JPH04313058A - 分析要素 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は臨床化学の分野に関す
る。より具体的には、この発明は被検体を定量的にアッ
セイするための分析要素に関する。

【０００２】

【従来の技術】生物学的な興味対象である各種被検体の
定量分析用の分析要素、特に多層分析要素は、米国特許
第４，６７０，３８１号、同４，５１７，２８８号、同
４，２５８，００１号、同４，０６６，４０３号および
同３，９９２，１５８号明細書より既知である。アスパ
ラギン酸アミノトランフェラーゼ（ＡＳＴ）、乳酸デヒ
ドロゲナーゼ（ＬＤＨ）およびアラニンアミノトランス
フェラーゼ（ＡＬＴ）の酵素法による二酸化炭素のよう
な被検体をアッセイするための要素では、ＮＡＤＨを利
用して興味対象の被検体の定量的な測定値を得るのに３
４０ｎｍにおける反射率濃度を測定する。

【０００３】言及したばかりの被検体の場合には、屈折
計を用いて吸光度が測定されている。屈折計では、光り
のようなエネルギー線が鏡ならびに順次要素の支持体、
試薬層および記録層を通して反射される。次に、フォト
ダイオードのような検出手段上にフィルターを介して光
が衝突される。反射率濃度（ＤＲ　）の変化は試験溶液
中の被検体濃度に対応する。現存する屈折計の多くは、
得られる最大ＤＲ　が範囲３２０〜３６０ｎｍ内で約１
．５である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】問題点は、ＣＯ２　測
定への酵素的なアプローチのような一定の終点アッセイ
では３４０ｎｍで生じた最大ＤＲ　が２．０であること
にある。得られる最大ＤＲ　１．５の屈折計を用いると
これらのアッセイでの使用に適する動的レンジの著しい
圧縮をもたらすので正確さが損われる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点は、範囲３２
０〜３６０ｎｍで反射濃度を測定することによって被検
体を定量的にアッセイするための分析要素であって、か
かる要素が試薬層と記録層を含んでなり、かつこれらの
層の１つが範囲３２０〜３６０ｎｍの低アブソープティ
ビティイと範囲６４０〜７２０ｎｍの高アブソープティ
ビティイとを有する色素を含むことを特徴とする分析要
素で解決される。

【０００６】

【具体的な態様】前述したように、現存する屈折計の多
くによって３４０ｎｍで測定できる最大反射率濃度は１
．５ＤＲ　である。これらの屈折計の注意深い解析は、
一般にこれらの光源が範囲３２０〜３６０ｎｍの第一高
調波と範囲６４０〜７２０ｎｍ内でエネルギーに富んで
いることを示す。操作に際して、光源由来のエネルギー
は鏡から分析要素の様々な層中に反射される。要素自体
は６４０〜７２０ｎｍのエネルギーに富み、そして３２
０〜３６０ｎｍの比較的エネルギーに乏しいエネルギー
を反射する。 要素から反射されたエネルギーは、単に３２０〜３６０
ｎｍのエネルギーのみを通過できるように設計された干
渉フィルターを介して通過する。しかしながら、６４０
〜７２０ｎｍのエネルギーのいくらかはそのフィルター
を通過する。次に、干渉フィルターを通過するエネルギ
ーはフォトダイオードに衝突する。フォトダイオードの
感光度のプロフィールは、それが３２０〜３４０ｎｍで
比較的感度が低く、６４０〜７２０ｎｍに対して非常に
鋭敏であることを示す。この結果は、干渉フィルターを
介して制御される６４０〜７２０ｎｍのエネルギーが３
２０〜３６０ｎｍの通過するエネルギーと一緒になって
フォトダイオードに衝突し、反射率濃度の低下をもたら
す。従って、多くの場合に、例えば二酸化炭素の終点ア
ッセイ（ｅｎｄ　　ｐｏｉｎｔ　　ａｓｓａｙ）で見ら
れる最大ＤＲ　は約１．４である。このことは、３４０
ｎｍにおける終点の化学品の測定がＤＲ　０．６〜１．
４の範囲内に圧縮された尺度を備える屈折率でしばしば
行われていることを意味する。

