JPS5939698B2 - 繊維状媒体に保持される成分の分析方法 - Google Patents

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
測定する方法に関する。

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たはその他の分布物内で成分表示性
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、反応体はペ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つて電磁放射線の下で試験され
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空間的分布がすべて
一様とかぎらず試験箇所ごとに変わり、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
定を精密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方法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
存性しか示さずに繊維状媒体に包含される反応生成物を
測定する方法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方法を提供することで
ある。

本発明の他の目的は、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方法を提供する
ことである。

本発明のさら（こ他の目的は、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
記の測定方法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方法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量の
変動によるも境界のない試１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。

本発明のさらに他の目的は、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。

本発明のさらに他の目的は、分析を迅速に、そしてさら
に最少の設定準備でもつて行なうことができる前記の測
定方法を提供することである。本発明の他の目的は、レ
ート一反応の測定と終点の測定の双方を行なうことがで
きる前記の測定方法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、本発明は、繊維状媒体上に結合された試薬
と試料溶液とが化学的（こ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
の濃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（こおける反応生成物
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（こ調節される。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（こ最適な化学的相互作用を生ずるよう
（こ試験箇所全体にわたつ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条件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
、繊維状媒体上の反応箇所（こ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、後続の溶液が
加えられるとき反応体のクロマトグラフイ態様の浸透に
打ち勝つためになされる。また、本発明の実施にあたつ
て少なくとも多くの場合、反応個所はヤゴダリングのよ
うな限定構造を必要としない。

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。本発明はまた、上述の方法を好ましく実施するた
めの装置を提供するものである。

一般的にいつて、装置は、放射源から反応体保持繊維状
媒体を経て放射感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。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本質的に固定の形状で支持する。
また、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当な圧縮を防ぐ。
さらに、本発明の実施にあつては、「液体保持吸着材物
品の漸進的圧縮のためのプレス」と題して、１９７４年
１０月２９日付にてエル・ソデイツクソンおよびエフ・
リム（こ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つて分析のため、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淵過液
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
たがつ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淵過液は、上記米国特許第３，８
４４，７１７号に記載の限外淵過プレスによつて試薬保
持媒体に移すことができ、そして指の刺穴から分析結果
に至る全乳酸分析は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つの目的として、
迅速にして簡単かつ低価格の改良された化学的スポツト
試験ないし分析、すなわち繊維状媒体に含まれる液体に
発生する化学的反応の生成物の生成の測定を可能（こす
ることである。

反応生成物の測定は、反応の終点時か、すなわち終点測
定または反応中に、すなわち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、すなわち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。ペーパや類似の繊維
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。米国特許第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
されるかごとき遠心分離の必要なしに、フイルタペーパ
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
反復性をもつて所望の測定値を得ることが困難である。

１つの問題は、ペーパまたはその他の媒体が高レベルの
バツ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ける
ことである。

特に、ペーパクロマトグラフイ一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ツクグラウンド信
号は、化学的スポツト試検分析における問題とする反応
応答信号の測定の精度を著しく減するのである。さら（
こ、ペーパクロマトグラフイに対するこの問題を解決し
ようとする努力は、若干異なる技術である化学的スポツ
ト分析には応用し得なかつた。この問題が存在するに拘
らず、ナテルソンの米国特許第３，０３６，８９３号お
よび第３，５０２，４３８号およびフインドル等の米国
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濃度が、問題とする試料（こ
露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、既知の濃度の較正溶液に露出され
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量的結果を得る（
こは、所望の成分濃度に比例して化学反応により数箇所
（こ発生される光学的特性の測定差が、これらの箇所に
おいて繊維状シートに既存のバツ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
夫が誤の主たる原因であることを示している。

この技術は、したがつて、装置の視野内において分布を
一様（こすることにより高精度を達成するものと主張さ
れる種々の技術を数示している。この目的で、例えば米
国特許第３，０３６，８９３号は、分析すべき溶液をス
クリーンを介してストリツプ（こ適用することにより溶
液を試薬保持繊維状ストリツプ上に一様に分析すること
を数示している。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数示して
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、繊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なる周知の「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か反射率であるかケイ光に
よるかにか＼わらず、光学的視野の異なる部分に存在す
る反応生成物の異なる濃度が問題とする測定に比例的（
こ寄与しないために、従来技術において生ずるのである
。簡単にいうと、本発明は、リング自体が入射光または
再放出光を殆んど吸収しなければリンギング現象がこの
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、本発明の実施においては、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
入射光強度に露出され、隣り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（こ化学的（こ発
生される変化をもたらし、そしてこれは、測定箇所ごと
のバツ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つた。
本発明は、各箇所において光学的特性（こ化学的に生ず
る変化を、変化発生反応以前における同じ箇所における
バツ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。

