JPS59166844A - 繊維状媒体に保持される成分の分析装置 - 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、生物学的流体のような物質中の可溶性成分を
測定する尋法奉４憂４置に関する。

詳しくいうと、本発明は、分析すべき試料物質を反応体
の光学的に薄い層まだはその他の分布物内で成分光示性
化学反応に付するようにした成分測定法を提供する。し
かして、反応体はベーパのごとき繊維状媒体に保持され
る。この反応体は、この反応の選定された成分表示性生
成物の濃度に対して既知のそして好ましくは直線関係、
で応答する感知手段によって電磁放射線の下で試験され
る。

本発明は÷索、上述の方法を実施する装置′！ｉｌ−提
供する。

本発明は、反応混合物を保持する繊維状媒体の見かけの
バックグラウンド吸光度または放射量が比較的大きく試
験箇所ごとに相当変わる場合においてさえ、また分析す
べき物質および反応生成試薬の駅間的分布がすべて一様
とかぎらず試験箇所ごとに変わシ、その結果反応生成物
が一様に分布されない場合においてさえ、上述の測定を
棺苫に反復的になすことを可能ならしめる。本技術は、
相対的分布が逐次の試料に対して同じであれば、反復性
のある測定をもたらす。さらに、本発明の方法は、従来
技術に対比して、成分濃度の高感度の測定を可能にする
。

本発明の目的は、繊維状媒体に包含させた生物学的流体
中の成分を測定する改良ｑ装置を提供することである。

本発明の特定の目的は、化学的反応を監視し、あるいは
、またはそれとともに、反応体の分布不均一に最小の依
存性しか示嘔ずに繊維状媒体に包含される反応生成物を
測定する基会会士弊装置を提供することである。

本発明の他の目的は、従来技術よりも高い感度を与える
ところの、繊維状媒体に包含させた流体物質中の１また
は２以上の可溶性成分を測定する蛎時畔ｉ−≠装置を提
供することである。

不発明の他の目的は、物質を拘束する構造、例えばシー
ト部材上に限定寸法の円板や拘束リングを配したごとき
構造を含まない繊維状シート部材を反応および分析容器
として使用することができる前記の測定鼻斗曇ふ皐装置
を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、繊維状分析容器が境界のな
い１または２以上の試験箇所を有しうるようにした前記
の測定弁す参十伊装置を提供することである。

また、本発明の目的は、精密かつ正確な成分測定を行な
うことができる前記の測定萌鴫岸李Ｉζび一装置を提供
することである。

本発明の他の目的は、試験箇所に加えられる反応体−所
の変動によるも境界のない試験箇所でかつ最小の精度損
失で上記の測定を達成することである。

本発明の式らに他の目的は、小量の、しばしば１マイク
ロリツトル以下の原試料しか必要としない上記の方法お
よび装置を提供することである。

本発明のでらに他の目的は、分析を迅速に、そしてさら
に最少の設定準備でもって行なうことができる前記の測
定与快車４輩装置を提供することである。

本発明の他の目的は、レート−反応の測定と終点の測定
の双方を行なうことができる前記の測定＆研装置を提供
することである。

本発明の他の目的は、一部は自明であり、一部は以下の
説明から明らかであろう。

概略すれば、本発明（徒、繊維状媒体上に結合された試
薬と試料溶液とが化学的に反応して反応生成物を生成し
、これが該試料溶液中の成分の既知の尺度となるように
した分析方法を提供する。前記の層に選定された波長の
電磁エネルギを照射すると、既知のそして好ましくは直
線的応答を有する放射線検出器またはその他のエネルギ
感知手段が問題とする成分の婉度の直線的またはその他
の既知の尺度を与えるのである。反応混合物は、最大濃
度点における反応生成物の濃度が低く、繊維媒体中を横
切る放射線の小量しか吸収しないように調節される。

試薬および試料溶液は、理想的にはそれぞれの反応体の
量が問題とする反応生成物を生成するのに最適な化学的
相互作用を生ずるように試験個所全体にわたって互に釣
合うように、空間的に分布される。好ましい化学系はレ
ート反応を生じ、そして、測定装置の視野全体に化学的
平衡の最適伯仲を維持するのが望ましい。繊維状シート
は培養および測定装置への提示のため反応体を含む。こ
の構成の場合、反応体の平衡分布は、轍維状媒体上の反
応箇所に試薬を選定された順序で供給することにより行
なわれるが、この場合、必ずしも一様ないし同一の分布
ではない。これは、後続の浴液が加えられるとき反応体
のクロマトグラフィ態様の浸透に打ち勝つためになをれ
る。

また、本発明の実施にあたって少なくとも多くの場合、
反応個所はヤゴダリングのような限定構造全必要としな
い。この代りに、反応個所は境界のないものとすること
ができる。

不発明け÷九、上述の方法を好まし〈実施するだめの装
置を提供するものである。一般的にいって、装ｙｔ　ｈ
　＝放射源から反応体保持繊維状媒体を経て散射惑知器
に至る自己調節および反復可能な光学的結合を可能にす
るうこの結合は、化学反応の全時間行程にわたり一定に
留まる。このため、装置は、繊維状シートを固定位置に
木質的に固定の形状で支持する。オた、装置は、少なく
とも測定中繊維状シートから液体の蒸発を遅らせ、反応
体保持箇所の不肖な圧縮を防ぐ。

さらに、本発明の実施にあっては、「液体保持暖着材物
品のＮ）進的圧縮のためのプレス」と絵して、１９７４
年１０月２９日付ニテエル・ソティックソンおよヒエフ
・リムに発行された米国特許第３．８４４．７１７号に
記載される装置を採用しうる。米国特許第３．８４４．
７１７号のプレス構造体は、こ＼に説明される本発明に
したがって分析のため、血清または全血液のごとき試料
溶液の蛋白質のない限外ｆ過液を供給するのに使用でき
る。さらに、目下出願中のケイ光計は、本発明の実施に
有効に使用できる。

本発明にしたがって化学成分分析を行なう利点の一つは
、特に従来技術と比較して殆んど時間を要しないことで
ある。さらに、本発明の実施は、最小の装置を必要とす
るにすぎない。例えば、以下に記載の分析試薬で既に処
理された繊維状媒体による全血液の乳酸分析においては
、血液試料の所望の血清限外濾過液は、上記米国特許第
３，８４４，７１７号に記載の限外濾過プレスによって
試薬保持媒体に移すことができ、そして指の刺穴から分
析結果に主る全乳酸分析は３ないし５分程で完了させる
ことができる。

さらに詳細に考察するに、本発明の１つの目的体に含壕
れる液体に発生する化学的反応の生成物の生成の測定を
可能にすることである。反応生成物の測定は、反応の終
点時が、すなわち終点測定または反応中に、すなわらレ
ート反応測定なされうる。さらに、本発明は排他的では
ないが主として、放射エネルギより測定、すなゎら吸収
またはケイ光に応答する測光技術による測定に向けられ
る。

ベーパや類似の繊維状シートのごとき繊維状媒体に含ま
れる物質の化学反応の測光測定は長いこと研究されて来
た。これは、か−る媒体の取扱いが容易であること、そ
してそれが特に分析用の使い捨て媒体として廉価である
ためである。米国特許ｇ　３，８４４，７１７号のプレ
スと一緒に使用されると、本発明は、従来技術で一般に
必要とされるがごとき遠心分離の必要なしに、フィルタ
ペーパ上への試料の収集および続いての分析を可能なら
しめる。

しかしながら、二三の問題のため、要求される精度と反
復性をもって所望の測定値を得ることが困斧である。１
つの問題は、ペーパまたはその他の媒体が高レベルのバ
ックグラウンド測光信号を生じ、これが反応箇所ごとに
、さらには一つの領域内においてさえ相当に変化するこ
とである０特に、ペーパクロマトグラフィーの分野にお
ける研究者は、分析用ペーパシート上の点ごとに光学的
透過率、光学的反射率および自然ケイ光に大きな変動が
あることを報告している。この位置に依存するバックグ
ラウンド信号は、化学的ム試検分析における間融とする
反応応答信号のｆｉｊｌ定の精度を著しく減するのであ
る。きらに、ペーパクロ析には応用し得なかった。

この問題が存在するに拘らず、ナテルソンの米１Ｎ特許
第！１．０３６．８９３号および第３．５０２．４５８
号およびフィンドル等の米国特許第３．５２６．４８０
号に記載される従来技術は、試料中の化学成分の未知の
Ｐ度が、問題とする試料にｎ出される繊維状シートの試
薬保持箇所に生ずる観察される光学的測定値を、既知の
涛度の碕正溶液に臓出される類似の箇所の対応する光学
的測定値と比較することにより決定されることを教示し
ている。このやり方で反復可能性のある正確な伏的結果
を得るには、所望の成分濃度に比傍して化学反応により
数箇所に発生される光学的特性の測定差が、これらの部
所において繊維状シートに既存のバックグラウンドの光
学的差に比して大きいことを前提としている。

上述の従来技術はまた、１つの試験箇所内における反応
体の不均一分布が誤の主たる原因であることを示してい
る。この技術は、したがって、装置の視野内において分
布を一様にすることにより高精度を達成するものと主張
される柿々の技術を教示している。この目的で、例えば
米国特許第３．０３へ８９３号は、分析すべき溶液をス
クリーンを介してストリップに適用することにより溶液
を試薬保持繊維状ストリップ上に一様に分析することを
教示している◇この特許および米国特許第３、５２６．
４８０号も試薬の一様な分布の利益について教示してい
る。しかしながら、これらの技術は、下にある媒体自体
の変動を受けることには変わりはない。

これらの従来技術は、鍛維状シート上で遂行される定量
測定の精度についての主たる制限とｌｆる周知の「リン
ギング」現象について記載している。

これは、測定が透過率であるが反射率であるがケイ光Ｋ
ｊるかにか＼わらず、光学的視野の異なる部分に荘仕す
る反応生成物の異ンでる濃度が間凶とする測定に比例Ｆ
ｌ″Ｊに腎与しないために、従米技９イ「において生ず
るのである。

面阜にいうと、本発明は、す７グ自体が入射光または置
敷出光を殆んど吸収し吐昨ばリンギンダ現象がこの方法
における測定を妨げないという認識に立つものである。

かくして、不発ｉ１４の実施に２いては、リングを構成
するすべての吸収分子およびリング内の分子は実質的に
同じ入射光強度ｉｃｄ出され、ヒシリの分子により放出
される光を減衰しない。しかしながらリング内の濃度を
このような低値に減することは、光学的測定値に化学的
に発生される変化をもたらし、そしてこれは、測定箇所
ごとのバックグラウンドの差に比して小さいものである
。従来技術は、これらの低吸収レベルで満足できなかっ
た。

