JPH024859B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、液体試料中の成分の存在を検知する
ための試験用具に関する。更には、試験用具の誤
用に因る悪影響を最小にし、もつて精度および信
頼性を向上させることに関する。 生化学が科学における主要な先端領域として現
われ始めるや、かつては解決がまるで試みられな
かつた諸問題を解決するために、ますます精巧な
分析方法および分析用具が必要となるに及び、分
析化学の技術は著しく進歩した。更に、医療業
が、分析の高精度化と迅速化を渇望するに及んで
分析化学の進歩が促された。このめざましい発展
は、醸造業、化学製造業などのような諸産業によ
つてさらに一層推し進められている。 これらの拡大する技術の要求を満足するため
に、溶液化学技術、自動化された機器および所謂
“浸漬−読取り”（dip−and−read）型の試薬細
片からなる多数の分析手順、分析用組成物および
装置が進歩してきた。本発明による実質的利益は
究極的には“浸漬−読取り”型試薬細片以外の前
記構成にも同様に関連するのであるが、本発明が
主として指向するのは、“浸漬−読取り”型試薬
細片である。 試薬細片試験用具は、比較的安価で、使い易
く、迅速に結果を得ることができるため、多くの
分析的利用、特に生物学的液体の化学分析に広く
用いられている。例えば医学においては、試薬細
片を尿のような体液の試料中に単に、浸漬し、色
の変化あるいは該細片により反射されもしくは吸
収される光量の変化のような検出可能な応答を観
測することによつて、数多くの生理的機能を検査
することができる。 このような“浸漬−読取り”試薬細片に適合し
て、体液成分検出のための多くの化学が発展し
た。これらの多くは、定量的又は少なくとも半定
量的に検出可能な応答を生ずる。従つて、分析者
は、予め定めた時間後にその応答を測定すること
により、試料中に特定成分が存在することを示す
明確な表示を得ることができるばかりでなく、そ
の成分の存在量を評価することができる。従つ
て、このような試薬細片により、医者は病気又は
身体の機能不全の程度を評価する能力とともに軽
便な診断用具を得ることができる。 現在使用されているこのような試薬細片の具体
例としては、CLINISTIX、MULTISTIX、
KETO−STIX、Ｎ−MULTISTIX、
DIASTIX、DEXTROSTIX等、マイルス・ラボ
ラトリーズ・インコーポレーテツドのエームス・
デイビジヨン（Ames Division of Miles
Laboratories、Inc.）から得られる製品がある。
通常、このような試験用具は、ある特定の試料成
分の存在により変色する特別な試薬又は反応物系
を含んでいる１又はそれ以上の担体マトリツク
ス、例えば吸収性紙を具えている。これらの試験
用具は、特定のマトリツクスに含有された反応物
系の種類により、グルコース、ケトン体、ビリル
ビン、ウロビリノーゲン、潜血、亜硝酸塩、およ
びその他の諸物質の存在を検知することができ
る。試薬細片を試料に接触させた後、一定の時間
範囲内で認められる特定の変色および観測される
その色の強さは、ある特性成分の存在およびその
試料中の濃度を示す。これらの試験用具およびそ
の反応物系のいくつかが、米国特許3123443号
（CLINISTIX）；3212855号（KETOSTIX）；
3814668号、3164534号および2981606号
（DIASTIX）；並びに3298789号、3092465号、
3164534号および2981606号（DEXTRO−STIX）
に述べられている。 本発明が、主として、適用できるのは、２以上
の試薬含有担体マトリツクスを有する上記の試験
用具である。従つて、一個の試薬細片で、ある特
定の液体試料中の２以上の成分について試験を行
うことができる。例えば、単一の試薬細片が、尿
中のグルコースに応答する試薬含有担体マトリツ
クスと、前記マトリツクスから間隔をおきかつ隣
接する、ケトン例えばアセト酢酸塩に応答する別
のマトリツクスとから構成されていてよい。この
ような製品が、KETO−DIASTIXの商品名でエ
ームス・デイビジヨンから市販されている。エー
ムス・デイビジヨンから市販されている別の試薬
細片、Ｎ−MULTISTIX、は８個の隣接した試
薬含有マトリツクスを有し、PH、蛋白、グルコー
ス、ケトン類、ビリルビン、潜血、亜硝酸塩およ
びウロビリノーゲンの分析的測定を行うことがで
きる。 このような複式試験用試薬細片は、分析時間を
短縮できるという利点がある反面、これを誤用す
ると、誤つた情報をもたらすことがある。これら
の複式分析の用具は、複数の化学試薬、触媒の群
から成り、各試薬マトリツクスは特定の分析対象
に応答する固有の反応性試薬群を含んでいる。従
つて、もし試薬細片が誤用されたなら、化学物質
が分析される液体試料によつて細片上のひとつの
担体マトリツクスから別の担体マトリツクスに移
送される可能性がある。もしこれが起つたなら
ば、ひとつの担体マトリツクスから移つた試薬が
他のマトリツクスの諸試薬と接触して、該他のマ
トリツクスの諸試薬の特異反応性を妨害し、信頼
できる結果を与えなくなるという恐れがある。試
薬細片の業界では、この問題を避ける方法につい
ての詳しい指導説明、即ち試薬細片を適切に操作
するための指針を与えることが普通であるが、そ
れにもかかわらずかかる指導説明を知らなかつた
り無視したりするために、試薬をひとつのマトリ
ツクスから隣接するマトリツクスへ侵入させてし
まうことがあつた。この“侵入”の問題を防止す
ることこそが、本発明が主として指向するもので
ある。 侵入の排除が長い間追究されて来たが、本発明
が現われるまでは、十分には達成されなかつた。
本発明者らによる本発明は前記侵入の妨害の回避
方法についての本発明者らの初期の考案に基づく
広範囲な研究怒力の結果完成したものである。本
