JPH02179451A - 試験具 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、検体中の特定成分、例えば血液中の糖量を測
定、分析するための試験具に関する。

〈従来の技術〉 検体中の特定成分の定量を簡便に行うことができるもの
として、液体試料分析用多層分析シートが知られている
（特公昭６１−６１３４７号） この発明のうち、全血のごとき着色検体を直接測定する
ための多層分析シートは、光透過性疎水性支持体上に、
ゼラチンのような結合剤中に所定の試薬を含む１または
２以上の試薬層が塗布、形成され、該試薬層上に色遮蔽
層、光反射層等の分析機能補助層が塗布、形成され、さ
らに該分析機能補助層上に親水化処理織物からなる液体
試料展開層が接着された構成となっている。

このような多層分析シートによれば、液体試料展開層上
に血液を滴下すると、その検体が液体試料展開層上に一
様に展開され、次いで分析機能補助層により血球が濾別
され、血清は該分析機能補助層を透過して試薬層中に浸
透し、血清中の特定成分（例えばグルコース）が試薬と
反応して呈色し、これを支持体側から投光し、その反射
光の強度により前記特定成分を定量するものである。

なお、濾別された血球の赤色光は分析機能補助層により
遮蔽され、支持体側へは透過してこないので、支持体側
での測定には影響を及ぼさない。

しかるに、この多層分析シートは、試薬層上に分析機能
補助層（５〜１００μ厚）が存在することにより、反応
時間（検体滴下から呈色するまでの時間）が長いという
欠点がある。　これについて詳述すると、次の通りであ
る。

血糖値の測定における試薬層の発色の原理は、下記式に
示すように、検体中のグルコースと外気より取り込まれ
る酸素がグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）という酵素
によりグルコン酸と過酸化水素に分解され、この過酸化
水素がペルオキシダーゼ（ＰＯＤ）という酵素により水
と酸素原子とに分解され、この酸素原子が色原体と反応
して色素となるものである。

ＧＯＤ グルコース＋０２−ｍ−グルコン酸＋Ｈ２Ｏ２０Ｄ Ｈ２０□−−［０］＋８２０ 〔０コ＋色原体−色素 しかるに、上記多層分析シートでは、大気中の０２は、
分析機能補助層を透過した後試薬層へ到達するため、試
薬層への０２の供給速度か遅（なり、その結果、上記に
示す反応の反応速度が遅（なる。

また、検体自体も分析機能補助層を透過し、試薬層へ到
達するため、検体が滴下されてから試薬層に到達し、浸
透するまでの時間も長くなる。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、反
応時間の短い試験具を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 このような目的は、以下の本発明により達成される。

即ち、本発明は、検体中の成分を分析するための試験具
であって、 光透過性支持体の片面に、反応試薬を含む試薬層と、検
体を一様に展開するための展開層とが、展開層な外側に
して一体化して固定され、前記展開層に隣接する試薬層
中に光反射性を有する物質が含有されてなることを特徴
とする試験具である。

前記光反射性を有する物質は、白色微粒子である試験具
であるのが好ましい。

前記白色微粒子の平均粒径はＯ，１〜５賜であるのが好
ましい。

また、前記光反射性を有する物質は、繊維性物質である
試験具であるのが好ましい。

試薬層中の前記光反射性を有する物質の含有率は、１０
〜９０ｗｔ％である試験具であるのが好ましい。

く作用〉 このような構成による本発明によれば、光反射層等の分
析機能補助層を別途設けず、その機能を試薬層に持たせ
たことにより、滴下された検体が試薬層に到達し、浸透
するまでの時間が短（、また呈色反応に必要な酸素等の
気体の透過性が向上し、その供給が順調に行われる。

その結果、呈色反応の速度が速まり、分析に要する時間
が短縮される。

〈実施例〉 以下、本発明の試験具を、添付図面に示す好適実施例に
ついて詳細に説明する。

第１図は、本発明の試験具の構成例を示す断面正面図で
ある。　同図に示すように、試験具１ａは、支持体２の
片面上に試薬層３が形成され、該試薬層３上に展開層４
が載置された構成の積層体よりなる試験片５ａを有し、
該試験片５ａの周囲を一対の第１および第２保持部材片
６および７よりなる保持部材８により挟持したものであ
る。