試験箇所において得られた相対測定値が、ついで較正箇
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箇所の
最初の光学的条件に本質的に依存せず、したがつて問題
とする現象にのみ最大程度に応答しうる。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つて、
上述の従来技術（こ対比して、試薬保持繊維媒体上への
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、生成物の吸光度が低いとき、詳
しくいうと、典型的な試験管内吸収分光測光における意
味のある測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（こ低いとき、繊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
定をなしうることが分つた。例えば、ジエイ・デイ一・
ワインフオードナにより編集されたスベルトローケミカ
ル・メソード・オブ・アナリスス（ワイリーインタサイ
エンス発行）のＰ．３４４参照。さらに、測定値は、反
応生成物の濃度に関して本質的（こ直接的である。低い
吸光度の上述の状態は、光学的に薄い状態として本明細
書（こ言及される。

反応体がこの低濃度レベルで問題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うる
。上述の諸問題に加えて、繊維状媒体の反応生成物によ
り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変わる。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つ
て分子移動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（こ反応箇所を乾燥すること（こより避けられる
。

そこで、概略すると、本発明は、高度（こ可変の繊維状
媒体のバツクグラウンドの光学的特性に小さな変更を生
じる制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方法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、すなわち
見掛け上光学的に薄いバツクグラウンドの「記憶された
」測定値を、問題とする光学的に薄い変化の開始後同じ
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つては、さ
らに、反応箇所において湿り度および繊維の圧縮の制御
が行なわれる。これらの技術によれば、バツクグラウン
ド媒体の見掛けの吸光度が、完全湿潤のときの１．０か
ら乾燥のときの１．７の範囲にあつてさえ意味のある測
定がなされうる。本発明はまた、試薬パツドまたはその
他の繊維状媒体内に反復可能な成分分布を達成するとと
も｛こ、少なくとも測定期間の間連続的な高速度の反応
を生ず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。さら（こ、本発明を実施する後述
の好ましい技術では、反応が比較的長時間一様な速度で
進行するが、これは、レート反応を高感度で測定する効
率を高める。反復可能な分布は、遂次加えられる試薬に
より１種の試薬の打寄せ作用を制御し補償するように、
遂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（こより達成される。

代りに、単一の溶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（こ調節される。さらに、種々の試薬の量は、試験
箇所全体（こ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（こ
必要とされる相対量は、液体混合物、すなわち本発明の
実施の場合のごとくクロマトグラフイ態様で分離を受け
る繊維状媒体においてマなく試験管のごとき容器内に含
まれる液体中（こ最適の反応条件を達成する場合（こ通
常使用されるものとしばしば異なることが分つた。測定
装置の視野を越える境のない試１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
繊維状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を引き出す緩衝帯域が提供さ
れる。選定された条件下で、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
は試薬の正確な量に比較的不感知である。本発明の性質
および諸目的をより十分に理解するため、以下の詳細な
説明および図面を参照されたい。

従来技術（こおいて化学的スポツト試１験分析（こ対し
て採用される約０．２ないし０．８間の吸光度範囲が、
曲線１０の部分に沿うものとし示されている。

曲線はベールの法則のグラフ表示である。すなわち、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
数としてプロツトしたものである。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
がつて、第１図はまた、パーセント透過率と液体の濃度
との関係を表わしている。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０．２よりも小さい場合よりも、吸光度および濃度（
こ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（こ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
うと低吸光度端部部分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またはそれ以下好ましくは０．１５以
下の示差的吸収度値に対応する。この吸光度範囲、した
がつて、繊維状マトリツタス上の反応体混合物のこれに
対応する高パーセント透過率は、物質成分の光学的に薄
い調合物な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。第２
図は、吸光度光度計による本発明の実施を示している。
連続的繊維状構造の物質、例えばペーバのシー口６に試
薬の溶液１８を含ませる。反応体は、最初の反応体の選
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。吸収度光度計の放射装置２０ａは、シート１
６内の溶液に入射放射１。を当てる。光度計の光学的検
出器兼読出し装置２０ｂは、装置２０ａおよびシー口６
と光学的に整列して配置されており、これが、溶液保持
シートを通過した放射を受け取る。シート１６における
装置２０ｂ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１。の波長お
よび装置２０ｂが反答する透過放射１の波長は、排他的
でないが、主として溶液１８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。第２図に破線で指示されるように、光度計は、
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２０ａ′および読出し装置２０ｂ′
はミ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２０ｂ′および透過感知
装置２０ｃ／を同じく放射装置２０ａＩ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透過測定を同
時に行なうことができる。