発明は上記難問を解決するものである。その結果
はその解決法同様まつたく新規なものである。 特許文献には、侵入を減少させる試みについて
の報告が豊富にあるが、その要旨は二つの基本的
な設計を指向している。一つは試薬細片の試薬含
有層の下に配した吸収性層により侵入する液体を
吸収することであり、他の一つは試料液体をマト
リツクスに閉じ込めるために、間隔をおいたマト
リツクス間に疎水性の防壁を用いることである。
前者はある程度の成功を奏したが、後者は奏し得
なかつた。しかし、ここでより重要なことは、い
ずれも侵入の問題を完全には解決しなかつたこと
である。 多層型の試薬細片のうち、侵入の問題を成功裡
に削減したものとして文献に記載されているもの
は唯一つであり、その内容を本明細書に引用して
述べる。即ち、マイルス・ラボラトリーズ・イン
コーポレーテツドによる昭和54年１月24日付の特
許出願（特願昭54−6236号）（特開昭54−126088
号公報）（米国特許出願第872560号；1978年１月
26日出願に対応）の明細書には、試薬組成物を含
有する担体マトリツクスが、試料液を通さない防
壁層により前記担体マトリツクスから隔てられた
吸収性下層を備えている試験用具が記載されてい
る。従つて、各マトリツクスは、プラスチツク細
片のような適切な支持体に固着された積層体の上
層を形成しており、該積層体中防壁層はマトリツ
クスと吸収性下層の間に配置されている。この試
験用具を液体試料に浸漬すると、防壁層がない場
合にはあるマトリツクスから別のマトリツクスへ
侵入するはずの試料部分が、ほとんどがむき出し
の側部から下層に吸収されてしまい、積層体中の
防壁層は吸収された侵入物を上側の試薬層から隔
離することになる。 他の文献にはこれと同じ試験用の複数の互に混
合すべきでない試薬が互いに別個に各層内にあつ
て、試料によつて濡れた時に連絡し合うような他
の多層型の試薬細片が記載されているが、かかる
侵入問題を解決する糸口として吸収性下層を指向
したものは他にはないようである。例えば、米国
特許第3531254号は、互に混合すべきでない複数
の試薬を別々の層に含浸すると、使用までの保存
期間を延長することができることを教えている。
このような多層型のマトリツクスが試料で湿める
と、これらの層は連絡しあい、予め分離されてい
た複数の試薬が混りあつて所望の分析試験を実現
する。 多層型担体マトリツクスの別の例は、米国特許
第3802842号に示されている。そこでは、試薬を
含まない多孔性パツドが、所望の試験に用いられ
る試薬を含んでいる上側のパツドに隣接してい
る。液体試料をこのような担体マトリツクスに作
用させると、試料の一部は非含浸パツドに吸収さ
れ、一部は試薬を含んでいるパツドに吸収され
る。前述の特許と同様に、この担体マトリツクス
の層は、湿めると互いに連絡しあうことになり、
液体の一部（および試薬の一部）が上側のパツド
を通つて下側のパツドに移る。これら二つのパツ
ドの間に、防壁はまつたく設けられていない。 他に、前記二つの特許よりも関係が少ないが、
それにも拘わらず本発明を考える場合に興味深い
別の特許があり、本発明に関心を持つ人々の便宜
および情報のためにここに述べる。米国特許第
3418083号には、ワツクス、油又は類似の“疎水
性”薬剤で処理した、指示薬含浸吸収性担体マト
リツクスが記載されている。血液試料をこのよう
な試薬細片上に置くと、無色の液体成分のみが該
試薬細片に浸透し、蛋白性で有色の血液成分は除
去可能な状態で表面に残留する。即ち、分析対象
物を含む液体部分は試薬パツドに浸透するが、有
色の妨害物質は浸透を阻まれるのである。 更に別の先行技術の文献、本件特許出願人が譲
り受けた米国特許第3672845号には、試薬を担持
したポリマー粒子を接着するために、プラスチツ
ク又は紙の支持部材に接着剤を噴霧することが示
されている。更に別の文献、米国特許第3992158
号は、下側の試薬を担持した層に固着された、ア
スコルビン酸オキシダーゼを含んでいる上側の半
浸透性層を開示している。 さて、上述した侵入を抑制する試みの二番目の
試み−試薬細片の相隣接する試験区域間に疎水性
の防壁を設けること−に話を戻すと、少なからぬ
特許活動が存在していた。本件特許出願人が譲り
受けた米国特許第3001915号には、２以上の試料
成分のための、間隔をおいた複数の試薬含浸試験
区域を有し、その各区域が非吸収性の防壁部によ
り隣の区域から隔てられている吸収性紙試薬細片
が記載されている。その防壁は、紙細片にポリス
チレン、ロジン、パラフインおよび種々のセルロ
ースエステルのような物質を含浸することにより
設けられている。この試薬細片は、該参考文献に
よれば、紙細片の一部にグルコース感応性試薬系
を含浸することにより調製される。乾燥後、上記
した防壁となる物質の１つの溶液をグルコース感
応性部分に隣接して塗布する。さらに乾燥させた
後、蛋白質感応性試薬系を施用する。乾燥工程を
はさんで、試薬溶液と防壁となる物質の溶液を交
互に施用しつつ、この処理を繰り返す。 更に、より早期の特許、1938年９月13日に発行
された米国特許第2129754号には、ワツクスによ
り包囲された、ワツクスが含浸されない特定区域
を残すように、紙にパラフインワツクスを含浸
することが記載されている。このワツクスのない
部分には、しかる後に特定の分析対象物用の指示
薬で処理を施すことができる。 米国特許第3006735号は、水の異なる硬度に応
答する系列的な試薬区域を設けるために、一歩進
めて紙細片の試薬区域間に含浸された防壁材料の
考案を開示している。これらの試薬区域間には、
油、ワツクス、シリコーン、および印刷用ワニス
のような撥水性物質が含浸されている。前記二つ
の特許と同様、この参考文献は、試薬および防壁
物質双方がその長手方向に沿つて順々に含浸され
ている紙又は類似の吸収性材料に限られている。 同様に、米国特許第3011874号および第3127281
