JPH058384B2 - - Google Patents

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JPH058384B2
JPH058384B2 JP59087461A JP8746184A JPH058384B2 JP H058384 B2 JPH058384 B2 JP H058384B2 JP 59087461 A JP59087461 A JP 59087461A JP 8746184 A JP8746184 A JP 8746184A JP H058384 B2 JPH058384 B2 JP H058384B2
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JP
Japan
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layer
filtration layer
analytical element
fibrous
containing liquid
Prior art date
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Japanese (ja)
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JPS60230064A (en
Inventor
Yoshiji Masuda
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE8585105215T priority patent/DE3583414D1/en
Priority to EP85105214A priority patent/EP0159727B1/en
Priority to DE19853587159 priority patent/DE3587159T2/en
Priority to EP85105215A priority patent/EP0160916B1/en
Publication of JPS60230064A publication Critical patent/JPS60230064A/en
Priority to US07/098,735 priority patent/US4855108A/en
Priority to US07/338,992 priority patent/US4950454A/en
Publication of JPH058384B2 publication Critical patent/JPH058384B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/52Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Biotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

発明の目的 1 産業上の利用分野 本発明は固形分を含有する液体試料の乾式分析
に有効な分析素子に関する。 2 従来の技術 層状(シート状)に構成されたいわゆる乾式分
析要素を用いて、試料液中の生化学的活性成分を
検出定量する分析システムは既に多数知られてい
る(米国特許第3050373号等)。それらの分析方法
において一般的に利用されているのは、液体試料
中に含まれている分析対象成分(アナライト)と
の接触により物理的もしくは化学的な反応を起こ
す反応性成分を予め分析要素の中に含有させてお
き、分析要素内に導入されたアナライトと前記反
応性成分との反応を分析要素内に設けられた生物
学的反応層において進行させ、その反応生成物あ
るいは未反応成分などの量を分光的、蛍光的にあ
るいは放射性同位元素を用いる方法などによつて
測定し、アナライトの定量を行う方法である。 以上のような乾式分析方法は分析操作が比較的
簡便であるため、例えば、抗原・抗体反応を利用
する免疫学的分析、酵素反応を利用する酵素ある
いは基質の分析など多くの目的に利用されてい
る。分析要素を用いる方法は一般的に簡便である
との利点がある一方、種々の液体試料の分析に適
合し得る広いラチチユードをもたせるために分析
要素の層構成にはこれまでにさまざまな工夫がな
された。特に固形分を含有する液体、例えば全血
を分析試料として供する場合には、試薬層の上方
に血球濾過層を設けそこで主として赤血球を濾過
する工夫が提案された。典型的な血球濾過層は特
公昭53−21677に記載されており、これは適正な
多孔度をもたせた材料によつて血球類の濾過を行
うものである。従つて濾過層の孔径は血球類のサ
イズ(7〜30μm)よりも小さい1〜5μmに設定
すべきであることが教示されている。すなわち血
球類は濾過層に浸透することができずその表面に
残留するいわゆる表面濾過をうけることにより、
血清や血漿等の液体成分から分離されるのであ
る。このような表面濾過による血球分離は血球濾
過層が分析要素にくみこまれている点で予め全血
試料を遠心分離していた従来慣用の方法よりも簡
便ではあるが、濾過速度が充分速いとは言えず目
づまりを起こし易い。その結果として液体試料の
展開不良を生じ分析感度の低下を招きかつ分析精
度を損なうことになる。 特開昭57−53661には平均直径0.2〜5μm及び密
度0.1〜0.5g/cm3を有する特定のガラス繊維から
構成された層によつて血液から固形分を除き血漿
及び血清を分離する器具が記載されている。しか
しながらこの分離器具の血球分離機能も満足すべ
きものではなく、その実施例によれば多層分析要
素を使用する分析としては適用される血清又は血
漿量を層の吸収量の50%以下に限定し更に疎水性
バリヤ層を設けることにより始めて実用的な血
球/血清(漿)分離を達成している。しかも上記