同様（こ、後者の配置は、装置２０ｂＩによるケイ光測
定と、装置２０ｃ／（こ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
実施形態はほマ従来形式のものである。しかしながら、
本発明をさらに説明する前に、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図をさら（こ参照して説明
しよう。繊維状シート自体は、１例として３４０ｎｍ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、それがペーパシートによる吸収
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。この環象（こかんがみて、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をいうもの
である。入射放射に対するシー口６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つた。

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｛こ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り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」が減せら
れる）そして放射されるケイ光は減ぜられる。この現象
は、ペーパクロマトグラフイ（こ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
加えられるのである。理論的ひな型（こ依れば、シー口
６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予測される。それゆえ、繊維状シー
ト中の実効光路長さは、シート自体の厚さよりも大であ
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Ｍ止路液の既知量で湿潤したペーパデイ
スクで観察されるケイ光発生および透過を、試験管内の
、すなわちペーパデイ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。実効路長の見掛けの増加は、この様にして３な
いし５倍であることが分つた。かくして、ペーパのごと
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｛こ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」を増大しうる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２，５５４，３２１号によれば
、ケイ光発生物質の濃度が入射光ビームが問題とする溶
液を横切る際に強く減衰されるほどであればケイ光測定
は非直線的となることか知られている。非直線性の理由
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り、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「光学的厚さ丁という用語は、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中の溶液１８中に存在する反応生成物の問
題とするスペクトル範囲における吸光度は、動作中の湿
り度合（こおいてシー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（こは０．１５以
下に維持される。すなわち、シー口６上の溶液の作用は
、少なくとも光度計装置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
。さらに詳しべ述べると、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つて第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（こ分布されるべきことを規定している。第
３Ａ図における２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１。
に対する透過放射１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（こは、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
もたらされるように、シー口６上に測定物質が空間的に
不均一（こ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
のスポツトの中心からスポツトの周囲へ向う打寄せ作用
で遭遇するように、スポツトの中心におけるよりもスポ
ツトの周囲に高濃度を有する。第３Ｃ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をずつと越えると（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こ
の非直線性のためである。第３Ｃ図に示されるごとく分
布された測定物質の濃度が薄い場合、たゾしなお光学的
に薄い吸光度を越えている場合は、得られる透過率は第
３Ｄ図の２６で示されるごとき輪郭を有する。

この輪郭は、第３Ｃ図の濃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２である例によれば、光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さく、例えば１に近いであ
ろう。それゆえ、第２図の装置は、測定値が応答する物
質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、濃度を直線的測定値できることの重要性は、第３
Ｅ図の検討から明らかとなる。第３Ｅ図は、従来技術が
教示する特別の方法を用いない場合、すなわち本発明の
実施において、スポツト試験分析において実際に遭遇す
る濃度分布の典型的なものを示している。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
さ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、実質的に直線的な濃度測定を
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バツクグ
ラウンドの存在においてさえ有効である。たマし、バツ
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
であるか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、種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は、シー口６の異なる箇
所上の溶液の異なる試料から、一貫して精密な測定が実
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。分析者は、実
際の分析に先立ち、特定の繊維状媒体について較正試験
をすることにより光学的に薄い状態で作業するための条
件を見出すことができる。較正試験では、例えば入射光
および射出光の測定値から計算して光学的に薄い吸光度
を生ずるに必要とされる反応体（試薬および試料）の濃
度を決定できる。他の較正方法は、例えば次のごとくな
される。まず、媒体上に既知の濃度のＮＡＤＨを落し、
ついで選択された波長の入射エネルギでスポツトを照射
することにより生ずるけい光エネルギの強度を測定する
。これを異なる既知濃度のＮＡＤＨを用いて多数回行な
い、各度ごとにけい光エネルギを測定する。ついで、異
なる既知の濃度のＮＡＤＨについて測定されたけい光エ
ネルギ強度をＮＡＤＨ濃度の関数としてプロツトする。
得られたグラフは、低ＮＡＤＨ濃度に対して直線部分を
有し、特定のＮＡＤＨ濃度以上は非直線となる。これに
より、必要とされる反応体の濃度を決定できる。かくし
て、適当に希釈した反応体の適当量を使用することによ
り光学的に薄い状態を得ることができる。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
（こ伝達するプレス３２と結合される。

該部分はこ＼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
た限外ろ過膜またはその他のフイルタ３８ととも（こ重
ねられる。分析されるべき液体は、代表的にはピペツト
４０により試料シート上に付着される。米国特許第３，
８４４，７１７号（こ詳しく説明されるように、プレス
ヘツド５１は、第４図に示される位置から第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からフイルタ３８を介し
て試薬シート３４に押し出す。

