JPH05507152A - 独立テストフィールド材料の製造法 - 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】 独立テストフィールド材料の製造法 本発明は、層の厚さがきわめて薄い独立（ｇｃｌ［−５ａｐｐｏｒ目ａｇ）テス トフィールド材料の製造法およびそのようなテストフィルド材料に関する。

体液、とくに血液および尿の構成成分の、定性的および／または定量的な分析測 定のため、いわゆるキャリア結合試験（ｃｘｒｒｉｅｒ−ｂｏｕｎｄ　ｔｅｓｔ ）がますます使用されだしている。これらにおいては、テストキャリア（英語の 文献ではしばしば［固体試薬分析要素Ｊ　（ｓｏｌｉｄ　ｒｅｃｅｎｔ＊ｎｘ１ ７ｓｉｓ　’ｅｌｅｍｅｎｔ）　ともよばれる）の単層または複層のテストフィ ールドのうち少なくとも１つに試薬システム（「ｅａｇｅｎｊ　ｓ７ｓｔｅｍ） が埋め込まれ、前記テストフィールドは試料と接触するように位置づけられてい る。試料と試薬との反応は、光学的あるいは他の検出しうる変化となり、その変 化は視覚的、あるいは装置（通常は反射測光器）によって評価されつる。

使用されるテストフィールド材料の層の厚さは、分析の質にとってきわめて重要 である。一般的に、できるだけ薄い層の厚さが目標とされる。それによって、分 析の精度のためにはきわめて重要である強い発色が、少量の試薬を用いて達成さ れうる。さらに、層が薄いということは、試料流体の必要量も削減する。このこ とは、現在の分析法をもって、（指を刺すことでえられた）ただ−滴の血液に関 して複数の分析が実施されなければならないとき、とくに重要である。

この理由のため、ばあいによってはＱ、１ｍｍよりも薄い試薬フィルムがしばし ば使用される。それらは、フィルム形成マス（ｍａｔｈ）　（試薬フィルムマス ）をキャリア層（通常は透明なプラスチックフィルム）に適用することによる層 形成法で製造される。試薬フィルムマスは、ポリマーフィルム形成剤（Ｉｏ　ｒ ｔｈｅ　Ｉ）の分散液または溶液を基本としており、各々のテスト層において必 要な試薬を含有する。

一般的に、そのような試薬フィルムはテストキャリアにおいて（たとえば、枠の 中に据え付けられたまたはストリップ（ｉｔ＋ｉｐ）型の基盤層に固着している ）キャリア材料とともに製造される。キャリアフィルムから、その上に形成され たフィルム層を除去することもまた記載されている。しかしながら、薄いフィル ムの使用時には、これは実際には実行できない。

したがって、独立テストフィールド材料として好適な、換言すれば全面積にわた ってキャリア層と接触させなくとも使用できる、きわめて薄い（０，Ｉｍｍより も薄い）テスト材料への需要がある。

本発明が意味する範囲におけるテストフィールド材料は、テストキャリアのテス トフィールドに別の構成要素として統合されうる、薄くて偏平な構造であればど のようなものでもよい。そのテストフィールドは、専らこのテストフィールド材 料からなっていてもよい。また、本５発明、あるいはテストキャリア技術におい て一般的に使用される、たとえば紙、プラスチック膜あるいは繊維材料といった ような他の層材料との組み合わせにしたがって、複数のテストフィールド材料を 使用してもよい。

本発明の目的は、きわめて層の薄い、独立している（ｌｃｌｌ−ｓｕｐｐｏＩｔ ｉｎｇ）という特性を有し、さらに体液分析の分野における付加的なきわめて厳 しい要件を満足させるテストフィールド材料を提供することである。

