で微孔質の
スキン層のないポリアミド膜が含まれる。これらの親水
性で微孔質の実質上アルコール不溶性であり、制御され
た表面性質をもつポリアミド膜は、上述の方法と同じく
、アルコール不溶性ポリアミド樹脂を官能性極性基をも
つ水溶性の膜表面変性ポリマーと一緒に同時流延するこ
とによって形成される。これらの望ましい性質をもち、
二つの上記米国特許において開示されている物質のいく
つかは、商標カルボキシダイｙ　（ヒドロキシ、カルボ
キシ、およびアミノ基、あるいはそれらの非反応性組合
せ、から成る基から選ばれる官能性極性基をもつもの）
、および、ポジダインＲ（カチオン性、第四アンモニウ
ム基の表面特性をもつもの）としてボール・コーポレー
ションから入手できる。制御された表面変性極性基を存
在させていない好ましい親水性の微孔質ナイロン膜と同
じく、制御された表面性質をもつポリアミド膜はまた、
好ましくは、スキン層がない、すなわち、それらは、実
質的には均質の寸法と形状のものである表面から光面へ
延長している貫通細孔を特徴とする。しかし、必要なら
ば、勾配つき貫通細孔、すなわち、シートの一つの表面
において大きく、それらがシートの反対表面へ近づくに
つれて狭くなる細孔、をもつ物質を使用してもよ℃）。

制御された表面性質をもつポリアミド膜をつくるのに用
いられる表面変性ポリマーは、ヒドロキシ、カルボキシ
ル、アミンおよびイミンの基のような化学的官能基の実
質的割合を含むポリマーから成る。結果として、膜鳴そ
れらの表面において、ヒドロキシル、カルボキシル、イ
ミンあるいは、相互に反応しない上述の基のいずれかの
組合せのような官能基の高濃度を含む。制御された表面
性質をもつこれらのポリアミド膜は、制御された表面性
質をもたない上述の好ましい微孔質親水性の無我皮ポリ
アミド膜、すなわち、好ましいポリアミド樹脂から形成
されるが表面変性用ポリマーと一緒に同時流延されてい
ない膜、よりも高濃度のカルボキシル基またはイミノ基
を表面にもつ。

上述のとおり、適当である物質はまた検査試薬および／
またはアナライトで以て処理されることができ、そして
、それを保持しあるいは固定化することができるべきで
ある。イオン性、分子状、あるいは巨大分子状であって
よい検査試薬は、強い物理的力により、あるいは共有的
化学結合のようなおる方式で結合されることにより、好
ましくは共有結合により、微孔質親液性の反応膜層の表
面へ固定化されてよい。

多孔質構造体または膜１８はそれへ試薬を沈着および／
または結合させる当業者にとって既知のどれかの方法に
よって処理されてよい。上記のとおり、試薬はイオン性
、分子性、あるいは巨大分子性のものであってよい。目
に見える変化を与える診断用道具として、試薬は、はじ
めは無色あるいは特定の色のものでありかつアナライト
との反応時において目に見える指標または光学的に測定
し得る応答を与える物質の一つまたは組合せであってよ
い。正の試験結果を検出するためのその他の可能な手段
は、固定化検査試薬とアナライトとの間の、酵素基質標
識、放射能標識などのような既知技法のいずれかによっ
て適切に標識化される複合体または化合物の形成のよう
な、適切な標識の使用を含む。

適当である試薬による多孔質構造体の処理は、アナライ
ト含有試料と膜１８との接触の直前または直後の両方に
おいて検査試薬を添加することを含めて、診断検査が実
施されるべき時点において実施されてよいけれども、本
発明は、膜１８が少くとも一つの検査試薬および／また
は活性化剤で以て前処理された膜へ最大の応用をもつこ
とが期待され、そして、好ましい実施態様はその膜を含
む。代表的には、前処理は膜が開口１４を差渡してシー
ルされたのちに、ただし、デバイスが使用者へ出荷され
る前に、実施される。試薬が熱に敏感でない場合には、
膜は細長部材１２上で複合体膜を組立てる前に処理され
てよい。

