JPH09105708A - 液体保持具とその製造方法 - Google Patents
液体保持具とその製造方法Info
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Abstract
も容易に保持することができ、且つ分析に十分な定量精
度を有する、簡易な液体保持具を提供する。 【解決手段】表面が互いに対向するように配置された有
機高分子からなる2つの透明な板状の基材12,13
と、上記2つの基材12,13の間に介在し、基材1
2,13の互いの間隔を固定するスペーサー14とを備
え、少なくとも一方の基材の表面は、液体が付着したと
きにその液面との間で相対的に小さい接触角αをなす第
一の領域と、第一の領域に隣接し、同じ液体が付着した
ときにその液面との間で相対的に大きい接触角βをなす
第二の領域とを含むことを特徴とする。
Description
の製造方法に関する。この液体保持具は、血中及び尿中
成分測定など臨床診断用具として好適に利用されうる。
合、その中の成分を分析するには、そのような液体を収
容する容器もしくは保持具が必要である。容器として
は、試験管などのガラス製器具が周知であり、それにピ
ペットで定量した検液が収容される。また、保持具とし
ては、液体が浸透可能な紙、有機高分子フィルムなどか
らなる試験片が知られており、この場合例えばピペット
で定量的に採取した検液を試験片に浸透させて保持す
る。
ラス製器具に収容する手段は、微量の採取が困難である
し、定量精度も劣る。また、検液を試験片に浸透させて
分析する場合にしても、一旦ピペットで定量するので、
手数がかかるばかりか、機械で自動化しようとすると
き、機械を小型化できない。それ故、この発明の目的
は、分析するために採取される液体が微量であっても容
易に保持することができ、且つ分析に十分な定量精度を
有する、簡易な液体保持具を提供することにある。
に、この出願の発明の液体保持具は、有機高分子からな
る基材を備える。そして、基材の表面には、液体に対す
る接触角の互いに異なる複数の領域が存在する。第一の
領域は、前記液体が付着したときにその液面との間で相
対的に小さい接触角αをなし、第二の領域は、第一の領
域に隣接し、前記液体が付着したときにその液面との間
で相対的に大きい接触角βをなす。
造方法は、液状試料を分析するために、液体を保持する
ことのできる液体保持具を製造する方法であって、下記
の工程を経ることを特徴とする。 (a)有機高分子からなる基材を用意する工程。 (b)基材の表面に密着させるか、又は表面から離れた
位置に所定パターンのマスクを配置する工程。 (b)マスクを介して基材の表面に紫外線を照射する工
程。 尚、液体保持具に保持させる液体は、分析の対象となる
液状試料そのものの他、試料と反応する試薬が溶かされ
た液体であっても良い。
面には、液体に対する接触角の異なる複数の領域が互い
に隣接して存在する。このため、その液体の量が微量で
あれば、液体は接触角の小さい(液体に濡れる)第一の
領域に付着し、接触角の大きい(液体に濡れにくい)第
二の領域には付着しない。
領域の面積を高精度に決定し、その周囲を第二の(接触
角の大きい)領域で囲めば、供給する液量の多少に関わ
らず、第一の領域の面積及びその液体と第一の領域とが
なす接触角αに応じて液体の付着量が高精度に定まる。
その結果、付着した液体に試薬を所定量滴下して液体を
定量することができる。なお、試薬を接触角の小さい領
域に予め塗布しておいても良い。
対向して配置し、それらの間にスペーサーを介在させて
間隔を固定すれば、第一の領域を底辺とし、2つの基材
で囲まれるほぼ円柱状の空間に液体が保持される。この
場合、一方の基材の表面にのみ接触角の互いに異なる複
数の領域を設け、他方の基材の表面に試薬を塗布するこ
とができる。その結果、第一の領域の接触角を変えるこ
となく試薬を予め塗布することができる。しかも、2つ
の基材で検液を挟んでいるので検液が基材からこぼれ難
くなるとともに、検液による感染から作業者を保護する
ことができる。また、分析機器の汚染を防止することも
できる。
けでなく、接触角にも依存するので、各領域の接触角を
制御して液体保持具を製造することも重要である。例え
ば、液体が水系の場合、接触角の大きい領域(疎水性領
域)の接触角βが60゜以上、一方の領域の接触角とそ