分離器具は血清もしくは血漿が血球よりも迅速に
ガラス繊維層を通過するという認識に基づいて提
案されており、後記本発明の特徴的概念である体
積濾過に基づく固液分離についてはなんら示唆す
るところがない。 発明が解決しようとする問題点 本発明は、予め血液を遠心分離する煩雑さ、表
面濾過に基づく固液分離に避けることができない
濾過層の目づまりを、或はまた、不満足な固液分
離能等従来法における問題点を解決しようとする
ものである。 発明の構成 問題点を解決するための手段 本発明においては、前記のごとく表面濾過によ
ることなく、層自身の立体的構造を効率的に利用
しその体積全体にわたつて固形分を収納する現象
(本明細書ではこの現象を「体積濾過」という)
に基づいて液体試料から固形分を分離しようとす
るものである。本発明者等は種々の材料について
検討を重ねた結果、固形分含有液体試料から体積
濾過によつて該固形分を分離するのに繊維質素材
が有効であることを見出した。又この繊維質素材
から構成される固形分を収納するための層(以下
「体積濾過層」という)をこれと密着一体化して
構成する非繊維質微体孔性液体試料展開層(以下
「展開層」という)を組合わせて使用すると、殆
ど瞬時に完璧な固液分離が達成されることを見出
した。 本発明は繊維質素材からなる体積濾過層及び非
繊維質微多孔性媒体からなる展開層(非繊維質多
孔性展開層)から構成された固形分含有液体試料
から固形分を分離するための分析素子に関し、展
開層の保液力が体積濾過層のそれより大きくかつ
両層が、それらの境界面において体積濾過層の繊
維質素材が展開層の細孔内壁にアンカーリングし
て密着一体化(一体成型)して構成されているこ
とを特徴とする。 上記の展開層と体積濾過層とのアンカーリング
による密着一体化には、たとえば、予め調製した
展開層の上に体積濾過層の繊維質素材の分散液を
載せ、この分散液を展開層を濾過材として利用し
て濾過操作を行なう方法を利用して実現すること
ができる。 本発明の分析素子を構成する体積濾過層に使用
することができる繊維質素材としては、ガラス繊
維、石綿などの無機繊維、木綿、麻、パルプ、絹
などの天然有機繊維、ビスコースレーヨン、銅ア
ンモニアレーヨン、セルロースアセテート、部分
ホルマール化ポリビニルアルコール、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチ
レン、ポリエステル類(ポリエチレンテレフタレ
ート等)などの半合成繊維、合成繊維が典型的で
ある。この中でもガラス繊維は特に好ましい。こ
れらの繊維質素材は言うまでもなく液体試料又は
アナライトと実質的に反応しないものでなければ
ならない。 体積濾過層を達成するこれらの繊維質素材は約
0.02〜0.1g/cm3の密度をもつものが望ましい。又
これらの繊維質素材は約0.1〜5μmの太さ、約100
〜4000μmの長さをもつものが本発明の目的に有
利であり、常法によつて、例えば10〜200メツシ
ユ(タイラー規格)程度のフルイを用いて分級す
ることにより所望の繊維質素材を得ることができ
る。これらの繊維質素材は展開層を構成する繊維
質素材の保液力により小さい保液力をもつように
調製される。保液力は層の空隙の粗密(空隙率)、
層空間のクリアランス、繊維質素材の太さあるい
は、非繊維質素材の細孔の孔径等により決定され
るものであり、いずれかの層の材質が決まれば、
他方の材質を上記の要件に従つて選択することに
より、両層を機能的に構成することができる。例
えば、比較的保液力が強く、液体の展開作用に優
れた特性を有する非繊維質多孔性素材であるメン
ブランフイルターを上記展開層として選んだ場合
体積濾過層は、密度の粗ないわゆるかさ高性のあ
る繊維(具体的には太く又は長い繊維)を分散し
たスラリーを上記メンブラフイルターに抄紙成形
することにより容易に得ることができる。すなわ
ち、まず初めに展開層の素材を選択し次いで素材
の選択と抄紙方法により、展開層よりかさ高性の
ある体積濾過層を展開層に重ねて一体成形するの
に簡便である。その場合に特に留意すべき点は、
非繊維質多孔性の展開層部材の細孔にアンカーリ
ング(つきささること)し得る、比較的短い繊維
を共存せしめることである。 体積濾過層の保液力に調節方法については、素
材の選択で言えば、より細かい繊維質多孔性媒体
を用いればより密な層を形成できるし、抄紙方法
で言えば、より大きな圧力差やより液比重の大き
いスラリーを使用して抄紙を行えばより密な層が
得られる。又、抄紙後圧力をかけて成形するいわ
ゆるカレンダーリングを行うことは、密な層を作
製する有効な方法である。より保液力の小さい体
積濾過層はこれと逆の方向で素材及び方法を選択
し、展開層と一体成形すればよい。 本発明において展開層を構成する非繊維質多孔
性媒体としては通常当分野において液体試料を均
一に展開するいわゆる計量又は「メータリング」
機能をもつものとして公知の非繊維質多孔性材料
を挙げることができる。そのような非繊維質多孔
性素材の典型的なものとしてはポリカーボネー
ド、ポリアミド、セルロースエステル、等のポリ
マーから公知の方法で得られるブラツシユポリマ
ーがある。ブラツシユポリマーとしては「富士ミ
クロフイルター」(登録商標、富士写真フイルム
製)「ミリポアー」(商品名、ミリポア・コーポレ
ーシヨン製)、「メトリセル」(商品名、ゲルマ
ン・インストルメント社製)として市販されてい
るもの等が適当である。非繊維質多孔性媒体につ
いては特開昭49−53888、米国特許3992158号等に
詳説されている。 前記の如とく保液力は種々のフアクターにより
変わり空隙率はその一つであるから、体積濾過層
について一定の範囲を設定することは困難であ
る。しかしながら一応の目安として約85%以上
(好ましくは95%以上)の空隙率とするのが好都
合である。 本発明の分析素子は上記の素材からなる体積濾