検査試薬は、膜へ施用される溶液または別の試薬または
検体試料自体の中で見出されるような液体で以て膜から
溶解あるいは浸出されることによって除かれることがな
いことを保証する方法のどれかによって、膜表面上で固
定化されてよい。このように、膜に対する検査試薬の物
理的または化学的の結合を使用してよく、ただし、後者
が、共有結合の形で特に、好ましい。

分子的性質、特に巨大分子、および、特に生物学的性質
の試薬を結合させる有用な方法は米国特許４，６９３，
９８５に開示されている。この特許は広範囲の生物学的
活性物質を受容体分子（検査試薬）として活性Ｍ（親水
性で微孔質のスキン層のないポリアミド膜）の上で固定
化する方法を記述している。その特許中で述べられてい
る受容体分子結合膜は広い範囲の種類の生物学的活性化
合物、特定的にはりガント、を受容体分子へ固定化およ
び結合することができる。そのような膜を使用すること
は、血液、血清、血漿、尿、唾液などのような体液の検
査を可能とし、そして、特定的標識、例えば酵素活性を
示す標識、電磁エネルギー吸収性および／または放出性
標識例えば螢光標識あるいは放射線標識、が用いられる
検定のような、化学検定または免疫検定によって、特定
物質を検査することを可能にする。試薬として用いられ
かつ反応層へ結合される巨大分子、あるいは、流れ増進
性の免疫検定デバイスを使用することによって測定され
る巨大分子は、一般的には生物学的性質の物質を含み、
そしてその性質はしばしば蛋白質性である。反応層へ直
接結合される試薬または受容体分子あるいは検査されつ
つあるリガンドは免疫グロブリンあるいはポリクローナ
ルまたはモノクローナルのいずれかの抗体、抗原性物質
、アポ蛋白質、受容体、糖蛋白質、レクチン、炭水化物
、ホルモン、酵素、担体蛋白質、ヘパリン、凝結因子、
酵素基質、阻害剤、コファクター、核酸、などを含む。

特に好ましい実施態様は化学的活性膜１８である。この
膜はそれの表面上で固定された活性化剤を含む。たいて
いの場合において、活性化剤は化学的に、好ましくは共
有的に膜表面へ結合され活性化剤の残基は膜へ結合され
る実際的な種（ａｃｔｗｌｓｐｇｃｉｇｓ）であるよう
にされ、その残基は検査試薬と反応し得る官能基をもつ
。例えば、もとの活性化剤は、最も代表的には、少くと
も二つの官能基をもつ化合物であり、その一つは膜表面
上で存在する部分と反応することができ、そして、もう
一つの官能基は検査試薬中の部分（受容体分子）と反応
することができる。−たん、活性化剤が膜および検査試
薬の両者と反応すると、すなわち、化学的活性膜が検査
試薬と反応すると、活性化剤は「連結剤」として機能し
て膜を検査試薬へ連結する。検査試薬または受容体分子
はしばしば生物学的活性物質であるので、光面に検査試
薬を固定させた膜は、たとえ、検査試薬が生物学的性質
のものでないとしても、「生物学的活性」膜または類似
用語」でよばれてもよく、そして、固定化された活性化
剤のみをもつ膜は「活性化」膜、「化学的活性化」膜あ
るいは類似用語で示されてよい。

好ましい物質は米国特許４，６９３，９８５に記載のと
おりにつくられる化学的活性膜である。この物質は検査
試薬へ共有的に結合することができる活性化剤としてポ
リアミドへ結合されたトリクロロ−８−トリアジンの残
基をもつ底面変性ポリアミドである。そのような物質は
イムノダインＴＭとしてボール・コーポレーションから
入手できる。

膜１８は中空細長部材１２へ第一開口１５において慣用
的方法例えば熱溶接、超音波溶接、あるいは接着的手段
によって固着されてよい。好ましくは、膜はその中空部
材へ密封的にシールされ、それによって、中空部材の内
壁と多孔質親水性膜とによって規定される貯槽２４の中
に通る液がすべてもっばら膜を通過することを必要とす
る。