この目的の達成のため、前文に記述した種類の方法において提案されることは、 試薬フィルムマスが、広範囲にキャリア材料の孔に浸透するように、適用面から 開孔繊維構造（ｏｐｅｎ−ｐａｒｅｄ　ｆＩｂｒｅ　５ｔｒｕｃｔｕ「ｅ）から なるキャリア材料リボンの中へと押しつけられ、反対面に含浸してきたマスが、 合成繊維構造の孔が試薬フィルムマスによって橋架けされる（ｓｐｘｎｎｅｄ） ようにリボンと平滑化具の相対的な動きによって平滑化され、さらにこのように 製造されたテストフィールド材料のリボンが非接触で乾燥されるということであ る。

「開孔繊維構造」という用語は、薄い開孔層を作製する繊維あるいは糸の織物構 造の、あらゆる型のものを表わしている。例としては、織られたまたは編まれた 布（Ｉａｂｒｉｃ）およびマットがある。単層の織られたまたは編まれた布、好 ましくは単繊維の糸からなるものを使用することが、とくに好結果をもたらすこ とがわかった。合成繊維構造の平均孔幅は０．０２ｍｍから０．０８ｍｍのあい だ、好ましくは０．０３ｍｍから０．０５ｍｍのあいだであるべきである。

試薬フィルムマスの構成は、本質的に、本発明による各々のテストキャリアにお けるテストフィールド材料の機能に依存する。それは、分散または溶解したポリ マーフィルム形成剤は別として、各々の試験に必要な試薬成分（たとえば酵素、 基質および緩衝試薬）および色素やスラリー化成分などといった補助的な材料を 含有する。

いずれのばあいも、キャリア材料を含浸させるさいの試薬フィルムマスの粘度は １０から３００ｍ？ｓｅｃ　、好ましくは２０から２００ｍ？ｓｅｔのあいだで あるべきである。

もうひとつの本発明の事項は、体液中の分析物測定用のテストキャリアのための テストフィールド材料であり、前記テストフィールド材料は、試薬フィルム材料 がその孔に橋架けしさらにその結果それを閉鎖するように埋め込まれている開孔 繊維構造を包含している。この試薬フィルム材料は、フィルム形成性の、粘性の ある試薬フィルムマスから形成されており、フィルムマスは、試薬フィルム材料 がテストフィールド材料の層の厚さにわたって本質的に対称に（ｓ７ｍｍｅｊ＋ １ｃａｌ１７）分布するように、繊維構造の中に押しつけられさらにその両面で 平滑化されている。

繊維層を試薬フィルムと組み合わせて使用することは、米国特許出願第４２９２ ２７２号および第４６０４２６４号から知られている。前者では、フィルム形成 マスはプラスチックフィルムに適用され、繊物（ｉｓｓｕｅ）はまだ湿っている マスに押しつけられる。織物はここでは主として、試料をテストフィールド（い わゆる「展開層」）の表面にわたって展開させるのに役立っている。この方法は 、きわめて薄い独立テスト層の製造には不適当である。フィルム形成マスは主に 織物の片面に位置づけられている。すなわち、それは非対称に分布している。米 国第４５０４２６４号では、試薬を含有したフィルム形成マスが主に層の片面に 残存するように、つまり、結果として非対称な層構造となることを目的として織 物層に適用されている。これは層の良好な光学的特性を保証するために必要であ るとみなされている。

合成繊維構造は、好ましくは単繊維の糸からなる。本発明によれば、試薬フィル ムマスが均一に分布した、きわめて薄いテストフィールド材料が１回の操作で製 造される。実際、たとえばおおよそ０．０６ｍｍの厚さのテストフィールド材料 が製造されており、層の厚さを測定したところ、成分分析および機能テストにお いてきわめて良好な特性を有している。米国第４６０４２６４１号では、単繊維 の織物はあまり適当でないとみなされており、付加的なキャリアフィルムと関連 してのみ使用される。したがって試験の目的のために適当な、均一な特性は、こ こでは比較的大きな層の厚さでのみ達成される。このことは、試薬の大量消費お よび長時間の反応時間をもたらす。