過層と展開層とを密着一体化して構成されること
を特徴とする。本明細書において密着一体化と
は、前述のように、従来技術における一体型(通
常、複数の層を単に重ね合わせて加圧成形するか
バインダーあるいはこれに準ずる物質を使用して
接着型成形により得られる)と称するものとは異
なり、体積濾過層と展開層との界面においては体
積濾過層を達成する繊維質素材の繊維が展開層の
細孔内壁につきささりアンカーリング構造を呈す
る状態をいう。この三次元的アンカーリング構造
は化学的なものではなく単に物理的なものである
が充分に強固であり、この界面状態を破壊するこ
となく元の二層に分離することはできない。 本発明の固液分離用反応素子は以下のようにし
て製造することができる。 (1) (イ) 体積濾過層用繊維質素材をばらばらにほ
ぐし、必要なふるい分け等でその長さを調整
する。ふるい分けで短繊維を取り除いた場合
には、一定量のアンカーリング用の短繊維を
加える必要がある。ここにいう短繊維とはア
ンカーリングのためであるから、非繊維質多
孔性媒体の孔径によりその長さあるいは太さ
が異なるが、通常約150メツシユ(タイラー
規格)のふるいを通過する繊維であり、この
ような短繊維を使用する。 (ロ) (イ)で得られる繊維質素材を液性分散媒(例
えば水、水と水相溶性有機溶媒との混合物中
に分散してスラリー(紙料液)を調整する。
その際分散媒を適宜選択しすることによりあ
るいは水可溶性の溶質(例えばシヨ糖等)を
添加することにより所望の比重及び粘度をも
つたスラリーを得ることができる。スラリー
の調整に際しては分散剤、粘度調整剤、防腐
剤など一般の抄紙作業に用いられる各種の薬
剤を任意に添加してもよい。スラリーの調整
方法についても特に限定はなく、例えば、マ
グネチツクスターラー、攪拌ばね、ホモゲナ
イザー、ボールミルのような通常の混和装置
を用いる方法、ヒーターのようなスラリーの
製造において一般的に用いられる方法など各
種の任意の方法を利用することができる。 (2) 一方展開層用非繊維質多孔性素材は、前述の
素材のなかから、所望の保液力に応じて選択す
る。 (3) 体積濾過層付展開層の調製は、(2)で選んだ非
繊維質多孔性素材上で、(1)で調製したスラリー
を濾過抄紙することにより容易に調製できる。
即ち、非繊維質多孔性素材を適当な濾過器(例
えば長綱、丸綱、抄紙用の綱、フイルター濾過
器)上に濾材のかわりに設置し、上記スラリー
を吸引濾過し、分散媒を除く。この抄紙過程で
スラリー中の繊維の一部が展開層の界面で細孔
につきささつた状態を取り、いわゆるアンカー
リング構造を形成し強固な界面接合状態を形成
する。 (4) 次いでこの抄紙体を一定のクリアランスを有
する部材を用いてその厚さを規定する。例え
ば、該抄紙体を二枚の間に挟んで一定の厚さに
なるまで圧縮する、該抄紙体を一定のスリツト
を有するローラーの間を通過させる等各種の方
法を利用することができる。その詳細は本発明
者らの先願である特願昭57−211382に記載され
ている。このようにして抄紙体の厚さを規定し
たのち、その厚さを実質的に変えることなく乾
燥を行う。 そのような目的のためには乾燥は比較的低温
で行うのが好ましく、特に凍結乾燥は好ましい
手段である。乾燥は厚さを規定する前におこな
つてもよい。 作 用 本発明の分析素子は複数の層(例えば、反応
層、試薬層、光遮蔽層等)が積層された構成をも
つ多層分析要素の一部として液体試料が点着され
る側の最外層が体積濾過層となるように設けて使
用される。 本発明の分析素子に固形分を含有する液体試料
が点着されると、まず体積濾過層において固形分
が収納される。収納は体積濾過層の内部において
液体試料の移動につれて行われるので目づまりを
生じることなく固液分離が行われる。その際、層
間での液体試料の移動が円滑になるように体積濾
過層と境界面において係合されて密着一体化され
た非繊維質多孔性の展開層の保液力が体積濾過現
象と連動して固液分離をより効果的に短時間で完
結させるものと思われる。そして液体部分の均一
かつ迅速な展開には前記界面状態が多大の貢献を
していることは言うまでもない。 本発明の素子を組みこんだ多層分析要素は実際
の分析に際し、例えば以下のように適用される。
多層分析要素の最上層に位置する本発明の素子の
体積濾過層上にアナライトを含有する固形分含有
液体試料を一定量滴下する。素子のなかで固液分
離が行われ液体成分のみが反応層、試薬層等へ移
動し対応する生物学的反応が生じる。その結果ア
ナライト量に相当するシグナルが発生する。この
発生シグナルを常法により測定する。 以下実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明
するが本発明はこれに限定するものではない。 実施例1 体積濾過層を備えたミクロフイルター
展開層の調製 ガラス繊維分散物の調製: ガラス繊維濾紙GA−100(東洋濾紙(株)製)2gを
2mm角に裁断する。裁断濾紙をメノウ製乳鉢に入
れ水で湿した状態でたたきほぐす。800mlの水を
加え、エースホモジナイザーAM−11型((株)日本
精機製作所製)で分散させた。タイラー規格のふ
るいメツシユNo.12を用いて分散物をこしわけ、繊
維のかたまりを除去し、ガラス繊維分散物とし
た。分散物中のガラス繊維固形分量は、23mg/ml
分散液であつた。固形分量は47mm径の0.22μm孔
径のミクロフイルター(富士写真フイルム(株)製)
を備えたミリポアー製濾過器で分散物10mlを濾過
後フイルターごと乾燥させて秤量、予め秤量して
おいたフイルター重量をさしひいて算出した。 体積濾過層付展開層の調製: 孔径0.8μmのミクロフイルターFM−80(富士写
真フイルム(株))をミリポアー製フイルター濾過器
(47mm径用)にセツトし、で調製したガラス繊
維分散物10mlと水100mlとを混和した液を濾過器