本発明は、各箇所においてツＣ学的特性に化学的に生ず
る寥化を、変化発生反応以口（１における同じｆｌｉ所
におけるバックグラウンドに対比して測定することによ
り両方の困難性を克服するものである。

試験１笥所にかいて得られた相対測定値が、ついで改正
箇所の測定値と比較される。このように、本発明では、
各反応箇所を基準の目的のためのそれ自身のブランクと
して使用する。得られた測定値は繊維状媒体の試験論所
の最初の光学的条件に本質的に依存せず、したがって間
融とする現象にのみ最大程度に応答しうる０この技術か
らもたらされるリンギングの悪影響からの解放によって
、上述の従来技術に対比して、試薬保持繊維媒体上、ぐ
試料溶液の直接付着から生ずる反応生成物の測定が可能
となる。詳しくいうと、化１’ｉ１２物の吸光度が低い
とき、ｉ（Ｆ　Ｌ　＜いうと、典ジ的な試験管内吸収分
光測光における意味のあるＺ＋、ｉｔ定に普通必要と考
えられる０、２の最小レベルよりも十分に低〜・とき、
鳩維状媒体内に不均一に分布された反応体で生ずる反応
の生成物について正確な測定をなしうろことが分った。

例えば、ジエイ・ディー・ワインフォードナにより樒集
されたスペルドローケミカル。

メソード・オブ・アナリスス（ワイリーーインタサイエ
ンス発行）のＰ、ｓ　４４　＊照Ｏさらに、測定値は、
反応生成物の濃度に関して本質的に直縮的である。

低い吸光３にのと述の状態は、光学的にｆ＆、’−・’
状態として本明細書に言及される。反応体がこの低濃度
レベルで開角とする反応生成物を生ずるように存在する
場合、全光学的視野における不均一分布・特にリンギン
グに対する測定の感度は無視しつる。

上述の訃問題に加えて、繊維状礁体の反応生成物によし
発生される光学的応答の測定値は、媒体の湿潤程度およ
び反応箇所の圧縮程度に応じて相当索わる。湿り度に関
する問題は、レート反応が進行中に監視されしたがって
分子移た１ｊのための液体を必要とする本方法に独特の
ものであると考えられる。この問題は、例えば米国特許
第３，０３６．８９３号においては、反応後および光学
的測定前に反応Ｖ１所を乾燥することにより避けられる
。

そこで、概略すると、本発明は、高度に可変の繊維状媒
体のバックグラウンドの光学的特性に小さな変更を生じ
るａＩ御された化学的反応により、流体の選定された成
分の濃度を測定する装置上４廷赤妻を提供するものであ
る。問題とするものの測定は、装置の視野内に反応生成
物の一様な分布を必要とせず、異なる測定に対して反復
可能な分布のみを必要とする＠本発明による装置および
方法では、繊維状媒体の反応箇所における大きな、すな
わら見掛は土兄学的に薄いバックグラウンドの図憶され
た」測定値を、問題とする光学的に酵′い変化の開始径
間じ反応箇所でなされる後続の測定に対する基準として
採用するのである。本発明の好ましい実施にあたっては
、さらに、反応箇所において湿り度および歯雄の圧縮の
制御が行なわれる。これらの技術によれば、メックグラ
ウンド媒体の見掛けの吸光度が、完全湿潤のときのｔ。

から乾燥のときの１．７の範囲にあってさえ意味のある
測定がなされうる０ 本発明はまた、試薬パッドまたはその他の繊維る成分の
組合せないし平衡を達成する好ましい技術を提供するも
のである。この連続的な高速度の反応は、対応的に高感
度の測定をもたらすものである０さらに、本発明を実施
する後述の好まし〜・技術では、反応が比較的長時間一
様な速度で進行するが、これは、レート反応を高ｅＫで
測定する効率を高める。

逐次の液体試薬を繊維状媒体上に選択された順序で付着
させることにより達成される。代りに、単一の＠液中の
種々の試薬の濃度が、溶液が反応箇所に付着されて残り
の手順が遂行されるとき、媒体繊維に対する試薬の拡が
りないし親和力の差を補償するように調節される。さら
に、御々の試薬の量は、試験箇所全体にわたりすべての
反応成分の比較的最適の平衡を生ずるように選択される
。

この平衡状態を得るに必要とされる相対量は、液体混合
物、ナなわら本発明の実施の場合のごとくクロマトグラ
フィ態様で分離を受ける繊維状媒体において！なく試験
管のごとき容器内に含まれる液体中に最適の反応条件を
達成する場合に通常使用されるものとしばしば異なるこ
とが分った。

測定装置の視野を越える境のない試験領域で実施される
本発明の１つの好ましい実施形態の場合、予め処理され
た繊Ｍ吠媒体の毛細管特性のため、反応箇所に加えられ
る過度の試薬または試料溶液のを引き出す緩衝帯域が提
供される。選定された東件下で、得られた測定値は、主
として、溶液中の未知の濃度に比例し、加えられる試料
または試薬の正確な鯖に比較的不感知である。

本発明の性質および開目的をより十分に理解するたて採
用される約０．２ないしＩ］、８間の吸光度範囲が、曲
線１０の部分１２に沿うものとし示されている。曲線は
ベールの活則のグラフ表示である０″：１″なわら、液
体中のパーセント透過率を液体中の吸収物質の濃度の関
数としてプロットしたものである。液体の吸光“度はこ
の濃度に比例し、そして詳しくいうと、光学的測定路に
沿う分子の総数と分子の分子吸収係数との積である。し
たがって、第１図はまた、パーセント透過率と液体の＃
度との関係を表わしている〇透過率は、曲線部分１２　
　においては、曲線の上端部におけるよりも、すなわち
吸光度が０２よりも小さい場合よりも１吸光度および濃
度に関して直線的でなく変化する。

上述の従来技術に比し、本発明は、問題とする反応に起
因する吸光度の変化が曲線部分１２の吸光度よりも低い
ところで、詳しくいうと低吸光度端恥部分１４で生ずる
ように動作することの重要性を表わしている。この部分
は０．２咬たけそれ以下好ましくは０１５以下の示差的
吸収度値に対応する。

この吸光度範囲、したがって、繊維状マトリックス上の
反応体混合物のこれに対応する高ノ々−セント透過率は
、吻質氏分の光学的に薄い調合物／１いし分布物を限定
している。曲線１０が部分１２およびその右方で示す光
学的濃度の大きい状態は、「光学的に厚い」状態として
明細中に言及される０第２図は、吸光度光度計特による
本発明の実を也初の反応体の選択された成分の尺度とし
て反応生成物を生ずるように選択される。吸収度光度肝
すの放射装置２０ａは、シート１６内の溶液に入射放射
れており、これが、６液保持クートを通過した放射を受
は取る。シート１６における装置２Ｄｂの視野２２は、
図示のごとく、溶液１８の分布ないし拡がり内に限定さ
れる。入射放射式の波長および装置２０ｍ）が応答する
透過放射工の波長は、排他的でないが、主として溶液１
８の選択された反応生成物の濃度に応答しうる尺度を装
置２０ｂに与えるように選択される。

＠２図に破線で指示式れるように一光度計け、溶液１８
から反射する照明に応答するように配置できる。すなわ
ち、放射装置２０　ａ’および読出し装置２０ｂ′は、
代表的には入射および反射角を等しくして光学的に配置
しうる。もちろん、この角度は、放射の拡散に依存して
他の角度を使用できる。

さらに第２図に示すごとく、光度計２０は、反射感知装
置２０　ｂ’および透過感知装置２０　ｃ’を同じく放
射装置２０ａ’と光学的に整列させた配置を用いて単一
光源で反射および込過６１１１定を同時に行なうことが
できる。同様に、後者の配置は、装置２０ｂ′によるケ
イ党測定と、装Ｍ　２０　ｃ’による吸光度測定の同時
測定を行なうことができる。

第２図に例示される本発明の上述の案施形態ははソ従来
形式のものである。しかしながら、本発明をざらに説明
する前に、繊維状媒体に保持される溶液の「光学的厚さ
」という言葉が本明細書に記載されているから、この言
葉を第２図をざらに参照して説明しよう。

繊維状シート自体は、１例として３４叶悼の波長を有す
る入射放射のほんの一部しか透過しない。

透過が低率であるのは、それがベーパシー■・により吸
収によるのでなく、主としてペーパシートの繊維による
散乱のためである。この現象にかんがみて、シート中を
通過する光に対するシートの影響を記載するために、普
通の「吸光度」と区別して「減衰度」という言葉が造り
出された。減衰度という言葉は、物質による吸収と散乱
に起因する光ビームからの強度の減少の総和金いうもの
である。

入射放射に対する４シート１６の減衰度、ならびに反射
率およびケイ光放出は、シートの湿潤および圧縮に強い
依存性を有することが分った。これは、繊維や間隙空間
に対する液体および圧力の影響を考えると理解できる。

ペーパは、乾燥しているときにもつとも光を散乱し反射
する。これは、その間隙が、ペーパ繊維の屈折率と相当
に異なる屈折率を有する空気により占められるからであ
る。

しかしながら、水は屈折率が繊維の屈折率に空気よシも
近似しているから、水がシートに付着していると、散乱
は少なく、反射率は低く、見かけの透過率は高く（すな
わち「減衰度」が減ぜられる）、そして放射されるケイ
光は減ぜられる。この現象は、ベーパクロマトグラフィ
において半透明剤を使用する根拠である。すなわち、ペ
ーパ繊維の屈折率に合致した流体が、乾燥されたクロマ
トグラムを濃度測定のためできるだけ透明にするように
か＼るクロマトグラムに加えられるのであろう理論的ひ
な型に依れば、シート１６上に入射する光ビームは、究
極的に吸収されあるいは反射光または透過光として現わ
れる前にシート内で多数回散乱されることが干渉」され
る。それゆえ、繊維状シート中の実効光路長では、シー
ト自体の厚さよυも大であることが予想される。

この延長された実効光路長が本発明に関する分析の過程
において観察された。詳しくいうと、この延長された光
路長は、第７図と関連して以下に説明される装置で観察
された。これは、異なる濃度を有するＮＡＤＨ溶液の既
知量で湿潤したベーパディスクで観察されるケイ光発生
および透過を、試験管内の、すなわちペーパディスクに
置き代られた同量の溶液の対応するケイ光発生および透
過と比較することによりなされる。灰効路長の見掛けの
増加は、この様にして３ないし５倍であることが分った
。

かくして、ベーパのごとき繊維状媒体上に置かれた吸収
溶液は、増加された光路長に沿うどこかで光を吸収する
ことにより光の見掛けの［減衰度］を増太しうろことが
理解できよう。もしもこの吸収にケイ光再放出を伴なう
場合、ケイ光は励起放射と同様に散乱作用を有する繊維
中を進み、シートから出るか内部で吸収されるかのいず
れかとなる。さらに、例えば米国特許第２．５５４．３
２　ｉ号によれば、ケイ光発生物質の濃度が入射光ビー
ムが量線性の理由は、放射が最初に遭遇する外部流体に
よるケイ光発生吸収が、内部流体の実効励起強度を減す
ることによシ、内部流体の再放出光に対する寄与を減す
るからである。

