JPH11125630A - 溝を有する毛細管により液体試料を分析する試験具 - Google Patents

溝を有する毛細管により液体試料を分析する試験具

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JPH11125630A
JPH11125630A JP30987397A JP30987397A JPH11125630A JP H11125630 A JPH11125630 A JP H11125630A JP 30987397 A JP30987397 A JP 30987397A JP 30987397 A JP30987397 A JP 30987397A JP H11125630 A JPH11125630 A JP H11125630A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】試料を別の容器に分注したり、試薬層を別途に
作製して固定したりしなくても簡易に試料を計量し、同
時に分析することのできる試験具を提供する。 【解決手段】試験液導入口24と排気口25を有する毛
細管23内の所定位置に試薬を保持し、導入口より試験
液を導入して試薬と反応させることにより、試験液中の
特定成分を試薬で分析するための試験具21であって、
前記毛細管23は、試験液を試験液導入口から試薬に向
かって移動させる第一の親水性の領域231と、試薬を保
持する一定面積の第二の親水性の領域233と、第一親水
性領域と第二親水性領域とを分離するとともに第一親水
性領域及び第二親水性を経由せずに排気口に連通する疎
水性の領域232と、疎水性領域と第二の親水性領域との
境界に設けられ、第二の親水性領域よりも濡れ性の乏し
い溝26とを備えていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体試料、特に血
液や尿といった水溶液に含まれる成分を分析するための
試験具に関する。
【0002】
【従来の技術】液体試料を試薬との反応により分析する
簡易試験具において、一般に、試験具の試薬との反応部
位までの試料の導入又は移動に毛細管現象が利用され
る。この種の試験具として、毛細管内に塗布された試薬
が試料中に溶けだすタイプと、毛細管内に設けられた試
薬層に試料が浸透するタイプとが有る。
【0003】前者の例として、特開昭63−27483
9号公報に、柄を兼ねる下部伸張部材及びこれとスペー
サーを介して毛細管を形成するとともに試薬を含有する
上部部材からなる試験具が記載されている。後者の例と
して、特開平4−188065号公報に、支持体と、支
持体上に固着した試薬層と、試薬層を覆いつつ支持体と
毛細管室を形成するように固定され、試料供給口及び排
気口を有するカバーとからなる分析用具が記載されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭63−
274839号公報に記載の試験具のように、試薬が試
料中に溶け出すタイプのものは、反応液の濃度を正確に
規定しなければならないので、供給する試料を予めピペ
ット等の容積既知の容器に分注する必要がある。また、
特開平4−188065号公報に記載の試験具のよう
に、試薬層に試料が浸透するタイプのものは、試薬層の
体積を維持するために、毛細管とは別体の紙やフィルム
に試薬を含有させ、これを毛細管内に固定する必要があ
る。
【0005】それ故、本発明の目的は、試料を別の容器
に分注したり、試薬層を別途に作製して固定したりしな
くても簡易に試料を一定量計量し、同時に分析すること
のできる試験具を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
に、本発明の試験具は、試験液導入口と排気口を有する
毛細管内の所定位置に試薬を保持し、導入口より試験液
を導入して試薬と反応させることにより、試験液中の特
定成分を試薬で分析するための試験具であって、前記毛
細管は、試験液を試験液導入口から試薬に向かって移動
させる第一の親水性の領域と、試薬を保持する一定面積
の第二の親水性の領域と、第一親水性領域と第二親水性
領域とを分離するとともに第一親水性領域及び第二親水
性を経由せずに排気口に連通する疎水性の領域と、疎水
性領域と第二の親水性領域との境界に設けられ、第二の
親水性領域よりも濡れ性の乏しい溝とを備えていること
を特徴とする。
【0007】この試験具によれば、試験液導入口より導
入された試験液が毛細管現象により第一親水性領域を通