に移して濾過抄紙した。次いでミクロフイルター
ごと350μmのクリアランスを有する2枚のテフロ
ンコート処理したガラス平板ではさみつけ、余分
の水分を絞り出して厚さを一定にした。次いでド
ライアイス上で凍結させ、ガラス板をとりのぞい
てから凍結乾燥した。このようにして体積濾過層
付展開層[素子A]得た。 血液(全血液)の展開性能評価: で調製した体積濾過層の効果を調べるために
素子Aと、ミクロフイルター(FM−80)単独の
ものについて抗凝固剤を含む新鮮血液を滴下点着
した。正確に5分経過後ミクロフイルター部上に
展開した円形部分の直径を測定した。各々につき
10検体の測定を実施し、直径の平均値とその標
準偏差σを算出して第1表に示した(単位はmm)。
Object of the Invention 1 Industrial Application Field The present invention relates to an analytical element effective for dry analysis of liquid samples containing solid content. 2. Prior Art Many analysis systems are already known for detecting and quantifying biochemically active components in sample liquids using so-called dry analysis elements configured in a layered (sheet-like) manner (U.S. Pat. No. 3,050,373, etc.). ). Generally used in these analysis methods, reactive components that cause a physical or chemical reaction upon contact with the target component (analyte) contained in the liquid sample are prepared in advance as analytical elements. The reaction between the analyte introduced into the analytical element and the reactive component proceeds in the biological reaction layer provided within the analytical element, and the reaction product or unreacted component is This is a method of quantifying analytes by measuring the amount of analytes spectroscopically, fluorescently, or using radioactive isotopes. Since the dry analysis method described above is relatively simple to operate, it is used for many purposes, such as immunological analysis using antigen-antibody reactions, and enzyme or substrate analysis using enzymatic reactions. There is. While methods using analytical elements generally have the advantage of being simple, various improvements have been made to the layer configuration of analytical elements in order to provide a wide latitude that can be adapted to the analysis of various liquid samples. Ta. In particular, when a liquid containing solids, such as whole blood, is used as an analysis sample, it has been proposed to provide a hemocyte filtration layer above the reagent layer to mainly filter red blood cells. A typical blood cell filtration layer is described in Japanese Patent Publication No. 53-21677, which filters blood cells through a material with appropriate porosity. It is therefore taught that the pore size of the filter layer should be set to 1-5 μm, which is smaller than the size of blood cells (7-30 μm). In other words, blood cells are unable to penetrate the filtration layer and remain on the surface of the filtration layer, resulting in so-called surface filtration.
