JPH02232551A - 多項目分析素子 - 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） 本発明は液体試料中に着目する成分の有無或いはその含
有量を化学的に分析する分析素子に関し、特に血液、血
清等を分析する血液分析素子、免疫分析素子等の生化学
分析素子に関する。

（発明の背景） 一般に生化学分析素子をはじめとする゛乾式″と称され
る分析素子は、幅広の支持体全面に必要数の試薬層、展
開層或いはその他の機能層を重層塗布或いは貼合せて積
層構成層を形成し、この素子母材を適当な大きさ、例え
ば１４ｍｍｘ　１４ｍ＋ｗ，　１６＋ａ層ＸＩ６ａｍ大
の素子片にスリットし、この素子片を適当なホールダに
挟着した形態を有してレ）る。

しかしながら、この分析素子は点着された微量の液体試
料を展開層中で一定面積当り一定容量になるように拡散
．分配して試薬層に包含させ、該液体試料に反応して色
変化を生じた試薬層の色変化の過程及び結果を支持体下
面から光学的に測定するものであり、展開層上に点着さ
れる液体試料はｌＯ〜２０μαという極めて微量のもの
を展開層で１０ａ＋ｗ〆程度に拡散できれば十分であっ
て、上述のごとく試薬層及び展開層が素子片の全域に塗
布されいることは不要であるばかりでなく、試薬及び展
開層を構成する塗布液の浪費であり、又ｇｒ当り億円の
単位に達する高価な試薬を使用する場合には大きな価格
上の亀担となる。

又、上述のごとき作成法で得られた分析素子は繊維質を
展開層に用いる場合は塗布時に塗布液に含まれる繊維に
配向が生じ、点着した液体試料は真円状に拡散せず、配
向方向には大きく、これに直交する方向へは拡散が狭い
ことから情報をピツクアップする測光可能領域を小さく
する。

更に一分析項目に一分析素子を充当するのは煩雑であり
、且つ必須分析項目の組合せは分析対象によってほぼ定
まっており、同時、多項目の分析が行いうれば甚だ効率
的である。

このような観点から一つの支持体片に各分析項目に対応
する分析結果を表示する分析区画を、予め別個に支持体
上に含浸、塗布或は含浸・塗布を併用して作成した単一
項目分析処理リーフを切り出して貼合せ形成した多項目
分析素子が知られている。

前記貼合せ方式の多項目分析素子においては、測光面と
なる透明支持体に貼合せる、予め形成する単一項目分析
処理リーフの支持体は検液を構成層に滲透させる必要か
ら少くとも透液性であることが必須条件である。もし不
透液性の支持体を用いるときにはこれを剥離除去する必
要があり、品質保証上甚だ困難な慎重な工数を要し従っ
て生産性に問題を生じ、また透液性の濾紙やメンプラン
フィルタに試薬を含浸しｔ；処理リーフとすれば試薬含
有量不定となり分析誤差を招き、更に該処理リーフを積
層構造とする場合には貼合せに必要なだけの接着剤層が
介入し検液の展開性、滲透性を害し誤差要因となる。

更に分析区画の設置に到る製造工程に重複した塗設工程
を含みコストアップを招く。

（発明の目的） 本発明は前記問題に着目し、 （１）簡易、低コストで生産性よく作成され、（２）同
時、多項目分析操作が簡便で、また（３）分析結果が再
現性よくかつ信頼性の高い多項目分析素子の提供にある
。

（発明の構成） 前記しｌ；本発明の目的は、１片の支持体片上に、多項
目、同時分析の用に供する少くとも試薬層からなる複数
の分析区画を塗布して設置したことを特徴とする多項目
分析素子によって達成される。

本発明の態様においては、前記分析区画は、離散したス
ポット列をなしてもよいし、また多数の分析区画がース
ポット位置に集束された複合分析区画の形態でもよいが
、一回一滴の検液の点着操作ですまされる複合分析区画
の形態が好ましい。

また前記分析区画は試薬層に少くとも展開層が積層され
ることが好ましい。

又前記分析区画の構成層中には試薬層、展開層の外に分
析処理を直接、間接に補完する機能層、例えばバッファ
層、反射層、タイミング層或いは接着層等を介在させる
積層構成としてもよい。