【０００７】本発明者らは、分析要素のある層に含めた
場合に、干渉フィルターに達する利用可能な６４０〜７
２０ｎｍのエネルギーが著しく低減する色素の部類を同
定できた。その結果、非常に弱い６４０〜７２０ｎｍの
エネルギーがフォトダイオードに衝突するので、３２０
〜３６０ｎｍの範囲内で屈折計が測定できる最大濃度が
高まる。本発明で有用な色素の部類は、次の構造式で示
されるものである。

【０００８】

【化３】

【０００９】上式中、Ｒ１　，Ｒ２　，Ｒ３　，Ｒ４　
，Ｒ５　，Ｒ６　，Ｒ７　およびＲ８は、それぞれ独立
して水素、ヒドロキシル、スルホメチルアミノ、−ＮＨ
（ＳＯ３　）−　またはスルホン酸−ＳＯ３　−　であ
って、Ｒ１　，Ｒ２　，Ｒ３　，Ｒ４　，Ｒ５　，Ｒ６
　，Ｒ７　およびＲ８　の少なくとも２つは−ＳＯ３　
−　であり；Ｍ＋はＮａ＋　またはＫ＋　であり、そし
てｎは少なくとも２である。これらの色素は塗布量０．
１〜０．４ｇ／ｍ２　で関連の要素に含められるが、上
記式の範囲内にある幾つかの色素はこの範囲外の塗布量
でも有効であろう。塗布量は３２０〜３６０ｎｍの範囲
にまたがって増加するＤＲ　に対し有意に寄与すること
なく６４０〜７２０ｎｍの範囲にまたがって十分なＤＲ
　を提供する色素量によって規定されている。上記構造
式内の特に有用な色素としては、ｎが４までのものが挙
げられる。これらの有用な色素は６８０ｎｍにおいてエ
ネルギーを吸収し、３４０ｎｍにおいて相対的に透明で
ある。 これらの色素は塗布の便宜上水溶性であることが好まし
いが、水不溶性の色素類も使用できる。特に有用な色素
は、次の構造式で示されるものである。

【００１０】

【化４】

【００１１】この色素は、３１０〜４８０ｎｍの吸収帯
で比較的に透明であり、かつ５５０〜７５０ｎｍの吸収
帯で著しい吸収性を有する点で、構造式Ｉでカバーされ
る有用な色素の最も好ましいものの代表例である。本発
明で提供される乾式多層試験要素は、１以上の試薬帯域
または試薬層と記録帯域または記録層を含んでなる。以
降、すべての層への言及は帯域とも称する。本発明の一
態様では、本要素が緩衝化された試薬層と緩衝化された
記録層を含んでなる。本要素のこれらの層は自立性であ
ってよいが、支持体上に置かれるのが好ましい。試薬層
は透過性で多孔質であることが好ましい。多孔度に起因
する浸透性を包含する透過性は、上述の米国特許第４，
１４４，３０６号明細書に記載される繊維材料または多
孔質、非繊維材料のような各種のキャリアー、マトリッ
クスまたはバインダーを介して達成できる。本発明の好
ましい透過性バインダーは、上記部類のブラッシュポリ
マー類である。また、多孔質キャリアーとして有用なも
のは、微結晶セルロースのような不活性粒子を分散して
担持するポリマーバインダーである。光を反射する目的
で試薬層に顔料粒子を組み入れてもよい。

