JPS58123458A - 分析素子 - 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】 本発明は、一般に分析化学、特に流体中の予め定められ
た特定成分を分析する分析素子に関し、更に詳しくは、
生物学的流体試料中の特定成分を分析するための定量分
析素子に関する。

従来、流体試料中の検体成分を分析する方法は多数開発
がなされてきたが、それらは大別して、溶液内での反応
系と固相の反応系の二種類に分けられる。

溶液系における分析反応（以下ウェット・ケミストリイ
と略す）は、用手法と呼ばれる全く機械を用いない分析
方法から、近年病院の臨床検査室等において多用されて
いる自動定量分析装置まで多く知られている。

このうち特に自動定量分析装置は、血液等の分析に有用
に用いらｊｌでいる。

例えば、米国特許第２．７９７，１４９号に記載された
、連続流れ分析に基づく分析装置は、この代表的なもの
である。

これらは、流体試料、希釈剤および分析試薬を混合し、
分析装置内へ移送し、分析反応および定社測定を行うと
いうものである。

しかしながら、このような連続分析装置は、複雑かつ高
価であり、熟練した操作技術を必要とし、また、分析操
作の後には、必らず繰返し洗浄操作が必要とさね、これ
を行なうには多大な時間と努力を浪費し、かつ、これら
の廃液は、必然的に環境汚染を起こすという欠点を有す
る。

−力、固相の分析反応（以下、ドライヶミストリイと略
す）を用いる分析法も広範に用いられている。

例えば、米国：特許第３，０５０，３７．３号あるいは
、同第３，０６１，５２３号等に記載の如＜、Ｆ紙の如
き吸水性担体に試薬溶液を含浸させ、乾燥して作られる
ものである。

これらは、一般に分析試験紙、または単に試験片上に、
流体試料を滴下するか、または流体試料中へ試験片を浸
漬させ、試験片の色変化または濃度変化を、肉眼判定か
または反射濃度計により測定し、流体試料中の特定成分
の濃度レベルを決定するものである。

これらの試験片は、その取扱いが簡便であり、かつ直ち
に、結果が得られるので有用であるが、その構成上から
、半定量または定性分析の領域にとどまっているもので
ある。

前述の如き従来の分析方法に対して、操作法の簡便なド
ライケミストリイを用い、がっ、高い定置性を有するも
のとして、特公昭５３−２：Ｌ６７７号に記載の如き血
液分析要素が提案されている。

これは、光透過性、液体不浸透性支持体上の一側に位置
し、流体試料中の成分と反応する少なく１１′１ とも一種の試薬を含ｌみがっ、親水性コロイドからなる
少なくとも一層の試薬層と、該試薬層の繭支持体とは反
対側に位置し、流体試料中の成分を該試薬層へ透過させ
る少なくとも一層の非繊維質多孔性媒体層とをイＪする
、血液分析要素である。

しかしながら、ゼラチンの如き親水性コロイドｈら成る
試薬層と組合わされた上記血液分析要素は、その親水性
コルイドの形成するポリマーマトリックスの中に流体試
料中の成分に浸透可能なものと不可能なものが生じると
いう欠点を翁する。

即ち、水溶性かつ低分子化合物であるグルコース、血中
尿素、尿酸、ビリルビン等は、容易に親水性ポリマーマ
トリックス内に拡散する事が可能であるか、疎水性の高
い化合□物（例えば、コレステロールエステル、トリグ
リセリド等の脂質類２番ＪＸ該マトリックス内に拡散す
る事が不可能であ１１　、従って、該試薬層内に存在す
る分析試薬と反１心ゼず、所望の定置性を全く示さない
という重大な欠点を′４４Ｔる。

史には巨大分子である蛋白質もしくは酵素（例えば、グ
ルタミン酸オキザロ酢酸トランスアミナーゼ、グルタミ
ン師ピルビン酸トランスアミナーゼ等のもの）も、同様
に試薬層内に拡散する事が１・可能であり、従って同様
に分析が不可能である。

更には、特開昭５５−９０８５９号において、非膨潤性
、液体不浸透性の熱安定性有機ポリマー粒子を該ポリマ
ー粒子とは異種のポリマーを接着剤として用いて接着し
た凝集三次元格子の多孔性粒状構造物が開示されている
。

上記特許は、熱安定性の低い、すなわち、ガラス転移温
度（Ｔｇ　）が低い接着剤ポリマーをＴｇ以上で熱軟化
させ、熱安定性有機ポリマー間を接着し、相互連絡空間
を有する粒状構造物を形成するものである。従って、上
記特許記載の粒状構造物を形成するのに使用する接着剤
の量が多い場合には空隙率を減少させ、一方、少なすぎ
る場合には充分な接着＠度が得られないため、規定量の
上記接着剤を用い、その全てを上記熱安定性ポリマー粒
子間の所望の位置に配置させなければならず一定の空隙
率を制御することがｍｓである。また接着剤の熱軟化に
よる変形によって不活性ビーズを粘着結合させているた
けで接着強度が低いという欠点を有する。