テストフィールド材料として、試薬を含浸させた織物またはマットを使用するこ ともまた知られている。しかしながら、これらは製造法および構造の両方の点に おいて、本発明のテストフィールド材料と根本的に異なる。

既知の方法では、一般的に織物のリボンが、試薬および他の補助的な物質ととも に、比較的高濃度の流体含浸溶液を含有する含浸タンクを通って誘導されること により、含浸が実施される。リボンはタンクから誘導され、過剰分がタンクに戻 って流れうるようにリボンを垂直に移送するあいだ、過剰の含浸溶液が拭き取ら れる。含浸させた織物はその開孔の特性を保有している。したがってそ・の方法 は、織物の孔が比較的粘度の高い試薬フィルムマスで橋架けされているような閉 鎖層は包含していない。

本発明に関連して、タンク内の含浸溶液の粘度が織物の孔を閉鎖する程度にまで 増加したときでさえ、既知の方法では満足できる結果をもたらさないことが確実 であった。むしろ、試薬フィルムマスのむらのある分布をもたらした。

本発明は以下の図で概略的に表された実施例を示すことによってつぎに詳細に説 明されるであろう。

図１　本発明にしたがった方法を実施するための第１のシステムのきわめて概略 的な側面図、 図２一部変更した具体例の詳細な図、 図３　本発明にしたがった方法を実施するためのシステムの別の具体例の、図１ のごとき側面図、図４　本発明にしたがった乾燥前のテストフィールド材料の断 面図、 図５　本発明にしたがったテストフィールド材料を備えたテストキャリアの断面 図、 図６　本発明に好適な合成繊維構造の平面図。

図１に示されたシステムにおいて、キャリア材料のリボン１は、矢印２の方向に 順次、スリットオリフィス（ｏｒ百１ｃｅ）　３を経由し、平滑化具４の下方を 、さらに乾燥室５を通って誘導される。

スリットオリフィス３および平滑化具４は、図示した輪郭をもって（図の平面に 対して垂直に）、キャリア材料リボン１の幅全体にわたって拡がっている。試薬 フィルムマス６はスリットオリフィス３を通って、試薬フィルムマスが開孔繊維 構造の孔の中に広域にわたり浸透するように、キャリア材料リボン１の中へと押 しつけられる。このばあい、適用面１ａはキャリア材料リボン１の下側となる。

反対面１ｂ上で、試薬フィルムマスは、合成繊維構造の孔が試薬フィルムマスに よって橋架けされ、さらにキャリア材料リボンの糸もまた（きわめて薄く）試薬 フィルムマスで被覆されるように、平滑化具４によって平滑化される。

試薬フィルムマス６は、貯蔵容器（図示されていない）から計量ポンプ７によっ て供給される。計量は、試薬フィルムマス６のキャリア材料リボン１への浸透を （たとえば画像分析法によって）モニターする実際値表示器ｆａｃｔｕａトｖａ ｌｕｅ　１ｎｄｉｃｘｔｏｒ）　９に任意に接続されつるコントローラー８によ ってコントロールされる。

試薬フィルムマスの正確な計量は良好な結果のためには必要不可欠である。一方 で供給量は、キャリア材料リボンの孔が完全に閉鎖されるように、少なくとも開 孔繊維構造に全く充分に浸透し、その反対面の平滑化を行ないうるほどに多量で なければならない。他方では、しかしながら、過剰な計量もまた不都合である。

試薬フィルムマスの供給量は、平滑化中に過剰分がふき取られないように制限さ れることが好ましい。

実際は、試薬フィルムマス６が供給される計量速度を経験的に決定し、さらにテ ストフィールド材料をこの固定した計量速度で連続して製造することで充分であ ることが確認されている。図１に示されるような実際値表示器９を用いる調整の 可能性は、したがって、付加的な選択であるとみなされるべきである。