【００１２】記録層は、上述の米国特許第４，１４４，
３０６号明細書に記載されている。試薬層からの拡散性
物質を受容できる程の透過性である。本発明の好ましい
要素は、展開層、下塗り層、試薬層、記録層または記録
層と試薬層の組み合わさった層を含む。これらの層の組
成と要素中でのそれらの配置は当該技術分野で既知であ
り、米国特許第３，９９２，１５８号および上述の米国
特許第４，１４４，３０６号明細書に記載されている。 例えば、展開層は等方性の多孔質であり、このような多
孔度は不活性粒状材料および／またはブラッシュポリマ
ーの使用によって達成でき、そして（多層要素が使用さ
れる場合には）要素の最外層として試薬層に隣接して配
置することができる。本発明のいずれの層も、上述の米
国特許第４，１４４，３０６号明細書に記載されるよう
な周知の添加剤、例えば、緩衝剤、界面活性剤または塗
布助剤を含めることができる。

【００１３】本発明の多層要素は、ハンドコーティング
、ブラッドコーティング、ビーズコーティングまたはデ
ップコーティングのような当該技術分野で周知の各種ラ
ミネート法または塗布法により調製することができる。 これらの要素は自立性であるか、または支持体上に担持
されてもよい。有用な支持体材料としては、各種ポリマ
ー材料、例えば、酢酸セルロース、ポリ（エチレンテレ
フタレート）、ポリカーボネートおよびポリスチレンの
ようなポリビニル化合物が挙げられる。支持体は輻射線
透過性である。支持体材料と共に塗布法およびラミネー
ト法は、さらに上述の米国特許第４，１４４，３０６号
明細書に記載されている。

【００１４】塗布性試薬層では、バインダーを含む塗布
溶液または分散体が本明細書で検討されるように塗布さ
れ、次いで乾燥されて寸法安定性帯域を形成する。いず
れの試薬層の厚さもその透過性の程度も現実の使用法に
応じて広範に変化しうる。乾燥厚さは１０〜１００ｍμ
が好都合であるが、さらに多種多様の厚さを使用するこ
ともできる。繊維質試薬層は、周知の方法に準じて繊維
状マトリックスの含浸により形成することができる。

【００１５】記録層および他の層は塗布性試薬層を調製
する場合に使用したような方法および厚さで調製できる
が、個々の層に適する構成で調製することもできる。本
発明の要素は、アッセイすべき体液試薬をその要素に塗
抹することにより使用される。一般的に、本発明の要素
は、液体が最初に１以上の展開層または帯域と接触する
ように形成されるであろう。液体の塗抹後、要素はいず
れかの試験結果を早めるかまたは促進する条件下、例え
ば加熱または給湿下にさらしてもよい。

【００１６】試料が展開層から試薬層と記録層へ拡散す
るのに適度な時間後、記録帯域の検出可能な物質量が屈
折計により分光光度的に測定される。

【００１７】

【実施例】３２０〜３６０ｎｍで屈折率測定用分析要素
中に構造式Ｉによって示される色素を含めることの有効
性を例証するために、構造式ＩＩで示される色素スルホ
メチルブルーを下記ＣＯ２　アッセイ用要素の試薬層中
に含めた。

【００１８】

【表１】

【００１９】色素は試薬層に含めると共に、さらに記録
層にも含めた。ＣＯ２　値は、ＥＫＴＡＣＨＥＭ臨床化
学アナライザー（イーストマン　　コダック社から入手
可）で上記ＣＯ２　要素を用いて試験試料を測定した。 この要素もまたイーストマン　　コダック社から入手可
能である。

【００２０】反射率濃度（ＤＲ　）の測定は、色素を含
まない上記要素（図１）と色素を含むもの（図２）を用
いて行った。読み取りは、０ミリモルのＣＯ２　を含む
試験試料（Ａ）；１４．９ミリモルのＣＯ２　を含む試
験試料（Ｂ）；３２．９ミリモルのＣＯ２　を含む試験
試料（Ｃ）および水を含みＣＯ２　を含まない試験試料
（Ｄ）について行った。図１および２とも時間に対する
反射率濃度をプロットして示す。これらの図の比較は、
要素への色素の添加が曲線（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）およ
び（Ｄ）のすべての３４０ｎｍにおけるＤＲ　を増加す
ることを示す。