液体部分は、シート３４の試薬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（こ対して適当
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図および第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の入射励起放射（こ対して、またこの放射が試
薬シート３４の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、一次通路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（こある角度で配置されて
いる。ランプ４４はプレスの下（こ中心を置く、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（こ整列する
ように、一次通路４８内に取り付けられている。フイル
タ５４は、ランプ４４およびプラテン４６間（こおいて
一次通路中（こ取り付けられ、不所望の放射が反応パツ
ドを照射するのを阻止する。さらに、代表的には、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、一次通路に、好ましくは
例示されるごとくランプおよびプラテン間の光学通路外
に取り付けられる。必須ではないが、例示のケイ光計の
二次通路５０は、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装向されている。

このよう（こ、例示されるケイ光計３０は、ランプ４４
からの入射エネルギーが、光学的に透過性のプラテン４
６と連続するシート３４の表面から反射する角度で整列
された二次通路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−全点を照射するため、
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ましい。等長光
学路は、高い測定精度をもたらす。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
５８と試薬シート３４間にそれと光学的に整夕１ルてレ
ンズ６０が取り付けられている。

レンズ６０は、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《こは二次フイルタ６２，６４お
よび６６が取り付けられている。これらのフイルタは、
一緒に、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バツラ
ウンドケイ光およびその他の放射を阻止する。さらに、
二次フイルタは、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イル
タ６２，６４および６６を提供するためには、誘電体お
よび金属フイルムフイルタ構造が好ましい。本発明にし
たがつて非ケイ光性の二次フイルタを用いることは、測
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イルタを有する点
を除き同様の構成のケイ光計に比して、感度の増大をも
たらし、そのバツクグラ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（こ整えられた試料液体を繊維状ペ
ーパシートに直接付着させて試薬と反応させ、反応生成
物を生ぜしめ、これを第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されるが、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、フイルタ、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｛こ光学的通
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図くこ略示されている。しかしながら、繊
維状媒体に対する支持、および媒体のランプおよび信号
検出器への露出ないし光学的結合は、本発明の他の特徴
を備成している。

さらに詳しくいうと、装置７０は、平坦支持表面７４ａ
上（こペーパストリツプ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
含むストリツプの反応箇所７２ａは、支持表面の下に間
隙８０だけ離間された光学的窓７８、および支持表面上
のペーパストリツプの上に載置されるように反応箇所を
横切つて延在する背板８２間に配置される。フイルム７
６がストリツプの上下表面と隣接し、反応体保持箇所７
２ａを包囲しており、液体が反応箇所から蒸発するのを
防ぐ。フイルム７６はまた、このストリツプの反応体に
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測定との間で、光学的窓７８、
支持表面７４ａおよび背板８２を清浄する必要を避ける
。フイルム７６は、塩化ビニリデンの重合により製造さ
れ、サランラツ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
成するハウジング７４は、装置が動作する放射に対して
不透明であり、窓７８は問題とする波長に対して透過性
である。

窓７８は、ハウジング７４の孔に、２つの光学通路７０
ａおよび７０ｂと光学的に整夕１ルて取り付けられてい
る。光学通路は、例示的に互（こ４５付の角度で配置さ
れている。背板８２は、ハウジング７４上のペーパスト
リツプ７２上に載置されており、窓７８に中心が置かれ
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
するため装置ハウジングに枢着されている。その結果、
ペーパストリツ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ツ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８
２の例示の構造は、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
へと突出しており、そして該腕８８は、ハウジング上の
直立支柱９０（こ枢着されている。背板は、その僅かの
重量より、ストリツプのサランラツプまたは同等のフイ
ルムをストリツプに圧するようにストリツプ７２を支持
表面７４ａに対して平坦に保持する働きをする。これは
、装置放射源および信号検出器（こ関する反応箇所の間
隔を固定する。さらに、板８２は、ラツプフイルム７６
ｃ！とも（こ、ストリツプが反応箇所（こおいてそこに
ある液体に起因して変形するのを防ぐ。ストリツプは間
隔８０中へと若干変形することがあるが、この変形は、
ラツプフイルム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、好ましくはストリツプの厚さより薄いのがよ
い。１例として０．０１７インチ厚のペーパストリツプ
に対して、間隙８０は０．０１インチ（約％ミリメータ
）である。