図１に描かれている実施態様において、中空部材１２へ
第二または上部開口２２において、中空部材１２の内部
と外部との間に差圧をつくらぜるだめの手段がとりつけ
られている。この差圧手段は描かれている単純な弾性体
バルブ２６のようなアスピレータ−・バルブ、ピストン
、などであってよい。

図２において示されるデバイスにおいては、中空部材１
２の内側と外側との間に差圧をつくらせる手段はピスト
ンまたはプランジャー２８の形をとっている。このピス
トンは中空部材１２の形状と内部寸法と同延である断面
寸法と形態をもち、ピスト／が中空部材１２内部で密着
して滑り、そしてそうする際に大気圧をこえるかそれを
下まわる圧力に相当する差圧をつくり出すようになる。

図において描かれているデバイスは中空部材１２をはじ
めに真空にすることによって操作されてよい。図１およ
び３の実施態様については、これはアスピレータ−・バ
ルブ２６をしぼるか圧縮することを含む。図２に描かれ
ているデバイスは、ピストン２８へとりつけたシャフト
３０の延長端上でまず押しつけることによって操作され
、それはプランジャー２８をその最下部位置中へ一つま
たは一つ以上の留め具（図示せず）あるいは中空部材１
２の下方端にある絞りと接触して押しこむ。

バルブ２６（図１）をへこんだ形またはしぼった形で維
持しあるいはプランジャー２８を最下部位置に保ちなが
ら、中空部材１２の活性端または下方端１４は液体試料
中に置かれ、膜１８を中に固着させた開口１５は液体試
料の表面より下に置かれ、バルブ２６がゆっくりと解放
され（あるいはプランジャー２８がゆっくりと引抜かれ
）てデバイス１０中で部分真空をつくり出し、液を膜を
通して引き出すようにする。あるいはまた、バルブ２６
が開口１５が液面下方にある間に絞りと解放の両方が行
なわれてよい（あるいはプランジャー２８がその最下方
位置へ押しつけられ、そして引出される）。液が膜１８
を通過し中空部材１２の貯槽２４を満たすにつれて、は
じめの液体試料中に存在する不溶性固体物質は膜の最外
表面上で集められる。中空部材１２の活性端を液体試料
から取出す前または後のいずれか、好ましくは前におい
て、中空部材１２内部で圧力を、バルブ２６をしぼるこ
とによるかあるいはプランジャー２８をおしこむことに
よって増し、それによって液が貯槽から多孔質膜１８を
通して流れさせる。実施される特定的検査に応じて、液
を貯槽２４へ引き入れかつ液をそこから追い出すこのサ
イクルは数回繰返されてよい。アナライトを含むと考え
られている液体試料が高水準の粒状またはゲル状の膜閉
塞物質を含む場合には、最後の圧力サイクルは中空部材
１２からの迅速な液体排除で以て終り、それによって外
側膜面から層を追放し、その後の試薬および／または洗
液のため、および、色変化の観察のために、それを清浄
に保つべきである。膜表面を処理するためのその種の試
薬および／または洗液の使用は、アナライトを含むと考
えられる試料溶液が引込まれかつ貯槽２４から膜１８を
通して追出されるときと同じ方式で実施されてよい。

流れ増進性デバイスの使用は、粒状またはゲル様物質の
ような不溶性の膜閉塞性物質が膜面から追放されねばな
らない状況へ限定されるものではない。いくつかの診断
検査においては、粒状物質を膜面上に保持することが好
ましいかもしれない。

例えば、尿試料中に存在するバクテリアを分離して検査
を行なうことが望ましいかもしれない。そのような場合
には、図１および２に描かれているよ、うな実施態様を
使ったとき、圧力サイクルは中空部材１２内の減圧で以
て終ることができる。例えば、開口１５を試料液体の表
面下に置きなから貯槽２４から液体をすべて追い出すの
ではなく、バルブまたはプランジャーは、デバイスの下
方端１４が液体から取出されるときに、それぞれ、解放
されあるいは引出される。これは図１に示されるものよ
りも図２に示されるものと類似のデバイスで以て一層容
易に達成され、なぜならば、０−リング２９のような１
個または１個より多くのシール用リングを恐らくは備え
た、ぴったりとはまりこんだプランジャーが、図１に描
かれている実施態様よりも貯槽内で減圧を維持するのに
一層有効であるからである。屑が−たん膜面上で保持さ
れると、追加の圧力サイクルは代表的には実施されず、
デバイスは慣用デイツプスティックと同様に取扱われる
。