の領域に隣接する他方の接触角との差(β−α)が30
゜以上の範囲が好ましい。この範囲内であれば、付着量
のばらつきが小さいからである。接触角は、液体保持具
を紫外線照射によって製造する場合、後述の照射条件に
て制御可能である。
域を存在させる手段としては、疎水性(又は親水性)の
有機高分子基材の表面にマスクをして、マスクから露出
した部分に親水性基(又は疎水性基)やグラフト枝を化
学的に導入し、露出部分のみ親水性(又は疎水性)にす
る化学処理のほか、プラズマ処理、コロナ放電処理等で
も良いが、上記のように紫外線を照射する方法によれ
ば、格別の前処理や後処理を必要とせず、装置も簡易で
あるので、好ましい。
プロピレン、ポリスチレン、ABS、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、熱可塑性ポリウレタン、ポリメチ
レンメタクリレート、ポリオキシエチレン、フッ素樹
脂、ポリカーボネート、ポリアミド、アセタール樹脂、
ポリフェニレンオキシド、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサル
ファイド等の熱可塑性樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン
樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂等の熱
硬化性樹脂、シリコーンゴム等のゴムのうちから選ばれ
る1種以上が適用可能である。
状、膜状又は繊維状のいずれでもよく、要するに検液を
保持するための接触角の小さい領域を確保できればよ
い。接触角の小さい領域の形状としては、通常、直径1
〜7mmの円形、一辺の長さが1〜7mmの多角形、幅
1〜5mmの線形である。
低圧水銀ランプが最適である。このランプの管壁温度が
100℃前後と低く、エネルギーの高い短波長の紫外線
を放射するからである。照射する短波長の紫外線は、波
長185nm次いで254nmのものが高いエネルギー
を有するのでよい。照射条件は、通常、時間:1〜12
0分、照射距離:0.5〜8cm、照度:1〜20mW
/cm2程度である。
チレンテレフタレート(PET)及びポリカーボネート
(PC)のいずれかの材質からなる厚さ0.5mmの3
種類のシートを各5枚ずつと、直径2mm又は3mmの
円形状の透光窓が設けられたマスクとを準備した。
浄し乾燥した後、その表面上にマスクを置いて、基材か
らの垂直距離2cmの高さに低圧水銀ランプを固定し、
紫外線を基材に10分間照射することによって、実施例
の液体保持具を得た。
に引き上げたところ、基材表面のうちマスクの透光窓に
対応する円形状の部分にのみ水が付着しており、基材の
表面に、水に対する接触角の異なる2つの領域が円形の
境界線を介して隣り合って存在することが確認された。
水が付着している状態の液体保持具の平面図及び正面図
をそれぞれ図1(a)及び図1(b)に示す。付着した
水の量をカールフィッシャー法で測定した。測定結果を
表1に示す。
測定するために、50%エタノール水溶液で超音波洗浄
し乾燥した上記3種類の基材を各10枚ずつ準備し、そ
れらのうち各5枚に1.8μlの水を滴下して静的接触
角を測定した(UV照射前)。他方、残る各5枚に上記
液体保持具と同一条件で紫外線を照射した後、照射部分
に同様に水を滴下して静的接触角を測定した(UV照射
後)。測定結果を表1に示す。
ば、サブマイクロリットルオーダーという微量の水であ
っても高精度に一定量の水を保持できる。また、紫外線
を照射する部分の面積はもとより、接触角を制御するこ
とによっても、水の保持容量を変えることができる。さ
らに、いずれの基材も透明であるから、付着した水に光
を吸収させて基材を透過する光量をもって吸光光度分析
を行うことができる。なお、水中に浸漬する前は、2つ
の領域の存在を肉眼で確認することはできないが、紫外
線を照射する前の基材に予め、マスクの透過窓の内周円
と対応する円を線引きすれば、領域の境界が判る。
する。図2は、第2実施例の液体保持具を示す断面図で
ある。この例では、液体保持具11は、対向するように
配置された2枚の基材12,13と、基材12,13間
の間隔を固定するスペーサー14とからなる。
明なポリスチレン(PS)シートで、水が付着したとき
に90゜の接触角をなす。ただし、各基材12,13の