また上記特許は、その機能面において、流体試料への横
方向への展開を行なしめるものであり、試薬層への適用
に際して展開層で横方向に展開した流体試料が、更に試
薬層において横方向へ展開、いわゆる二次展開を起こし
、検出感度の低下を起こすという欠点を有す。

また疎水性の重合体から構成されているため、ｄＩＬ体
試料の保持が著るしく困麺であり、従って、し層内で十
分な分析反応を完結せしめることが不μｊ能である。

本開明者らは、鋭意検討を重ねた結果、下記構成を有す
る分析素子を用いる事により、上記欠点を兎服する事か
できた。

Ｉ’ｌｌも、本発明の分析素子は、光透過性、液体不ｒ
Ｊ　ｒｊ５性の支持体と、流体試料中の成分と反応する
シなくとも一層の試薬を含む、少なくとも一層の、、＋
ｖ　ｍ　’ＱＦと、該試＃層の該支持体とは反対側に位
置【、該流体試料中の成分を該試薬層へ逃過させる少な
くとも一層の展μ【４層を有する分析素子においで、該
試薬層の少ろくとも一層か、疎水性かつ、実靭的に流体
試料に非膨潤性である無機物質からなる核、および、親
水性の外殻から成る接設多層構造を有する重合体粒子単
位から構成された事を特徴とする。

以下、本発明による分析素子について、更に詳細に説明
する。

本発明の分析素子は、分析対象物の低分子量または高分
子量のいかんにかかわらず、また水溶性、疎水性にかか
わらず、これらを含む流体試料を、すみやかに試薬層内
に収納する事が出来る。

即ち、本発明の分析素子は、様々な被検体を含む適用流
体試料を、容易に収容可能であり、分析菓子内に、均一
分布可能である構成を有するものである。

本発明試薬層は、好ましくは疎水性かつ、流体試料に対
して、実質的に非膨潤性である核と、そｎをとりまく親
水性の殻を有する接設二層構造を有する重合体粒子単位
座ら構成されるものであり、該粒子単位の接触部分にお
いて、親水性股部分の相互接着により結合きれたもので
ある。

更に該粒子単位は、核部分である無機物質の表面をシラ
ンカップリング剤及び／又はチタニウム系カップリング
剤により処理された後親水性の外殻を形成せしめたもの
である。

これらは、一定の空隙を有するものであり、かつ物理的
外力に対して、外形、構造を保持しうるに十分な強度を
もつ事は、明白である。

一方、上記構造の空隙は、流体試料の適用に際し７て、
実質的に横方向への展開を起こさない事はｄうまでもな
い。

本発明の核部分を形成する無機物質は疎水性でかつ、実
質的に流体試料に非膨潤性であれば良いか、好ましくは
、シリカ、′ガラス、炭酸カルシウム、二酸化チタン、
マイカ等が挙げられる。更に好ましくはガラスか挙げら
れる。

上記粒子単位は、そのサイズが好ましくは、約０１乃至
約２００ミクロンであり、更に好ましくは、４Ｊ０．３
乃−全豹１００ミクロンである。

また、これら粒子単位から構成される試薬層はその空隙
体権を約２０乃至約８５％の間で任意にとる半か可能で
ある。

更に本発明の粒子単位を構成する親水性部分と疎水性部
分の比率は、適用流体試料によって、該試薬中の空隙を
閉塞しない程度であわば任意である０ 即ち、親水性部分は約９０乃至約０．０５重量ツクーセ
ント、疎水性部分は、約９９．９５乃至約１０重量パー
セント、好ましくは親水性部分が約５０乃至約０．１重
量パーセント、疎水性部分が約９９９乃至約５０重量パ
ーセント、更に好ましくは、親水性部分が、約２５乃至
約０．５重量パーセント、疎水性部分か、約９９．５乃
至約７１５重量／ぜ一セントである。

本発明の粒子単位における核部分の疎水性、かつ、流体
試料に対して非膨潤性とは、前記流体か実質的に浸透し
ない事を示し、かつ非膨潤性とは流体に接触した時に、
実質的に膨潤性を示さないものをいう。

この膨潤性の度合は、例えばＡ、Ｇｒ・・ｎおよびＧ、
工、Ｐ、　ＬｅｖｅｎｓＯｎ著ジャーナル　オブ　７オ
トク９ラフイツク　サイエンス（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ
　Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ５ｉｅｎｃｅ　）第２０巻
、第２０５頁（１９７２年］に示される型の膨潤針を使
用し、所望の流体下で測定する串ができる。

即ち、ポリエチレンテレフタレート支持体上に（１）粒
子材料として用いる事を考慮中の高分子重合体の自己支
持性フィルムか、または（２）　５０乃至１００　”ク
ロンの範囲内の乾＋Ｉｊ！膜厚の層を形成し、前記ｗ温
度計を用い、該フィルムまたは層を３８℃の液浴に約２
５分間浸す事により生じるフィルムまたは層の厚さの増
加パーセントを測定する。