図３は固体物質が中空部材１２内部で、特に貯槽２４に
面する多孔質構造体１８の内面上で捕捉されるのを邪魔
することを可能にするもう一つの実施態様を描いている
。このデバイスは第一または下方の開口１５と第二また
は上方の開口２２とのほかに、追加または第三の開口３
０を含んでいる。この追加開口３０はその中に弁手段、
特に−方向または逆止め弁３２を配置している。開口３
０と逆止め弁３２とは、好ましくは、第二開口２２より
も第一開口１５により近く配置されている。最も好まし
くは、膜１８を含む第一開口と逆止め弁３２を含む第三
開口とは相互に近接して配置される。逆止め弁３２は、
液が細長部材中へ第三開口３０を通して進入することを
可能にし一方では液が細長部材から第三開口を通して出
離することをおくらせるよう工夫きれている。逆止め弁
３２は好ましくは二つの可撓性部材３４を用い、それら
は中空細長部材の貯槽２４の中で減圧、すなわち、部分
真空がつくられるときに、細長中空部材１２の中へ流体
の進入を許すよう相互へ向けてかたよらされる（　ｂｉ
ａｓｅｄ　）。その可撓性部材は中空細長部材１２内の
圧力が実質的に大気圧またはそれをこえているときに近
接位置をとる。

操作の際には、デバイス１０は、膜１８を含む第一開口
１５と逆止め弁３２を含む第三開口とがともに液面より
下に位置するように、液体試料中に置かれる。第二開口
２２と協同する差圧発生用手段を、液中ヘデバイスを入
れる前または後のいずれかにおいてバルブ２６を圧縮す
ることによって（あるいはプランジャー２８を細長部材
の通路の中へおしこむことによって）作動させる。膜と
逆止め弁とが−たん液の表面より下になると、バルブ２
６を解放して（あるいはプランジャー２８を引抜いて）
貯槽内部に部分真空をつくらせる。

このことは、可撓性部材３４を離れさせ液を貯槽中へ流
入させる。中空細長部材１２の内部の圧力がその外部の
圧力と実質的に等しいときに、細長部材１２中への流体
の流れがとまり、逆止め弁がとぢる。細長部材１２の内
部と外部環境との間の正の差圧の効果の下では、それは
この場合にもバルブ２６を圧縮する（あるいはプランジ
ャー２８を中空細長部材中へおしこむ）ことによって発
生されるのであるが、液は膜１８を通過する。上述のそ
の他実施態様の場合と同じく、全サイクルが実施される
ときに流れは膜を通して向けられつつあるので、膜は検
査されつつある液体試料へ十分に露出されかつそれと接
触する。液体試料吸入および排出の数サイクルがこの実
施態様で以て容易に達成され得る。

いくつかの利点がこの実施態様の使用から、慣用的な検
査ストリップと比べるとぎに得られ、そして、特に検体
試料が高濃度の不溶性固体物質をもって分析されるとき
には、図１および２の実施態様に関しても利点がある。