って試薬に向かう。それに伴って、毛細管内の空気が押
し出されて排気口より出ていく。試験液は疎水性領域に
到達したところで疎水性領域により一旦移動が止められ
る。そこで、試験具に外力を加えると、試験液は第一親
水性領域の延長上に飛び出て疎水性領域に入る。
【0008】試験液の大部分は同方向に進行して第二親
水性領域に入る。ただし、疎水性領域と第二親水性領域
とが同一面内で連続していると、第二親水性領域に入っ
た試験液が疎水性領域との境界でメニスカスを形成しよ
うとする。このメニスカスが凸であるときは問題ない
が、凹であるときは試験液が管壁を伝わって徐々に排気
口より流れてしまう。従って、試験液を定量的に第二親
水性領域に保持できない。これに対して、本発明では疎
水性領域と第二の親水性領域との境界に、第二の親水性
領域よりも濡れ性の乏しい溝が設けられているから、そ
の溝が2領域の濡れ性の違いを更に強調してメニスカス
を規制する。
【0009】一方、第二親水性領域の面積は一定である
から、保持される試験液の量はその面積と毛細管の内径
で定まる。疎水性領域を通過して第二親水性領域に移動
する際、疎水性領域上に残った試験液又は第二親水性領
域に保持しきれなかった分は、疎水性領域にはじかれて
排除される。従って、保持された一定量の試験液と試薬
との反応により、試験液中の特定成分を高精度に分析す
ることができる。
【0010】試験液に疎水性領域を通過させるために加
える外力は、例えば試験具を作業者の手で振ることによ
る瞬間的な振動、遠心力、排気口から吸引することによ
る吸引力、導入口からの加圧力である。前記排気口は、
好ましくは毛細管と交差する方向に設けられた貫通孔で
ある。貫通孔をこうして設けることにより、貫通孔を除
いて毛細管を試験液導入口のみ開口した袋管状に形成す
ることができ、第二親水性領域に保持される試験液のオ
ーバーフローを防止することができる。この貫通孔と毛
細管の第一親水性領域側との交差角度は、鋭角が好まし
い。こうすることで、試験液を外力で第二親水性領域に
移動させる際に、試験液が貫通孔から飛び出て周辺を汚
染することを防止することができる。
【0011】前記溝は、好ましくは第二の親水性領域と
の境界を含む疎水性領域の周辺全体に設けられる。これ
は次の理由による。ある領域が親水性であるか疎水性で
あるかは相対的に決められるものである。毛細管内の濡
れ性を変える方法として、当初の性質よりも親水性に改
質する場合と、当初の性質よりも疎水性に改質する場合
とがある。本発明においては毛細管内に少なくとも2つ
の親水性領域と少なくとも1つの疎水性領域とが形成さ
れなければならない。従って、その組み合わせの態様
は、(1)疎水性領域は当初の性質のままで、親水性領域
となる部分が当初の性質よりも親水性に改質されてい
る、(2)疎水性領域となる部分が当初の性質よりも疎水
性に改質され、親水性領域は当初の性質のまま残されて
いる、(3)疎水性領域となる部分が当初の性質よりも疎
水性に改質され、親水性領域となる部分が当初の性質よ
りも親水性に改質されている、の3つである。そして、
親水性への改質は紫外線照射などの物理的手段によって
なされるのに対し、疎水性への改質は通常、撥水剤を塗
布することによってなされる。上記溝は、疎水性領域に
塗布された撥水剤が親水性領域に向かって流れるのを阻
止する役割を果たす。よって、溝を疎水性領域の周辺全
体に設けることで、疎水性領域と親水性領域との境界を
明確にすることができる。
【0012】溝が設けられているときの前記毛細管の直
径を溝の深さ方向において100〜800μmとすると
き、溝の深さは好ましくは毛細管径の1/10〜1/2
である。前記疎水性領域は、第一親水性領域と第二親水
性領域とを分離する第一疎水性領域と、第一疎水性領域
と相まって第二親水性領域を挟む第二疎水性領域とに分
離していてもよい。この場合、この第二疎水性領域を第
一親水性領域及び第二親水性領域を経由せずに排気口と
連通させることができる。こうすることで、毛細管内の
空気の排除が容易となり、試験液の移動速度を速めるこ
とができる。第二疎水性領域の延長上に排気口を設ける
と特に好ましい。毛細管の両端を解放することができ、
空気の排除が一層容易となるからである。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態の試験具を図1
に平面図、図2に断面図として示す。試験具21は、直
方体状の本体22を備える。本体22は、透明の3枚の
板からなり、中板が枠状に加工されていて、その枠と上