【００２１】図３は濃度に対するＤＲ　のプロットであ
る。図３は、色素を含む要素（○）と色素を含まない要
素（△）で測定した試験試料（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）お
よび（Ｄ）のＤＲ　について２本の曲線を示す。測定は
３４０ｎｍで行った。２本の曲線の比較は、色素を含ま
ない要素について、ＣＯ２　濃度が増加するにつれてＤ
Ｒ　が約１．４から約０．９まで減少することを示す。 これは０．５のＤＲ　変化である。色素を含む要素では
、ＣＯ２　濃度が増加するにつれてＤＲ　が約１．７か
ら約１．０まで減少する。これは、３４０ｎｍで感度の
増大を提供する動的レンジ（ｄｙｎａｍｉｃ　　ｒａｎ
ｇｅ）が４０％増大することを示す。

【００２２】上述の例は、被検体の測定を３２０〜３６
０ｎｍで行いうる動的反射率濃度範囲が乾式分析要素に
構造式Ｉの色素を含めることによって増大することを示
す。この色素を含めることは、また、屈折計に関し、屈
折計の相違および規定時間外における同一屈折計内での
差違を無視しうるであろう。本発明は３４０ｎｍにおけ
る二酸化炭素の測定用に設計された分析要素の使用を例
示したが、当業者には３２０〜３６０ｎｍの範囲内での
すべての被検体の測定を本発明によって改善しうること
が明らかであろう。

【００２３】

【発明の効果】分析要素中へ上記色素を含めることが、
３２０〜３４０ｎｍの範囲内でより正確な被検体の定量
測定をもたらすＤＲ　（反射率濃度）の動的レンジを増
大する。従って、本発明は６４０〜７２０ｎｍのエネル
ギーに影響を及ぼす屈折計間の機器の相違に対する差違
ならびに同一の機器における規定時間外、例えば光源の
エージングなどで起きる６４０〜７２０ｎｍのエネルギ
ーの差違を無視できる。本発明は、既存の屈折計の構成
に対する製造上の自由度を著しく増大する。厳密な要件
の減少がフィルターのブロック特性に反映されるであろ
うから、フィルターの原価を低下できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】色素を含まない分析要素のＤＲ　を示す。

【図２】色素を含む分析要素の経時的なＤＲ　を示す。

【図３】本発明で使用した色素を含む要素と含まない要
素に対する被検体濃度の関数としてＤＲ　を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　範囲３２０〜３６０ｎｍにおける反射
   濃度を測定することによって被検体を定量的にアッセイ
   するための分析要素であって、かかる要素が試薬層と記
   録層を含んでなり、かつこれらの層の一つが範囲３２０
   〜３６０ｎｍにおける低アブソープティビティイと範囲
   ６４０〜７２０ｎｍにおける高アブソープティビティイ
   とを有する色素を含むことを特徴とする分析要素。
2. 【請求項２】　　前記色素が次式 【化１】 （上式中、Ｒ１　，Ｒ２　，Ｒ３　，Ｒ４　，Ｒ５　，
   Ｒ６　，Ｒ７　およびＲ８　は、それぞれ独立して水素
   、ヒドロキシル、スルホメチルアミノ、−ＮＨ（ＳＯ３
   　）−　またはスルホン酸−ＳＯ３　−　であるが、Ｒ
   １　，Ｒ２　，Ｒ３　，Ｒ４　，Ｒ５　，Ｒ６　，Ｒ７
   　およびＲ８　の少なくとも２つは−ＳＯ３　−　であ
   り；Ｍ＋　はＮａ＋　またはＫ＋　であり、そしてｎは
   少なくとも２である）で示される請求項１記載の要素。
3. 【請求項３】　　ｎが４までである請求項２記載の要素
   。
4. 【請求項４】　　前記色素が、次式 【化２】 で示されるスルホメチルブルーである請求項３記載の要
   素。