号は、汚染を回避すべく、一つの試薬区域を他の
試薬区域から隔離するために紙細片の一部に含浸
される疎水性防壁物質の使用を教えている。 尿中のPH、蛋白質、潜血およびグルコースに応
答する、４つの試薬区域を有する浸漬−読取り試
薬細片である製品が、最近栄研化学(株)（在東京）
から市販された。この細片は、下側のポリスチレ
ン層と上側のポリ塩化ビニル（PVC）層を有す
る積層体である長いプラスチツク支持部材から成
つていた。試薬は、被積層支持部材のPVC側に
固着された紙のパツドに含浸されていた。この製
品について接触角を測定したところ、蒸留水で約
108゜の接触角を示した。出願人らがこの製品を初
めて知つた後、栄研化学(株)は、前記複合支持部材
のPVC層を除去した新製品に代え、この形態の
製品を市場から回収した模様である。 最後に、米国特許第3964871号には、非吸収性
つまり疎水性の物質による指示試薬区域の隔離が
述べられている。 前述の諸特許が本発明に最も関係があると信じ
られるものであるが、現実に市販されている試薬
細片の製品のほとんどが疎水性の有機プラスチツ
ク細片に固着された複数の試薬含浸マトリツクス
を具えていることは注目すべきである。例えば、
マイルス・ラボラトリーズのエームス・デイビジ
ヨンから市販されている、Ｎ−MULTISTIXと
して知られる複式試薬細片は、ポリスチレンフイ
ルム製細片に貼りつけられた８種類の試薬含浸マ
トリツクスを含んでいる。ポリスチレンは疎水性
であるから、この試薬細片は隣接するマトリツク
ス間に疎水性のすき間を有していると言うことが
できる。 侵入を排除するとの先行技術の説明にうたわれ
た調子のよい口上にも拘らず、本発明により達成
される程度に近いぐらいにこの問題を抑制できる
試薬細片は、現実には市場においてまつたく入手
することができない、という事実がある。上に引
用した特許のうち、特願昭54−6236号（特開昭54
−126088号公報）に開示された方法、即ち隔てら
れた吸収性下層の使用、のみが技術上の真の進歩
をもたらした。しかし、この方法は本発明と確実
にかつ広範囲に別異なものであつて、この方法で
さえ侵入を排除するのに本発明がなし遂げた成功
には及ぶことはできない。 ワツクス、油類、シリコーン等を用いる先行技
術の試みは、臨床的な意義を持つ程には侵入を低
減しなかつた。成されたいたはずの小規模の進歩
は、これらの試みに本質的に備つている重大な欠
点により相殺されてしまつた。例えば、試薬区域
間のすき間にのみ疎水性材料を設けることは、特
に浸漬−読取り試薬細片製造の現在の技術と比較
する時、多くの技術問題を含んでいる。試薬区域
間のすきまに設ける作業により、確実に余分な工
程が必要となるほかに、疎水性材料の一部が試薬
区域に重なり、その結果試験用具の第１の目的を
損う危険がある。更に、これら先行技術の物質の
いずれもが接着に適した表面を提供しない。従つ
て、侵入が起らない市販の製品をまつたく入手で
きないことは、驚くにあたらないことである。 しかし、たとえこれらの欠点が妨げになる程大
きくないとしても、先行技術の疎水性物質は、侵
入防止に必要な疎水性の程度が不十分である。こ
れらは、必要な疎水性を達成するのに十分な接触
角を生ぜず、また吸収性マトリツクスを、あるい
は試薬自体で疎水性表面を直接被覆しなければな
らないとしてもその試薬を結合するのに適する表
面を提供しない。本発明のみが、長いこと打開が
追究されていたこのような表面を実現するのであ
る。 本発明は複式試験用試薬細片の隣り合う試薬区
域間の相互汚染を実質的に排除する。この結果は
真に疑う余地のないものである。ここに開示され
た発明により得られた本問題解決の著しく高い成
功度は、先行技術の方法では得られなかつたもの
である。 しかし、本発明の技術水準に対する貢献は、侵
入の排除以外にもある。驚くべきことに、試薬マ
トリツクスをポリスチレン基礎支持部材に取付け
るのに現在使用されている接着技術が、本発明の
一態様として適用された場合には一層強い接着力
をもたらすことが見出された。更に、隣り合うマ
トリツクス間に疎水性被覆を形成するごとき高価
な処理工程を用いる必要がない。現在の技術水準
におけるこうした進展およびその他の進展が、本
明細書および特許請求範囲から明らかになるであ
ろう。 手短に述べると、本発明は液体試料中の成分の
存在を検知するための試験用具に関する。この試
験用具は、基礎支持体と、前記基礎支持体に固着
された疎水性層と、前記疎水性層の、予め定めら
れた表面部分に固着された試薬とから成る。疎水
性層は、非水溶性の有機結合剤と、表面に次の構
造 −Ｏ−Si−（CH₃）₃ を有する残基が不規則に共有結合されている微粉
砕されたシリカ粒子とから成つており、該シリカ
粒子は前記結合剤中に均一に分散され、かつ、少
なくともシリカ粒子（複数）の一部が部分的に疎
水性層の表面に露出している構造を有する。 本発明の試験用具は、液体試料の数多くの成分
に関する分析に適用することができる。試料がビ
ールである場合には、糖含量の測定に使用するこ
とができ、しかして発酵程度の測定に使用するこ
とができる。また、バツテリーの酸強度の測定の
ごとき応用においては、PHの測定に使用すること
ができる。格別に重要な一分野が尿分析であり、
ここではこの用具をアルブミン、アスコルビン
酸、ビリルビン、グルコース、水素イオン、ケト
ン、亜硝酸塩、潜血、比重およびウロビリノーゲ
ンのような種々の尿成分あるいは性質の測定に使
用することができる。明らかに、本発明の有用範
囲には、ここに列挙したものより多数の試料成分
の分析が含まれている。従つて、「成分」の用語
は、溶質のみならず束一的性質（例えば、比重）
のような、それに対して応答する試薬システムが
考えられるあらゆる溶液のパラメータを指称す
る。同様に、分析することができる試料の種類も
多様であり、ビール、産業廃棄物、尿、血液、お