これらの方法により測定された膨潤度が約２０％未満、
好ましくは、約１０％未満のものが好ましい粒子畦位材
料として用いる事ができる。

一方、本発明の粒子単位の外殻を形成する覗水性点合体
部分も種々の水溶性重合体および水溶性重合体を形成す
る水溶性単量体を任意に用いる事が可能である。

１ 例えば、水溶性重合体としては、ゼラチン、酸処堆のゼ
ラチンの如き、ゼラチン類、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロー、ス等の水溶性セルロー
ス誘導体類、プルラン、カルボキシメチルプルラン等の
プルラン誘導体類、ポリビニルアルコール、ポリビニル
ピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリルア文ド
等の水溶性ビニルポリマー類等が挙げられる。更に水溶
性ポリアミド類等も用いる事が可能であり、上記水溶性
単量体も種々の方法で用いる事が可能である。

例えば、アクリル了ミド、メタアクリルアミド等ノヒニ
ル酸アミド類、ｙ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルイミ
ダゾール等のビニル異部環ａｌｌを挙げる事が可能であ
る。

本発明の粒子単位は、親水性高分子物質を該無機物質か
らなる核の表面に、種々の既知の方決（例えば、マイク
ロカプセル化法、グラフト重合法等］によりコーティン
グを行なう事により、形成する事が可能である。これら
の親水性高分子物質は、無機物質表面に１存在するシラ
ンカップリング１、、ｖ。

剤及び／又はチタニウム系カップリング剤の反応基と反
応する事により、より強固な接設多層構造を有する本発
明の粒子単位を形成する事が可能である。

本発明のシランカップリング剤は、下記一般式（Ｉ）で
示され無機物質から成る核の表面と結合し史に親水性重
合体と化学反応し、強固な接設多層給造を有する粒子単
位を構成させるためのものである。

一般式ＣＩ） 他物質表面と反応可晶を表わす。

Ａはビニル基、エポキシ基、アミノ基、ノＡロアルキル
基、メルカプト基、カルボキシル基等を含む柄か挙げる
事ができる。一方、Ｒはノ１０ゲン原ｆ（例えば、クロ
ル原子等ン、アルコキシ基（例えばメトキシ基、エトキ
シ基、メトキシエチレンオキシ基等〕等を絡げる拳がで
きる。

更に、チタニウム系カップリング剤として好ましいもの
は下記一般式（ｎ）乃至（ｖＬ）で示されるものである
。

一般式（ｎ） Ｔｔ　［ＯＲＩ　］４ 一般式（ＩＩＤ １ ■ ＯＲ。

一般式（Ｉｖ） ［Ｒ，Ｏ］、　　、　　Ｔｉ［Ｒ，コ。

一般式（Ｖ） １ ［Ｒ，Ｏ］４　Ｔｉ［Ｐ（ＯＲ−）！　コ冨式中、馬は
、炭素数１〜１８のアルキル基を、Ｒ１は、−ＯＲ１又
はＲ，０００−（ここにＲ１は上記定義に従う。）を、 Ｒ，は、Ｒ，０００−、Ｒ，！３０．−１Ｒ，−Ｐ−０
−Ｐ−０−１曝 Ｈ ０Ｈ 義に従い、鳥はアリール基を示す。）を、（７）Ｒ１は
、上記定義に従う現又はＲ１を、（８）Ｒ６は、上記定
義に従うＲ１又はアリール基を、（９）ｍは２〜２０を
、Ｗは１〜３を、ＸはＯ又はｌ　　　　（１０）を、ｙ
は１〜３を表わす。　　　　　　　　　　　　（ｕ）−
ノ記一般式（Ｉ）乃至（ＶＤで示される化合物の具　　
（１２）体側を以下に示すが、本発明はこれによって限
定　　（１３）されるものではない。　　　　　　　　
　　　　　　　（１４）例示化合物　　　　　　　　　
　　　　　　　　　（１５）（３）　　　ＯＨ＊　＝Ｏ
Ｈ８ｉ（００＠１１４００Ｈｓ）ｓ　　　　　　　　　
　　　（１７）ＯＨ。

０Ｈ，＝Ｏ−０−００．Ｈ，５ｉ（ＯＯＨ，ン。

１ Ｈ＊Ｎｏ◆Ｈ，Ｎｌ！Ｏ，Ｈ，８１（ＯＯＨ，）ｍＨ，
Ｊｉｏ、Ｈ，ＮＨＯ，Ｈ，８１（ＯＯＨ，）。

０ＩＯ１Ｈ＠８１（ＯＯＨｓ）ｓ Ｈ８Ｏ，Ｈ・８１（ＯＯＨｍ）ｍ （ＣＩ（、Ｏ）、８１０．１！、ＮＨＯ，Ｈ４ＮＨＯＨ
，０Ｈ＝ＯＨ，−ＨＯ／（ＯＨ，０）ｓＳｌｏ、１１．
ＮＨＯ，Ｈ，ＭｌＧｌｌ、０００１１（ＯＨ，Ｏ）、Ｓ
ｉＯ，Ｈ，ＮＨＯＨ，ＯＨ冨ＯＨ。