下の板で囲まれる長寸方向に細長い空洞23が毛細管と
して機能する。空洞23は本体22の一端から始まり、
他端に到達することなく途中で閉塞している。本例では
その始まり部分が導入口24となる。
【0014】空洞23の内面は、導入口24側から順に
第一親水性領域231、疎水性領域232及び第二親水
性領域233からなる。空洞23は第二親水性領域23
3の奥で閉塞する。空洞23には、方形の疎水性領域2
32の周辺全域に上下に対向するように溝26が設けら
れている。本体22には、両親水性領域231,233
を経ることなく疎水性領域232を外部と連通させる貫
通孔25が設けられている。この貫通孔25が排気口と
して機能する。第二親水性領域233には試薬(図示省
略)が塗布されている。
【0015】試験具21の製法は、例えば次のようであ
る。ポリスチレン(PS)からなる2枚の長方形の板
と、ポリ塩化ビニル(PVC)からなる1枚の長方形の
板を準備する。PS及びPVCは本質的に疎水性であ
る。第一のPS板の領域の親水性領域231,233を
形成すべき部分に低圧水銀ランプを光源とする紫外線を
照射する。これによって、照射部分が親水性に改質され
る。PVC板を枠状に加工するとともに貫通孔25を開
ける。第二のPS板の所定部分を第一のPS板と同様に
親水性に改質する。第一のPS板及び第二のPS板の疎
水性領域232を形成すべき部分の周辺にナイフで溝2
6を切る。溝26で囲まれた部分にジメチルポリシロキ
サンのような撥水剤を塗る。溝26があるので、撥水剤
が親水性領域に流れることはない。第二親水性領域23
3に試薬(図示省略)を塗布した後、3枚の板を積層し
て固着する。これで完成である。従来と異なり、試薬を
別途成形する必要はない。
【0016】試験具21で液体試料を分析する手順は次
の通りである。採取したままの血液、または血球分離処
理を施した血液を、至適量よりも少し多い量を導入口2
4に押しつける。血液は第一親水性領域231を濡らし
ながら、毛細管現象によって第二親水性領域233に向
かって移動するが、途中の疎水性領域232で阻止され
る。採取したままの血液を試料とする場合は、第一親水
性領域231の途中に血球分離膜等の前処理手段を備え
ても良い。そこで、本体22の端面(図面の右側面)を
軽くたたく。第一親水性領域231に満たされた血液
は、その外力で第一親水性領域231を飛び出て疎水性
領域232を通過し、第二親水性領域233に移動す
る。同時に、第二親水性領域233によって囲まれる空
間にあった空気も貫通孔25から排除される。血液は試
薬と反応を開始する。疎水性領域232には血液が濡れ
ず、しかも疎水性領域232と第二親水性領域233と
の境界に溝26が設けられているので、第二親水性領域
233に満たされる血液量は常に一定である。従って、
高精度に定量分析することができる。しかも本体22が
透明であるから、光学的手段で迅速に分析することがで
きる。
【0017】次に、第二実施形態の試験具を、図4に平
面図、図5に断面図として示す。この試験具29は、
(1)貫通孔25が設けられていないこと、(2)空洞27が
導入口278と反対側でも開口しており、その開口27
5が貫通孔25に代わって排気機能を有すること、(3)
空洞27内の疎水性領域272,274が第二親水性領
域273を挟むように2箇所に分離していること、(4)
このため第二親水性領域273と第二疎水性領域274
との境界にも溝262を有することにおいて第一実施形
態と相違する以外は、第一実施形態と同一構造である。
【0018】この試験具29によって分析する場合、毛
細管現象による試験液の進行とともに空洞27内の空気
は開口275から排除される。疎水性領域272,27
4には液体が濡れない。しかも両疎水性領域272,2
74と第二親水性領域273との境界に溝276が設け
られているので、第二親水性領域273に満たされる血
液量は常に一定である。そして、第二親水性領域273
の延長上にある開口275から空気が排除されるので、
試験液の進行が速い。
【0019】
【実施例】図1及び図2に示した形状の試験具21にお
いて、空洞23の幅を3mm、高さを500μm、第二
親水性領域233の奥行きを3mm、溝26の深さを1
30μmとしたものを製作した。
【0020】この試験具21にヒト血漿を試験液として
導入口24から導入し、外力を加えて試験液を第二親水
性領域233に移動させた。又、比較のために図3に示
すように溝26が設けられていない以外は試験具21と
同形同質の試験具21’を製造し、同様に試験液を第二