慣用的デバイスの場合には、可溶性物質が豊富であるこ
とは、検査表面へくっつき、拡散を妨害し、検査成績を
不明瞭にする傾向がある。図１および２に描かれる実施
１帖様に関しては、不溶性物質を膜１８の外面から追放
する際に一般的には有効であるけれども、流速がより遅
くモして貯槽２４を満たすのがより困難であるというこ
とが、図３に描かれるデバイスと比べておこり得るので
あり、それは、不溶性物質が膜外面上でケーキを形成し
はじめ、それによって、貯槽が液で満たされるにつれて
膜の細孔を閉塞するからである。高割合の不溶性物質を
含む液体試料によるこの流れ抵抗は膜細孔の閉塞と取込
みまたは充満段階で理想的条件のもとで発生し得る最大
差圧が１気圧であることとの両方の理由からおこる。図
３で描かれている実施態様においては、貯槽２４は吸入
または取込の段階の間に、抵抗がほとんどまたは全くお
こらない取込み弁を通して流れる液によって満たされる
。不溶性物質のケーキの形成は、液が膜を通して強制さ
れつつある排出段階の間に膜の内面上でおこる。しかし
、この排出段階中に、１気圧を大きくこえる圧力差を達
成することができる。このように、流れ抵抗は膜の内面
上で不溶性物質のケーキが蓄積するにつれて実際におこ
るけれども、排出段階中に発生するより大きい圧力差は
デバイスがらの液の迅速排出を可能にする。

図３に描かれている実施態様のもう一つの利点は、膜上
で実施される試験の結果を不明瞭にし得るすべての不溶
性物質が貯槽内部へ対面する膜面上で捕捉されることで
ある。普通には使用者が見ることができる膜外面は、そ
れゆえ、不溶性物質を捕集することがない。

結果として、検査試薬とアナライトの相互作用に基づい
て膜の表面上でおこる色変化は膜の外面上で容易に見ら
れる。アナライトが不溶性である（例えばバクテリア）
がしかしまた検査試薬の存在下にあるときに色変化を受
ける場合においてすら、膜の外面は、適当である膜の多
くが濡れたときに半透明であるので、色変化の徴候につ
いて横置され得る。

上記のとおり、正方形または長方形の断面形態をもつデ
バイスが、それの製造の容易さから、少くども一部には
好ましい。多孔質構造体１８が細長部材の底または先端
にある開口において配置されている実施態様、好ましく
は、側壁が底開口を規定している実施態様が組立てられ
るときには、組立ては迅速に達成され、大量の単量体が
製造される。その種の実施態様を製造する場合には、細
長チューブを一つのホルダー中で、多孔質構造体がとり
つげられねばならない開放端を上向きでかつ同一平面内
に配置させて、固定する。好ましくは、それらの細長部
材は相互に近接または接触して正方形または長方形の格
子配列で配列される。

もちろん、−列の配置も採用してよい。長方形格子配列
においては、細長部材の開放端全部を蔽うのに十分に大
きい膜のシート（配列が細長部材の一列を含むときには
膜のストリップ）を細長部材の端にある開口の上に置く
。細長部材がプラスチック物質で形成されているときに
は、溶接ホーンあるいは超音波熱装置のような加熱手段
を使って膜を細長部材へその開口の周縁において接合さ
せる。好ましくは、細長部材は膜が固着された開口の周
縁罠おいて形成されたリブまたはっばをもち、それが膜
とプラスチック物質とを同時に融着させる。細長部材が
ガラスで形成される場合には、接着剤が通常は膜を細長
部材へ接合するのに用いられる。

細長部材の長方形格子を採用する製造方法において膜を
開口１５において細長部材へ接合したのち、平行ナイフ
を同時に、細長部材の平行欄の間に下げ、次に、格子を
９０度回転し、同じナイフを細長部材の列の間におろす
か、あるいは、第一組のナイフと直角に配置した第二の
組のナイフを下げて膜を切るか、のいずれかを行なう。

−列の細長部材が製造される場合には一組の平行ナイフ
を使って膜を切るか、あるいは、細長部材のその列が膜
を一回に一単位で切るように進むにつれて一本のナイフ
が使用されてよい。膜が固着される端部は少くともわず
かに勾配があり、あるいは面取りした表面をもち、そこ
で、膜が細長部材へ固着させる。このことは細長部材の
端と端の間でそれらと接触することなくナイフが下げら
れることを可能にする。

膜が円形先端に置かれる実施態様においては、適当な寸
法および形状の、好ましくはわずかに過大寸法である膜
は代表的にはパンチで以て製造され、個々の膜円板をは
じめに開口周縁の上に置きそしである加熱方法によって
それへ付加し、続いて第二の加熱処理を行なって過大寸
法部分あるいは膜物質のたれ下がり部分を細長部材へ接
合させる。