また、平滑化具４を通過したのち、まだ湿ったままではあるができあがったテス ト材料１０が、本質的に非接触で乾燥されることも必要不可欠である。それは、 好ましくは図示したように無束縛に宙づり状態で、乾燥室５を通って搬送される 。乾燥されたテストフィールド材料ｌｌは移送ローラー１２によって引かれ、図 示されていないローラーに巻きつけられる。まだ湿っているテストフィールド材 料１０のストリップは、当然ながら、結果としてその特性が損なわれないほどの 微少な接触である限り、あるいはテストフィールド材料１１の乾燥したストリッ プの対応部分が切断されており使用されていない限りにおいて、限られた領域部 分（とくに端部）の誘導要素（Ｉｕｉｄｅｅ！ｅｍｅｎｔｓｌと接触することが できる。「本質的に非接触で」ということがこの意味で理解されなければならな い。

いかなる機械要素も、それがキャリア材料リボン１の幅にわたって拡がり、さら に反対面から合成繊維構造の中へと浸透する試薬フィルムマスを平滑化するのに 好適であるものは、本発明の意味する範囲における平滑化具４とみなされるべき である。それは、好ましくは、図示したようにキャリア材料リボン１に接触し鋭 い端部として作用する端部４ａを、移送方向２における後方の末端に有するよう に形づくられる。このようにして、平滑ストローク（ｓｍｏｏｔｈ　ｓｔ＋ｏｋ ｅ）かえられる。鋭い末端４ａの前方の、キャリア材料１に面した平滑化具４の 表面は（図１に示されるように）凸面状にカーブしていてもよく、あるいは（図 ２に示されるように）平面であってもよい。いわゆる「ドクター幅（＋］ｏｃｌ ｏ＋　ｗｉｄｔｈ）　Ｊは、つまり、キャリア材料１に接触している平滑化具の 下面（底部）の幅すのことであるが、比較的狭くなければならないことがわかっ た。それは好ましくは２０ｍｍより小さく、とくに好ましくは１０ｍｍより小さ い。

スリットオリフィス３もまた、適用面１ａにおいても平滑な面を製するために好 ましくは鋭い端部３ａを有する。

上述の記載は、試薬フィルムマス６は必ずキャリア材料リボン１のただ一方の面 にのみ供給され、平滑化具４は他方の面にのみ設置されるということを意味する と理解されるべきではない。これは一般的に便宜上のおよび経済上のことである 。しかしながら、キャリア材料の第１の面からの供給および第２の面からの平滑 化に加えて、かりに供給もまた第２の面から、そしてばあいによっては平滑化も また第１の面から行なわれたとしても、本発明の範囲を超えるものではない。

きわめて薄い独立テストフィールド材料は、サンプル（とくに全血）がテストフ ィールド材料の片面に置かれ、結果としての呈色反応がテストフィールド材料の 他方の面で観察されるようなテストキャリアに関して、とくに実用的な重要性を 有する。試薬フィルムマスは好ましくは発色試薬および色素を含有する。このよ うな適用に必要な試料流体の充分な透明度をうるためには、（溶解したフィルム 形成剤ではなく）分散フィルム形成剤を使用すれば有利である。

好ましい試薬フィルムマスおよびそれらによって達成された利点に関する詳細は 、ドイツ特許出願筒Ｐ４１０６２９３、０号を参照すれば見出される。

図３に示される具体例では、試薬フィルムマス６は上方から供給される。キャリ ア材料リボン１は、ドクターブロック（ｄｏｃｔｏｒ　ｂｌｏｃｋＮ３の上方を 矢印２の方向に誘導される。ドクターブロックの（移送方向２の）端部に近接し 、材料ストリップ１の上方に位置づけられているのはドクターボックス（ｄｅｃ ｔｏ＋　ｂａＸ）　１５である。これは移送方向においてドクター（「ドクター ブレード（ｄｏｃｌｏ＋ｂｌａｄｅｌＪの名もまた、通常使用される）で閉鎖さ れ、試薬フィルムマス６が充填されている。このばあい、キャリア材料リボン１ の上面が適用面１ａであり、下方からドクター１６の下面（ドクター面）に接触 している。この装置において、好ましくは、平滑化具として図示のように第２の ドクター１４が使用され、そのドクター１４の上方をキャリア材料リボン１が（ ドクター１４のドクター面がキャリア材料リボンに下方から接触するように）誘 導される。ここで、ドクター１４の鋭端部１４ａは、好ましくは移送方向２にお いて、ドクター１６の鋭端部１６ａと同じ位置線上にある（ＩＯｌＩＯＩＦ　！ 　ｃｏａｒｓｅ　ｆｌｕｓｈ　ｖＮｈｌべきである。