（ＯＨ，ｎ）ｓ８１０．Ｈ，ＮＨＯＨ，０Ｈ＝ＯＩＩ、
−１０７（ＯＨ，Ｏ）、８１０３Ｈ，ＮＨＯ，Ｈ４ＭＨ
ＯＨ，０Ｒ＝ＯＨ１（１７０Ｈ，ＯＯ ＯＨ （２リ　　　　（０＠Ｈ１ｙＯ＋４　　Ｔｉ・［Ｐ（Ｏ
Ｏｕ”ｕ〕、Ｏ）Ｉ］。

ＯＯＨ。

０Ｈ。

ＯＨ。

０Ｈ，ａＨｏ−Ｔ１（−ｏ−ｏ、１１．−ｍｕ−ｏ、ａ
、−ｉＨ，］ｓＯＨ。

上記化合物中特に好ましいものとしては、シランカップ
リング剤を挙げる事が出来る。

以下、本発明に係る粒子単位の合成例を示す。

合成例 平均粒径３μのガラスピース５０＃をｒ−グリシドキシ
プロビルトリメトキシシラン（例示化合物（５）信越化
学工業■製　商品名ＩＢＭ　４０３　）　５重置襲含有
するキシレン溶液２００ＭＩ中に滴下、室温中で６時間
攪拌した後、濾過洗浄をくりかえし、シランカップリン
グ剤をガラスピーズ表面に反応させた。

酸処理ゼラチン（等電点＝８．９）５．９を２００４の
脱イオン水に溶解した水溶液を用意し、この中に上記シ
ランカップリング剤で処理したガラスピーズ５０ｇを添
加、強く攪拌し、ガラスピーズを分散させた。更に５％
−水酸化カリウム水溶液を加えｐＨを９．５に移行し、
更に内温を５０℃まで昇温させ、２時間同温を維持し、
ゼラチンとシランカップリング剤の反応を完結させた。

これを遠心分離機及び濾過によりとりだした。

本発明における粒子単位を用いた試薬層は、該粒子の外
殻を形成する親水性外殻部分同志の融着により、結合さ
ｎｌかつ、その構造を維持するものである。

この際、生じる空孔の直径は用いる粒子単位の粒径に依
存する。

即ち、該粒子の粒径の約１／２乃至約１７１０の孔径の
形成するとされている。

これによって、所望の孔径を任意に得る事が出来るＯ 孔径の選択は、分析する分析対象物の大きさによって選
択されるべきであるが、例えば、低分子化合物であるグ
ルコース、尿酸等の基質においては該粒子単位の粒径は
、約０．０５ｔクロン以上であればよい。

また疎水性の低分子化合物であるコレステロールエステ
ルの場合も、約０，１ミク四ン以上の粒径の粒子単位を
用いることで可能である。

更に蛋白質である酵素の場合、粒子単位の粒径４）　　
　　＋ は、約１ミクロン以上が好ましい。

更に、該粒子単位で構成される空隙は、実質的に横方向
へ流体を展開させない範囲であることは云うまでもない
。

本発明の試薬層には、分析対称物の分析のために必要な
試薬を含有することが出来る。

これらは、該対称物が基質であれば、それを分解し検知
可能な化合物にするための酵素を、また酵素であれば、
その酵素に特異的な基質を含有することができる。

上記検知可能な化合物を種々に変化するための化質物も
同様に含有することが可能である。

更に分析反応を行なう上で付加的な物質、例え４Ｊ１緩
衛剤、保恒剤等の化合物を添加することもＩＪ］能であ
る。

当然のことながら、これら試薬類は一つの試薬層に全て
入れることは可能であり、また複数の試娑１韓に分離す
ることも可能である。

史に、親水性コロイド物質から成る試薬層と組合わせる
こともｉＪ能である。

例えは、本発明の試薬層と親水性コロイド物質から成る
試薬層を組合わせ、本発明の試薬層に巨大分子を収容、
分析反応を行なわしめ生成した親水性コロイドのマトリ
ックス内へ拡散する化合物を下層の親水性コロイドから
成る試薬層へ拡散させ検出可能な物質へ変換させること
も同様に可能である。

本発明の試薬層を製造するために有用な分散液は、同分
散液を支持体上に適用するに十分な時間安定である必要
がある。

このような安定な分散液を製造するためには、多くの方
法を単独または組合わせて用いることが可能である。

例えば、有用な方法の一つとして、界面活性剤および粒
子単位を液体キャリヤーへ添加し、分散液中における分
布および安定化の促進剤もしくは結合剤として使用する
ことができる。