表面は、中央の直径3mmの円形領域のみ(図示省略)
が水と15゜の接触角をなすように親水性に改質されて
いる。また、一方の基材13は、その円形領域内に試薬
が塗布されている。
た。先ず、予めPSに対する紫外線照射条件(例えば照
射時間)と接触角との関係を実験で求めておいた。ポリ
スチレンシートを50%エタノール水溶液で超音波洗浄
し乾燥した後、紫外線照射装置にセットした。シートの
上方に直径3mmの円形の透光窓を有するマスクを置
き、その上方に低圧水銀ランプを固定し、円形領域と水
との接触角が15゜となるところまで、紫外線を照射し
た。
2mg 0.1Mリン酸緩衝液(pH6):3ml ポリビニルピロリドン:50mg
薬溶液を正確に1μl滴下し、乾燥させることによっ
て、基材13を得た。試薬溶液が滴下されないことを除
いて基材13と同様にして基材12を得た。基材12及
び基材13の紫外線照射領域を対向させ、間隔が0.3
mmとなるようにスペーサー14を介在させて固着する
ことによって、液体保持具11を完成した。
溶液を流した。すると、グルコース水溶液Wは、図2に
示すように各基材の上記円形領域内にのみ付着し、円柱
状の形態で保持された。1分間放置した後、波長550
nmの光を基材12,13の円形領域に垂直に透過し、
吸光度を測定した。3種類の濃度のグルコース水溶液に
ついて吸光度を測定した結果を表2に示す。
となった。従って、基材12と基材13との間に保持さ
れたグルコース水溶液の量は一定であると認められた。
示し、(a)はその平面図、(b)は正面図である。
示す断面図である。
Claims (13)
- 【請求項1】液状試料を分析するために、液体を保持す
ることのできるものであって、 有機高分子からなる基材を備え、基材の表面は、 液体が付着したときにその液面との間で相対的に小さい
接触角αをなす第一の領域と、 第一の領域に隣接し、同じ液体が付着したときにその液
面との間で相対的に大きい接触角βをなす第二の領域と
を含むことを特徴とする液体保持具。 - 【請求項2】第一の領域に試料と反応する試薬が塗布さ
れている請求項1に記載の液体保持具。 - 【請求項3】第一の領域が第二の領域で囲まれている請
求項1に記載の液体保持具。 - 【請求項4】基材が、透明である請求項1に記載の液体
保持具。 - 【請求項5】有機高分子が熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂
及びゴムのうちから選ばれる1種以上である請求項1に
記載の液体保持具。 - 【請求項6】基材の形態が、板状、ゲル状、膜状、筒状
又は繊維状である請求項1に記載の液体保持具。 - 【請求項7】βが60゜以上、αとβとの差が30゜以
上の範囲にある請求項1に記載の液体保持具。 - 【請求項8】液状試料を分析するために、液体を保持す
ることのできるものであって、 表面が互いに対向するように配置された有機高分子から
なる2つの透明な板状の基材と、 上記2つの基材の間に介在し、基材の互いの間隔を固定
するスペーサーとを備え、 少なくとも一方の基材の表面は、 液体が付着したときにその液面との間で相対的に小さい
接触角αをなす第一の領域と、第一の領域に隣接し、同
じ液体が付着したときにその液面との間で相対的に大き
い接触角βをなす第二の領域とを含むことを特徴とする
液体保持具。 - 【請求項9】第一の領域に試料と反応する試薬が塗布さ
れている請求項8に記載の液体保持具。 - 【請求項10】第一の領域が第二の領域で囲まれている
請求項8に記載の液体保持具。 - 【請求項11】βが60゜以上、αとβとの差が30゜
以上の範囲にある請求項8に記載の液体保持具。 - 【請求項12】液状試料を分析するために、液体を保持
することのできる液体保持具を製造する方法であって、
下記の工程を経ることを特徴とする製造方法。 (a)有機高分子からなる基材を用意する工程。 (b)基材の表面に密着させるか、又は表面から離れた
位置に所定パターンのマスクを配置する工程。 (b)マスクを介して基材の表面に紫外線を照射する工
程。 - 【請求項13】マスクは、紫外線を通過させる部分が遮
断する部分で囲まれたパターンを有する請求項12に記
載の液体保持具の製造方法。
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