よび水泳用プールの水が含まれる。 この用具の試薬は、本発明の試験用具による分
析のための応答のかなめをなし、最広義にはそれ
ぞれ特定の成分に応答する−その成分の存在を示
す何らかの検知可能な信号を与えるという意味に
おいて応答する−１又は２以上の試薬組成物を含
んでいる。その応答は、発色があるいは色の消失
という形態でもよい。ある色が別の色に変つても
よい。反射あるいは吸収される光量の変化を利用
することもできる。分析技術は、この種の検知可
能な応答のすべてを他と同様に豊富に利用してい
る。 従つて、例えば尿中のグルコースに対する応答
が必要なら、その試薬組成物にグルコースオキシ
ダーゼおよびペルオキシダーゼの酵素並びに指示
薬３，3′，５，5′−テトラメチルベンジジン
（TMB）を含ませればよい。グルコースが存在
すると、この組成物は、グルコース濃度に応じて
様々な濃淡に着色した青になる。よつて、検知可
能な応答は青色の発現である。もし、成分がアス
コルビン酸であるなら、組成物にメチレングリー
ンと適切な緩衝剤を含ませればよい。アスコルビ
ン酸イオンは、このような組成物を試料のアスコ
ルビン酸濃度に応じて暗青色から様々なより明る
い濃さの青色に褪色させる。 基礎支持部材は試験用具を主として構造的に保
全するものであり、それ故に硬質のあるいは半硬
質の材料からできていなければならない。理想的
には、それはポリスチレン、ポリオレフイン、ポ
リカーボネート、メラミン樹脂又はその他のポリ
マーのような材料の寸法的に安定したフイルムか
らできている。特に、米国オハイオ州コロンブス
のプラスチツク・サプライアーズ・インコーポレ
ーテツド（Plastic Suppliers、Inc.）により製造
されているような二軸延伸ポリスチレンフイルム
が寸法を安定させるので適する。その好ましい形
状は長方形で、実質的に長細いものである。試薬
は、マトリツクスに含有させるか他の方法による
かに拘らず、通常、基礎支持部材の一端よりも他
の端により近い区域に固着させ、しかして試薬の
ないハンドル部分をつくる。 本発明の真に新規な特徴、即ち隣合う試薬間の
相互汚染をなくする、という利点をもたらす特徴
は、基礎支持体に設けられる疎水性層である。こ
の層は、大きな接触角を持つ疎水性材料と、有機
溶媒に可溶なポリマー、例えばアクリル系ポリマ
ー、のような適切な非水溶性有機高分子結合材料
とから成る。 本発明に利用される疎水性材料は多くの点で
様々であり得るが、アルキル化した溶融シリカ、
例えば米国マサチユーセツツ州ノース、バイレリ
カ（North Billerica）のタルコ・インコーポレ
ツド（Tulco、Inc.）から入手できるタラノツク
ス500（Tullanox 500）として知られるもの、の
使用が特に適することが見出された。タラノツク
ス500は、低い嵩密度〔１立方フイート当り約３
ポンド（0.048ｇ／cm³）〕の無機質粉末状シリカ
（粒径約0.007ミクロン）であると、製造者により
記述されている。これは、有機“シリコーン様”
化合物（しかしシリコーンではない）との反応に
より改質された非常に大きな表面積を有してい
る。表面積は、325平方メートル／グラム（m²／
ｇ）であると理論的に計算され、225m²／ｇであ
るとN₂吸着法により実験的に測定された。これ
は、純度99.8パーセント以上のSiO₂である溶融シ
リカ基材から得られる。このようなシリカ粒子の
表面に本来備つている親水性ヒドロキシル基は、
トリメチルシロキシル基により置換されている。
この材料の優れた物理的特性は、非常に小さい粒
径、非常に大きい表面積、並びに粒子間に凝集性
引力がほぼ完全にないことである。 タラノツクス500は疎水性層にとつて好ましい
材料ではあるが、本発明は単にタラノツクス500
に止どまらず、その範囲をより大きく拡大すると
いう先駆的性質を有するものであることが理解さ
れなければならない。 疎水性層は、疎水性材料を基礎支持部材に固定
するための適切な非水溶性有機結合剤をも含んで
おり、それは多様の形態であり得る。例えば、シ
リカ材料を、基礎支持体を部分的に溶解し得る溶
媒に懸濁させてもよい。支持部材がポリスチレン
で溶媒がベンゼンを含む場合には、懸濁液を作用
させた時に起るポリスチレンの部分的溶解のため
に、残留溶媒の蒸発後に溶解したポリマーにより
シリカが支持体に結合するに至る。この場合、結
合剤は支持部材材料そのものである。 好適な非水溶性有機高分子結合剤の他の例は、
塩化ビニルと他のエチレン様不飽和モノマーとの
共重合体並びに、ポリシロキサンのような通常使
用される被覆材料、ポリメチルアクリル酸、ポリ
メチルメタクリレート、アクリル系共重合体のよ
うなポリアクリル系樹脂などである。 結合剤としては、タラノツクスLC410
（Tullanox LC410）として知られる製品で、タ
ルコ・インコーポレーテツド（Tulco、Inc.）に
より利用されているアクリル系共重合体が、使用
上特に好適である。この製品は、アクリル系共重
合体の液体炭化水素溶液に懸濁された、上述の微
粉砕されたタラノツクス500の粒子を含んでいる。
タラノツクスLC410の物理的性質は、タルコ・イ
ンコーポレーテツドから供されているように、次
のとおりである。 １ガロン（3.8）当りの重量
7.05ポンド（3.19Kg） 総固形分の割合
16.00グラム／100ミリリツトル（ｇ／ml） 溶媒の割合（Rule 66／３） 84.00％ ポリマー結合剤に対するシリカの割合（重量／重
量） 1.0ないし0.6 透明度 不透明白色 乾燥時間 (a)不粘着 60分 (b)完全乾燥 ８時間 この懸濁液は、35以上のK.B.値を有する溶媒
もしくは混合溶媒に無限に希釈することができ
る。K.B.値は、炭化水素液体の芳香族含量、従
つて溶解力の尺度である。カウリマツの樹脂は、
ブタノールに容易に溶けるが、炭化水素には不溶
である。即ち、K.B.値は、ブタノールに溶解し