本発明の溶液の「光学的厚さ」という用語は、上述の実
効光路長の増大に基づくものである。

本発明にしたがえば、シート１６甲の溶液１８ト内の散
乱により形成される実効光路長に対して０．２以下そし
て一般にはｌ］、１５以下に維持される。

すなわち、シート１６上の溶液の作用は、少なくとも光
度計装［２０ｂの視野内において、問題とするスペクト
ル範囲において光学的に薄いものである。

さらに詳しく述べると、第３図は、光度計が応答する測
定物質すなわち物質成分の異なる分布をもって第２図の
装置の動作を示している。上述の従来技術は、これらの
物質が光度計の視野全体にわたり一様に分布されるべき
ことを規定している。

＠３Ａ図における測定物質の空間分布のグラフは、この
一様な分布を示している。第３Ｂ図のグラフは、測定物
質のこの分布に対応する透過率、すなわち入射放射Ｉ０
に対する透過放射■の比を示している。このグラフの輪
郭は、予想されるごとく第３Ａ図のグラフの輪郭と同一
である。

第３Ｃ図は、理想的には、物質が視野の中心にてシート
上に付着され、半径方向に拡げられる場合にもたら畜れ
るように、シート１６上に測定物質が空間的に不均一に
分布された場合を示す。分布は、代表的には、「リンギ
ング」すなわち液体物質のスポットの中心からスポット
の周囲へ向う打寄せ作用で遭遇するように、スポットの
中心におけるよシもスポットの周囲に高濃度を有する。

第３（：’図のごとく分布される物質の濃度が光学的に
相当に厚いと、すなわち吸光度が０．２をずっと越える
と（第１図）、分布物透過率は第３Ｄ図の曲線２４のご
とき輪郭を有する。この輪郭は、第３Ｃ図の分布の輪郭
の直線応答ではない。むしろ、この輪郭はきわめて非直
線的であり、第３Ｃ図の輪郭の高濃度部分から生ずる比
例的透過′率よりも小さく、そして第３Ｃ図の輪郭の中
心の低濃度部分から生ずる比例的透過率よりも大である
。

上述の従来技術が、第３Ａ図のごとく測定物質の一様な
空間的分布を規定するのはとの非直線性のためである。

第３Ｄ図の２６で示されるとと＠輪郭を有する、この輪
郭は、第３Ｃ図のＪ★度輪郭に関してなお非直線的であ
るが、曲線２４の光学的に非常に厚い条件の場合よりも
非直線的でない。第３ｃ図の濃度曲線の谷部対ピーク比
が１対？である例によれ（ば、うｔ学的に薄い条件に対
する曲線２８は同じ谷部対ピーク比を有すべきであるが
、曲線２６はこれよりも小さい比を有するであろう。曲
線２４に対する比はさらに小テ＜、例えば１に近いであ
ろう。

それゆえ、第２図の装置は、画定値が応答するり貿が光
学的に薄い状態において不均一に分布されるとき、反応
生成物濃度の直線的測定値を生じない。しかしながら、
濃度を直線的に辿ｊ定できることの重要性は、第３Ｅ図
の検討から明らかとなしかしながら、非直線分布が光学
的に薄いときは、本質的に直線測定が行なわれる。すな
わち、反応生成物の空間分布の第３ｃ図の輪郭が光学的
に薄いと、すなわちその最大濃度点で０．２より小ζい
吸光度を有すると、透過率の対応する輪郭はほとんど直
線応答となる。第３Ｄ図の曲線２８は、この状態を描い
たものである。

かくして、第２図の装置は、問題とする波長を吸収する
物質が光学的に薄い層またはその他の状態で存在すると
きは、実質的に直線的な極度測定″を行なう。この認定
は、例えばペーパシート１６自体に起因する、または初
反応溶液中における他の強く減衰する）；ツクグラウン
ドの存在においてさえ有効である。たソし、バックグラ
ウンド減衰がブランクおよび信号測定間隔中一定である
が、試料ごとに周知および繰返し的態様で変わることを
条件とする。

さらに、傾々の試料に対する空間分布が同じ、すなわち
反復的であれば、シート１６の異なる箇所上の溶液の異
なる試料から、−貫してｆ％ｊ密な測定が冥現される。

これに対して、従来技術では、反復測定は一様な物質分
布の場合のみ達成されうると考えられる。

第４図および第５図は、本発明が前述のごとく吸光度装
置とではなく、ケイ光計３０で実施できることを示して
いる。第１図および第３図に関して前述したごとき、光
学的に薄い状態および反復可能性に関してなした考察は
、ケイ光応答装置についてもあてはまる。

第４図に例示のケイ光計３０は、試料液体の小分子部分
のみを繊維状シートに伝達するプレス６２と結合される
。該部分はと＼で測定のために所望される化学的反応を
受ける。プレスによる繊維状シートの圧縮は、測定中解
放される。詳しくいうと、所望の反応体を保持するよう
に予め処理された乾燥せる繊維状試薬シート３４が、他
の乾燥せる繊維状試料シート３６の下に、両者間に配さ
れた限外濾過膜またはその他のフィルタ３８とともに重
ねられる。分析てれるべき液体は、代置的にはピペット
４０により試料シート上に付着される。

米国特許＠３．８４４．７１７号に詳しく説明されるよ
うに、プレスヘッド５１は、第４図に示されるｆ置から
第５図の位置へと矢印方向に移動されるとき、試料の問
題とする小分子部分の相当部分をシート３６からフィル
タ３８を介して試携シート３４に押し出す。液体部分は
、シート３４の試梨と所望の化学的反応を開始する。ケ
イ光計は、レート反応の測定に対して適当であるように
連続的に、または、選択された時間の後に、問題とする
反応生成物を測定する。

第４図および湾５図を参照すると、プレスの基部４２は
、ケイ光計３０のハウジングを形成している。ケイ光計
は、ランプ４４からプレスのプラテン４６を介して放射
を試薬シート３４に照射する。プラテンは、ランプ４４
０入射励起放射に対して、またこの放射が試痰シート３
４０問題とする反応生成物に生ずるケイ光に対して透過
性の光学的窓である。

さらに詳しくいうと、基部４２は、−次通路４８および
二次通路５０を有する。通路は、同一平面内にあり、そ
の中心軸線がシート３４において収れんするように互に
ある角度で配置されている。

ランプ４４はプレスの下に中心を置く、すなわちプレス
の内部足部材５２の下にある試薬シート部分とともにプ
ラテン４６の光学的窓と光学的に整列するように、−次
通路４８内に取り付けられている。フィルタ５４は、ラ
ンプ４４およびプラテン４６　ｉｊｌにおいて一次通路
中に取り付けられ、不所望の放射が反応パッドを照射す
るのを阻止する。

でらに、代衣的には、ランプ４４からの放射の強度およ
び変調に応答する電気信号を発生する基準検出器５６が
、−次通路に、好ましくは例示されるごとくランプ少よ
びプラテン間の光学Ａ路外に取抄付けられる。

必須ではないが、例示のケイ光計の二次通路５０け、ラ
ンプ４４からの入射放射が試薬シート３４から反射する
角度で配向されている。このように、例示式れるケイ光
計３０は、ランプ４４からの人材エネルギーが、光学的
に透過性のプラテン４６と連続するシート３４０表面か
ら反射する角度で整列烙れた二次通路５０を有する。こ
の形態は、ケイ光計の視野内にある試薬シート３４の全
点を１射するため、ランプ４４から二次通路５０の検出
器５８に至る実質的に等しい長さの光学路を提供するの
に好繁しい。等長光学路は、高い柵定精明をもたらす。

二次通路５０には、ケイ光検出器５８が取り付けられて
おり、そして検出器５日と試薬シート３４間にそれと光
学的に整列してレンズ６０が取り付けられている。レン
ズ６ｏば、所望のケイ光を検出器５８上に収れんさせる
。また、二次通路には二次フィルタ６２．６４および６
６が取り付けられている。これらのフィルタは、−緒に
、ランプ４４から反射される一次放射を阻止するととも
に測定されるべきケイ光の通過帯域上下のパックグラウ
ンドケイ元およびその他の放射を阻止する。

埒らに、二次フィルタは、ランプ４４から反射される光
で励起されるとき、また如何なるケイ光が存在してそれ
で励起されても、少なくとも測定波長範囲でケイ光を発
しないように選択される。

所望の程度の非ケイ光性をもつフィルタ６２．６４およ
び６６を提供するためには、誘電体および金属フィルム
フィルタ構造が好ましい。本発明にしたがって非ケイ光
性の二次フィルタを用いることは、６１１ｊ定の波長範
囲を含む広帯域のケイ光を生ずるものとして知られるガ
ラスまたはその他の二次フィルタを有する点を除き同様
の構成のケイ光計に比して、感匿の増大をもたらし、そ
のノ；ツクグラウンドの消去をもたらす。

第４図に示すごとく、プレスおよび光度計を単一の装置
に結合する代りに、それらを互に別々に構成し、互に独
立に使用できる。例えば、分析のために整えられた試料
液体を繊維状ペーノくシートに直接付着させて試薬と反
応場せ、反応生成物を生ぜしめ、これ金弟４図のごとく
構成されたケイ光計で測定できる。

第６図は、本発明の実施に用いるケイ光測定装置７０の
好ましい構造の詳細を示すものである。

ケイ光測定装置と関連して説明式れるが、この構造は他
の形式の光度計とともに使用できる。装置の光学的諸部
材、すなわちランプ、フィルタ、信号検出器および基準
検出器は、第４図と関連して上述したように光学的通路
７０ａおよび７０ｂに配置できる。ランプおよび信号検
出器は第６図に略示されている。

しかしながら、繊維状媒体に対する支持、およらに詳し
くいうと、装ｆ７０は、平坦支持表面７４ａ上にベーパ
ストリップ７２として例示される繊維状媒体を支持する
。選択された反応生成物を生ずる反応体を含むストリッ
プの反応箇所７２ａは、支持表面の下に間隙８０だけ離
間された光学上の 的窓７８、および支持底面台佳ペーパストリップの上に
載置されるように反応箇所を横切って延在蕊 する背板８２間に配置される。フィルムかスト１＾ツブ
の上下衣面と隣接し、反応体保持箇所７２ａケ包囲して
おり、液体が反応箇所から蒸発するのを防ぐ。フィルム
７６はまた、このストリップの反応体により装置の諸部
材が汚染するのを防ぐ。