親水性領域233’に移動させた。このとき、第二親水
性領域233,233’に保持された試験液が、疎水性
領域232,232’との境界に図4(A)に示すよう
なメニスカスを形成するか、それとも図4(B)に示す
ように直線状の界面を形成するかを観察した。試験具の
個数は試験具21及び試験具21’ともに20個とし
た。
【0021】さらに3分後に、保持された試験液をマイ
クロシリンジで抜き取り、その量を測定して保持精度を
評価した。これらの評価結果を表1に示す。表1中、欄
Aの数字は図4(A)のようなメニスカスを形成してい
る試験具の個数、欄Bの数字は図4(B)のような直線
状の界面を形成している試験具の個数を示す。
【0022】
【表1】 (n=20) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 試験具 A B 保持精度(CV%) −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 21 0 20 0.9 21’ 20 0 3.4 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 表1に見られるように、本例の試験具によれば、試薬の
保持された部分に試験液を移動させたとき、試験液がメ
ニスカスを形成せず定量的に保持される。
【0023】
【発明の効果】本発明は上記の特徴を備えるので、試薬
を所定の位置に塗布しておくだけで試薬を固定すること
ができるので、試験具を少ない工数で製造することがで
きる。また、試験液を計量器具で秤採ることなく適当量
を点着して分析することができるので、迅速にしかも簡
易に分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第一実施形態の試験具を示す平面図である。
【図2】 第一実施形態の試験具を示す断面図である。
【図3】 比較例の試験具を示す断面図である。
【図4】 (A)が実施例、(B)が比較例の各評価方
法を説明するための毛細管の平面図である。
【図5】 第二実施形態の試験具を示す平面図である。
【図6】 第二実施形態の試験具を示す断面図である。
【符号の説明】
21,29試験具 22,272 本体 23,27 空洞 24,278 導入口 25,275 排気口 231,271 第一親水性領域 232,272,274 疎水性領域 233,273 第二親水性領域 26,276 溝

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試験液導入口と排気口を有する毛細管内の
    所定位置に試薬を保持し、導入口より試験液を導入して
    試薬と反応させることにより、試験液中の特定成分を試
    薬で分析するための試験具であって、前記毛細管は、 試験液を試験液導入口から試薬に向かって移動させる第
    一の親水性の領域と、 試薬を保持する一定面積の第二の親水性の領域と、 第一親水性領域と第二親水性領域とを分離するとともに
    第一親水性領域及び第二親水性を経由せずに排気口に連
    通する疎水性の領域と、 疎水性領域と第二の親水性領域との境界に設けられ、第
    二の親水性領域よりも濡れ性の乏しい溝とを備えている
    ことを特徴とする試験具。
  2. 【請求項2】前記溝は、第二の親水性領域との境界を含
    む疎水性領域の周辺全体に設けられている請求項1に記
    載の試験具。
  3. 【請求項3】前記毛細管の直径は溝の深さ方向において
    100〜800μmであり、前記溝の深さは毛細管径の
    1/10〜1/2である請求項1に記載の試験具。
  4. 【請求項4】前記疎水性領域が、第一親水性領域と第二
    親水性領域とを分離する第一疎水性領域と、第一疎水性
    領域と相まって第二親水性領域を挟み第一親水性領域及
    び第二親水性領域を経由せずに排気口に連通する第二疎
    水性領域とに分離している請求項1に記載の試験具。
  5. 【請求項5】前記排気口は、第二疎水性表面の延長上に
    ある請求項4に記載の試験具。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007210094A (ja) * 2006-02-09 2007-08-23 F Hoffmann La Roche Ag 2d基板に基づく3d構造

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