図３と比較するとあまり好ましくはないが、別の具体例ニヨれば、ドクタースト ー：／　（ｄｏｃｔｏｒ　５ｊｏｎｅＨ３もまた、平滑化具として作用する。こ のばあい、上方をキャリア材料リボン１が通過する移送方向２の後方の端部は、 移送方向においてドクターボックス１５のすぐうしろに位置づけられ、好ましく はドクターＩ６の鋭端部１６ａと同じ位置線上にあるべきである。

この装置を用いて自己計量（ｓｅｌｌ−ｍｅｌｅｒｉｎｇ）が達成できる。これ は、試薬フィルムマス６がキャリア材料リボン１に導入される計量速度が、ドク ターギャップ（ｄｏｃｔｏｒｇａｐ）、すなわちドクター１６の下方の端部とド クターストーン１４との間の距離の大きさによって調節可能だからである。ドク ターボックス１５のボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）はドクター１６により出口側に おいて閉じ込められる（ｃｏｎｆｉｎｃｄ）ため、ドクターによってふき取られ た試薬フィルムマスの過剰分はドクターボックス１５中に残存する。

図４および図５は、試薬フィルムマス６が合成繊維構造１９中に埋め込まれてい るテストフィールド材料を断面図で示している。合成繊維構造１９の糸２Ｇは、 好ましくは細く　（最大０．　Ｉｍｉの太さ、好ましくは０．０２〜０．０６ｍ ｍ）、また、好ましくは単繊維である。

試薬フィルムマス６は、合成繊維構造１９の孔２１が事実上完全に満たされ、糸 ２０が試薬フィルムマスで両面とも薄く被覆されるように適用される。平滑化後 の湿ったキャリア材料リボンＩＯの状態は、図４にかなり概略的な形態で示され ている。

乾燥工程により、試薬フィルムマス層の厚さは減少する。このことで糸と糸のあ いだのテスト層の表面が、図２に示されるように微妙に凹面を描いている特徴的 な構造がもたらされる。

本発明によるテスト材料は、好ましくは独立テ・ストフィールドとして他のテス ト層をまったく伴わずに使用される。このようなテストキャリア２３は図５に示 され、テＩストフィールド２２は枠２４で包囲されている。

図６は本発明に好適である単繊維の織物の典型的な構造を示している。糸は、開 孔２１のある、ゆるい格子状の配列を有する。孔のサイズＡは０．０２から０． 　［１８ｍｍ、好ましくは０．０３から０．０５ｍｍのあいだであるべきである 。図示さ５れている四角形の孔のばあい、「孔のサイズ」という用語はその辺の 長さを意味する。四角形から逸脱した孔の形状を利用するならば、孔のサイズは 、孔の平均断面の平方根として定義される。

繊維構造を形成する糸の太さＢは、前記の通り、好ましくは０．０２から０．０ ６ｍｍのあいだであり、［１，０３ｍｍから０．０４−■のあいだの値がとくに 好ましい。たとえばポリエステルは糸の材料として好結果をもたらすことがわか った。

５しかしながら、他の材料もまた好適である。

要　約　書 きわめて薄い層厚さの独立テストフィールド材料の製造法。試薬フィルムマス（ ６）は、それが広くキャリア材料の孔に浸透するよう、適用面（１ａ）から、開 孔繊維構造からなるテスト材料（１）　のストリップに埋め込まれる。