これは、異なる反応箇所における測定と６（１］定との
間で、光学的窓７８、支持表面７４　ａ　努よび背板８
２を清浄する必要を避ける。フィルム７６は、塩化ビニ
リデンの重合により製造され、サランラップの商標で市
販されているがごとき透光性の熱プラスチツク樹脂とし
うる。

支持表面７４ａを形成する／・ウジング７４は、装置・
イが動作する放射に対して不透明であり、だタフＢは問
題とする波長に対して透過性である。窓７Ｂは、ハウジ
ング７４の孔に、２つの光学通路７０ａおよび７０ｂと
光学的に整列して取り付けられてふる。光学通路は、ト
ー１］示的、に互に４５°の角度で配置されている。

ＩＹ板８２は、ハウジング７４上のペーパストリップ７
２上に載置されており、窓７８に甲心が置かれている。

例示の背板８２は、支持板からもち上げることを容易に
するため装置／・ウジングに枢着されている。その結果
、ペーパストリップまたは支持表面および窓への接近が
望まれる場合、背板はペーパストリップから容易に除去
することができ、またその上に置くことができる。背板
８２の例示の−Ｐ？￥造は、平坦な底表面を有する円板
構造である。ステム８６が円板の上背面から上方に水平
腕部８８へと突出しておシ、そして該腕８８は、ハウジ
ング−Ｈの直立支柱９０に枢着されている。

背板は、その僅かの重量より、ス）　ＩＪツブのサラン
ラップまたは同等のフィルムをストリップに圧するよう
にストリップ７２を支持表面７４ａに対して平坦に保持
する１＃ｌきをする。これは、装置放射源および信号検
出器に関する反応箇所の間隔をｉｉ定する。さらに、板
８２は、ラップフィルム７６とともに、ストリップが反
応箇所においてそこにある液体に起因して変形するのを
防ぐ。ストリップは間隔８０中へと若干変形することが
あるが、この変形は、ラップフィルム７６の抑制効果の
ためまた間隔８０の深さが小さいため小さいものである
。しかして、間隙８０の深さは、好ましくはストリップ
の厚さより薄いのがよい。１例として、０．０１フイン
チ厚のペーパストリップに対して、間隙８０ｔｄ１０１
インチ（約ｙミリメータ）である。間隙８０を設ける目
的は、ストリップ７２の繊維状物質が反応箇所において
この中に変形することを可能ならしめ、それにより背板
８２における繊維状物質の実質的圧縮を避けることにあ
る。

しかしながら、ストリップにか＼る背板の重量は僅かで
あることを注意されたい。

第６図を参照すると、背板８２１−ｊ、液体保持箇所、
したがって湿潤箇所７２ａの外方に位置するストリップ
７２の乾燥ペーパ上に載置されるに十分大きい。それゆ
え、背板８２の限定された重でにより圧縮されない乾燥
ペーパの厚ざが、支持表面７４ａと背板下面間の間隙を
自動的に決定する。

したがって、背板８２は湿潤箇所７２ａの上面を平坦と
なるように、したがってストリップ７２の乾燥部分の上
部表面と同一平面となるように圧する。上述のごとく、
この作用は、湿潤箇所を若干間隔８０中に変形しうるが
、これは、繊維状物質を反応箇所において比敦的圧縮さ
れない状態に留めることができるから望ましい。

上述のようにして、背板８２は、反応箇所の位置を支持
表＠７４ａに関して、したがって光度計ランプおよび信
号検出器に関して所望に応じて固定することが分ろう。

さらに、背板は、自動的かつ高度に反復可能な精度をも
って位置づけａ能を遂行し、ストリップ７２の紳々の部
分の厚さの変動、さらにはストリップごとの変動を自動
的に補償する。何故ならば、支持表面上と背板の間隔を
決定するのは反応箇所を取シ巻くストリップの乾燥部分
だからである。

背板８２の他の機能は、反応箇所７２ａの後に光学的に
一様な表面を提供することである。この表面は高度に反
射性または高度に吸光性とすることができる。しかしな
がら、高レベルの出方ケイ光信号を生ずるには反射性表
面が一般に望ましい。

重要なファクタは、表面が装置全体にわたって光学的に
一様であることである。また、光学的均一性をもたせる
と、ストリップ７２および背板間のエアギャップを避け
ることができる。本構成はこれをすλ成するものである
。

第６図の測光測定装置はまた、反応箇所内に存する湿気
に起因して光度計視野内に霧が発生するのを防ぐため、
熱制御１部材を含む。特に、熱制御装置を欠く第６図に
示される装置では、窓７８の土産および背板８２の下面
に霧が発生するのが観察された。この賛の発生は、背板
８２の下面が支持表面７４ａまたは窓と異なる温度にあ
り、その結果反応箇所７２ａ内の液体が蒸発して窓また
は背板表面上に凝縮するときに生ずるものと理解される
。霧の発生は、測定に誤りおよび不精密さを導入するか
ら一般に望ましくない。霧の発生は、背板８２および窓
７Ｂをノ・ウジング７４の隣接する熱質ｔ１とともに同
じ温度に維持することによって避けることができる。こ
の目的で、例示の背板８２には、熱電対９１、ま念はそ
の他の温度感知器および加熱素子９２が埋め込まれてい
る。例示される温度感知素子９１は、窓７８したがって
反応箇所７２ａ上に甲心を置かれる。これらの熱素子は
、調節された加熱源に電気的に接続される。

熱源は、背板を選定された特定の温度に加熱するように
従来技術にしたがって構成される。しかし々から、もし
所望される場合には、窓７８と熱的に接触１７て、代表
的にはハウジング７４の窓の取付は部に隣接して配置さ
れたサーミスタまたはその他の熱感知素子９３を含む。

感知素子９６もまた、背板金窓７８と同じ温度に維持す
べく加熱素の下側に配置てれた熱絶縁材料の層８４であ
る。

この／？ｊｆは、例えば背板が金属またはその他の熱導
尻性の材料より成り、あるいは、またはそれとともにヒ
ータ９１によるごとくして外部から温度制御されない場
合に、反応箇所７２ａが窓７８と熱的に平向することが
所望される場合に特に望ましい。層８４は容易に所望の
一様な光学的特性を具備することができる。例示の具体
例において、層８４は、テフロンとして市販されるが如
きテトラ７　）Ｌｔ　オＯ：Ｌ、チレン重合体より収る
プラスチックである。

２ｉ￥７図は、ペーパディスク９４に支持される反応住
成物を分析するだめの本発明にしたがう側光１！ｉｌｌ
定装置の他の配置を示す。詳しくいうと、装置は、光学
的窓９Ｂを嵌合せるハウジング９６を有する。窓は、化
学的に不活性のエラストマガスケット１００内に座着さ
れており、そして該ガスケット１００は、ディスク９４
を座着支持する孔を有するキャリヤシート１０２を支持
するようにハウジング９６ａの表面から突出している。

キャリヤシートの孔は、ディスクをキャリヤシートで保
持するに十分の弱いしまりばめでディスクを座着させる
ように、ペーパディスクの寸法に十分に近似した寸法と
される。好ましいと考えられる場合、例示のシート１０
２［、ディスクが切り取られる乾いたペーパより若干薄
くされる。例えば、０．０１フインチ厚の乾いたディス
クに対して０．０１５インチ厚とされる。キャリヤシー
トは光学的に不透明の物質より成り、金属シム材料とす
ることができる。

第７図の構成は、ディスク９４訃よび窓９８間に本質的
に蒸気密封空間ｉｏ６を提供し得る。詳しくいうと、窓
の上面は、第６図の窓７８について上述したごとく、好
ましくは表面９６より凹んでいるのがよい。キャリヤシ
ートは、上述のごとくガスケット１００の上部リムに座
着されており、そして該ガスケットは、表面９６ａ上に
突出して両者間にシールを形成している。

ディスク９４は、蒸発を防ぐため、第６図に関して上述
したフィルム７６のごときフィルムで包囲されうる。代
りに、ディスクはラップなしに使用でき、そしてディス
ク９４がらの蒸発物は、キャリヤシートおよび窓９８間
の小さな密閉空間１０６に限定でれる。

第７図に例示の測光測定装置は、ディスク９４およびキ
ャリヤシー）１０２に重なる光学的窓１０４を有する。

窓１０４は、キャリヤシート上に座着または固定しても
よく、あるいはそれから離間して配置してもよい。いず
れの構造の場合にも、反応体保持ディスク９４から、１
鴫ハウジング１０８の通路１０８ａおよび１０８ｂ内に
取り付けられた他の光学的装置（図示せず）に至る光学
的通路を提供する。他の光学的装置は、ディスク９４の
透過率特性を６１１１定することが望まれる場合、例え
ばケイ光または吸光度検出器を含むことができる。例示
として、第７図の配置は、通路９６ｂに放射源を、９６
′ａにケイ光検出器を、通路１０８ａに放射源と相対し
て吸光度検出器を配置して使用された。第７図は、第６
図と関連して上述した装置とともに使用できる。この場
合は、第２の窓１０４は不透明の背板で交換される。

上述の如く、本発明は、各反応箇所を基準のだめのそれ
自身のブランクとして使用することにより反応体保持用
繊維状媒体の光学的特性の点ごとの変化を解決するもの
である。すなわち、問題とする反応生成物を測定するの
に使用されつ＼ある同じ光学的特性が、反応生成物の生
成前に繊維状媒体の反応体保持箇所について測定される
。この測定は、問題とする反応生成物が発生されるとこ
ろの繊維状媒体箇所の所望の光学的特性を確認する。し
かして、この箇所は、測定される成分の発生直前に存在
する全反応体で湿潤さギな。したがって、この測定は、
問題とする反応が発へしっ＼あるとき反応箇所に存在す
るバックグラウンドの光学的パラメータを識別する。こ
の徂１１定を、後の、すなわち問題とする反応空行なわ
れる同じ測定と比較すると、問題とする反応生成物に実
質上排他的に応答する信号を生ずる。それゆえ、得られ
る比較信号は、問題とする生成物が発生されっ＼あるバ
ックグラウンドには最小の依存性しか有しない。

第８図は、上述のブランク法を実施する好ましい回路を
例示している。変ｖＡ電源１１０は、交流電圧で光度計
放射源１１２を交流電圧で付勢して、繊維状反応箇所の
試料例えば問題とする成分を照射するとともに、基準検
出器１１６を照射する。

ランプは、６０ヘルツおよびその高調波からずっと離れ
た周波数にて電源１１０により変調でれ、その周波数に
おける′Ｃ力線および同様の電源からの干渉を防ぐ。信
号検出器１１８は反応箇所から得られる出力放射に応答
して、試料応答信号Ｓを生じ、そして該応答信号は、比
回路１２０に供給される。比回路はまた、検出器１１６
がランプ放射に応答して発生１−る基準４号Ｒを受信す
る。同期復調と？シラ２２はイ（シられた比信号を発生
する。これは、振幅比Ｓ　／　Ｒに比例するとともに、
出力放射における疑似変動に起因する変！ＰＩＩまたは
その他の成分を含まない。