使用可能な界面活性剤としては、イオン性（アニオン性
またはカチオン性ン、非イオン性を問わず界面活性剤を
使用することが可能であるが、好ましくは非イオン性界
面活性剤が有効である。非イオン性界面活性剤の例とし
ては、例えば２，５−ジーｔ−ブチルフェノキシポリエ
チレングリコール、ｐ−オクチルフェノキシポリグリシ
ジルエ−チル、ｐ−イソノニルフェノキシポリエチレン
グリコール等のアルキル置換フェノールのポリアルキレ
ングリコール誘導体、高級脂肪酸のポリアルキレングリ
コールエステルなどが挙げられる。

これらの界面活性剤は流体試料の試薬層への浸透ｍ＆を
調節し、同時に好ましがらざる「クロマトグラフィ現象
」発生を抑制する効果を有する。

更に界面活性剤の効果として生物学的流体試料中に含ま
わる蛋白質による種々の好ましくない影響を軽減する作
用もある。

上記界面活性剤は広範に選択された量を用いることが可
能であるが、粒子単位の重量に対して１０車量パーセン
ト乃至０．００５０５車量パーセントましくは６重置パ
ーセント乃至。、ｏ５ｍｌパーセント用いることができ
る。

更に別の方法として該粒子単位と液体キャリヤーの音波
処理、物理的混合および物理的攪拌処理、ｐＨＡｔ製が
ある。

これらは前記の方法と組合わせることにより、さらに有
用である。

前記分散液の液体キャリヤーは、水性液体とすることが
できる。

しかしながら、該粒子がキャリヤーに不溶性であり、従
って、それらの粒子性が保持されるという条件で種々の
有機液体のような他の液体キャリヤーも使用可能である
。

水以外の代表的な液体キャリヤーには、水混和性有機溶
媒、水と水混和性有機溶媒の水性混合物および適当な水
不混和性有機溶媒がある。

水混和性有機溶媒には、低級アルコール（即ちアルキル
基の炭素数１乃至４個のアルコール）、アセトンおよび
テトラヒドロフランがある。

水不混和性溶媒には、酢酸エチルの如き低級アルキルエ
ステルおよびハロゲン化炭化水素（例えはクロロホルム
、塩化メチルおよび四塩化炭素等）の如きハロゲン化有
機溶媒がある。

更に、本発明の試薬層に含有−される試薬は通常知られ
ている方法で、含有する事ができる。

例えば水溶性の試薬は、溶解し添加する事が出来、また
水不溶性の試薬は通常、写真業界で用いら２ｔでいるオ
イルプロテクト分散法および直接分散法の呼称で知らｎ
る方法が有用である。

本発明の試薬層は、他の層も含めて本発明の支持体上に
、例えば浸漬塗布法、エアーナイフ法、カーテン塗布法
または米国特許第２，６８１，２９４号明４１１１　ｔ
ｌに記載の如きホッパーを用いる押し出し塗布性等各相
の塗布法で塗布する事が可能であり、所望Ｇこより二層
または、それ以上の層を米国特許第２．７６１，７９１
号および英国特許第８３７，０９５号明細＾に記帳の方
法で同時に塗布する牛も出来る。

児に乾１＃！温度は、本発明の粒子単位の外殻の親木性
ホ合体部分が融着する程度で、かつ含まれた試礪、特に
酵素等の蛋白質が変性しない程度の渇１すに設定する事
が好ましい。

例えば約５５℃以下であり、好ましくは約５０゛Ｃ以Ｆ
である〇 本発明の分析素子に係る前記の液体不浸透性の′に、＾
謹性支持体（以下、本発明に係る支持体と略−４ｏ）＋
ま、液体不浸透性で、かつ光透過性であれは、その種類
を問わないが、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、またはポリスチレン
のような種々の重合体材料が、この使用目的に適する。

この場合の上記支持体の厚さは任意であるが、好ましく
は約５０＼ ミクロンから２５０ミクロンである。また、本発明に係
る支持体の観察側の一側面は、その目的に応じて任意に
加工することは可能である。更に試薬層を積層する側の
支持体面に、場合によっては光透過性の下塗り層を使用
して試薬層と支持体との接着性を改良する事が出来る。

本発明に係る展開層は、特公昭５３−２１６７７号に記
載された性能、即ち（１）一定容量の流体試料を単位面
積当り一定容量を試薬層に均一に配布し、（２）流体試
料中の分析反応を阻害する物質または要因を除去し、（
３）分光光度分析を行なう際に支持体をへて透過する測
定光を反射するバックグラウンド作用を行なう機能を有
するものであれば、任意に選択する事が出来る。従って
、本発明に係る展開層は、上記３つの機能を全て行ない
得るが、また３つの機能を適宜分離し、各機能毎に別の
層を使用することも口■能である。更に、３つの機能の
うち、２つの機能を有する層と、残りの他の機能を有す
る層を組み合わせ使用することもできる。