たカウリマツの樹脂を含む標準溶液に濁りを生じ
せしめるのに必要な溶媒量の尺度である。ナフサ
留分は約30のK.B.値を有するが、トルエンは約
105である。 種々の溶媒を用いてタラノツクスLC410を希釈
することが望ましいことが見出された。基礎支持
部材材料を部分的に溶解ないしは蝕刻する溶媒を
利用することが特に有益である。支持部材がポリ
スチレンからできている場合には、ベンゼンある
いはトルエンのような芳香族の溶媒が、優れた疎
水性の仕上がりを容易にし、同時に疎水性層と基
礎支持体材料の優れた結合をもたらす。 ここに記載した試験用具の前述の試薬（又は２
以上の試薬）が、適切な手段により疎水性層に固
着される。試薬が固着される様式は、所要の試薬
が含浸された吸収性紙パツドから直接に塗布もし
くは印刷された試薬に至るまでおびただしい数の
形態があり得る。前者の場合、含浸されたパツド
は、従来3Mカンパニー（3M Company）より販
売されているダブル・ステイツク（Double
Stick）と呼ばれる両面接着テープを利用して固
着されている。 本発明の驚異的な特徴のひとつは、この接着手
段の疎水性層に対する親和力が、同じ接着手段の
好ましい基礎支持体材料即ち疎水性層のないポリ
スチレンに対する親和力に比較して増加したこと
である。図７および図８は、この増加した親和力
をグラフで表している。図７は、タラノツクス
LC410で被覆されたポリスチレン細片からダブ
ル・ステイツク・テープの２つのサンプルを引き
はがすのに必要な力の大きさを示す。２サンプル
のデータは、見るとおりにほとんど同一の結果が
得られていて、各々の場合に必要な力が0.8ポン
ド（0.36Kg）を超えていたことを示している。図
８に示されているように、非被覆ポリスチレンか
らダブル・ステイツク・テープ２サンプルを引き
はがすのにはほんの約0.5ポンド（0.23Kg）の力
を要しただけだつた。本発明の被覆は、支持部材
に対するダブル・ステイツク接着テープの接着力
を著しく増強した。図７および図８により表され
た実験は、後で、実施例において更に検討する。 本発明の好ましい一実施例態様を図１に示す。
これには上で論じた特徴の多くが含まれている。
即ち、二軸延伸ポリスチレンフイルムから成る基
礎支持部材１を、タラノツクスLC410の薄いフイ
ルムにより被覆し、このタラノツクスLC410は乾
燥して疎水性層２を形成する。この被覆は、ドク
ターブレード又は被覆もしくは印刷の技術で知ら
れている適切な手段を用いて達成される。疎水性
層を支持部材に設けるための、現在における好ま
しい方法は、輪転グラビアの印刷技術、即ち印刷
技術分野において実によく知られた技術の使用を
含んでいる。詳しくは、タラノツクスLC410の疎
水性溶液は、そこから印刷機の回転胴へ移される
ところの輪転グラビア印刷機械のインクだめにく
み上げられる。ポリスチレン支持体材料のフイル
ムが印刷機を通過すると、タラノツクス溶液はそ
のフイルムに移される。 その被覆が、例えば通常の状態もしくは昇温し
た空気炉内において十分に乾燥されると、所望の
試薬含浸マトリツクス４を、適切な接着剤を３の
ように使用して間隔をおいて層２に固着すること
ができる。上述したように、好ましい接着剤はダ
ブル・ステイツク・テープである。好ましい試薬
マトリツクス４は、それぞれ特定の分析対象に応
答する試薬系の諸溶液で含浸され、乾燥され、そ
して疎水性層２に貼りつけられた紙の長方形細
片からできている。 侵入除去の成功の唯一の基準ではないが、それ
にも拘らず接触角の概念は大いに意義のある役割
を果す。定義によれば、“接触角”の用語は、固
体−液体界面に関係し、固体表面と、固体と液体
との接触点における液滴の接平面とにより挾まれ
た角を意味する。図２と図３は、それぞれ水平な
表面上に静止している蒸留水の水滴５と６を表
し、その接触角はそれぞれ指し示したθ₁とθ₂であ
る。特定の固体表面により生起される接触角が大
きければ大きいほど、その表面の疎水性は大き
い。更に、図１のような試験用具の２つの試薬マ
トリツクスを分離している表面の疎水性が大きけ
れば大きいほど、このようなマトリツクス間の侵
入の発生は少なくなる傾向がある。 図３は、本発明に従つて、タラノツクスLC410
で被覆し乾燥して疎水性層を形成した二軸延伸ポ
リスチレンフイルム（Plastic Suppliers、Inc.）
のシート１を表す。その表面２と蒸留水の水滴６
との間の接触角（θ₂）は約135゜である。比較する
と、図２の被覆されていないポリスチレン１は、
ほんの約50゜の接触角（θ₁）を作るにすぎない。 本発明の発明的特徴を更に説明し、好ましい実
施態様を更に例示するために、次の実施例および
参考例を提示する。これらの実施例は、単に説明
を意図したものであつて、本明細書に記載される
特許請求の範囲を限定するものと解釈してはなら
ない。 参考例 ポリスチレン支持部材の調製 非常に高度の疎水性を有するポリスチレン支持
部材を調製するために実験を行つた。そこで、
Plastic Suppliers、Inc.から得た二軸延伸ポリス
チレンシートに、タラノツクスLC410の種々の希
釈液で被覆した。タラノツクス配合品を、65゜石
油エーテル、アセトンおよびトルエンからなる混
合溶媒の種々の量により希釈した。即ち、タラノ
ツクスLC410、これは16重量％の総固形分を含ん
でいるが、これを十分な混合溶媒を用いて希釈し
て、懸濁液100グラム当りタラノツクス500の粒子
を3.2グラム、2.4グラム、1.6グラムおよび0.8グ
ラムを含む４つの懸濁液を作つた。10mil（0.254μ
ｍ）のドクターブレードを使用して、４組の被覆
ポリスチレンを調製し、それぞれＡ、Ｂ、Ｃおよ
びＤと名づけた。次表は、これらの処方の概要を
表す。このように塗布されたフイルムを、次に、
熱風（heat gun）によつて作動する実験用フア
ンを用いて３分間乾燥した。