支持体２は、例えば厚さが２０〜２００−程度の板状を
なしており、光透過性有する材料、好ましくは透明な材
料で構成されている。

支持体２の具体的な構成材料としては、ポリエチレンテ
レフタレート、セルロースエステル（セルロースジアセ
テート、セルローストリアセテート、セルロースアセテ
ートプロピオネート等）　ビスフェノールＡのポリカー
ボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル
、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコー
ル等の各種樹脂、またはガラス等が挙げられる。　また
上記のうち、２種以上の材料によるシートを積層したも
のでもよい。

試薬層３は、例えばゼラチン、ポリビニルアルコール、
ポルビニルピロリドン、アガロース、ポリビニルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム、ポリウレタン、ポリビニルプ
ロピオネート等の結合剤（バインダー）中に所定の試薬
と後述する光反射性を有する物質とを含有（分散）せし
めた組成物で構成される。

試薬層等を設層する際の塗布法は、当業界で用いられて
いる方法、例えばデイツプコーティング、エクストルー
ジョンコーティング等の適当な方法を選択することがで
き、必要により２層以上を同時に塗布形成することも可
能であり、組成物や塗布条件の変更により任意の乾燥膜
厚、例えば１〜５０−を得ることができる。

試薬層３中の試薬は、検体中の定量すべき成分によって
適宜決定される。　例えば、検体中のブドウ糖を定量す
る場合には、主な試薬として、グルコースオキシターゼ
、ペルオキシダーゼおよび色原体が含まれる。

光反射性を有する物質（以下、光反射性物質という）１
０としては、例えば酸化チタン、硫酸バリウム、アルミ
ニウム、酸化亜鉛または、アルミナ、シリカ、ジルコニ
ア等のセラミックスの白色微粒子が挙げられる。　なお
、ここで白色とは純白色のみならず、光の反射がある程
度確保しつるような淡色や金属色（例えば銀色等）等を
も含む広い概念である。

このような白色微粒子を試薬層中に含有せしめることに
より、試薬層３には、検体中に存在する呈色の検出の妨
げとなる成分（例えば、検体が全血である場合の血球）
を濾過するとともに、濾別物（血球）側からの着色光を
遮蔽しまたは支持体側からの光を反射する機能が生じる
。

また、白色微粒子の存在により、試薬層３中での検体の
拡散性が向上し、しかも検体と試薬との単位時間当りの
接触面積（白色微粒子の表面積に相当）が増大するため
、試薬の有効利用が図れ、よって反応時間の短縮化に寄
与する。

試薬層３中の上記白色微粒子の含有率は１０〜９０ｗｔ
％が好ましく、２５〜６０ｗｔ％程度とするのが特に好
ましい。　２５ｗｔ％未満、特に１０ｗｔ％未満である
と上記機能を十分に果たさないことがあり、また、６０
ｗｔ％、特に９０ｗｔ％を超えると呈色の検出の妨げと
なることがあるからである。

また、同様の観点から、上記白色微粒子は、平均粒径０
．１〜５ｐ！１程度のものを用いるのが好ましい。

このような白色微粒子の試薬層３中の厚さ方向の分布は
、 ■厚さ方向に均一な場合、 ■厚さ方向の展開層４側が密、支持体２側が粗である場
合、のいずれかが好ましい。

前記■の場合には、特に上述した試薬の有効利用が図れ
、また製造上有利である（白色微粒子は、試薬層形成用
の溶液中で分散性が極めて良い） 前記■の場合には、試薬層３の呈色が全体的に濃（なる
傾向となり、呈色の検出が容易となるという利点がある
。　なお、前記■の分布は、試薬層３が乾燥固化する前
に遠心分離を施すことにより得ることができる。

また、光反射性物質１０の他の例として、例えばセルロ
ース短繊維、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピ
レン、ポリアミド等の繊維性物質が挙げられる。　この
ような繊維性物質を用いた場合には、形成された層の物
理的強度が高まるという特徴がある。

このような繊維物質の試薬層３中の含有率についても、
前記と同様の理由から、１０〜９０ｗｔ％程度とするの
が好ましく、２５〜６０ｗｔ％程度が特に好ましい。

また、繊維性物質の試薬層３中の厚さ方向の分布につい
ても前記と同様である。

なお、本発明では、試薬層３中に含有される光反射性物
質は、上記白色粒子または繊維性物質に限定されず、こ
れら双方を組み合わせたものでもよい。

展開層４は、試験片５ａの外表部に位置し、滴下された
検体を展開層上に一様に展延し、単位面積当りほぼ一定
量の検体または検体中の成分を試薬Ｎ３に供給する作用
を有するものである。