It is separated from liquid components such as serum and plasma. Blood cell separation using such surface filtration is simpler than the conventional method in which the whole blood sample is centrifuged in advance because the blood cell filtration layer is incorporated into the analytical element, but the filtration speed is not sufficiently fast. I can't say anything and it's easy to get confused. As a result, the liquid sample develops poorly, leading to a decrease in analytical sensitivity and impairing analytical accuracy. JP-A No. 57-53661 discloses a device for removing solids from blood and separating plasma and serum using a layer composed of specific glass fibers having an average diameter of 0.2 to 5 μm and a density of 0.1 to 0.5 g/cm 3 . Are listed. However, the blood cell separation function of this separation device is also not satisfactory, and according to the example, in an analysis using a multilayer analytical element, the applied serum or plasma amount is limited to 50% or less of the absorption amount of the layer. Practical blood cell/serum (plasma) separation was achieved for the first time by providing a hydrophobic barrier layer. Moreover, the above separation device was proposed based on the recognition that serum or plasma passes through the glass fiber layer more quickly than blood cells, and there is no suggestion whatsoever regarding solid-liquid separation based on volumetric filtration, which is the characteristic concept of the present invention described later. There's nowhere to go. Problems to be Solved by the Invention The present invention solves problems such as the complexity of centrifuging blood in advance, clogging of the filtration layer that cannot be avoided in solid-liquid separation based on surface filtration, or unsatisfactory solid-liquid separation performance. This is an attempt to solve problems with conventional methods. Means for Solving the Constituent Problems of the Invention In the present invention, as described above, the phenomenon of efficiently utilizing the three-dimensional structure of the layer itself to store solids over its entire volume, without using surface filtration. In this specification, this phenomenon is referred to as "volume filtration")
The objective is to separate solids from liquid samples based on the following. As a result of repeated studies on various materials, the present inventors found that a fibrous material is effective in separating solids from a solids-containing liquid sample by volumetric filtration. In addition, a non-fibrous microporous liquid sample development layer (hereinafter referred to as "deployment layer") is formed by closely integrating a layer for storing solids made of this fibrous material (hereinafter referred to as "volume filtration layer"). It has been found that when used in combination, complete solid-liquid separation is achieved almost instantaneously. The present invention is an analysis method for separating solids from a liquid sample containing solids, which is composed of a volume filtration layer made of a fibrous material and a spreading layer (non-fibrous porous spreading layer) made of a non-fibrous microporous medium. Regarding the element, the liquid retention capacity of the expansion layer is greater than that of the volumetric filtration layer, and the fibrous material of the volumetric filtration layer anchors to the pore inner wall of the expansion layer at the interface between the two layers, making them tightly integrated ( It is characterized by being constructed by integral molding. To integrate the above-mentioned spread layer and volume filtration layer by anchoring, for example, a dispersion of the fibrous material of the volume filtration layer is placed on the spread layer prepared in advance, and this dispersion is filtered through the spread layer. This can be achieved by using a method of performing a filtration operation using the filter as a material. Fibrous materials that can be used for the volume filtration layer constituting the analytical element of the present invention include inorganic fibers such as glass fiber and asbestos, natural organic fibers such as cotton, hemp, pulp, and silk, viscose rayon, and copper. Semi-synthetic fibers and synthetic fibers such as ammonia rayon, cellulose acetate, partially formalized polyvinyl alcohol, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, and polyesters (polyethylene terephthalate, etc.) are typical. Among these, glass fiber is particularly preferred. These fibrous materials must, of course, be substantially non-reactive with the liquid sample or analyte. These fibrous materials achieving a volumetric filtration layer are approximately
It is desirable to have a density of 0.02 to 0.1 g/cm 3 . In addition, these fibrous materials have a thickness of about 0.1 to 5 μm, and about 100
Those having a length of ~4000 μm are advantageous for the purpose of the present invention, and the desired fibrous material can be obtained by classifying in a conventional manner, for example, using a sieve of about 10 to 200 meshes (Tyler standard). be able to. These fibrous materials are prepared to have a smaller liquid-retaining power than that of the fibrous material constituting the spreading layer. The liquid holding power depends on the density of the voids in the layer (porosity),
It is determined by the clearance of the layer space, the thickness of the fibrous material, the pore diameter of the non-fibrous material, etc. Once the material of one of the layers is determined,
By selecting the other material according to the above requirements, both layers can be configured functionally. For example, if a membrane filter, which is a non-fibrous porous material with relatively strong liquid holding power and excellent liquid spreading properties, is selected as the spreading layer, the volumetric filtration layer has a coarse density and is bulky. It can be easily obtained by paper-forming a slurry in which fibers with properties (specifically, thick or long fibers) are dispersed into the membrane filter described above. That is, it is convenient to first select the material for the spreading layer, and then to integrally mold the volumetric filtration layer, which is bulkier than the spreading layer, over the spreading layer by selecting the material and the paper making method. In that case, the points to be especially noted are:
The aim is to coexist relatively short fibers that can be anchored into the pores of the non-fibrous porous spread layer member. Regarding the method of adjusting the liquid retention capacity of the volumetric filtration layer, in terms of material selection, a denser layer can be formed by using finer fibrous porous media, and in terms of papermaking methods, it is possible to form a denser layer by using a finer fibrous porous medium. If paper is made using a slurry with a higher liquid specific gravity, a denser layer will be obtained. Furthermore, performing so-called calendering, which involves applying pressure to shape the paper after papermaking, is an effective method for producing a dense layer. For a volumetric filtration layer with a smaller liquid retention capacity, the material and method may be selected in the opposite direction, and the layer may be integrally molded with the spreading layer. In the present invention, the non-fibrous porous medium constituting the spreading layer is commonly used in the art for so-called metering or "metering" for uniformly spreading a liquid sample.