【表】

【表】 乾燥後、被覆したシートを45゜の角度に保持し、
各被処理シート上に10マイクロリツトルの水滴を
置いた。Ａ、ＢおよびＣの全シートでは、その上
に置かれた水がすべて流れた。シートＤ、固形分
0.8％のもの、では水のすべてが流れたわけでは
ないが、非常に疎水性であることが認められた。 参考例 接触角の測定 非被覆ポリスチレンフイルムの相対的な疎水性
を参考例の被覆した変形Ｂと比較して調べるた
めに、各々により生起される接触角を測定するべ
く実験を行つた。水平に配したポリスチレンシー
ト、１つは参考例、Ｂにおけるように被覆した
もので他は非被覆のもの、の上の蒸留水の水滴の
写真を撮つた。写真はフイルムの面に沿つて撮つ
た、即ち側面であり、得られた像を陰画として現
像し、スクリーン映写に適するスライド上に貼り
つけた。スクリーン映写によりかなりの拡大が可
能であり、従つて高精度の測定が可能になるばか
りでなく接触角測定が容易になる。図２と図３
は、得られた写真を模擬しており、図２は非被覆
ポリスチレンシートを表し、図３は参考例の被
覆シートＢを表す。 各シートについて測定を３回行つた、その結果
を次表に示す。

【表】 実施例 試験用具の調製 実験室において実験を行い、各々が異なる尿成
分に応答する多数の試薬含浸マトリツクスを有す
る試験用具を調整した。この実験の目的は、それ
により、尿のような試料への浸漬およびそこから
の取り出しに続く、ひとつのマトリツクスから別
のマトリツクスへの侵入の発生が著しく減少され
るところの、本発明の概念を実証することであ
る。この用具の試薬マトリツクスは、Ｎ−
MULTISTIXとして知られ、市場で入手できる
製品のマトリツクスに似ている。各試薬マトリツ
クスに対応する尿のパラメータは、PH、アルブミ
ン、ビリルビン、ウロビリノーゲン、亜硝酸塩、
潜血、グルコースおよびケトンである。 モンサント・カンパニー（Monsanto
Company）により製造された二軸延伸ポリスチ
レンフイルム（上述したPlastic Suppliers、Inc.
の材料と本質的に同じ）のシートを、タラノツク
スLC410の溶液で被覆した。厚さ5mil（0.127μｍ）
の湿つた膜を残すことができる注型枠（キヤステ
イング・ブロツク）を、このために使用した。製
造者、Tulco、Inc.から入手したタラノツクス配
合品を、参考例におけるように、65゜石油エー
テル、アセトン、およびトルエンから成る溶媒の
種々の量で希釈した。タラノツクスLC410は16重
量％の総固形分を含み、これを十分な溶媒で希釈
して懸濁液100グラム当りのタラノツクス500の粒
子を1.6グラム、2.4グラムおよび3.2グラム（ｇ
％）含む３種の懸濁液を作つた。その結果、各々
異なる量のタラノツクスつまりメチル化シリカを
含む、３種のプラスチツクのシートを得た。 乾燥後、測定すべき特定尿成分に固有の試薬を
含浸した紙のリボン（巾５mm）を用いて、試薬
を被覆ポリスチレンに貼りつけた。これを行うた
めに、一枚のダブル・ステイツク接着テープを各
含浸リボンの一面に貼りつけ、次いでリボン／テ
ープ複合体の未接着面を、横方向に沿つて、間隔
をおいた平行な複数の細片の状態で疎水性被覆ポ
リスチレンに貼りつけた。PH、蛋白、グルコー
ス、ケトン、ビリルビン、潜血、亜硝酸塩、およ
びウロビリノーゲンの各々に応答する８個の紙
リボンを、それぞれ、これと逆の順序でポリスチ
レンシートの端から順次被覆ポリスチレンに貼り
つけた。試薬の処方は、全てこの技術で利用され
る標準的化学に基いていた。 試薬含浸リボンをポリスチレン支持部材に貼り
つけた後、次いでその薄板を縦方向に沿つて細切
りし、４インチ×0.2インチ（101.6×5.1mm）の寸
法の試薬細片を作つた。次いで、これらの大ざつ
ぱな実験室製試験細片を、疎水性被覆に帰する侵
入の減少を評価するために使用した。 実施例 本試験用具と、同じ尿のパラメータを測定する
ことができる他の用具との比較 実施例の用具を、類似の方法で調製された類
似の用具および現在市場で入手できる用具との比
較のために使用した。 この比較に使用するために、疎水性被覆を省略
した以外は実施例の試薬細片と全く同様にして
試薬細片を１セツト調製した。この細片は、他の
すべての点においては実施例のものと同一であ
つた。 疎水性層を省略することに加えある試薬マトリ
ツクスに吸収性下層を設けた以外は同じ方法で、
別の試薬細片を１セツト調製した。これらは、既
述した特願昭54−6236号に述べられた方法で部分
的に調製した。吸収性下層を備えた試薬マトリツ
クスは、PH、蛋白、ビリルビン、潜血および亜硝
酸塩であつた。これらの下層は、ダブル・ステイ
ツク・テープからなる防壁層によりそれぞれの試
薬マトリツクスから隔離されている。従つて、こ
れらの細片は、二つの重要な例外、即ち、支持部
材に固着した疎水性層がないこと、および８個の
試薬マトリツクスのうち５つの下に吸収性下層が
あること、を除き、実施例のものと同じであつ
た。 加えて、実施例の用具を、ケムストリツプ８
（Chemstrip ８）〔ベーリンガー・マンハイム
（Boehringer Mannheim）GmbH〕、並びにラピ
グノスト・トータル・スクリーン（Rapignost
Total Screen）およびラピグノスト・オルガノ
プロフイル（Rapignost Organoprofil）〔ベーリ
ングベルケ（Behringwerke）AG〕として知ら
れる市場で入手できる製品と比較した。これら製
品は、実施例の用具と同様に支持体上に複数の
試薬区域を有するものであり、実施例の用具と
ほぼ同様の形状を有していた。 試験用具を、蛋白100ミリグラム／デシリツト
ル（mg％）、グルコース250mg％、アスコルビン酸
０mg％を含み、比重1.007、PH8.5である尿試料に
浸漬した。 多数の人員で侵入を評価する試験を行い、その
各人が各試薬区域の評価を行つた。データを記録