間隙８０を設ける目的は、ストリツプ７２の繊維状物質
が反応箇所においてこの中（こ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、ストリツプに
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８２は、液体保持箇所、したが
つて湿潤箇所７２ａの外方に位置するストリツプ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の限定された重さにより圧縮されな
い乾燥ペーパの厚さが、支持表面７４ａと背板下面間の
間隙を自動的に決定する。したがつて、背板８２は湿潤
箇所７２ａの上面を平坦となるように、したがつてスト
リツプ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
箇所において比較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面７４ａに関して、したがつて光
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
つて位置づけ機能を遂行し、ストリツプ７２の種々の部
分の厚さの変動、さらにはストリツプごとの変動を自動
的に補償する。如故ならば、支持表面上と背板の間隔を
決定するのは反応箇所を取り巻くストリツプの乾燥部分
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、高レベルの出力ケイ光信号を
生ずるには反射性表面が一般に望ましい。重要なフアク
タは、表面が装置全体にわたつて光″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
ツプ７２および背板間のエアギヤツプを避けることがで
きる。本構成はこれを達成するものである。第６図の測
光測定装置はまた、反応箇所内に存する湿気（こ起因し
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の上面および背板８２の下面に霧が発生するのが観
察された。この霧の発生は、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７８をハウジング７４
の隣接する熱質量とともに同じ温度に維持することによ
つ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、また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したがつて反応箇所７２ａ上に中心を
置かれる。これらの熱素子は、調節された加熱源（こ電
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つて構成される。
しかしながら、もし所望される場合には、窓７８と熱的
（こ接触して、代表的にはハウジング７４の窓の取付け
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９３もまた、背板を窓７８
と同じ温度（こ維持すべく加熱素子９２を付勢する調節
された力Ｈ熱源に接続される。装置７０の熱構造体の任
意の部材は、背板８２の下側に配置された熱絶縁材料の
層８４である。この層は、例えば背板が金属またはその
他の熱導電性の材料より成り、あるいは、またはそれと
ともに加熱素子９２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と熱的に平衡
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フルオロエチレン重合体より成るプ
ラスチツクである。第７図は、ペーパデイスク９４に支
持される反応生成物を分析するための本発明にしたがう
測光ノ測定装置の他の配置を示す。

詳しくいうと、装置は、光学的窓９８を嵌合せるハウジ
ング９６を有する。窓は、化学的（こ不活性のエラスト
マガスケツト１００内に座着されており、そして該ガス
ケツト１００は、デイスク９４を座着支持する孔を有す
るキヤリヤシー口０２を支持するようにハウジング９６
ａの表面から突出している。キヤリヤシートの孔は、デ
イスクをキヤリヤシートで保持するに十分の弱いしまり
ばめでデイスクを座着させるように、ペーパデイスクの
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１０２は、デイスクが切り取ら
れる乾いたペーパより若干薄くされる。例えば、０．０
１７インチ厚の乾いたデイスク（こ対して０５０１５イ
ンチ厚とされる。キヤリヤシートは光学的（こ不透明の
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、デイスク９４および窓９８間に本質的に蒸
気密封空間１０６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。キヤリヤシートは、上述のごどくガスケツト１０
０の上部リムに座着されており、そして該ガスケツトは
、表面９６ａ上に突出して両者間（こシールを形成して
いる。デイスク９４は、蒸発を防ぐため、第６図に関し
て上述したフイルム７６のごときフイルムで包囲されう
る。

代りに、デイスクはラツプなし（こ使用でき、そしてデ
イスク９４からの蒸発物は、キヤリヤシートおよび窓９
８間の小さな密閉空間１０６に限定される。第７図に例
示の測光測定装置は、デイスク９４およびキヤリヤシー
ト１０２（こ重なる光学的窓１０４を有する。

窓１０４は、キヤ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、反応体保持デイスク９４から、ハ
ウジング１０８の通路１０８ａおよび１０８ｂ内（こ取
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、デイスク９４の透
過率特性を測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、９６ａ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た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
で湿潤される。したがつて、この測定は、問題とする反
応が発生しつ＼あるとき反応箇所に存在するバツクグラ
ウンドの光学的パラメータを識別する。この測定を、後
の、すなわち問題とする反応中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（こ応
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つ＼あるバツクグラウンド
（こ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。

変調電源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（こ、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
つと離れた周波数（こて電源１１０により変調され、そ
の周波数における電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する基準信号Ｒを
受信する。同期復調器１２２は得られた比信号を発生す
る。これは、振幅比Ｓ／Ｒ（こ比例するとともに、出力
放射における凝似変動に起因する変動またはその他の成
分を含まない。基準信号により同期される復調器は、交
流比信号を復調し、電源１１０がランプ放射に付与した
最初の交流変調を除去する。