基助信号により同期される復調器は、交流比信号を復調
し、電＠１１０がランプ放射に付与した最初の交流質請
を除去する。かくして、復調器出力は交流信号であり、
これが差動増幅器の一方の人力に供給される。このよう
に、例示の測定回路は、変＊ｌｉ電源および復調器１２
２を有して６’ＯＨｚの干渉を避けるとともに、比回路
１２０を採用してランプの変動に起因する誤差を排除す
る。

２ｙ　Ｂ図の回路は、１．＝０にて、すなわち問題とす
る反応生成物の発生前にｓ　／　Ｈの比に等しい大きさ
Ｋの直流電圧を差動増幅器１２６の他方の人力に供給す
る調節可能々電圧分圧器１２４を有する。

増幅器のこれらの信号に対する応答は、（Ｓ／ＩＲ−Ｋ
）に比例する所望の差信号で、これが所望に応じて後続
の処理、記録または表示のためＬ”−）ｈす１３０に供
給される。

電圧分圧器１２４および差動増幅器１２６は、試料保持
箇所１１４から高いバックグラウンドの上述のブランク
操作（削除操作）を行なう。この動作のため、電圧器１
２４は、手動的にまたは周知の自動フィードバック技術
で、問題の測定前に増幅器１２６の出液が反応＠７３１
丁に広げられた直後、たｙし監視されつ＼ある成分の発
生前に増幅器出力を０とするように分圧器全調節するこ
とである。このようにして調節された電圧分圧器は、反
応箇所１１４の光学的バックグラウンドを識別し問題と
する反応生成物と同じ波長で測定された情報を記憶する
働きをする。

第８図の測定回路は、周知の技術内て上述の動作を提供
するように構成されうる多くの形態の１例である。例え
ば第８Ａ図はり、　Ｃ比回路を使用する形態を示してい
る。

上述の記載から、本発明は、典型的には、分析されるべ
き物質を溶質として含有する液体試料溶液を１分析容器
として餉く繊維状シート上の遠択された箇所に導入する
ことによって、すなわら反応混合物を測定装置の視野に
包含するように導入することによって実施されることが
分ろう。そして多くの試薬が試料溶液の導入前か導入後
に繊維状媒体に導入される。試料溶液およびそれぞれの
試薬は、それぞれが所定の試験ｔたは分析の実施ごとに
実質的に同一の空間的濃度分布を有するように繊維状媒
体に導入される０すなわら、本発明にしたがって多数の
試料について分析を達成する場合には、数個の繊維状反
応箇所上の異なった試料の空間分布は同一である。すな
わち反復性である。そしてまた各試薬の空間的分布も各
試料の試験について同一である。

繊維状媒体は、光学的に薄い状態で試料浴液と試薬を含
有する。これは電磁エネルギによる反応混合物の検査に
よって問題とする成分を測定し、そして未知の成分濃度
に本質的に関連する応答を確実にさせることを可能にす
る。

上述のごとく、繊維状媒体に試料浴液および反応体を光
学的に薄く分布させる拮果、測定装ｆｉ？の視野のすべ
ての点における入射および検出された出力測定エネルギ
の伝達は、測定されるべき最大濃度まで問題とする成分
に応じて本質上直線的に変化することとなる。

上記の条件下で反応混合物中に生成した問題とする成分
表示性反応生成１好ましくは、問題とする物質の濃度に
対してｉ線的に応答を有するケイ・光計またはその他の
放射エネルギ応答架橋によって測定される。

さらに詳しくは、下記の実施例においては、本発明の反
応混合物は、未知の被測定物質の濃度に応答する濃度に
応じたけい光性反応生成物を生成する。ケイ光計の視野
にあるすべての点にケイ光計の放射源から照射を行なう
と、成分測定性反応生成物を含む溶液がペーパすなわら
繊維状シートの実効光学路長で計って光学的に薄いもの
であるかぎりでは、反応混合物中の成分測定性反応生成
物が濃度に直線的に比例した強度に応じてケイ光を発す
る。ケイ元首１の検出器はその視野にあるすべての点か
らこの放射１ケイ光に対する直線的な応答を有し、した
がって、光エネルギと、ケイ光計の視野内の繊維状表面
の面積について積分さｎたケイ光計感度プロフィルとの
ｉｔ＜の直（，４的関数である電気信号を生じる。この
ケイ光計感度プロフィルは・装置のランプからのケイ光
に対するその視野上の応答の空間的分布である。それゆ
え、このプロフィルは、ケイ光計のランプと検出器の空
間的特性の複合プロフィルである。

上述のごとく、第４図のケイ光計ならびに第６図および
第７図の装置は、入射エネルギと測定されたケイ元エネ
ルギについて同等のスペクトル角度を々゛する。これは
、ケイ光計の視野にあるすべての点を一様に測定する友
めに検出器ののぞき軸の凹りで対称でありかつはソ一様
（この軸から放射状に若干変軸させられるが）である複
合的（丁なわら、ランプおよび検出器）感度プロフィル
を装置に与えるのに望まれる。すなわら、ケイ光計の入
射角が感知された放射椋の角度と等しければ・屑応層の
ケイ光光源からケイ光計の検出器までの全光学路は、ケ
イ光計の視野内のすべての点について少なくとも第１位
の桁まで本質的に一定である。

吸光度光度計やケイ光計の代わりに１本発明は１反応混
合物成分と振動電磁場との相互作用を測定するオシロメ
ータによって実施することができる。

例えば、繊維状シートは実際は平板コンデンサを形成す
るように２個の平らな電極間に入れることができる０こ
の装置は、選定された周波数において問題とする反応生
成物に帰因する容量の変化を測定するように較正される
。

本発明を実施するための反応容器を形成する繊維状材料
は、好ましくは、試料溶液および分析叙事に対して不活
性であり、そして測定に伴なう電磁波長を吸収せず透過
性である繊維である。しかしながら、これらの要件は必
須ではなくて、むしろそれらは較正および測定精度のよ
うな因子を助長し、そして測定感度を向上させるもので
ある。

例えば、本発明はセルロース系材料の繊維やガラス線維
によって成功裏に実施された。

しかしながら、ガラスの繊維、すなわらガラスｔａ維は
あまりにもこわれやすいので、前述の米国時１ｔ１−第
＆８４４，７１７号に記載のプレスで圧縮するとこわれ
てしまう。したがって、繊維状材料を応力にかけるよう
なプレスまたはその他の構造を使用しようとするときは
、こわれやすい繊維を使用しないか又は少なくとも繊維
状シートがこわれやすくない繊維、例えばセルロース系
繊維との混合物を有することが好ましいと思われる。

レート反応を測定するためには、好ましぐｌ”ｌ：Ｓ繊
維状シートは、問題とする反応が直線的に進行する時間
と比較して短時間内にすべての液体試薬がシート内に拡
がるのを終わるような繊維構造を有する。これは、反応
の直線部分は反応体のすべてが容器繊維の毛細管作用の
ために広がるのを終った後に大部分進行するはずである
からである。

典型的なレート反応の測定においては、反応時間の直線
部分の約４分の３がかなり拡がり終った後に起こること
が望ましい。

繊維状シート内への流体物質の広がりについては、全て
の物質がシート中を同じ速度で移動することがＳｔしい
。さもなければ、各種の反応体の分布が反応および分析
筒所内の異なった位１１硬で不平衡となる傾向がある。

成分分析に典型的に関連する物質の非常に異なった流れ
特性の点から、この目的はしばしば所独の程度に実現さ
れない。しかしながら、異なった物質の異なった拡がり
はその物質を繊維状媒体に選定された順序で適用するこ
とによって制限できることがわかった。特に、小分子量
の試料を適用する前に大分子量の試薬を乾燥しまたは乾
燥せずして適用することにより、最初に適用された試拾
が後で適用された試薬によって拡がるのが実質上減少す
ることがわかつ友。

すなわら、小分子成分の溶液が繊維状媒体に送出され、
吹いて大分子成分の溶液が送出される場合には、重質分
子物質が軽質分子物質をその前方に拡げて押し出す傾向
があり、その結果小分子物質は大分子物質の最大濃度の
領域の外側で環状に濃縮することが分った。この状態は
望ましくなく、また以下に詳述するようにその方法を逆
にした場合よりも番まるかに小さい測定感度を生じる。

本発明の実施に好適な繊維状シートの例としては、シラ
イハーアンドシューエｐｖ　（５ａｈｌｅｉｃｈｅｒ＆
　５Ｏｈｕｅｌｌ　）試験紙／ＰＩＬ　９０５．９０３
−０．４０４．４１０および２５、そしてホワットマン
（Ｗｈａｔ−ｍａｎ　）試験紙Ｇ’Ｆ／Ａ、　（）’Ｆ
、ＢおよびＧ　Ｆ　／　Ｏがいずれ・も成功裏に使用さ
れた。ある場合には、ヤゴダ型琥点限定リングが望まし
いことが分った。一般に、これらのリングは非ガラス繊
維系の紙より薄い紙に対しｚ−ましいように思われる。

ワックス製限定リングはＳ＆５９０５−０および４１０
試験紙について有益であることがわかったのに対して為
高感度も含めて良好な結果は限定リングなしでＳ＆Ｓ　
４０４試験紙で得られた。

試薬を適用する順序に関する前記の解説は、試料の添加
にも適用される。

用語ｒｗ１．度」は、本発明に関しては、被測定成分の
所定の濃度について感知されたエネルギの変化率、例え
ばケイ光感度の量を記載するのに使用される。

例１ 本発明の第１の実施例として血清を′Ｆ：、験してグル
コースのｍ度を測定した。この分析は周知のへキソキナ
ーゼ反応を使用した。

グルコース＋ＡＴＰ飛Ｇ−６−Ｐ＋ＡＤＰ６ＰＤＨ Ｇ　−６−Ｐ　＋ＮＡＤＰ−−−−、−４６Ｐ　Ｇ＋Ｎ
ＡＤＰＨ＋１（＋この反応の一般に用いられている実施
は、例えば、ペーリンカー・マンハイム社より頒布され
たパンフレット「診断用試験法、操作指針」に記載され
ている。

例１ａ もつとも簡単な方法においては、すべての必要な試薬を
含有する溶液はスミス・クライン・エスカラズグルコー
ス錠剤を０，５μの蒸留水に爵解することによって得ら
れる。分析すべき試料皿渭の適当な希釈液の１０λをＥ
ｌ　＆　８４９０５−０のような繊維状シートの上に付
着させた。その試料は＼例えばピペットによってｙ応箇
所の中心に１滴ずつよりはむしろ連続的に付着させ之。

これに続いて、乾燥なしに、溶解されたエスカラブ溶液
１０λを同じはん点に同じ連続態様で付着させた。上記
の場合観察された反応速度は溶液を血清の前に添加する
場合よりも６倍大きいので添加順序は重要である。