し平均した。 この試験で使用した方法は、故意に侵入の発生
を助長せしめるものである。この方法は、市場で
入手できる複式試薬試験用具に添付された指導説
明に故意にそむいている。即ち、この調査は、各
試薬細片を尿中に浸漬し、引き上げ、直ちさかさ
まにしてハンドル下方の状態にし、次いで試薬マ
トリツクスを調べてる間その状態に保持すること
により、行つた。この技術は試薬が相互汚染を起
す恐れがあるので、市場で入手できる類似の製品
に添付された使用指導書でははつきりと禁じられ
ている。従つて、この実験から得られたデータ
は、侵入が最もよく発生する状態における値を示
している。 次表に掲載された平均値は、種々の試薬マトリ
ツクスにおける異常な色形成の観察結果を表わ
す。各ケースごとに、観察者は各試薬マトリツク
スを調べ、侵入の発生により異常に着色したとお
もわれる表面の百分率（以下、侵入率という）を
概算した。ウロビリノーゲンのマトリツクスにつ
いては全く報告されていない（表に記載がない）
というのは試験細片をさかさまの状態（ハンドル
下方）に保持した時にウロビリノーゲンのマトリ
ツクスが最上部になり、そのため侵入に影響され
ないからである。 この実験の結果を、下に一覧表とする。

【表】 mm）
上表のデータを検討する際に、読者はケムスト
リツプ８と２つのラピグノストの用具の試薬マト
リツクスの配列が、実施例および本実施例で調
製したこれと別態様のものと異なることに留意す
べきである。従つて、市販の試験細片上の各々の
試薬マトリツクスの配列が異なるために、侵入の
現れが他の試験細片と異なつている。これは、試
料の液滴により異なる試薬が溶解され、隣りのマ
トリツクスへ移送されるためである。そんな次第
で、上表に示され図４にプロツトされたデータ
は、本発明の有効性を評価する上で非常に有用で
あるが、それにも拘らずデータの絶対性は上記の
理由によりいく分減じられている。 試験したいくつかの試薬細片の平均的な侵入率
（％）の平均値を求め、図４に試薬マトリツクス
間の基礎支持部材の接触角に対してプロツトし
た。実施例におけるように調製した、疎水性被
覆も下側パツドもない試験細片のデータが点１０
に対応し、ケムストリツプ８が点８に、ラピグノ
スト・トータル・スクリーンが点７に、そして本
発明の試験細片（実施例、固形分2.4ｇ％）が
点９に対応する。 このグラフは、本発明に直接帰すことができる
侵入率の顕著な減少を示している。更に、このグ
ラフのデータは、即ち実験室で調製した非被覆細
片が平均侵入率ほぼ24.0％を示したが、しかるに
同じく実験室で調製した本発明の疎水性層を有す
る細片では、この数値はほんの3.8％に減少した。
試験された現在入手できる市販製品は、平均侵入
率約17〜18％を示した。 実施例 試薬区域の性能に対する疎水性被覆の影響 本発明の疎水性被覆の使用が標準的な分析試薬
に悪影響を及ぼすかどうかを判断するために実験
を行つた。実施例に従つて、潜血およびウロビ
リノーゲンに応答する試薬マトリツクスを有する
試験細片を特別に調製した。疎水性被覆は、タラ
ノツクス500 2.4ｇ％に希釈されたタラノツクス
LC410に対応するものであつた。疎水性層がポリ
スチレン支持部材に設けられないことを除き同じ
方法で、試験細片の別のセツトを調製した。各セ
ツトの試験細片を、尿試料中の潜血およびウロビ
リノーゲンの含量を検出するために使用した。そ
れから、試験細片により供された結果を、これら
尿中成分の真の濃度に対してプロツトした。 この実験で得られたデータを図５および図６に
プロツトした。前者は潜血のデータを示し、後者
はウロビリノーゲンのデータを示す。これらのグ
ラフからわかるように、本発明の試験細片（「被
覆」と示した）が示した観測値の色票値（color
brock value）に対する関係は、疎水性層のない
同様の試験細片（「非被覆」と示した）が示した
関係とほとんど同じであつた。このように、本発
明は、検討した潜血およびウロビリノーゲンの試
薬系の性能には何ら悪影響を及ぼさなかつた。 実施例 疎水性層の接着強度に対する影響 本発明の現在の試薬細片技術への適用は好まし
いものであり、それはダブル・ステイツク・タイ
プ415テープのような接着剤を用いて試薬マトリ
ツクスを支持部材に固着することになるのである
から、接着手段とポリスチレンに設けられた疎水
性層との間の結合強度を調べるために実験を行つ
た。そこで、ポリスチレンシートをタラノツクス
410で被覆した。得られた乾燥膜を非被覆ポリス
チレンと、それぞれのダブル・ステイツク・テー
プとの結合強度を測定することにより比較した。 被覆ポリスチレンフイルムを参考例、Ｂに従
つて調製した。被覆のない、参考例で使用した
同じポリスチレンを比較のために使用した。マサ
チユーセツツ州カントンのインストロン・コーポ
レーシヨン（Instron Corporation、Canton、
Massachusetts）から入手できるインストロン・
テーブル・モデルTMユニバーサル・メジヤーリ
ング・インストラメント（Instron Table
Model TM Universal Measuring Instrument）
として知られる引張試験機を使用して、接着結合
強度即ち接着力を測定した。この試験を図９に例
示する。該装置は試料材料の両端を固定すること
ができる上側ジヨウ部２５と下側ジヨウ部２６を
有している。この装置は、これらのジヨウ部が一
定の予め定められた速度でお互いから遠ざかるよ
うに、これらのジヨウ部に力を供給することがで
きる。両ジヨウ部間の試料により生じる抗力の大
きさをチヤートのグラフ上で測定した。グラフ上
には、単位時間当りの抗力の大きさがプロツトさ
れる。図７および図８はこの実験で得られたグラ
フを示す。これらを以下において更に詳述する。 タイプ415ダブル・ステイツク両面接着テープ
の接着面の一面を、市場で入手できる試薬細片