次に、この発明を図面に示す態様例に基づいて説明する
。

第１図は、三分析区画からなる複合処理り−７を有する
多項目分析素子例の分解説明図である。

１はマウントベース、２はマウント力バー　３はマウン
トベースｌ及びマウント力バー２との間に介装した三分
析区画からなる複合分析区画を有する分析処理リーフで
ある。分析処理リーフ３は第２図（ａ）の断面囚のごと
く透明性の支持体３ｌの上面に接着層３２、その上に試
薬層３３、展開層３４を積層して特定平面形状例えば扇
状（パターンと称す）にパターン塗布される。第２図（
ｂｌ）は三分析区画の複合処理リーフの分解説明図、同
図（ｂ８）は離散スポット列の１個のスポットの旭理り
−７の分解説明図である。展開層３４は点着した検体を
面方向に拡散させて試薬層３３に配分包含させ、均等に
反応を起させるだめのものであり、試料拡散は精々１０
ｇｉｍＩあれば十分であること等の理由からこの中に繊
維質もしくは少量にして高価な物質（例えばアビジン固
定化粉末濾紙Ｄ）が含まれる展開層も第３図のごとく高
価な試薬を含む場合の試薬層と同様、パターン塗布機４
を用いて塗布される。

このパターン塗布機４としては特に限定されないが、装
着するディスベンサとしては供給ボンプ５から供給され
た塗布液をモーノボンプ４１にてノズル４２より吐出で
きるようにした形式（例えばモーノディスベンサ；兵神
装備製）のもの４０が良い。

このモーノボンブ４ｌは第４図のように拡大部ａと狭窄
部ｂを軸方向に繰返してもつシリンダ４ｔａ内に、半面
がシリンダ内形状と同形になっている螺旋状の回転体４
ｌｂを備えてなるもので、該回転体４ｌｂは第３図の制
御盤６からの制御信号で駆動されるモ一夕４３に連繋し
ている。このモーノボンプ４ｌは前記回転体４ｌｂの回
転角を制御する二七により吐出量が自在に制御でき、塗
布液の液溜りを作らず、しかも、回転体４ｌｂを瞬時に
逆転させることによりノズル４２より吐出した余分の塗
布液が吸取られ、液垂れが防止できる。従って、このモ
ーノボンプ４１ヲ備えたディスベンサ４０はこれを固定
した状態で塗布液を吐出させて点状（吐出量の調整で大
径、小径になる）に塗布できるし、ロボット７に接統し
て移動させることにより直線、円、扁形その他のパター
ンが描ける。又、ディスベンサ４０としては、市販の圧
力制御式のディスペンサ（例えば圧力制御ディスベンサ
；岩下エンジニアリング製）を装着して使用してもよい
。

次に、前記パターン塗布機４により処理リーフの構成層
を塗布する方法を説明する。

予め、５００ｘ　１０００−１の支持体全域に接着層を
プレードコータ等の塗布機を用いて塗布し、これらの層
が乾いた後、支持体を第５図のごとく縦方向に移動でき
る移動台８上に載せる。

前記パターン塗布機４を左右方向に走査できるロボット
７（例えばＰａｎａ　Ｒｏｂｏ　ＮＭ−６３１０ＣＳＴ
タイプ）松下電器産業（株））に接統し、ノズル４２を
第一ポイントＰ，に位置決めするとともに、支持体とノ
ズル４２とのギャップＧを定めた後、制御盤６により回
転体４ｌｂを回転させて必要量の塗布液をノズル４２よ
り吐出（吐出量は回転体４１．ｂの回転角により制御す
る）させる。この場合、ノズルを前記ポイントに固定し
て塗布液を離散スポット列、複合スポットの別或は分析
項目数に適合するパターンにパターン塗布される。これ
により第一ポイントＰｌでのパターン塗布を完了する。

しかる後、ディスベンサ４０をロボット７１こより１４
ｍｌ分横移動してノズルを第二ポイントＰ，まで移動す
る。この移動間隔を１４ｍ＋ｍに設定するのは１４８１
４■謹に寸法設定したためで、他の寸法に設定してもよ
い。