次いで、この反応箇所は、５４０１１１ｍの波長で該反
応箇所を照射しかつ最大ＮＡＤＰＨ放出の４６０Ｊｎ　
ｍに応答する検出器でケイ光を観察する第４図のケイ光
計３０のごときケイ光計で検査した。ケイ光計の出力信
号は反応の直線部分で測定した。

好ましくは、この測定は、試８９１３所ならびに繊維状
シート自体にあるその他の物質からのメックグラウンド
ケイ光放射線から分離され−Ｌ　ＮＡＤＰＨからのケイ
光の測定を容易にするために全ＮＡＤＰＨの生成貴より
はむしろＮＡＤＰＨ生成速度についてなされる。前者の
放射線は本質上時間により不変であるが、ＮＡ］）ＰＨ
からのケイ光はＮＡＤＰＨ生成の増加とともに減少する
。また、検出されたケイ光中に現われる変化を回避する
ためにケイ光計の末端惣と繊維状物質および反応混合物
との圧縮的接触を避けるように注意を払うべきである。

第９ａ図は、試薬溶液の付着後の時間の関数とシＣｑ　
Ｏ３−ａｖ：、検紙（ペーパ）のノミツクグラウンドケ
イ光を越えて観察されるケイ光信号の変動を示す。種々
の異なるグルコース標準試薬溶液を試料として使用した
。これらの試料は、図に記ズするとと（５Ｍ　ｇ　／　
Ｄ　Ｉ　Ｎ　２．５　Ｍ　ｇ／　Ｄ　！およヒ１．２５
Ｍｇ／ＤＩの濃度をもつ試料を作るため、１５０Ｍｇ／
Ｄｌの原溶液を脱イオン化水で１７５０　Ｋ希釈するこ
とにより製造した。こ＼に、ｌ”ｐ／Ｊは１７１０１を
表わし、ｒＭｇＪに−を表わすものであることを留意さ
れたい。得られた測定値の感度は十分に高いがら、６５
−１１０Ｍｇ／Ｄ）の通常の範囲内にある人間の血？＃
は、この化学的性質の動作範囲に入れるには１／６０の
希釈を必要とするであろう。

曲線は、＃Ｊ　４５秒で終端する＋よ！直線の部分を急
速に増加するケイ光を描い・ている。初傾＠は濃度に比
例する。計料としての水すなわら５０Ｍｇ／　Ｄ　ｔ　
Ｋ対して観察される傾斜は、最初の１分で一相当の変化
を示す。これは、背板、繊維状媒体およびケイ光計惣門
の光学的結合の変動から生ずる。

１紹の１７の分析評価を第９ａ図に示される４つのレベ
ルでｆｘ　した。観察された初傾斜は、０．９６２の相
関係数で濃度に対する直線性を示した。これらの４つの
測定は、５Ｍｇ／ＤＩレベルで行なわれ、０．５　Ｍ　
ｇ　／　Ｄ　ｌの標準偏差を与えた。比較として、適合
される直線的回帰線により臨床単位に変換される場合の
試料および試薬の投与前における乾燥ペーパのバックグ
ラウンドケイ光の標準偏差は、１．０　Ｍ　ｇ　／　Ｄ
　ｌ″ｊなわらレート度広測定に対して観察されるとこ
ろの約２倍であった。

さきに論述した差動曲損がりおよび片寄せ作用を最小に
し、可能な最大の直＠期間Ｅ薬を最適化するため、例■
のｒＡ薬系を再処方した。

試ご１は、下記の基本的成分を下記の割合で脱イオン化
された水中に配することにより製造した。

成　分　　　　　　　　　　ｇｔ度（ｔｒｉ／ｍｌ）　
　　　商業上表示ハイドロクロライド コハク酸０．１２ｍ　ｍｏｂ　　　　、ＴＴ　Ｂａ１ｃ
ｅｒ　＃０５４６塩化マグネシウム　　　　　０．１６
ｍ　ｍｏ：Ｌ　　　　８ｊ−ｇｍａ　Ｍ−０２５０反応
箇所を作るため、この試薬溶液の２０マイクロリツトル
を乾燥せる境のない形式の９０３−０ベーパ上に付着さ
せ、ついでペーパを真空デシケータ中で乾燥した。試薬
溶液および乾燥ストリップは、凍らせたとき少なくとも
１月間安定であった。

ｒ１定を遂行するため、出浴にて未使用の反応色間を第
６図のケイ光ｈ１の窓上に置き、２０マイクロリツトル
の、容液を例えば処理帯域の中心上に付着式せた。サラ
ンラップ凍たはその他の薄い光学的にｙｍｉ　ｍｒ性の
プラスチックフィルムの層でペーパの両側を包めば、液
り、がケイ光計の窓および背板と直接接解（するのを排
除することができる。これは、試料を１つの分析から次
の分析にもら越すのを防ぐが１光学的測定に影響を与え
ｌｃい。フィルムはまた、蒸発を防ぐことにより試験り
所の湿り度を一定に維持した。得られたレート反応曲線
は６つの色４度および水に対して第９ｂ図において示さ
れる。これらは、１１よいし２分の時間枠内においても
つとも直線的であり、少なくとも６分までは有効である
。試料としての水について観察される応答曲線は、偵叫
ａＫ類似の性質を示すが、測定はこ−では物理的状顔が
１分で安定化した後になし得る。

例１ｃ ｉ′丼液のペーパファイノミ自体への吸収を最小にする
ために９０５−０型の２−パを高分子量ポリマで予め処
理することにより若干異なる結果を得た。

１例として、１インチ幅×８インチ長のストリップを、
ユニオン・カーバイド社から得られる高分子結晶性エチ
レンオキシドポリマであるボリオクス樹■旨、等応・之
ＷＳＲ−２０５（分子量６００．０００）の６１１（ｇ
　／　ｍｌの水各液に浸した。浸漬したストリップを次
いで真空デシケータ中で乾燥した。なお−同社のボリオ
クス樹脂に関しては米国特許第２．８６４７６１号、第
２．８９４１７８号他の特許がある。乾いたポリオクス
ベーバは未処理の９０５−〇型ペーパよりも若干厚く、
厚さが０．０１　フインチでな（０，０１９インチであ
った。

処理されたペーパは、その上に付着される液体の拡がり
が相当減することを示した。これは望ましいことである
と考えられる。この利益があると考えられる理由は、処
理されたフィバが流体を吸収せず、それを外側に保持す
るからである。１０゜１５および２０マイクロリツトル
の液体が異なる菌量に付着されるとき、生ずる半透明の
スポット＝〕４ａ径は、未処理のペーパではそれぞれａ
　３７５．０、４５０および０．４７５インチであるが
、処ｊ、−４ｊされたペーパではたった０、　３２５．
０．５７５および０、４００インチであった。

このように、ポリマ樹脂は、流体の毛細管作用の拡がり
を減する。さらに、処理ペーパの打抜きディスクの液体
保持容量は未処理のペーパよりも約１０−１５％高いと
思われる。未処理のペーパの０．　！ｌ　７５イｙ　チ
＋白、　？ｒ２のディスクは１．（’％Ｊｊ８−４０マ
イクロリットルの液体を流出なしに保持するのに対し、
処理済みペーパは４２−４５マイクロリツトルを保持す
るであろう。

ポリオクス処理９０５−０型ペーパ上の反応箇所は、例
１ｂにおけると同様に作成、したりしかしながら、ペー
パはこれよりも多量の流体を保持するから、最適化され
た試薬３０マイクロリツトルを所望のスポット上に付着
し、続いて真空乾燥し火Ｏ 反応は、第６図のケイ光計上において、乾燥せるスポッ
トを光学的窓上に位ＩＵづけ、やはりもら越しおよび蒸
発を防ぐため薄いプラスチックフィルムを使用し、そし
て前のように２Ｑマイクロリツトルノクルコース溶液を
付着させることにより行なった。

結果は、時間目盛が倍化された、すなゎら６分になった
点を除き第９図に非常に類似していた。

水に対する曲線は２分で平坦となり、そして高い方の曲
線の傾斜は第９ｂ図のそれの約２倍であり１化学的ｃ度
が約２倍であることを示した。最初の２分間に水に関し
て観察される傾詞は、サランラップ（サランラップが使
用されないときは背板自体）に霧が生じ、これが背板へ
の光学的結合を阻止することから生じた。これに、デー
タが取られるときに背板と窓との間の約５℃の温度差に
より惹起されたものである。ブランクの傾斜は、背板が
窓の温度に近い温度に加熱されたとき大きく減ぜらノｔ
た。源率曲ＭＰ、を約６０Ｍｇ／ｐ　ｔ　（１／３０希
釈）まで直線的であるから、患者のＪｆｆｌ清は、６５
−１００　Ｍ　ｇ　／　Ｄ　ｌの通常の範囲が直線測定
範囲にあることを保証するために、５０−１００の係数
により希釈されねばならないであろう。しかるとき、こ
の測定は、約０．２ないし０．４マイクロリツトルの患
者の原血清を消費し、２分／ぷいし４分で結果を生ずる
ことを留意されたい。

乾燥せる試薬スポットに加えられるグルコースｉ容液の
量が１５マイクロリツトルから３０マイクロリツトルに
変わるとき、曲綜の直線部分で観察されるレートは、予
想されるととく２ではなく単に約１５の係数で変るにす
ぎないことが分った。

＃ｆ斜のこの変化は、水ブランクが適正な温度制御によ
り減せられ＼ばさらに減ぜられることができることが予
測される。）この液体澱に対する感度の減少は不発ψ」
の実施を容易にし、反応体溶液の分配に相応のＭ密さを
ともなわなくてさえＩｉｖ確な結果をもたらす。

例１（Ｌ ポリオクス処理されたペーパおよびＫｋｍ化された試薬
は、９０！＋−０型ペーパ上に集められた全血液試料に
ついてグルコース分析するため、米国特許第＆８４４，
７１７号と関連して上述したごとく構成されたプレスと
一緒にｆ史用できる。このため、ペーパ上でプレスを閉
じることにより処址されたペーパに口絵Ｓを予０．：Ｊ
成形することによって反応箇所を準備した。約１鼎幅お
よび１α直径のリングを著し７く高度に圧縮し、そして
中心のみを隠やかに圧縮した０次いで、最適化さｎだグ
ルコース試Ｎ１１マイタロリットルをこの四部の中心に
付着し、ぞして真空乾燥し１ζＯこの意の試薬はらよう
ど凹ｔ？［９の中心を充たすが、高度に圧縮されたリン
グには入らない。