Known non-fibrous porous materials can be cited as functional materials. Typical examples of such non-fibrous porous materials include brush polymers obtained by known methods from polymers such as polycarbonate, polyamide, cellulose ester, and the like. Brush polymers are commercially available as ``Fuji Microfilter'' (registered trademark, manufactured by Fuji Photo Film), ``Millipore'' (trade name, manufactured by Millipore Corporation), and ``Metricel'' (trade name, manufactured by Gellman Instruments). Appropriate is what you have. Non-fibrous porous media are described in detail in JP-A-49-53888, US Pat. No. 3,992,158, and the like. As mentioned above, the liquid retaining power varies depending on various factors, and porosity is one of them, so it is difficult to set a fixed range for the volumetric filtration layer. However, as a rough guide, it is convenient to set the porosity to about 85% or more (preferably 95% or more). The analytical element of the present invention is characterized in that it is constructed by closely integrating a volume filtration layer and a spreading layer made of the above-mentioned materials. In this specification, the term "adhesive integration" refers to the integrated type in the prior art (usually, by simply overlapping multiple layers and pressure molding, or by adhesive molding using a binder or similar substance). This refers to a state in which, at the interface between the volume filtration layer and the spread layer, the fibers of the fibrous material that achieves the volume filtration layer stick to the inner walls of the pores of the spread layer, forming an anchoring structure. Although this three-dimensional anchoring structure is merely physical rather than chemical, it is sufficiently strong that it cannot be separated into the original two layers without destroying this interfacial state. The reaction element for solid-liquid separation of the present invention can be manufactured as follows. (1) (a) Loosen the fibrous material for the volume filtration layer into pieces and adjust its length by sieving as necessary. When short fibers are removed by sieving, it is necessary to add a certain amount of short fibers for anchoring. The short fibers mentioned here are used for anchoring, so their length or thickness varies depending on the pore size of the non-fibrous porous medium, but they are usually fibers that pass through a sieve of about 150 meshes (Tyler standard). , using such short fibers. (b) The fibrous material obtained in (a) is dispersed in a liquid dispersion medium (for example, water or a mixture of water and a water-compatible organic solvent) to prepare a slurry (paper stock liquid).
At this time, a slurry having a desired specific gravity and viscosity can be obtained by appropriately selecting a dispersion medium or by adding a water-soluble solute (for example, sucrose, etc.). When preparing the slurry, various chemicals used in general papermaking operations such as dispersants, viscosity modifiers, and preservatives may be optionally added. There are no particular limitations on the method of preparing the slurry; for example, there are various methods such as using ordinary mixing equipment such as a magnetic stirrer, stirring spring, homogenizer, or ball mill, or methods commonly used in slurry production such as a heater. Any method can be used. (2) On the other hand, the non-fibrous porous material for the spreading layer is selected from the above-mentioned materials depending on the desired liquid retention capacity. (3) A spreading layer with a volumetric filtration layer can be easily prepared by filtering and paper-making the slurry prepared in (1) on the non-fibrous porous material selected in (2).
That is, a non-fibrous porous material is placed on a suitable filter (e.g. long rope, round rope, paper making rope, filter filter) in place of the filter material, and the slurry is suction filtered to remove the dispersion medium. . During this papermaking process, some of the fibers in the slurry become stuck in pores at the interface of the spreading layer, forming a so-called anchoring structure and forming a strong interfacial bonding state. (4) Next, the thickness of this paper body is defined using a member having a certain clearance. For example, various methods can be used, such as sandwiching the paper body between two sheets and compressing it to a certain thickness, or passing the paper body between rollers having a certain slit. The details are described in Japanese Patent Application No. 57-211382, an earlier application by the present inventors. After the thickness of the paper body is determined in this manner, drying is performed without substantially changing the thickness. For such purposes, drying is preferably carried out at relatively low temperatures, with freeze-drying being a particularly preferred means. Drying may be performed before determining the thickness. Function The analytical element of the present invention is part of a multilayer analytical element having a structure in which a plurality of layers (e.g., a reaction layer, a reagent layer, a light shielding layer, etc.) are laminated, and the outermost layer on the side on which a liquid sample is deposited. It is used by providing it so that it becomes a volume filtration layer. When a liquid sample containing solids is deposited on the analytical element of the present invention, the solids are first stored in the volume filtration layer. Since storage is carried out as the liquid sample moves inside the volume filtration layer, solid-liquid separation is performed without clogging. At this time, the liquid retention power of the non-fibrous porous spread layer, which is closely integrated with the volume filtration layer at the interface, is linked to the volume filtration phenomenon so that the liquid sample moves smoothly between the layers. It is believed that solid-liquid separation can be completed more effectively and in a shorter time. It goes without saying that the interfacial state greatly contributes to the uniform and rapid expansion of the liquid portion. A multilayer analytical element incorporating the element of the present invention is applied in actual analysis, for example, as follows.