このようにして支持体上において、第１行目を横一列に
パターン塗布を完了したならば、移動台８を縦方向に１
４ｓ■だけ送り込み、ディスベンサ４０を前記同様に作
動して第２行目を第一ポイントから順次パターン塗布し
、第３行目、第４行目というように全行の塗布を終了す
る。

以上がパターン塗布の基本手順であるが、離散スポット
列形態のときは、各行中で分析項目数ｎ個だけポイント
を飛しながら１つの塗布液をパターン塗布し、次に塗布
液を変えてポイントＰ，や．からｎ個目毎にパターン塗
布を行ってもよいし、或は行毎に塗布液を変える塗布形
態を採ってもよい。

また複合スポット形態のときには、各ポイント毎に一つ
の塗布液で部分パターン塗布、例えば分析項目数４こ応
ずる扁形等に部分パターン塗布し、次いで塗布液を変え
て残余の区画部分毎に前記工程が繰返されて複合区画が
完成される。

またパターン塗布は分析項目に対応する数のディスベン
サをロボットに聯装してパターン塗布にかけてもよい。

尚展開層塗布液は共通組成であってもよく、従って一括
パターン塗布されてよい。

しかして、該塗布層が乾くのを待って該パターン塗布部
が多項目分析素子が形成されるようにして第６図の破線
で示す区域を選んで支持体をスリッティングすることに
より上記所望の分析旭理り一フが得られる。尚塗布操作
に関しては 特願昭６３−８０７２号、同６３−８０７３号、同６３
−８０７４号、同６３−３０９６０号、同６３−２８３
９５号、同６３−２８３９５５号に詳細な記載があり参
照することができる。

本発明に係る分析処理リーフの層構成は、分析対象成分
、共存物質或いは挟雑物の脊無に応じて、分析目的に叶
う層構成を選ぶことができる。

例えば展開層は本来の試料液の均等分配を目的とする展
開層と挟雑物などの濾過層として機能分離した複層とし
てもよい。

又試薬層も試薬反応を２段に取分けて発色濃度を調節す
る複層構成、或いは第一薬試層の反応副生物を第二試薬
層でビックアップし発色させる構成にしてもよい。

更に反応を最適に調整するためのｐＨｚ《ツファ層或い
はタイミング層等を必要位置に設けることができる。

又、光学的測定の信憑性を上げるための白色反射層、或
いは障害光をカットするフイノレタ層等を任意に設ける
ことができる。

又、積層の剥離を防止する接着層を必要箇所番こ設ける
ことができ、特に支持体に接面する層と支持体面との間
には接着層を設けることが好ましｕ’。

この場合には支持体に予め下引層として設けておけば生
産効率上有利である。

尚上記した各種機能層は、その機能が互レ〜ζこ障害を
及し合わない場合は、それら機能を併有する機能層とし
てもよい。

第７図に前記要望に応ずる層構成事例を断面図として示
した。

〔実施例〕

次に実施例により本発明を具体的に説明する。

■．下地層アビセルの作成 （＋−１）　ｐ−アミノブエニルマーキュリツクアセテ
ート（酵素阻害剤）固定化アビセノレの作成アビセル（
旭化成社製）８０ｇを、２．５Ｍ燐酸緩衝液（ｐＨ　１
２．０）　８００ｍＣｆ：　加ｔ　テ懸ＦＲ　シ、氷水
冷下コレに純水（脱イオン水）　８００ａ＋Ｑに溶解し
た臭化シアン８０．０ｇを加えて、２０分反応後、濾取
し、充分に水洗した。このアビセル８０ｇｔｒｐ−アミ
ノフェニルマーキュリックアセテート４．８ｇを含む２
５％ジメチルスルホキシド水溶液９５０ＩＩＩ２に懸濁
し、室温で２０時間撹拌した。これを濾取し、ジメチル
スルホキシド、純水にて洗浄した後ＩＭｈリスー塩酸緩
衝液（　ｐ　Ｈ　８．５）　１０００＋ｎＱに懸濁し、
室温で２０時間撹拌後、０．２Ｍ　　ＥＤＴＡ，　ｌＮ
Ｈｃ４，水、４０％ＤＭＦ，０．ｉ％ＢＳＡ，８Ｍ尿素
、５０ｍ　Ｍ　２−メルカプトエタノール、８Ｍ尿素、
４０％ＤＭＦ，水の順に洗浄後乾燥してｐ−アミノフエ
ニルマーキュリックアセテート固定化アビセルを作成し
た。