合成繊維構造の孔が試薬フィルムマス（６）によって橋架けされるように、試薬 フィルムマス（６）は、リボンと平滑化具（４）の相対的な動きによって反対面 （ｌｂ）で平滑化される。最後に、このように製造されたキャリア材料リボン（ １０）は、本質的に非接触で乾燥される。（図１）手続補正書（睦） 平成５年１月２９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．きわめて薄い層厚さの独立テストフィールド材料の製造法であって、 （ａ）キャリア材料の孔の中に広範囲に浸透するように、試薬フィルムマス（６ ）が、適用面（１ａ）から、開孔繊維構造からなるキャリア材料バンド（１）の 中へ押しつけられ、 （ｂ）繊維構造の孔（２１）が試薬フィルムマス（６）によって橋架けされるよ うに、反対面（１ｂ）の試薬フィルムマス（６）が、バンドと平滑化具（４，１ ４）との相対的な動きによって平滑化され、さらに （ｃ）このように製造されたテストフィールド材料（１０）のストリップが本質 的に非接触で乾燥される製造法。 ２．平滑化するさいに平滑化具（４，１４）によってふき取られる過剰分がほと んどないように、試薬フィルムマス（６）が計量されて供給される請求項１記載 の製造法。 ３．繊維構造（１９）が、好ましくは単繊維の糸（２０）からなる単層の織られ たあるいは編まれた布である前記請求項のいずれかに記載の方法。 ４．キャリア材料（１）の中へ押しつけるさいの試薬フィルムマス（６）の粘性 が１０ｍＰａｓｅｃ〜３００ｍＰａｓｅｃ、好ましくは２０ｍＰａｓｅｃ〜２０ ０ｍＰａｓｅｃである前記請求項のいずれかに記載の方法。 ５．試薬フィルムマスが発色試薬および色素を含有する前記請求項のいずれかに 記載の方法。 ６．試薬フィルムマス（６）が分散液のフィルム形成剤を含有する前記請求項の いずれかに記載の方法。 ７．平滑化具（４，１４）が移送方向の後方の端に端部を有する前記請求項のい ずれかに記載の方法。 ８．試薬フィルムマスは上方からドクターボックス（１５）からキャリア材料バ ンド（１）の上へとかき集められ、ドクターボックス（１５）は移送方向（２） においてキャリア材料バンド（１）と上方から接触しているドクター（１０）に よって閉鎖されており、さらに、キャリア材料バンド（１）は下方から接触して いる平滑化具（１４）の上方を通過する前記請求項のいずれかに記載の方法。 ９．平滑化具（１４）が、移送方向（２）においてドクター（１６）の鋭端部（ １６ａ）と同じ位置線上にある鋭端部（１４ａ）を有する請求項８記載の方法。 １０．キャリア材料バンド（１）がスリットオリフィス（３）の上方を誘導され 、試薬フィルムマス（６）が下方からスリットオリフィス（３）を通ってキャリ ア材料（１）の中に押しつけられ、そののち平滑化される前記請求項のいずれか に記載の方法。 １１．体液中の分析物を測定するためのテストキャリア用テストフィールド材料 であって、試薬フィルムマスが、孔（２１）を橋架けしそして閉鎖するように開 孔繊維構造（１９）中に埋め込まれており、該試薬フィルムマスは、合成繊維材 料の中に押しつけられさらに両面で平滑化されるフィルム形成性の、粘性のある 試薬フィルムマスから形成されたものであるテストフィールド材料。 １２．平均の厚さが１ｍｍ未満、好ましくは０．０７ｍｍ未満である請求項１１ 記載のテストフィールド材料。 １３．繊維構造の平均の孔のサイズが０．０２ｍｍ〜０．０８ｍｍ、好ましくは ０．０３〜０．０５ｍｍである請求項１１または１２記載のテストフィールド材 料。