渣σ定を遂行するために、乾燥ペーパの試薬を含“む四
部をプレスの下にその中心を位置づけし、次いでまず限
外ｆｉ過膜で被い、次に乾燥せる血涙スポットを含むペ
ーパシートで被った。血液スポットを次いで２０マイク
ロリツトルの塩水ないしｂｒｉｊ　ｗ＆ｔｅｒ溶液で再
構成し１．プレスを２０秒ないし４０秒閉じ７℃。

この期間中、血液スポットに存するグルコースの１ない
し１０％を含む小量の限外ｅ過液が膜を逆って膜中に通
過する◇液体の鉦は十分に少ないから、分子の移動度は
低く、反応はもしあったとしても＃Ｍ速で進行する。プ
レスを開き、上部シートを分離し、スポットを乾燥した
。次いで、反応箇所を、例えば第６図のごとく構成した
ケイ光計上の窓上に置き、１５マイクロリツトルの水を
加えて乾燥スポットを再構成し、反応を開始した。

この責は、やはり液体が高度に圧縮されたリングに入ら
ないように選ばれる。

プレスにより加えられる初圧力？よびそれが閉鎖状態に
留まる時間は、グルコースの移動：されるもののｐ度′
を反応ｔｆ１．ｉ作範ト１にもたらすように間食ｉされ
る。

例■θ 眺維状媒体内で起こるツＣ学的現象をさらに研究するた
め、上述のボリオクス処珂ペーパ訃よび最適化されたグ
ルコース試薬を「ｉつてＵＶ透過および反射ケイ光の同
時測定を企画した。第７図に示される型態の２つの光学
的ヘッドを使用した０すなわら％　３４　［］　乾の入
射光を提供しこれを監視するため、上部グ柩のランプお
よび基準社出器（すなわらそれぞれ通路１０８ａおよび
１０８ｂ内の）が使用された。下部装置の検出器（すな
わら通路？６ｂ内の）は、３４Ｑ關のフィルタの後に置
かれ、他方上部検出器は、４６Ｑ冨に中心を有する非ケ
イ光性フィルタの後に置かれた。測定を容易にするため
、ポリオクス処理ペーパの６／８インチ直径の円板を１
１マイクロリツトルの試薬溶液で湿潤し、そして真空乾
燥した。これをｏ、　ｏ　１　ｓインチ厚のステンレス
スチールシム（スナワチ第７図のキャリヤシート１０２
）の３７８インチ直径の孔に配置し、そしてこれを下部
装置のゴムガスケット（すなわら部材１００）により上
部装置の窓（すなわら部材１０４）に保持した。分析下
の湿潤ベーパディスクが上部窓と接触し、シム材中を下
方に貫通するが、下部窓（部材９８）と接岐しないよう
に間隔が設定される◇逃がし空間（部分１０６）はガス
ケットにより密封されていて、流体が蒸発する量が制限
さ゛れるようになっている。

この空隙は、冷たい方の下部窓に対する熱ノミソファと
して鋤く０ 分析を遂行するため、５０　Ｍ　ｇ　／　Ｄ　ｊのグル
コース濃度をもつ市販の血清標準（オルト・シアグリス
ティックス愉インスッルメンツ社製、低Ａｃｕ　Ｏｈｅ
ｍ　　較正流体、ロツ）＃Ｔ）の希釈液の２５マイクロ
リツトルを数種の異なる円板に加え、得られた曲線を記
録した。２４の別個の分析を５つの異なる希釈度でなし
た。これらのうらの８つは１／２０の希釈度であり、５
つは試料として水を使用した。これらの２つの濃度に対
する結果は鳥化学的に１導される変化をペーパの本来の
ケイ光および低透過率と比較のため、乾燥および湿τ岡
のときのペーパの走査とともに第１０図に示される。

希釈度対測定値の各々について観察される平均傾斜につ
いて直線的［ｐｉ帰分析を遂行し念。この結果は、分析
が水から１／１０希釈度まで直線的であることを示す。

相関係数は、ケイ光測足に対して０．９９　Ｂ　、吸光
度測定に対して０．９９５であった。１／２０希釈度に
おける８つの結果は、観察されるレートにおいて、２．
４　Ｍ　ｇ　／　Ｄ　ｌすなわら原流体に含まれる５　
０　Ｍｇ／Ｄ　ｌの４６９％に対応する５４偏差を生じ
た。透過率測定は殆んど同じように精確であり、臨床単
位において５．５　Ｍ　ｇ／Ｄ！すなわち原溶液の５０
Ｍｇ／Ｄ／の１１パーセントの標準偏差を示した。

これらの結果は、スポットごとの熾維ｉｔ　媒体の減衰
の変動が排除され−ば、透過出の測定がケイ光と同様に
使用できることを示す。これらの変動は、ｔ＝０におけ
る開始時のケイ−光の差で明らかである。１／２０の１
組のデータにおける８つの初値の標準偏差は、臨床単位
に変換されるとき１７、９　Ｍ　ｇ　／　Ｄ　ｌである
。５つの水分析に対する対応する値は１６．８Ｍｇ／］
）！である。かくのごとく、開始点における変動は、１
分以内の化学的反応において発生される変化をはるかに
越える。

これらの開始点における変動は、第１０図の右１７３部
分のデータに示すごとく典型的である。

しかして第１０図のこの部分は、第７図にお〜１て、キ
ャリヤシート１０２を動かして、サランラップで巻いｆ
ｃ１インチ×８インチ長のベー／くストリップを、上部
および下部の窓９Ｂ、１０４間の空間を通過させるとき
に観察されるケイ光および透過信号を示す０１つのス）
　ＩＪツブを水に完全に浸し、次いでこれを乾燥せるス
トリップと接触させ、そして溶液が両者間に等しく拡が
る時間をおくことにより５０％湿潤のストリップを作っ
たＯ第７図の上部ハウジング１０８は、接近性を高める
ため為第６図の背板８２の下着取付けとほとんど同様に
下着されていることを留意されたい０しかしながら、ハ
ウジング１０８は、好ましくは、第７図に示されるごと
く、最小ギャップによって下部構造体上に閉じるのを抑
制されるのがよ〜・。

例Ｉｆ 上述のポリオクスの６　ｍｇ’　／　ｔｎｌ溶液を使っ
て処理した９０３−Ｃ型ペーパ上の先に用意された反応
箇所を使って、新しい全血液をガラクトースの濃度につ
いて試験した。

使用される反応は、ガラクトースデヒドロゲナーゼによ
るガラクトースのガラクトースへの酵素変換、ならびに
ニコチナミド−アデニンジヌクレオチド（ＮＡＤ）の還
元された形式ＮＡＤＨへの同時変換である。

ガラクトースデヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）は、硫蝦アン
モニウム溶液中５　ｍｙ　／　Ｒ１の懸濁液としてボー
リンガ・マンハイム・コーポレーションカラ入手される
。酵素は硫酸アンモニウムから分離されねばならないが
、これはアミコン・コーポレーションから得られる限外
ｆ過コーン（ミニコーン２５）でなされる。１２０マイ
クロリツトルのＧＤＨ＆！濁液を限外−過コーンに容れ
、そして７５０マイクロリツトル目盛まで塩水を加えた
。

溶液は１５０マイクロリツトル目盛まで５倍に〜濃縮し
た。この洗浄行程を、７５マイクロリツトルまで１０倍
に濃縮された最終溶液を得るまでさらに２回繰り返えし
た。この行程はコーン中にＧＤ）Ｉを残し、そして硫酸
アンモニウムは、廃棄物中に通過した。

コーン中のＧＤＨは、トリスバッファｐＨ６，２，・１
０Ｍを７５０マイクロリツトル目盛までカロえ、そして
溶液をコーンから容器中に注ぐことにより除去した。溶
液中のＧＤＨ濃度は約５．ＩＵ／ｍｌであった。試薬は
、６　ｗａｇのＮＡＤの添加により完了した。

試薬ストリップは、この溶液の１５マイクロリツトルを
、例１ｄにおいて使用したごときボリオクス処理ペーパ
の予成形された凹所に扉え、真空乾燥することによシ作
った。

反応をｐＨ８で起こるその最大レートから移すため、弱
いｐ　Ｈ６，２の緩衝液を使用したことに留意されたい
。とれは、プレスにおける限外濾過中または濾過後、そ
して反応がケイ光計上で再開される前に起こる反応の量
を最小にするためになされる。

ガラクトース分析を遂行するため、予め処理された凹部
をプレスの下にその中心を位置づけ、限外ｆ過膜および
未処理の９０３−Ｃｑペーパのシートで被った。２０マ
イクロリツトルの全血液試料をこの上部シート上に付着
させ、できるだけ多量のガラクトースを伝達させるため
７５ないし１００秒間プレスを閉じた。試料とプレス自
体およびそのプラテンとの接触を排除するため、プレス
動作においてはやはりザランラップを使用した。

プレスが開かれるとき、上層ははがされ、反応帯域が第
６図のケイ光計の窓上に配される。反応体は、０．２Ｍ
ｐＨ８，６）リスバッファの１１マイクロリツトルを付
着することにより再構成し、反応を数分間監視した。

分析は、全血液の代シに槙々の標準溶液の２０マイクロ
リツトルと置き代えて上記の行８を繰り返えすことによ
り較正される。分析はまた、遠心分離された血清を直接
使って実施できる。これは、未使用試薬凹所に希釈血清
を１０マイクロリツトｙ　トｐ　Ｈ８，６の緩衝液を５
マイクロリットル付着させることにより行なう。

全血液に代えて天女るガラクトース標準溶液を分析する
ことにより較正曲線を得た。０．０ないし９０Ｍ、！７
／ＤＩの濃度の範囲の９捜の溶液で１１の分析を遂行し
た。直線的回帰分析により０．９９９の相関係数が得ら
れ、化学的性質が９０　Ｍｆｉ／Ｄ３．まで直線である
ことが示された。分析の精度は、適合線と各測定点との
差から評価できる。この差の４′ｐ４準偏差は１．４８
　Ｍ、９／′Ｄ１である。

４樫の患い者血清にガラクトースを漸増的数棟の値で加
えろことにより標準回収試験を遂行した。

４種の血清に対する１０のか＼る添加（勿の平均回収率
は９６％であり、標準偏差は８パーセントであった。

前記のグルコース分析は、Ｓ　＆　Ｓ　／ｆｉ　４０４
．５９５及び２５ペーパ及びホワットマンＧＦ／Ａ。

ＧＦ／Ｂ及び（）Ｆ／Ｃペーパを含む６槁の繊維状シー
トによって成功裏に達成された。

例　　頁 試験箇所の囲りにワックスリングを備けてＥｌ＆５９０
６ペーバのような予（ＩＮｉ調製でれだ線維状シートに
よって血清を乳酸濃度について試験した。このシートは
、試験箇所の中心にシグマタイプ璽−ビーフハートのよ
うなＬＤＨのアンモニア懸濁液をまず付着させることに
よって調製した。これに続いて、乾燥せずに、ブリジ（
Ｂｒｉｊ）水のような微−堤の表面活性剤を含む１５　
Ｂ＋９　／　ｒｄのピリジンヌクレオチド（ＮＡＤ）水
溶液１０λを同じ点に適用した。シートは次いで真空デ
シケータ中で乾燥した。