（＋−２）アビジン固定化アビセルの作成ウシ血清アル
ブミン（７ラクションＶ；米国アーマ社製）　１．０ｇ
を０．　１５Ｍ塩化ナトリウム含有０．０１Ｍ燐酸緩衝
液（　ｐ　Ｈ　７．４）　３３０＠（ｌに溶解し、これ
にビオチンーＮ−ヒドロキシ琥珀酸イミドエステル（ベ
ーり冫ガ社製）　ｔｏ．４ｍｇを含有するジメチルホル
ムアミド溶液３．Ｏｌを加えて室温で２．５時間反応後
、前記緩衝液にて十分に透析し、凍結乾燥してビオチン
化したウシ血清アルブミンを得た。

次に、アビセル（旭化成社製）９０ｇを２．５Ｍ燐酸緩
衝液（　ｐ　Ｈ　１２．０）　１８００ｍｌ２に加えて
懸濁し、氷水冷下、これに純水５５０ＩＩ１＋に溶解し
た臭化シアン４５．０ｇを加えて、２０分反応後、濾取
し、十分に水洗した。このアビセル９０ｇを、上記ビ才
チン化ウシ血清アルブミン５００ｍｇを含む０．１Ｍ炭
酸水素ナトリウム水溶液（０．１５Ｍ塩化ナトリウム含
有）９００一〇に懸濁し、４℃で２０時間撹拌した。こ
れを濾取し、純水、０．１５Ｍ塩化ナトリウムを含む０
．１Ｍ炭酸水素ナトリウム水溶液、０．１５Ｍ塩化ナト
リウムを含む０．１Ｍ酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ４．
１）にて交互に洗浄した後、ＩＭトリスー塩酸緩衝液（
ｐＨ　８．５）　１２００＋ｃ！＝懸濁し、室温テ２０
時間撹拌して未反応基をブロックした。これを濾取し十
分に水洗した後、アビジン（オリエンタル酵母社製）２
７０ｍｇを溶解した０．１５Ｍ塩化ナトリウム，含有０
．０５Ｍ燐酸緩衝液（　ｐ　Ｈ　７．４）　４５０ｍＱ
に懸濁し、４℃で２０時間反応後、濾取し、水洗後凍結
乾燥してアビジンを固定化したアビセルを作成した。

■、免疫グロブリンの作成 （　１−１）β−ガラクトシダーゼ標識ヤギ抗ヒトＩｇ
Ｇの作成 ヤギ抗ヒトＩｇＧ（γ鎖特異性）（米国カッベル社製）
２０ｍｇヲ０．１Ｍ燐酸緩衝液（　ｐ　｝｛　６．５）
　２．０ｍｌ２１：溶解し、これにＮ−（ε−マレイミ
ドカブロイルオキシ）サクシイミド（同仁化学研究所製
）の２．５ｍｇ／ｍＱジメチルホルムアミド溶液７７μ
Ｑを加えて３０℃、２０分間反応後、５ｍＭＥＤＴＡ含
有０．１Ｍ燐酸緩衝液（　ｐ　Ｈ　６．０）で平衡化し
たセ７アデックスＧ一２５カラムで精製し、マレイミド
化したヤギ抗ヒト１ｇＧを得た。次に、β−ガラクトシ
ダーゼ（東洋紡社製）　（’）　ｌｏ．５ｍｇ／ｍ（１
０．１Ｍ燐酸緩衝液１．８ｍＱ＋：、前記マレイミド化
したヒトｆｇＧ　１３．６＋ａｇを含む溶液３．２ｍＱ
を加えて、４℃で４５時間反応後、Ｏ．ｌＭ２−メルカ
プトエチルアミン１７５μＱを加えて３０℃２０分反応
させ、０．　１５Ｍ塩化ナトリウム含有０．１Ｍ燐酸緩
衝液（　ｐ　Ｈ　７．４）で平衡化したスーバローズ６
ブレップグレード（ファルマシア社製）カラムで分離・
精製し、β−ガラクトシダーゼ標識ヤギ抗ヒトＩｇＧを
得た。