この展開層４は、非繊維性または繊維性の多孔質材で構
成されている。

非繊維性多孔質材としては、プラッシュポリマー（一般
名メンプランフィルター）、珪藻土、微結晶材料（例え
ば微結晶セルロース（ＦＭＣコーポレーションの商標名
アビセル））等の多孔体を結合剤中に分散した分散物、
ガラスや樹脂の微小球形ビーズをお互いに点接着させた
多孔質の集合体等が挙げられる。

また繊維性多孔質剤としては、織布、不織布、短繊維の
集合体等が挙げられるが、そのなかでも特に、前記特公
昭６１−６１３４７号公報に開示された親水化処理織物
を用いるのが好ましい。

このような展開層４は、試薬層３上に載置されているが
、両層３．４間は、それら自体で実質的に結合力を有す
ることなく接触している。

このような構成としたことにより、展開層４上に展開さ
れた検体が試薬層３に到達し、浸透するまでの時間が短
くなり、また呈色反応に必要な酸素等の気体の透過性も
向上するため、反応速度が速まり、分析に要する時間の
短縮化に寄与する。

このように、展開層４は、その下層の試薬層３に対し結
合力を有さないため、単に試薬層３上に載置されている
だけではズレを生じ、また試薬層３と展開層４との間に
空隙が生じ易い。　従って、第１図に示すように、保持
部材８により試験片５ａの周囲を挟持し、展開層４を試
薬層３に対し押圧、固定する。

この保持部材８は、互いに嵌合しつる第１保持部材片６
および第２保持部材片７で構成され、両保持部材片６お
よび７を嵌合した状態で、それぞれの挟持部６１および
７１が試験片５ａの周縁部を所定の圧力で押圧するよう
になっている。

また、第１および第２保持部材片６および７のほぼ中央
部（挟持部６１．７１の内側）には、それぞれ開口６２
および７２が形成されている。

第１保持部材片６の開口６２は、分析器により支持体２
側から投光、受光を行って試薬層３の呈色の強度を測定
するための窓として設けられたものである。　一方、第
２保持部材片７の開ロア２は、検体を展開層４へ供給す
るための空間として設けられたものである。

これらの開口６２および７２の形状としては、円形、だ
円形、正多角形等が挙げられる。

第３図は、保持部材の他の構成例を示す斜視図である。

　同図に示す第１保持部材片６は、その挟持部６１の内
側（支持体２と接触する側）に開口６２を囲む環状の凸
部６３が形成された構造となっている。

この凸部６３は、円形の開口６２に対応して、その周縁
部に沿って形成された円環状のものであり、その頂部は
、好ましくは平面となっている。

また、図示の例と異なり、径の異なる２以上の環状凸部
を同心的に設けてもよい。

なお、凸部６３の高さは、０．０５〜０．３ｍｍ程度と
するのがよい。

また、図示していないが、第２保持部材片７についても
、この凸部６３と同様のものを形成することができる。

このように、第１および第２保持部材片６．７のいずれ
か一方または双方に前記環状の凸部を設けることにより
、展開層４と試薬層３とのズレや浮きを確実に防止し、
展開Ｎ４の各所（特に開ロア２の範囲内）を試薬層３に
対して均一な圧力で接合することができる。　その結果
、呈色にムラが生じることを防止し、これにより測定誤
差を減少することができる。

なお、第１および第２保持部材片６および７の双方に環
状凸部゛を形成する場合、それらの内、外径を異なるも
のとし、一方が他方の内側に嵌合するような形状とする
のが好ましい。

このような第１および第２保持部材片６．７の構成材料
は、特に限定されず、例えばポリエチレン、ポリプロピ
レン、塩化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ等の各種樹脂
、あるいは、アルミニウム、ステンレス、等の金属等が
挙げられる。

また、第１図および第３図では、第１保持部材片６と第
２保持部材片７とがそれぞれ別体で構成されたものが示
されているが、本発明では、両保持部材片が連結され、
または一体的に形成されたものでもよい。　例えば両保
持部材片６，７の一辺同士を連結し、この連結部を可撓
性とすることにより両保持部材片が連結部を中心に回動
するような構成としてもよい。