例えは、同上特許記験の二酸化チタンおよび二酢酸セル
ロースから収るプラッシュポリマーと呼称さｔする非繊
維多孔質媒体の展開層、特開昭５６−２４５’７６号、
特願昭５６−１３２０３号および特願昭５６−６５４４
６号などに記載の繊維構造展開層が挙げられる。特に上
記繊維構造展開層は、血球部分もすみやかに移送するこ
とが可能な素材として特に４４用であり、更に本発明の
目的の一つである巨大分子の展開移送に有用なものであ
る。

４ｉ：発明の分析素子は棹々の異なる配置のうち、１＋
：意の一つをとることが可能である。更に本発明の試薬
層と各種の機能層、試薬含有層および部材、例えば米国
特許第３，９９２，１５８号記載の試薬層、反射層、下
塗り層、同第４，０４２，３３　”ｍ　＠記載の放射線
ブロッキング層、同第４，０６６，４０３号記載のバリ
ヤー増、同第４，１４４，３０６号記載のレジストレー
ション層、同第４，１６６，０９３号記載のマイグレー
ション阻止層、同第４，１２７，４９９号記載のシンデ
レージョン層、特開昭５５−９０８５９号記載の清掃層
および米国特許第４．１１０，０７９号記載の破壊性ボ
ンド状部材などを任意に組合わせて、本発明の目的に合
わせた分析素子を構成することが可能である。

前記層の製造法および前記層の本発明の分析素子への組
み込み法は、前記特許に記載の方法と同じであるか、ま
たは類似である。前記特許には、このような層製造に使
用可能な有用な材料についても記載されている。

分析素子内の種々の層は、互いに流体接触をする。この
明細書では′流体接触１という表現により、使用条件下
で一つの層から他の層へ流体（流体か、または気体状）
が通過可能となるような様式で互いに協働する層が言及
される。このような流体接触性能は、流体接触層間の接
触界面に沿つ、ハ て均一であるのが好ま□ルい。流体接触層はａ接してい
ても良いが介在区域によって離れていても良い。しかし
ながら、このような介在区域も流体接触し、そして流体
の通過をさまたげない。

本発明の試薬層は一つ、またはそれ以上の試薬組成物を
好都合に含む事が出来る。被検体または被検体の反応生
成物もしくは分解生成物と作用するか、または試薬層を
組み込んだ分析素子へ被検体含有流体試料を適用する際
に、互いに作用する一つまたは、それ以上の活性成分が
前記組成物にＡまｎる。このような作用により、予じめ
形成した検出可能なスペシーズの素子内での放出、検出
ｎｊ能なスペシーズの形成または素子内における検出口
」能な変化の生成が可能となる。

この°作用１という表現は、化学的活性、触媒活性（酵
素−基質腹合体形成）、免疫活性（抗原−抗体反応）お
よび任意の形態の電気的、化学的、物理的作用を意味す
る。

これら電気的、化学的または物理的作用に−より索子内
に検知可能な変化が放出、生成または提供＋１４能であ
る。前記変化により所望の被検体またはその反応生成物
、もしくは分解生成物の存在および／またはａ度が直接
的にか、または間接的に示さｔする。

生成する検出可能な変化は、放射測定により検出する事
が好ましい。放射測定とは、比色測定、ケイ光測定、放
射線計測およびリン光測定、発光測定の如き電磁放射線
測定方法を使用する事による検出をいう。

本発明に用いられる検出可能な神々の成分には比色測定
により検出可能な染料、顔料および複合体；ケイ光測定
により検出可能な染料、顔料および複合体；発光タグ；
放射性タグ；化学試薬；抗原；ハプテン；抗体および抗
原−抗体複合体のような免疫薬剤；酵素；並びに前記成
分の前駆体および反応生成物がある事は自明である。

これら成分の使用に関する詳細は、米国特許第３．９９
２，１５８号、ベルギー国特許第８６２，９５５号およ
び欧州特許出願公開第０００２９６３号に開示されてい
る。

本発明の分析素子の場合、全血液、血清および血漿のい
ずれの分析にも不都合なく用いる事が出来る。更には、
尿、リンパ液、髄液等の他の体液も不都合なく用いる串
ができる。

全血液を用いる場合には、必要に応じて検出の１：めの
輻射線が血球により妨害をうけるのをさけるために前述
の輻射線ブロッキング層または他のｋ　ｌＬ、を層を設
ける事ができる。血球の色を直接観察する場合、例えば
ヘモグロビン分析の如きものの場合は当然の事ながら、
上記反射層を設ける必要をユない。

本発明の分析素子を用いて検出可能な変化として分析結
果を得たのち、種々の検出可能な変化に対応１て、反射
スペクトロフォトメトリー、発光スペクトロフォトメト
リー、もしくは反射螢光スペクトロフォトメトリー、ま
たはシンチレーション１ｕ１１定等により測定される。