上記と同様にして下記の免疫グロブリンを作成しｔ；。

（ト２）β−ガラクトシダーゼ標識ヤギ抗ヒトＩｇＡ（
ト３）β−ガラクトシダーゼ標識ヤギ抗ヒトＩｇＭ■．
免疫グロブリン抗体の作成 （トｌ）ビオチン化ヒツジ抗ヒトＩｇＧ抗体の作成ヒツ
ジ抗ヒトＩｇＧ抗体（米国カツベル社製）５．８１Ｉｇ
を０．１５Ｍ塩化ナトリウム含有の０．１Ｍ燐酸緩衝液
（　ｐ　Ｈ　７．４）　２．Ｏｍｆｆに溶解し、これに
ビオチンーＮ−ヒドロキシ琥珀酸イミドエステル（ベー
リンガ社製）　０．３２ｍｇを含有するジメチルホルム
アミド溶液５０（Ｉｇｌ２を加えて、室温で３．０時間
反応後、０，１５Ｍ塩化ナトリウム含有０．０１Ｍ燐酸
緩衝液にて十分に透析して、ビオチン化したヒツジ抗ヒ
ト（ｇＧ抗体を得た。

上記の方法に準じて下記の免疫グロブリン抗体を得た。

（１−２）ビ才チン化ウサギ抗ヒトＩｇＡ抗体（１−３
）ビオチン化ウサギ抗ヒトＩｇＭ抗体■．免疫グロブリ
ン抗体凍結乾燥粉末の作成（ｆｆ−１）　ＩｇＧ抗体凍
結乾燥粉末の作成０．３Ｍビストリス緩衝液（　ｐ　Ｈ
　７．４）　ＩＯａ＋Ｃに、下記成分を溶解後、凍結乾
燥し粉末とした。

コラーゲンベブタイドＡ５００農ｇ （フナコシ薬品） ウシ血清アルブミン　　　　　　　　　１００ｍｇビオ
チン化ヒツジ抗ヒトＩｇＧ抗体液本目　　１８０μａβ
−ガラクトシダーゼ標識ヤギ 抗ヒトＩｇＧ抗体液本！１　　　４０μα１００ｍ　Ｍ
塩化マグネシウム溶液　　　　　１００ａ（１蔗糖　　
　　　　　　　　　　　　　　　６００ｍｇ零〇蛋白濃
度　２．ｌ＠ｇ／ｍＱ（ビウレノト法）本”　　　　　
”　　　　　２．３ａｇ／ｍＱ　（　　　　　　　ｔｔ
　　　　　）上記の方法に準じて下記粉末をえた。

（　ｆｆ−２）　ＩｇＡ抗体凍結乾燥粉末（　ｔ［−３
）　ＩｇＭ抗体凍結乾燥粉末■．塗布液の作成 下記組成の塗布液（１）〜（５）を作成した。

塗布液（Ｖ−１） ｐ−アミノフエニルマーキュリック アセテート固定化アビセル（１−１） アビジン固定化アビセル（＋−２） ２．４ ２．２ ｇ ｇ ポリオキシエチレン（１０）オクチノレフェニルエーテ
ル　　　０．５ｇ ポリビニルビロリドン　　　　　　　　　０．８３ｇ５
−ブロムー４−クロルー３−インドリルーβ一Ｄ−ガラ
クトビラノシド　　２５０ｍｇ３．３　’−（４，４　
’−ビフェニレン）一ビス（２．５−ジフエニル−２Ｈ
テトラゾリウムクロライド）４８■ｇｎ−ブタノール　
　　　　　　　　　　　　１５ｇ注） Ａ　Ｎ　Ｔ　Ａ　Ｒ　Ａ　”　４３０　　　　　　　　
　　　０．５ｇ注）ＡＮＴＡＲＡ”　４３０（ビニルビ
ロリドン／スチレン共重合物、４０％エマルジョン、粒
Ｗ０．５μ１以下、ＧＡ．Ｆ社！ｌ） 塗布液−（Ｖ　ａ） アビセル　　　　　　　　　　　　　　　２，６ｇポリ
オキシエチレン（１０）オクチル フエニルエーテル　　　　０．５ｇ ポリビニルビロリドン　　　　　　　　　０．８３ｇｎ
−ブタノール　　　　　　　　　　　　１５　　ｇＩｇ
Ｇ抗体凍結乾燥粉末（ｆｆ−１）　　　　　　　１．０
　ｇ上記処方中のグロプリン抗体粉末（ｆｆ−１）ｔ−
　（ｆｆ−２）、（ト３）に取替えることによって下記
塗布液（＋−ｂ），（ｆＣ）をえた。