第２図は、本発明の試験具の他の構成例を示す断面正面
図である。　同図に示す試験具１ｂは、試験片５ｂが複
数の試薬層を有するものであるという点で前記試験具１
ａと異なり、その他の構成は同様である。

試験片５ｂは、支持体２の片面上に試薬層３が形成され
、さらに該試薬層３上に組成の異なる試薬を含む試薬層
９が形成され、該試薬層９上に展開層４が載置された構
成となっている。

なお、支持体２、試薬層３および展開層４については、
前述したものと同様である。

このような構成の試験具１ｂによれば、検体中の２以上
の特定成分を検出、分析することができる。　例えば、
試薬層３にて糖を、試薬層９にてビリルビンを検出する
ことができ、この場合、試薬層９中の主な試薬としては
、ジアゾニウム塩である。

また、複数の試薬層を形成する場合、上記のごと（、各
試薬層３．９毎に異なる特定成分を検出するものに限ら
れない。　例えば、試薬の酸化、劣化防止の観点から、
ｌの特定成分を検出するために必要な試薬の成分を２つ
に分け、その一方を試薬層３に、他方を試薬層９に含有
せしめ、検体が試薬層９を透過し、試薬層３に浸透する
際に両試薬層３および９中の試薬が混合または反応し、
これにより前記特定成分を検出する機能を生じるような
構成としてもよい。

このような試験具１ｂによれば、展開層４に隣接する試
薬層、即ち試薬層９に光反射性物質が含有されることと
なる。

この場合にも、光反射性物質の種類、含有率、分布等に
ついては、前記と同様である。

以上、本発明の試験具について、い（っかの構成例を挙
げて説明したが、本発明は、これらに限定されるもので
はな（、その要旨を変更しない範囲で、種々の変形例、
応用例が可能である。

例えば、試験片は、試薬層、展開層に加え、他の目的の
層を設けたものでもよい。

また、上記各構成例と異なり、試薬層３または９と展開
層４とを接着したものでもよい。

この場合、試薬層３または９と展開層４との接着は、試
薬層３または９と展開層４との間にゼラチン等の接着機
能を有する組成物より成る接着層を介在させて両層を接
着する方法、または湿潤状態の試薬層３または９上に展
開層４を圧着してその試薬層中のゼラチン等により両層
を接着する方法等により行えばよい。

また、本発明の試験具の用途は、検体（例えば、全血、
血清、尿、唾液等の体液）成分の分析に限らず、その他
、食品や環境試料等の分析にも適用可能である。

く実験例〉 （本発明例） 厚さ０．１ｍｍのＰＥＴｉ１フイルムによる透明な支持
体上に下記表１に示す組成の溶液を塗布、乾燥し、乾燥
膜厚的１０μｍの試薬層を形成した。　なお、試薬層中
の酸化チタンの分布は、試薬層厚さ方向に均一に分散し
ていた。

次いで、これを１　、５ｃｍＸ　１　、５ｃｍのサイズ
に裁断し、その試薬層上に、界面活性剤を含浸させた編
物よりなる同サイズの展開層を載置し、これらを第３図
に示す構成の一対の凸部付保持部材片（ポリプロピレン
製）よりなる保持部材（マウント）により挟持し、密着
させて試験具へを得た。

（比較例） 本発明例と同様の支持体上に下記表２に示す組成の溶液
を塗布、乾燥し、乾燥膜厚約１０声の試薬層を形成した
。

次いで、その試薬Ｍ上に下記表３に示す組成の溶液を塗
布、乾燥し、乾燥膜厚的５ｐｍの濾過機能を有する光反
射層を形成した。

その後、これを１．５ｃｍＸ１．５ｃｍサイズに裁断し
、光反射層上に、本発明例と同様の展開層を載置し、こ
れらを同様の保持部材により挟持し、密着させて試験具
Ｂを得た。

表　　１　　　試薬層の塗布液組成 表　　２　　　試薬層の塗布液組成 表　　３ 光反射層の塗布液組成 上記試験具ＡおよびＢについて、ブドウ糖を含む検体（
人全血）を用いて呈色させ、その反応速度を調べた。　
その詳細な手順は次の通りである。