このようにして得らＪまた測定イ１１１は、あらかじめ
作製しておいた検量線に当てはめる事で、未知被検物質
の置を決定することかできる。

以上のように構成された本発明め分析素子は、展開層か
ら流体試料を供給した後、試薬層での分析反応を透明支
持体側から観察することにより目的を達成できる。

本発明の分析素子に適用される流体試料の量は任意に定
めることができるが、好ましくは約５０μ！から約５μ
！であり、更に好ましくは約２０μノから約５μ！であ
る。通常約１０μノの流体試料を適用するのが好ましい
。

本発明の分析素子に用いられる分析反応は、その目的に
より任意に定めることができるが、例えば、臨床化学の
分野に有用に用いられ、特に生物学的流体試料、すなわ
ち血液、または尿中の成分の分析に用いる。

これらは分析試薬を適宜選択することで、例えはグルコ
ース、尿素窒素、アンモニア、尿酸、コレステロール、
トリグリセリド、クレアチン、クレアチニン、ビリルビ
ン等の低分子化合物ナラＵに、グルタミン酸オキザロ酢
酸トランスアミナーゼ、グルタミン酸ピルビン酸トラン
スアミナーゼ、乳酸脱水素酵素等の蛋−質酵素などの多
くの成分の分析に使用し得るように容易に構成する事が
可能である。

以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが
、こｒによって本発明の実施態様が限定されるものでは
ない。

実施例−１ 透明な、膜厚１８０ミクロンの下引き済ボｌ）エチレン
テレフタレート支持体上に下記の層を順次ｑ布を行なっ
た。

（１）試薬層 合成例の粒子巣位　　　　　　　　３．ｓｆｉ／ｖｌ（
但し平均粒径的６．Ｏｉクロン〕 ブロモクレゾールグリーンナトリウム塩９．７．！ｉ’
／ｍ’３３−ジメチルゲルタール酸　１．ｃ＋６ｇ／ｍ
’Ｐ−ノニルフェノキシポリエチレンオキシドｏ、１１
／Ｗ？ から成る乾燥膜厚約２５ミクロンの試薬層（２）　　＊
維構伍展開層 ＆　末ｉｆ’　ｍ（０）　　　　　　　　　　　９１．
０　！ｌ／ｒｒｌ（東洋１紙■　３００メツシュ以上） コポリ（スチレン／グリシジルメタアクリレート）１３
、ｏ９／ｒｔ？ Ｐ−ノニルフェノキシポリエチレンオキシド０３ｇ／ば から成る乾燥膜厚約１６０ミクロンの繊維展開層 さらに比較例として試薬層にゼラチンを用いたものを１
８０ミクロンのポリエチレンテレフタレート支持体上に
作成した。

（１）　　比較試薬層 脱イオン化ゼラチン　　　　　　２１．０ｇ／ぜブロモ
クレゾールグリーンナトリウム塩９．７９／ｌｒ？３．
３−ジメチルゲルタール酸　１．９６ＪＦ／ｍ’から成
る乾燥膜厚約２５ミクロンの比較試薬層 上記比較試薬層上に、前述の繊維展開層を積層し比較分
析素子とした。

このようにして作成した本発明の分析素子及び比較分析
素子に種々の濃度のアルブミンを含む水溶液を１０マイ
クロリットル滴下、つづいて３７００７分間インキュベ
ーションを行ない６３０ｎｍにおいて反射濃度測定を行
なった。

比較分析素子は、はとんど反射濃度に、差かなくアルブ
ミン濃度との間に相関がなかった。それに比較して本発
明の分析素子は、アルブミン濃度と反射濃度の間にきれ
いな相関かあった。

実施例−２ 重量な膜厚１８０ミクロンの下引き済ポリエチレンテレ
フタレート支持体上に、下記の層ｔｔＭ次塗布を行ない
分析素子を作成した。

（１）　　試薬層 合成例の粒子単位 ４−メトキシ−１−す７トール　０．７５９／ｙｌコレ
ステロールオキシダーゼ　　ｃｔｏｏ単位／ｍ’コレス
テロールエステラーゼ　２０００単位／ゴペルオキシダ
ーゼ　　　　　　７０００単位／ぜジメドン　　　　　
　　　　　　　０．２１５．！ｉｆ’／ぜオクチルフェ
ノキシポリエトキシエタノール０．１５ｐ／− から成る乾燥膜厚約３０ミクーンの試薬層（２）　　ｌ
ｉｉ　ｍ　ｍ　造展開１ 初禾ｒ紙（０）　　　　　　　　　　　　９１．０９　
／、１（東洋２紙■　３００メツシュ以上） コポリ（スチレン／グリシジルメタアクリレ））　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
３．０　ｇ／胃？オクチルフェノキシポリエトキシエタ
ノールｏ、ｓｉ／ｒｒｔ から成る乾燥膜厚約１６０ミクロンの繊維構造展開層 更に比較分析素子として、粒子単位をゼラチンに変えた
下記組成の試薬層と繊維構造展開層の組合わせを作成し
た。