（イートン−デイクマンNo.204（Eaton−Dikeman
No.204））の試薬マトリツクス用に使用されている
ような紙に貼りつけることにより、試料を調製
した。次いで、紙／接着剤複合体を寸法５×
0.2インチ（127×5.08mm）の細片に切つた。かく
して、接着テープの一面は紙に結合されて、他の
接着面は簡単に取り除き得る保護紙で覆われてい
る。保護紙を部分的に２（50.8mm）インチ取り除
いて、紙／接着剤の薄板からなる５（127mm）イ
ンチの各細片の２（50.8mm）インチをむき出しに
した。それから、これら細片のうち２つを、ポリ
スチレンシート片に固着し、紙／接着剤の細片
を該プラスチツクに貼りつけるためにほんのわず
かの圧力を加える処理を施した。次いで、両方の
細片を含んでいる調製したサンプルをおおつて圧
盤を置き、次いでその頂部に10ポンド（4.53Kg）
の重量を１分間加えた。後者の操作は、被覆ポリ
スチレンおよび非被覆のポリスチレンの両方に対
する接着剤の均一な貼りつけを確実にする。 一分間の加重の後直ちに、ポリスチレンシート
を接着細片で切り、各々紙／接着剤の複合体が
接着しているポリスチレンの２サンプルを得た。 サンプルを図９に例示のように試験装置のジヨ
ウ部に固定した。紙層２４とダブル・ステイツク
層２２とから成る紙／接着剤の複合体２３の固
定されていない端を、上側ジヨウ部２５にとりつ
けた。次いで、テープを図示のように曲げ、ポリ
スチレンシート２１の下側の端をインストロン
（Instron）装置の下側ジヨウ部２６に固定した。
装置の運転により、上述したようにジヨウ部２５
と２６をお互いから遠ざけた。 図７は、タラノツクスLC410で被覆したポリス
チレンで得られた結果を表し、一方図８は非被覆
ポリスチレンを用いた以外は同じ実験から得られ
たデータを示す。図７および図８のデータは、ダ
ブル・ステイツク・テープと本発明の疎水性層を
有するポリスチレンシートとの間の接着力が高い
ことを明瞭に示している。紙／接着剤の複合体
を基礎支持部材から剥離するのに要した力は約
0.8ポンド（0.36Kg）であつた（図７）が、非被
覆のものはほんの約0.5ポンド（0.23Kg）（図８）
であつた。 ワツクス、油およびシリコーンのような疎水性
被覆を用いる先行技術の試みは、かかる被覆が担
体マトリツクスを貼るための接着剤と十分に接着
しないために失敗に終つた。前述の実施例は、本
発明を利用した場合にはかかる問題が存在しない
ことを実証している。事実、ダブル・ステイツク
接着テープに対するポリスチレンの接着特性は、
現に劇的に増加した。 実施例は、本発明の利点は、試薬が吸収性マト
リツクスに含有されることによつて疎水性層に固
着される態様に関して例証しているが、侵入の大
幅な減少という利点は、他の方法例えば疎水性層
の上に直接印刷又は塗布することによつて試薬を
前記疎水性層に固着するという本発明の態様にも
本来的に備わつている。

【図面の簡単な説明】

図１ないし図９は、ここに開示した発明の概念
の例示および記述を補助するために供された図で
ある。図１は、本発明の試験用具の好ましい実施
例の側面図である。図２は、被覆されていないポ
リスチレンフイルム上の蒸留水の水滴により作ら
れた接触角を表す図であり、一方図３は、本発明
に従つて被覆された場合の同じフイルム上の蒸留
水の水滴を示す図である。図４は、本発明と先行
技術との比較から得られたデータをグラフにより
表示した図である。図の縦軸の侵入率は各試薬区
域の平均値の百分率を表わす。図５および図６
は、それぞれ、本発明の用具を用いた、尿中の潜
血およびウロビリノーゲンの分析より得られた性
能データを表す図である。図７および図８は、接
着性の研究から得られたデータを示し、それぞれ
本発明概念を適用し又は適用しないポリスチレン
フイルム上の種々の接着剤の性能を表す図であ
る。最後に、図９は、本明細書に記述された疎水
性層で被覆されたポリスチレンフイルムの接着特
性を試験するのに使用した装置および方法を表す
図である。 １……基礎支持部材、２……疎水性層、３……
接着剤、４……試薬含浸マトリツクス、５，６…
…水滴、２１……ポリスチレンシート、２２……
ダブル・ステイツク層、２３……紙／接着剤の
複合体、２４……紙層、２５……上側ジヨウ部、
２６……下側ジヨウ部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高分子フイルムから成る基礎支持部材と；該
   支持部材に固着された疎水性層と；該疎水性層に
   互いに離間されて固着された２つ以上の試薬区域
   とから成り、該試薬区域が液体試料中の各成分の
   存在により検知可能な応答を生じ得る別個の試薬
   を含み； 前記疎水性層が、 (a) 表面に次の構造 −Ｏ−Si−（CH₃）₃ を有する残基が共有結合で結合されているシリ
   カ粒子と、 (b) 非水溶性の有機結合剤から成り、 該結合剤中に前記シリカ粒子が均一に分散さ
   れ、かつ、該シリカ粒子の少なくとも一部が疎水
   性層の表面に露出していることを特徴とする液体
   試料中の２つ以上の成分の存在の測定用試験用
   具。 ２ 前記試薬が親水性担体マトリツクスに含有さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の試験用具。 ３ 前記試薬が紙の担体マトリツクスに含有され
   ている特許請求の範囲第１項又は第２項記載の試
   験用具。 ４ 前記結合剤がアクリル系ポリマーである特許
   請求の範囲第１項記載の試験用具。 ５ 前記基礎支持部材がポリスチレンフイルムで
   ある特許請求の範囲第１項記載の試験用具。 ６ 前記基礎支持部材がポリスチレンフイルム
   で、前記結合剤がアクリル系ポリマーで、前記試
   薬が親水性担体マトリツクスに含有されている特
   許請求の範囲第１項記載の試験用具。