かくして、復調器出力は交流信号であり、これが差動増
幅器の一方の入力に供給される。このように、例示の測
定回路は、変調電源および復調器１２２を有して６０Ｈ
ｚの干渉を避けるとともに、比回路１２２を採用してラ
ンプの変動に起因する誤差を排除する。第８図の回路は
、ｔ＝０（こて、すなわち問題とする反応生成物の発生
前にＳ／Ｒの比に等しい大きさＫの直流電圧を差動増幅
器１２６の他方の入力に供給する調節可能な電圧分圧器
１２４を有する。増幅器のこれらの信号に対する応答は
、（Ｓ／Ｒ−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レートメ
ータ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から高いバツクグ
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、分圧器１２４は、手動的にまたは周知
の自動フイードバツク技術で、問題の測定前に増幅器１
２６の出力信号をＯにするように調節される。好ましい
手法は、問題とする反応が出現する前の期間、すなわち
反応溶液が反応箇所に広げられた直後、たゾし監視され
つ＼ある成分の発生前（こ増幅器出力をＯとするように
分圧器を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の光学的バツクグラウ
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、
周知の技術内で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図は直流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、分析
容器として働く繊維状シート上の選択された箇所に導入
することによつて、すなわち反応混合物を測定装置の視
野（こ包含するよう（こ導入することによつて実施され
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（こ繊維
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ま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。すなわち、本発明にしたがつて多数の試料４
こついて分析を達成する場合には、数個の繊維状反応箇
所上の異なつ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
い状態で試料溶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（こよつて
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、繊維状媒体に試料溶液および反応体を光学
的に薄く分布させる結果、測定装置の視野のすべての点
（こ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（こ
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
表示性反応生成物は、好ましくは、問題とする物質の濃
度に対して直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装置によつて測定される。

さらに詳しくは、下記の実施例（こおいては、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（こ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
がペーバすなわち繊維状媒体中の実効光学路長で計つて
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（こ比例した強度（
こ応じてケイ光を発する。・ケイ光計の検出器はその視
野にあるすべての点からこの放射ケイ光（こ対する直線
的な応答を有し、したがつて、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れたケイ光
計感度プロフイルとの積の直線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イルは、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、このプロフイルは、ケイ光計のランプ
と検出器の空間的特性の複合プロフイルである。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光エネルギに
ついて同等のスペクトル角度を有する。

これは、ケイ光計の視野にあるすべての点を一様に測定
するために検出器ののぞき軸の囲りで対称でありかつほ
マ一様（この軸から放′射状に若干変動させられるが）
である複合的（すなわち、ランプおよび検出器）感度プ
ロフイルを装置に与えるの（こ望まれる。

すなわち、ケイ光計の入射角が感知された放射線の角度
と等しければ、反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、本発明は、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
ータによつ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（こ２個の
平らな電極間に入れることができる。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（こ較正される。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試薬（こ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繊維によつて成功裏
に実施される。しかしながら、ガラスの繊維、すなわち
ガラス繊維はあまりにもこわれやすいので、前述の米国
特許第３，８４４，７１７号に記載のプレスで圧縮する
とこわれてしまう。

したがつて、繊維状材料を応力（こ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、好ましくは、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つ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（
こおいては、反応時間の直線部分の約４分の３がかなり
拡がり終つ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望ましい。

さもなければ、各種の反応体の分布が反応および分析箇
所内の異なつた位置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つた流れ特性の
点から、この目的はしばしば所望の程度に実現されない
。しかしながら、異なつた物質の異なつた拡がりはその
物質を繊維状媒体に選定された順序で適用すること（こ
よつて制限できることがわかつた。特（こ、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薬が
後で適用された試薬によつて拡がるのが実質上減少する
ことがわかつた。すなわち、小分子成分の溶液が繊維状
媒体に送出され、次いで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
つた。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はるかに小さい測定
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ユーエル（Ｓｃｈｌｅｉ
ｃｈｅｒ＆Ｓｃｈｕｅｌｌ）試験紙屈９０３，９０３−
Ｃ，４Ｏ４，４ｌＯおよび２５、そしてホワツトマン（
Ｗｈａｔｍａｎ）試１験紙ＧＦ／Ａ，ＧＦ，助よびＧＦ
／Ｃがいずれも成功裏に使用された。ある場合には、ヤ
ゴダ型斑点限定リングが望ましいことが分つた。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
し望ましいように思われる。ワツクス製限定リングはＳ
＆Ｓ９Ｏ３−Ｃおよび４１０試験紙について有益である
ことがわかつたのに対して、高感度も含めて良好な結果
は限定リングなしでＳ＆Ｓ４Ｏ４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「感度」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試１験してグルコー
スの濃度を測定した。

この分析は周知のヘキソナーゼ反応を使用した。この反
応の一般（こ用いられている実施は、例えば、ベーリン
ガ一・マンハイム社より頒布されたバンプレット「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・エスカラブグ
ルコース錠剤を０．５ｍ１の蒸留水に溶解することによ
つて得られる。