（１）比較試薬層 脱イオン化ゼラチン　　　　　　　ｚｌ、ｏｇ／ｍ’４
−メトキシ−１−ナフトール　０．７５９／ゼコレステ
ｐ−ルオキシダーゼ　　６ｏｏ単位／ｍｌコレステロー
ルエステラーゼ　２０００単位／ＩＩｌ″ペルオキシダ
ーゼ　　　　　　７０００単位／ｖｌジメドン　　　　
　　　　　　　　ｏ、２１１／ゼから成る乾燥膜厚約８
５ミク田ンの比較試薬層 上記本発明の分析素子及び比較分析素子に１００〜／ｄ
ｌ及び２００ダ／ｄ１のコレステロール標準水浴液及び
標準血清を１０ミイクｐリツタ一滴下後、３６℃１０分
間インキュベーションを行ナイサクラ元電濃度計ＰＤＡ
−６５型（小西六写真工業婦製）で赤色光（λｗａｘ　
＝　６４４　ｎｍ　）で反射濃度を測定した。結果は以
下の表−１に示す。

表　　−１ その結果、表−１に示す如く、比較試料ではほとんど発
色が起こらず、コレステロールもしくはコレステロール
エステルが試薬層中へ収納されていないことか解るが、
−力木発明に係わる試料では全て良好な呈色を示し、本
発明の試薬層が充分所望の５ａ能をはだすものであるこ
とが解る。

代理人　　桑原義美 手続補正書 ＋１．’ｉ　相＋５８　イ１　４　ノＪ　６１（１°１
トイ′１σ）ノ５ε小 昭和５７１＜特Ｊ′１願第　　６５０５　リ２　発明の
名ゼｊ・ 分析素子 、１　柚１１．を−づ−るとｉ ・ＩＮ″１との関係　特許出願人 イ！　所　　東原都新宿区西新宿１１’Ｌ１２６番２す
？′１　相、　（１２７）小西六写真工業株式会拐代ノ
シ取締没　　川　　本　　信　　彦・１代理人 〒１９１ 居　所　　！１！！＋一部１１り［ｆ巾さくら町ｌ　ｊ
ｌ地小西７′、写し’！；　１゛業株式会社内６、補正
の対象　　明細書の「発明の詳細な説明」の欄、ニー＝
≧７、　補正の内容 （１）　　明細書ＩＩ４頁Ｉ！１４行目「血液分析要素
が」とあるな「血液分析素子が」と訂正し、 Ｑ）　同第５貞第１行目 「有する、血液分析要素である」とあるな「有するもの
である」と訂正し１ （３）同第５頁第３行目 「分析要素」とあるな「分析素子」と訂正し１（４）　
　同第１０頁第３行目 「試薬中の」とあるな「試薬層中の」と訂正し、 （５）　　同第１４頁最終行 υｎ　　　　　　　　　　　　ＯＨ 」　　　　　　　　　　　」 １４開昭５８−１２３４５８（１１） （７）　　同＠１７頁 ｒ（２１）　（ＣａＨｔｙＯｈＴｉｓ　（Ｐ（−０−Ｃ
１ｓＨ＊　）ｇＯＨ）ｔ　Ｊとあるな すＯ （１０）同第５貞第１６行目 「更に蛋白質であるＩ゛酵素とあるを「更に巨大分子量
を有する蛋白質の一種である酵素」と訂正し、 （１１）　ｉＱｌ箒２７頁第７行目 ［特願昭５６−１３２０３号および特願昭間−６５４４
号」とあるを「同５７−１２！！８４７号及び同５７−
１９７４６６号」と訂正し、 （１２）同１［３５頁第９行目 「合成例の粒子単位」とあるを「合成例の粒子単位　　
　４．１／ｉｇｔ”Ｊと訂正します。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　光透過性かつ液体不浸透性の支持体と流体試
   料中の成分と反応する少なくとも一種の試薬を含有する
   少なくとも一階の試薬層と、該試薬層の該支持体とは反
   対側に位置し、該流体試料中の成分を該試薬層へ透過さ
   せる少なくとも一層の展開層を有する分析素子において
   、試薬層の少なくとも一層が疎水性かつ、流体試料に実
   質的に非膨潤性である無機物質の核及び親水性の外殻か
   ら成る核殻多層構造を有する粒子単位から構成された事
   を特徴とする分析素子。
2. （２）粒子単位が疎水性かつ流体試料に実質的に非膨潤
   性である無機物質の核、親水性の外殻及びカップリング
   剤から成る核殻多層構造を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の分析素子。
3. （３）粒子単位の無機物質の核がシランカップリング剤
   及び／又はチタニウム系カップリング剤で処理された後
   に親水性の外殻を形成された事を特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の分析素子。