膜を細長部材側壁中で置かれた開口において置くときに
は、−群の細長部材を相互に隣り合わせモして／あるい
は接触させて配置し、すべての開口は同一平面内で上方
へ向いている。膜物質のストリップを開口上方に置き、
熱的または接着的手段によって各開口周縁へ、上述と類
似の方式で固着される。相互に平行で配列された一つま
たは一つより多くのナイフを使って、この場合において
も上述と類似の方式で膜を切断してよい。

【図面の簡単な説明】

図１は差圧を得るための手段として弾性体バルブを用い
る流れ増進性の免疫診断用デバイスの実施態様の透視図
である。 図２は差圧発生用にプランジャーを用いる本発明の流れ
増進性の免疫診断用デバイスのもう一つの実施態様の透
視図である。 図３は一方向弁を組込んだ流れ増進性の免疫診断用デバ
イスのもう一つの実施態様の透視図である。 菖 代　理　人　弁理士　　湯　浅　恭　三　１し−・、 （外４名〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流れ増進性の免疫診断用デバイスであつて、第一と
   第二の開口をもつ中空の細長部材、および、 該第一開口を差渡して配置された多孔性親液膜、から成
   り、該多孔性親液膜は検査試薬と反応し得る活性化剤を
   含み、上記第二開口が上記の細長部材の内部とその外部
   との間で圧力差を発生させるための手段と操作的に協同
   するよう適合せしめられ、それによつて液体検査試料が
   上記細長部材内部へ上記多孔質親液性膜を通過すること
   によつて導入することができ、該液体検査試料中に存在
   する不溶性物質がすべて上記多孔性親液膜の表面上で蓄
   積する；デバイス。 ２、上記活性化剤が上記多孔質親液性膜へ共有結合して
   いる、請求項１記載の流れ増進性の免疫診断用デバイス
   。 ３、上記多孔質膜がトリクロロ−δ−トリアジンの残基
   へ化学的に結合したスキン層のない親水性微孔質ポリア
   ミド膜から成る、請求項１記載の流れ増進性の免疫診断
   用デバイス。 ４、流れ増進性の免疫診断用デバイスであつて、少くと
   も第一および第二の開口をもつ中空の細長部材； 上記第一開口を差渡して配置されかつ検査試薬と反応し
   得る活性化剤を含む多孔質親液性の膜；および、 上記第二開口を通して上記細長部材中への液の進入を許
   し、一方では上記第二開口を通る上記細長部材からの液
   の出離を阻止するための上記第二開口と協同する手段で
   あつて、それによつて、液体検査試料が上記進入手段を
   通して上記細長部材の内部へ導入されることができ、そ
   して液体が上記貯槽からもつぱら上記多孔質親液性膜を
   通して追出され、一方、上記液体検査試料中に存在する
   不溶性物質がすべて上記多孔質親液性膜の内面上で蓄積
   する、手段； から成る、デバイス。 ５、上記の中空の細長部材が該細長部材の内部とそれの
   外部との間の圧力差を発生させるための手段と操作的に
   協同させるよう適合させた第三の開口をもつ、請求項４
   記載の流れ増進性の免疫診断用デバイス。 ６、流れ増進性の免疫診断用デバイスであつて、第一お
   よび第二の開口をもつ中空細長部材；および、 上記第一開口を差渡して配置された多孔質親液性膜； から成り、 上記第二開口が上記細長部材の内部とそれの外部との間
   で圧力差を発生させるための手段と操作的に協同するよ
   う適合させられ、それによつて、液体検査試料が上記多
   孔質親水膜を通過することによつて上記細長部材の内部
   の中へ導入されてよく、かつ、上記液体検査試料中に存
   在する不溶性物質がすべて上記多孔質親液性膜の表面上
   で蓄積する、デバイス。 ７、流れ増進性の免疫診断用デバイスであつて、少くと
   も第一および第二の開口をもつ中空の細長部材； 上記第一開口を差渡して配置された多孔質親液性膜；お