まず、生理食塩水に濃度５０００　ｍｇ／ｄｌになるよ
うにブドウ糖を入れて溶解し、３７℃をごて２時間熱処
理し、異性化させたものをブドウ糖原液とした。

次に、人全血のブドウ糖濃度を市販の測定キット（和光
紬薬社製グルコーステストワコー）により測定し、この
測定値に基づき、人全血に対しブドウ糖原液を、ブドウ
糖濃度がそれぞれ１００．２００．３００．４００およ
び５００　ｍｇ／ｄ！となるように添加し、５種の血液
サンプルＮ０８１．２．３．４および５を調整した。

上記試験具ＡおよびＢを５個づつ用意し、これら各試験
具の展開層上に、それぞれ上記５種の血液サンプルＮｏ
、１〜５を１０μβづつ滴下し、支持体側にて投光、受
光を行って、波長５６５　ｎｍの反射光強度を３０秒間
隔で測定した。

なお、支持体への投光は、支持体表面に対し４５°の角
度で２方向から、受光は、支持体表面に対し垂直方向で
行った。

また、測定には天場電子社製瞬間マルチ測定分光機ＭＣ
ＰＤ−２００を用いた。

このようにして得られた測定結果を第４図（本発明例）
および第５図（比較例）のグラフに示す。　なお、第４
図および第５図のグラフは、予め測定しておいた血液滴
下前の反射光強度に対する、呈色後の相対反射強度を対
数変換した値の経時変化を示すものである。

第４図に示すように、本発明例の試験具Ａでは、相対反
射強度は全体的に低い（呈色かうすい）ものの、血液サ
ンプルＮｏ、１〜５におけるブドウ糖濃度の差異が３０
秒程度から認められ、６０秒で明確に現われている。

これに対し、第５図に示すように、比較例の試験具Ｂで
は、相対反射強度は全体的に高い（呈色が濃い）ものの
、血液サンプルＮｏ。

１〜５におけるブドウ糖濃度の差異は、６０秒ではまだ
少なく、９０〜１２０秒程度で現程度ている。

このように、本発明の試験具Ａは、比較例の試験具Ｂに
比べ、早期にブドウ糖濃度に応じた呈色が現われており
、より短時間で糖量分析が可能であることがわかる。

なお、光反射性物質として、セルロース短繊維（２００
〜３００メツシュ程度）を層中に３５ｗｔ％含有（展開
層側が密、支持体側が粗となる分布で）する試薬層を形
成した以外は上記本発明例および比較例と同様にして作
製した試験具ＣおよびＤについて、上記と同様の測定を
行ったところ、やはり上記と同様の結果が得られ、本発
明の試験具Ｃについても、比較例の試験具りに比べ、よ
り短時間での分析が可能であることが確認された。

〈発明の効果〉 以上述べた通り、本発明の試験具によれば、別途光反射
層等の分析機能補助層を設けず、試薬層にその機能を付
与したことにより、検体の試薬層への浸透および呈色反
応が促進され、よって分析に要する時間を短縮すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ本発明の試験具の構成
例を示す断面正面図である。 第３図は、本発明の試験具に用いる保持部材の構成例を
示す斜視図である。 第４図および第５図は、それぞれ実験例における本発明
例および比較例の試験具の呈色状態（相対反射強度）の
経時変化を示すグラフである。 符号の説明 １ａ、１ｂ・−・試験具 ２・・・支持体 ３・・・試薬層 ４・・・展開層 ５ａ、５ｂ・・・試験片 ６・・・第１保持部材片 ７・・・第２保持部材片 ６１．７１・・・挟持部 ６２．７２・・・開口 ６３・・・凸部 ８・・・保持部材 ９・・・試薬層 １０・・・光反射性物質 ＩＧ ｌ Ｇ、４ ｇ７ｐ青Ｐｒ（膏ケ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）検体中の成分を分析するための試験具であって、 光透過性支持体の片面に、反応試薬を含む試薬層と、検
   体を一様に展開するための展開層とが、展開層を外側に
   して一体化して固定され、前記展開層に隣接する試薬層
   中に光反射性を有する物質が含有されてなることを特徴
   とする試験具。
2. （２）前記光反射性を有する物質は、白色微粒子である
   請求項１に記載の試験具。
3. （３）前記白色微粒子の平均粒径は０．１〜５μｍであ
   る請求項２に記載の試験具。
4. （４）前記光反射性を有する物質は、繊維性物質である
   請求項１に記載の試験具。
5. （５）試薬層中の前記光反射性を有する物質の含有率は
   、１０〜９０ｗｔ％である請求項１〜４のいずれかに記
   載の試験具。