分布すべき試料血清の適当な希釈液の１０λをＳ＆Ｓ滝
９０３−Ｃのような繊維状シートの上に付着させた。そ
の試料は、例えばピベツトによつて反応箇所の中心（こ
１滴ずつよりはむしろ連続的に付着させた。これに続い
て、乾燥なしに、溶解されたエスルラブ溶液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
３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、３４０ｎｍの波長で該反応箇所を照射しかつ
最大ＮＡＤＰＨ放出の４６０ｎｍ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、試験箇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バツクグラウンド光放射線
から分離されたＮＡＤＰＨからのケイ光の測定を容易に
するため全ＮＡＤＰＨの生成量よりはむしろ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、ＮＡＤＰＨからのケイ光はＮＡＤ
ＰＨ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
窓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して９０３−Ｃ試験紙（ペーパ
）のバ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（こ記入するごとく５Ｍｇ／
Ｄｔｌ２．５Ｍｇ／Ｄｔおよび１．２５Ｍｇ／ＤｔＯ）
濃度をもつ試料を作るため、１５０ＭｆＳ１）原溶液を
脱イオン化水で１″／３０に希釈することにより製造し
た。こ＼に、「Ｄｔ」は１／１０ｔを表わし、「Ｍｇ」
はミリグラム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から、６５−１１０
Ｍｇ／Ｄｔの通常の範囲内にある人間の血清は、この化
学的性質の動作範囲に入れる（こは１／３０の希釈を必
要とするであろう。曲線は、約４５秒で終端するほゾ直
線の部分を急速に増加するケイ光を描いている。

初傾斜は濃度に比例する。試料としての水すなわち５０
Ｍｇ／Ｄｔに対して観察される傾斜は、最初の１分で相
当の変化を示す。これは、背板、繊維状媒体およびケイ
光計窓間の光学的結合の変動から生ずる。１組の１７の
分析評価を第９ａ図に示される４つのレベルでなした。

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／
Ｄｔレベルで行なわれ、０．５Ｍｇ／Ｄｔ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（こより
臨床単位（こ変換される場合の試料および試薬の投与前
ににおける乾燥ペーパのバツクグラウンドケイ光の標準
偏差は、１，０Ｍｇ／Ｄｔすなわちレート反応測定に対
して観察されるところの約２倍であつた。例１ｂさきに
論述した差動的拡がりおよび片寄せ作用を最小にし、可
能な最大の直線期間試薬を最適化するため、例１の試薬
系を再処方した。

試薬は、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。

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９０３一Ｃペーパ上に付
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ツプは、凍らせたとき少なく
とも１月間安定であつた。測定を遂行するため、室温に
て未使用の反応箇所を第６図のケイ光計の窓土に置き、
２０マイクロリツトルの溶液を例えば処理帯域の中心土
に付着させた。

サランラツプまたはその他の薄い光学的に透過性のプラ
スチツクフイルムの層でペーパの両側を包めは、液体が
ケイ光計の窓および背板と直接接触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
もち越すのを防ぐが、光学的測定に影響を与えない。フ
イルムはまた、蒸発を防ぐことにより試験箇所の湿り度
を一定に維持した。得られたレート反応曲線は３つの濃
度および水に対して第９ｂ図において示される。これら
は、１ないし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３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、例１ａに類似の性質
を示すが、測定はこ＼では物理的状態が１分で安定化し
た後になし得る。Ｚｙ 例１ｃ 溶液のペーパフアイバ自体への吸収を最小にするために
９０３−Ｃ型のペー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インチ長のストリツプを、
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ポリオクス樹脂、等級ＷＳＲ
−２０５（分子量６００，０００）の６Ｍｇ／ｍｌの水
溶液に浸した。

浸漬したストリツプを次いで真空デシケータ中で乾燥し
た。なお、同社のポリオクス樹脂に関しては米国特許第
２８６６７６１号、第２８９７１７８号他の特許がある
。乾いたポリオクスペーパは未処理の９０３−Ｃ型ペー
パよりも若干厚く、厚さが０，０１７インチでなく０．
０１９インチであつた。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、処理されたフアイバが流体を吸収
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箇所に付着さ
れるとき、生ずる半透明のスポツトの半径は、未処理の
ペーパではそれぞれ０，３７５，０．４５０および０．
４７５インチであるが、処理されたペーパではたつた０
．３２５，０．３７５および０．４００インチであつた
。

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イスクの液体
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０．３７５インチ直径のデ
イスクは、約３８−４０マイクロリツトルの液体を流出
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
９０３−Ｃ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。