A fixed amount of a solid-containing liquid sample containing an analyte is dropped onto the volumetric filtration layer of the element of the present invention located at the top layer of the multilayer analytical element. Solid-liquid separation is performed within the device, and only the liquid component moves to the reaction layer, reagent layer, etc., and a corresponding biological reaction occurs. As a result, a signal corresponding to the amount of analyte is generated. This generated signal is measured by a conventional method. The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited thereto. Example 1 Preparation of microfilter spreading layer with volumetric filtration layer Preparation of glass fiber dispersion: 2 g of glass fiber filter paper GA-100 (manufactured by Toyo Roshi Co., Ltd.) was cut into 2 mm square pieces. Place the cut filter paper in an agate mortar and beat it while moistened with water. 800 ml of water was added and dispersed using an Ace homogenizer model AM-11 (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.). The dispersion was strained using Tyler standard sieve mesh No. 12 to remove clumps of fibers to obtain a glass fiber dispersion. The glass fiber solid content in the dispersion is 23mg/ml
It was a dispersion liquid. The solid content is a microfilter with a diameter of 47 mm and a pore size of 0.22 μm (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.).
After filtering 10 ml of the dispersion using a Millipore filter equipped with a filter, the filter was dried and weighed, and the weight of the filter was calculated by subtracting the weight of the filter that had been weighed in advance. Preparation of spreading layer with volume filtration layer: Microfilter FM-80 (Fuji Photo Film Co., Ltd.) with a pore size of 0.8 μm was set in a Millipore filter (for 47 mm diameter), and 10 ml of the glass fiber dispersion prepared with The mixture with 100 ml of water was transferred to a filter and filtered paper was made. Next, the microfilter was sandwiched between two Teflon-coated glass plates having a clearance of 350 μm, and excess water was squeezed out to make the thickness constant. Next, it was frozen on dry ice, the glass plate was removed, and then freeze-dried. In this way, a spreading layer with a volume filtration layer [Element A] was obtained. Evaluation of blood (whole blood) development performance: In order to investigate the effect of the volumetric filtration layer prepared in step 1, fresh blood containing an anticoagulant was dripped onto the device A and the microfilter (FM-80) alone. After exactly 5 minutes had elapsed, the diameter of the circular portion developed on the microfilter portion was measured. for each
Measurements were carried out on 10 specimens, and the average value of the diameter and its standard deviation σ were calculated and shown in Table 1 (unit: mm).

【表】 なお、ミクロフイルター単独のものは、5分後
でも血液の一部のみが吸引されただけで、大部分
は表面に残留した状態であつた。しかも血球が全
面に展開していた。これに対し本発明の素子Aで
は、血球は約1分後に体積濾過層中へ収納され血
漿のみがすみやかに展開されていく様子が観察さ
れた。又体積血漿層を別に調製し、単にミクロフ
イルターと圧着して得られた素子においては、濾
過層からミクロフイルータへの移行が不規則であ
り、バラツキがはなはだしく使用にたえなかつ
た。 発明の効果 本発明の素子を多層分析素子にくみこんで使用
することにより、従来分析誤差を与えるものとし
て特別の手段を講じなければならなかつた固形分
含有液体試料の正確かつ迅速な分析が可能となつ
た。本発明の素子を使用することにより固形分が
体積濾過層に収納される結果目づまりを生じるこ
とがなく、又、保液力の大きい展開層が極めて短
時間で液体成分の展開を完了する。 本発明の素子は全血液、濁りをもつた尿試料や
体液、乳び血清等を液体試料とする場合に特に有
効である。例えば、固形分量の異なる全血液(ヘ
マトクリツト値の異なる全血液)の分析において
本発明の素子を用いると、ヘマトクリツト値の大
小にかかわらず、その血漿部分のみが定量的に展
開層に送り込まれ、展開層の計量効果により、血
漿量に応じた面積に展開されることになる。つま
り、本発明の素子は全血液を用いた分析におい
て、ヘマトクリツト値に左右されない分析を可能
にしかつ、計量誤差にもたえる分析を可能とする
ものである。