   よび、 上記第二開口を通して上記細長部材中へ液体の進入を許
   し一方では上記第二開口を通して上記細長部材からの液
   の出離を阻止するための、上記第二開口と協同する手段
   ； とから成り、 それによつて液体検査試料が上記進入手段を通して上記
   細長部材の内部へ導入されてよく、そして、液体が上記
   貯槽からもつぱら上記多孔質親液性膜を通して追い出さ
   れ、一方では上記液体検査試料中に存在する不溶性物質
   がすべて上記多孔質親液性膜の内面上で蓄積する、デバ
   イス。 ８、上記中空細長部材が第三開口と、上記細長部材の内
   部とそれの外部との間で圧力差を発生させるために上記
   第三開口と協同する手段、とをもつ、請求項７記載の流
   れ増進性の免疫診断用デバイス。 ９、流れ増進性の免疫診断用デバイスであつて、第一お
   よび第二開口をもつ中空細長部材；および、 上記第一開口を差渡して配置される多孔質親液性膜； から成り、 上記多孔性親液性膜がアナライトと反応しかつアナライ
   トの存在の指標をもたらすことができる検査試薬を含み
   、上記第二開口が上記細長部材の内部とその外部との間
   で圧力差を発生させるための手段と操作的に協同するよ
   う適合せしめられ、それによつて、実質上可溶性のアナ
   ライトを含む液体検査試料が上記第一開口と上記多孔質
   親液性膜とを通ることによつて上記細長部材の内部へ導
   入されてよく、そして、上記液体検査試料中に存在する
   不溶性物質がすべて上記多孔質親液性膜の表面上で蓄積
   する、デバイス。 １０、上記多孔膜が活性化剤の残基へ化学結合された親
   水性、微孔質、無表皮性のポリアミド膜から成り、その
   残基がまた生物学的活性物質へ結合される、請求項９記
   載の流れ増進性の免疫診断用デバイス。 １１、圧力差を発生させるための上記手段が中空細長部
   材の内部形態と同延の形をもつピストンから成る、請求
   項９記載の流れ増進性の免疫診断用デバイス。 １２、圧力差を発生させるための上記手段が弾性体バル
   ブから成る、請求項９記載の流れ増進性の免疫診断用デ
   バイス。 １３、流れ増進性の免疫診断用デバイスであつて、少く
   とも第一および第二の開口をもつ中空細長部材： 予めきめられたアナライトと反応しかつアナライト存在
   の指標をつくらせることができる検査試薬を含む多孔性
   親液性膜であつて、上記第一開口を差渡して配置された
   膜；および、 液を上記細長部材中へ上記第二開口を通して進入させ一
   方では液が上記細長部材から上記第二開口を通して出離
   するのを阻止するために、上記第二開口と協同する手段
   ； から成り、 それによつて、アナライトを含む液体検査試料が上記細
   長部材の内部へ上記進入手段を通して導入されてよく、
   かつ、液が上記細長部材からもつぱら上記多孔質親液性
   膜と上記第一開口とを通して追出され、一方では、上記
   液体検査試料中に存在する不溶性物質はどれも上記多孔
   質親液性膜の内面上で蓄積する、デバイス。 １４、上記中空細長部材が第三の開口と、上記細長部材
   の内部とそれの外部との間で圧力差を発生させるために
   該第三開口と協同する手段とをもつ、請求項１３記載の
   流れ増進性の免疫診断用デバイス。 １５、多孔質親液性膜が微孔質親水性膜である、請求項
   １、４、６、７、９または１３項の各項のいずれかに記
   載の、流れ増進性の免疫診断用デバイス。 １６、上記検査試薬が生物学的活性物質から成る、請求
   項９または１３項のいずれかに記載の、流れ増進性の免
   疫診断用デバイス。 １７、上記多孔質膜がポリアミド膜から成る、請求項１
   、４、６、７、９、または１３項の各項のいずれかに記
   載の、流れ増進性の免疫診断用デバイス。