塗布液（ｖ　−　ｂ） ＩｇＡ抗体粉末（ｒＶ−２）含有 塗布液（Ｖ−ｃ） ＩｇＭ抗体粉末（ＩＶ−３）含有 塗布液−（Ｖ−２） 粉末濾紙Ｄ（東洋濾紙社製）　　　　　３０．０ｇボリ
オキシエチレン（１０）オクチル フェニルエーテル　　３．０ｇ ポリビニルピロリドン　　　　　　　　１．４ｇｎ−ブ
タノール　　　　　　　　　　　８０．０ｇ■．分析素
子の作成 下引済ポリエチレンテレフタレートベース上ニ、塗布液
（Ｖ−１）を径１０ｍｍの円形にパターン塗布・乾燥し
、次に塗布液（Ｖ−ａ）、（Ｖ−ｂ）及び（Ｖ−ｃ）を
それぞれ区画を分けて雇形パターン塗布、乾燥し（第２
図（　ｂ　＋）参照）、更にその上全体に塗布液（Ｖ　
−　２）を円形に塗布した。

前記のようにしてえられた複合分析処理リーフを第１図
に示す形態にまとめて本発明の多項目分析素子をえた。

更に前記■で作成される多項目分析素子を、（Ａ）ＧＯ
Ｔ−ＧＰＴ−ＣＰＫの複合組合せ及び（Ｂ）へモグロビ
ンーアルブミンー総蛋白の複合組合せに適用して下記の
結果をえた。尚誤差％は検量線からのばらつきであり、
ＣＶは発色についての変動係数（％）である。

誤差（％）　　ＣＶ（％） （Ａ）ＧＯＴ　　　　　　±０．４　　　　　±１Ｇ　
Ｐ　Ｔ　　　　　　：ｌ：　１．０　　　　　±１ＣＰ
Ｋ　　　　　　±１．０　　　　　±１（Ｂ）ヘモグロ
ビン　　±１．０　　　　　±１アルブミン　　±１．
０　　　　　：ｌ：１総蛋白　　　　　±０。６　　　
　±１上記誤差，変動係数から明かなように、同時に少
くとも３項目程度は甚だ精密に診断が行われることが知
られる。

（本発明の効果） 本発明の構成をとることによって、塗布液のロスをなく
し、かつ繊維分散系の塗布液の場合はその繊維が一定方
向に配向することがない、即ち、液体試料の拡＃ｋ性の
よい、かつ分析結果の信憑性の高い簡便な同時、多項目
分析素子を提供できるという優れた効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は分析処理リーフとマウントベース及びマウント
力バーとの関係を示す分解斜視図、第２図は分析素子の
拡大断面図及び分解説明図、第３図はパターン塗布機の
略示的断面図、第４ｒ！！Ｊはモーノポンプ部の拡大断
面図、第５図はパターン塗布時の説明図、第６図は塗布
後のスリッティング個所を示す説明図である。第７図は
本発明に係る分析処理リーフの積層構成層を示す断面図
である。 第１図 ３・・・分析処理リーフ ３ｌ・・・支持体 ３２・・・接着層 ３３・・・試薬層 ３４・・・展開層 ４・・・パターン塗布機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１片の支持体片上に、多項目、同時分析の用に供する
   少くとも試薬層からなる複数の分析区画を塗布して設置
   したことを特徴とする多項目分析素子。