[Table] Note that with the microfilter alone, only a portion of the blood was aspirated even after 5 minutes, and most of it remained on the surface. Moreover, blood cells were spread all over the area. On the other hand, in the device A of the present invention, it was observed that the blood cells were accommodated in the volumetric filtration layer after about 1 minute, and only the plasma was rapidly expanded. In addition, in a device obtained by preparing a volumetric plasma layer separately and simply pressing it onto a microfilter, the transition from the filtration layer to the microfilter was irregular, and the variation was so great that it was unusable. Effects of the Invention By incorporating the element of the present invention into a multilayer analytical element, it is possible to accurately and quickly analyze solid-containing liquid samples, which conventionally required special measures to be taken due to analytical errors. Summer. By using the element of the present invention, the solid content is stored in the volume filtration layer, so that clogging does not occur, and the spreading layer, which has a large liquid holding capacity, completes spreading of the liquid component in a very short time. The device of the present invention is particularly effective when using liquid samples such as whole blood, turbid urine samples, body fluids, and chyle serum. For example, when the device of the present invention is used to analyze whole blood with different solid content (whole blood with different hematocrit values), only the plasma portion is quantitatively sent to the developing layer and developed, regardless of the hematocrit value. Due to the metering effect of the layer, the area will be expanded according to the amount of plasma. In other words, the device of the present invention enables analysis using whole blood that is not influenced by hematocrit values and also allows analysis that is resistant to measurement errors.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 繊維質素材からなる体積濾過層及び該体積濾
過層より大きい保液力を有する非繊維質多孔性展
開層が、それらの境界面において体積濾過層の繊
維質素材が展開層の細孔内壁にアンカーリングし
て一体成型されてなることを特徴とする固形分含
有液体試料用分析素子。 2 前記非繊維質多孔性展開層がブラツシユポリ
マーからなる特許請求の範囲第1項記載の固形分
含有液体試料用分析素子。 3 前記体積濾過層の密度が0.02〜0.1g/cm3の範
囲にあり、前記展開層の密度が0.1〜2.0g/cm3
範囲にある特許請求の範囲第1項記載の固形分含
有液体試料用分析素子。 4 前記一体成型が、予め調製した非繊維質多孔
性展開層の上に体積濾過層の繊維質素材の分散液
を載せ、この分散液を展開層を濾過材として利用
して濾過操作を行なうことにより製造したもので
ある特許請求の範囲第1項記載の固形分含有液体
試料用分析素子。 5 前記体積濾過層の繊維質素材の太さが0.1〜
1.0μmで、長さが10〜4000μmの範囲にある特許
請求の範囲第1項記載の固形分含有液体試料用分
析素子。 6 前記体積濾過層の厚さと展開層の厚さを合わ
せた厚さが100〜2000μmの範囲にある特許請求の
範囲第1項記載の固形分含有液体試料用分析素
子。 7 前記体積濾過層の繊維質素材がガラス繊維で
ある特許請求の範囲第1項記載の固形分含有液体
試料用分析素子。
[Scope of Claims] 1. A volume filtration layer made of a fibrous material and a non-fibrous porous expansion layer having a larger liquid retention capacity than the volume filtration layer, the fibrous material of the volume filtration layer expands at the interface between them. An analytical element for a solid-containing liquid sample, characterized in that it is integrally molded by anchoring to the inner wall of a pore of a layer. 2. The analytical element for a solid-containing liquid sample according to claim 1, wherein the non-fibrous porous spreading layer is made of a brushed polymer. 3. The solid content-containing liquid according to claim 1, wherein the volumetric filtration layer has a density in the range of 0.02 to 0.1 g/cm 3 , and the spreading layer has a density in the range of 0.1 to 2.0 g/cm 3 Analytical element for samples. 4. In the integral molding, a dispersion of the fibrous material of the volumetric filtration layer is placed on the non-fibrous porous spread layer prepared in advance, and a filtration operation is performed with this dispersion using the spread layer as a filtering material. An analytical element for a solid content-containing liquid sample according to claim 1, which is manufactured by. 5 The thickness of the fibrous material of the volumetric filtration layer is 0.1~
The analytical element for solid content-containing liquid samples according to claim 1, wherein the length is 1.0 μm and the length is in the range of 10 to 4000 μm. 6. The analytical element for a solid content-containing liquid sample according to claim 1, wherein the combined thickness of the volumetric filtration layer and the spreading layer is in the range of 100 to 2000 μm. 7. The analytical element for a solid content-containing liquid sample according to claim 1, wherein the fibrous material of the volumetric filtration layer is glass fiber.
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JPS57148250A (en) * 1981-03-10 1982-09-13 Fuji Photo Film Co Ltd Multilayer analysis film
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