新しい血清を試験すべき場合には、予備１゛匈製された
、たソし乾燥せる繊（・４状シートは、ｐＨ９のグリシ
ン−ヒドラジン緩衝剤を１０λ付着１せることによりま
ず処理した。これに続いて乾燥せずに、１対１０の希釈
度の血清試料を１０λ付着させた。例１の態様でケイ光
計で測定されるＮＡＤ　Ｈ生成の速度は、基準法で決定
てれる量の５％内で乳酸濃度を表わした。

繊維状シートの製造においては、ＬＤＨ溶液をＮ　Ａ　
Ｄ溶液の前に添加することが重要であり、さもなければ
乳酸分析は非常に低い感度で起こることがわかった。こ
れは比較的重いＬＤＨ分子が繊維と結合を作りまたはさ
もなければ軽いＮＡＤ分子のその後の添加を行なったと
きに拡がりを妨害し、その結果二つの試薬が繊維状シー
トの同じ部分を大きく占有するためであると思われる。

試薬が逆の順序で付着されたときは、軽いＮＡＤ分子が
重いＬ　Ｄ　Ｈ分子によって付着点から横方向に外側に
除去され、その結果シート上のスポットはＮ　Ａ　Ｄ分
子量の優勢な環状濃縮物内にＬＤＨ分子の濃縮物を有す
るものと思われる。また、感度は緩衝液と血清の添カロ
ハ１（序を逆にすると、すなわち試料血清を緩衝液の前
に添加すると、減少されることが認められた。（本例の
乳酸分析のための試料血清の最後の添加は例Ｉのグルコ
ース分析のための好ましい順序と反対であることに注目
されたい。） 一例　ｌ 第三の例として、繊維状シートを例■の態様で再び調製
した。ただし、試験すべき血清はＳ＆８９０、５−　Ｃ
ペーパで行なった全血液の乾燥はん点として利用した。

全血液試料を含有するペーパを、前述の米国特許第５．
８４４．７１７号に記載され第４図に例示されるごとく
、限外−過膜を介在させて予備調製された乾燥試薬シー
トの上に置き、そして上記特許にも記載の第４図のプレ
ス３２内においた。プレスを閉じる前に、血痕を再構成
した。

血痕が新しい場合は、これは２０λのブリジ水または塩
水（０，９％標準ＮａＣ１溶液）を添加することによっ
て行なった。次いでプレスを閉じて血清限外濾過物を介
在フィルターシートを介して試薬シートに移動させも別
法として、血痕が新しくない場合は、好ましくは、微量
のプリジ水または類似の衣面活性剤を含む２０λの水を
添刀口して再構成し、次いで圧力を加えてそれを試薬シ
ートに移動させる。血痕が古い場合には、プリジ水の直
前に、２５ないし３０λのジエチルエーテルを血塊に浸
透させるように最初に付着するのが望ましい。

いずれの場合もプレスはほぼ１分間閉じたままにした。

このプレスは試料中の既知量の乳酸を試薬シートに移送
させたが、しかし一般には反応を進行させるのに十分な
分子移動度を与えるには不十分な液体が移送された。し
たがって、血液試料を最初に受けたシートと介在フィル
ターシートとを試薬シートからはがし、そして２０λＱ
）グリシン−ヒドラジン緩衝液（ｐＨ９）を最下位の反
応シートを濡すように適用した。呵びＮ　Ａ　Ｄ　Ｈ生
成速度を前述のようにしてケイ光計で検食し７た。

前記の試誼の全部について、ケイ光光度計の視野は、繊
維状シート上の試薬全付着させである点を中心にしてほ
ぼＩ　ｃｒ＆の円形状部分であった。

こ＼に記載でれる試料および反応体の稲：は、この面積
を有する反応箇所を飽和しない。

−例　　ＩＶ 血液分析のためのもつと複雑な化学反応に不発″−’＋
１　ｆＩ：適用する例として、Ｓ＆５９０５ぺ一／くの
繊維状シートを下記のように調製してトリグリセ１ノド
資度について血清を試験した。この分析のための一７５
本的化学反応は、例えば、前出のベーリーガー・マンハ
イム社のカタログ［中性脂肪（トリグリセリド）及びグ
リセリン」に記載のように周知である。しかし、中性脂
肪をグリセリンに加水分解するのにリパーゼを使用した
。

繊維状シートの製造における第一工程は、Ｓ＆Ｓ９０５
−　Ｃヘ−／Ｚの反応箇所の中心に２０λのリパーゼ（
シュパルツーマン扁２５）を５％　％Ｎ　状流しまたは
１個の液滴として適用し、それを乾燥させた。これに続
いて同じ点に２ｏλの酸素溶液のグリセロキナーゼ−グ
リセロホスフェートデヒドロゲナーゼを付着させ、次い
でその繊維状シートを乾燥させた。しかる後、ＮＡＤ及
びＡＴＰ、グリセロキナーゼのためのＭｇ＋＋−活性剤
、リパーゼのためのＣａ＋活性剤をプリジ水溶液に少な
くとも５ｒ４／４で含有するコファクター浴液１ｏλを
付着させた。

これまでに繊維状シートに添加した３棟の試薬は分子量
の小さい順に添加したことに注意されたい。もつとも低
分子槍のグリセロフォスフェートデヒドロゲナーゼは最
後に加えた。この繊維状シ−トの残如のｉｉ４周工程は
、繊維状シートの限られた領域に、例えば１ｄの部分に
物質を過度に拡げないよりはむしろそれを濃θさせるよ
うに連続的な付着によって酵累溶液の濃ｒＫを増大させ
ることである。したがって、コファクター溶敵が乾燥す
る＋’、ｉ丁に、さらに１０λの酵岩溶液をシートに付
着さ・す、仄いてそのシートを厄除させた。しかる後、
１０λのＴ）　Ｈ９グリシン−ヒドラジン緩衝液をシー
ト上の反応甑１所の中心に付肩させ、続いてでら１で１
０λＣ）醇父溶液を付着はせ、そして乾燥工程を行なっ
た。この電離状反応シートは使用できる状ａｓ　ｖｃ　
ｆ）す、そして必要とするとさまで貯７はすることがで
きプこ。

前ｉ己の態様で＋１’Ｓ　、：ｔ！　てれた試桑シート
によりトリグリセリド分析を行なうためには、１０λの
グリシン−ヒドラジンｅｔ　ＩＴ　ｆｌをこのシートに
まず付着させ、続いて１０λの試ｊ倹血’ｔＷを付着さ
せた。次いでその反応１１■所をケイ光計によりＮ　ｆ
ｉＬ　Ｄ　Ｈ生成速度について検ｆ子シた。第二の試験
は、試料血清の代りに１０λの食塩水を付着させること
を除き、同一の態様で同一の予備調製はれた反応シート
でもって、たソし異なるスポットすなわち箇所で行ない
、そしてＮ　Ａ　Ｄ　Ｈ生成速度を同一の態様で測定し
た。この試料と塩水とについて測定された二つのＮＡＤ
Ｈ生成速度の差がトリグリセリド濃度の所望の浅り定値
である。しかして、各速度は、速度が測定される同じ箇
Ｊうｉのバックグラウンドに関するものである。このよ
うな示差６：；ｊ定は試葵および（または）反応および
分析容器を形成する繊維状シート甲の不純物のために高
い精度を得るのに必要とされ、しだがって純粋物質によ
って第二のブランク試験を省くことができるものと思わ
れる。

上記の態様で測足されるトリグリセリド濃度は、実験室
標準方法で決定された濃度の５％内にある。

前記の実施例はＮＡＤＨが生ｈｚする分析についてのも
のであったが、本発明は、発ケイ元団が消費きれかつそ
の消費速度が検査される分析を実施するのに等しく使用
することができる。

しかして、前述の目的は効果的に遅Ｊ戎括れることは明
らかであり、また本発明の範囲から離れる、ことなくあ
る樫の変更をなし得るので、上の説明に含まれる全ての
事項は例示的なものとして説明したものであって制限的
なものでない。

【図面の簡単な説明】

第１図は液体の透過率を吸光度の関数としてプロットし
た特性曲線を表わすグラフ、−第２図は本発明の実施状
態を示す略図、第３図は物質根底および対応する透過率
を空間分布の、関数としてプロットした数種のグラフ、
第４図は本発明を実施するための装置の１部除去の斜視
図、第５図は第４図の装置を圧縮位置に移動させた断片
図、第６図は本発明による他の装置の１部除去の断片的
斜視図、第７図は分析装置に対する他の構造を示す断面
図、第８図σ本発明による測定回路の概略線図、第９図
および第１０図は、本発明の実施結果を示すグラフであ
る。 図中主要な符号は次のフｍりである。 １６：シート １８：溶液 ２０ａ、２０ａ’　：放射装置 ２０ｂ：光度計検出器兼読出し装置１ｆｆｉ２０　ｂ’
　：読出し装置 ２０　Ｃ’　：透過感知装置 １１０：変調電源 １１２：放射源 １１６：基糸検出器 １１８：イざ号検出器 １２０：比回路 １２２：同期復詞器 １２６：差動増幅器 １２８　：　ＡＣ／ＤＣ：１２ンバータ１３０：レート
メータ ３　　　　　２　　　　　１　　　　　０□　的＃Ａ僕
） ＦＩＧ、９Ａ ３　　　　　２　　　　　１　　　　　　。 □碕間（／σ） ＦＩＧ、９Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　液体状態の反応体に対して吸収性のシート状
   の多孔質媒体上の試験領域において反応体の選択された
   反発生吸物を測定する装置であって、前記領域に電磁エ
   ネルギを照射する手段と、前記電磁エネルギと前記の選
   択された反応生成物の存在に応答する選択されたエネル
   ギパラメータを感知する手段を有するものにおいて、前
   記試験領域が前記照射手段および感知手段の視皆内に配
   置されるように前記媒体を受は入れ、かつ前記多孔質媒
   体内において液体状態における反応により前記反応生成
   物を生成するため液体状態の少なくとも１種の反応体の
   受は入れのため前記・領域を露出させる支持手段と、前
   記反応生成物の濃度の変化が測定される間前記試験領域
   の反応体を一様な湿潤度をもって液体状態に維持する手
   段と、前記多孔質媒体内における前記生成物の濃度の、
   前記領域の単一の監視区域における変化に応答して前記
   感知エネルギの測定値を生ずる測定手段とを備え、前記
   変化が、測定波長にて前記全区域にわたり前記媒体に０
   ２以下の光学的吸光度の変化を生じさせることを特徴と
   する反応生成物測定装置。