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
のスポツト上に付着し、続いて真空乾燥した。反応は、
第６図のケイ光計上において、乾燥せるスポツトを光学
的窓土に位置づけ、やはりもち越しおよび蒸発を防ぐた
め薄いプラスチツクフイルムを使用し、そして前のよう
に２０マイクロリツトルのグルコース溶液を付着させる
ことにより行なつた。

結果は、時間目盛が倍化された、すなわち６分になつた
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、化学的感度
が約２倍であることを示した。最初の２分間に水に関し
て観察される傾斜は、サランラツプ（サランラツプが使
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。これは、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。ブラツクの傾斜は、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れた
。標準曲線は約６０Ｍｇ／Ｄｔ（１／３０希釈）まで直
線的であるから、患者の血清は、６５−１００Ｍｇ／Ｄ
ｔ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分な
いし４分で結果を生ずることを留意されたい。乾燥せる
試薬スポツトに加えられるグルコース溶液の量が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
、曲線の直線部分で観察されるレートは、予想されるご
とく２ではなく単に約１，５の係数で変るにすぎないこ
とが分つた。

（傾斜のこの変化は、水ブランクが適当な温度制御によ
り減ぜられ＼ばさらに減ぜられることができることが予
測される。）この液体量に対する感度の減少は本発明の
実施を容易にし、反応体溶液の分配に相応の精密さをと
もなわなくてさえ精確な結果をもたらす。例１ｄ ポリオクス処理されたペーパおよび最適化された試薬は
、９０３−Ｃ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３８４４７１７
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
使用できる。

このため、ペーパ上でプレスを閉じることにより処理さ
れたペーパに凹部を予備成形することによつて反応箇所
を準備した。約１調幅および１ｃＴｎ直径のリングを著
しく高度に圧縮し、そして中心のみを隠やかに圧縮した
。次いで、最適化されたグルコ一ス試薬１１マイクロリ
ツトルをこの凹部の中心に付着し、そして真空乾燥した
。この量の試薬はちようど凹部の中心を充たすが、高度
に圧縮されたリングには入らない。測定を遂行するため
に、乾燥ペーパの試薬を含む凹部をプレスの下にその中
心を位置づけし、次いでまず限外沢過膜で被い、次に乾
燥せる血液スポツトを含むペーパシートで被つた。

血液スポツトを次いで２０マイクロリツトルの塩水ない
しＢｒｉｊｗａｔｅｒ溶液で再構成し、プレスを２０秒
ないし４０秒閉じた。この期間中、血液スポツトに存す
るグルコースの１ないし１０％を含む小量の限外沢過液
が膜を通つて膜中に通過する。

液体の量は十分に少ないから、分子の移動度は低く、反
応はもしあつたとしても緩速で進行する。プレスを開き
、上部シートを分離し、スポツトを乾燥した。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マイタロリツトルの水を加えて乾燥
スポツトを再構成し、反応を開始した。この量は、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は
れる。プレスにより加えられる初圧力およびそれが閉鎖
状態に留まる時間は、グルコースの移動されるものの濃
度を反応動作範囲にもたらすように調節される。

例１ｅ 繊維状媒体内で起こる光学的現象をさらに研究するため
、上述のポリオクス処理ペーパおよび最適化されたグル
コース試薬を使つて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つの光学的へツドを使用した
。すなわち、３４０ｎｍの入射光を提供しこれを監視す
るため、上部装置のランプおよび基準検出器（すなわち
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（すなわち通路９６ｂ内の）は、
３４０ｎｍのフイルタの後に置かれ、他方上部検出器は
、４６０ｎｍに中心を有する非ケイ光性フイルタの後に
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３／８インチ直径の円板を１１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０．０
１５インチ厚のステンレススチールシム（すなわち第７
図のキヤリヤシー口０２）の３／８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ツト（すなわ
ち部材１００）により上部装置の窓（すなわち部材１０
４）に保持した。分析下の湿潤ペーパデイスクが上部窓
と接触し、シム材中を下方に貫通するが、下部窓（部材
９８）と接触しないように間隔が設定される。逃がし空
間（部分１０６）はガスケツ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つている。この
空隙は、冷たい方の下部窓に対する熱バツフアとして働
く。分析を遂行するため、５０Ｍｇ／Ｄｔのグルコース
濃度をもつ市販の血清標準（オルト・ジアグリステイツ
クス・インスツルメンツ社製、低ＡｃｕＣｈｅｍ較正流
体、ロッド＃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６つの異なる希釈度でなした。

これらのうちの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、化学的に誘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、乾燥および湿潤のとき
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
的回帰分析を遂行した。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、
ケイ光測定に対して０．９９８、吸光度測定に対して０
．９９５であつた。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、２，４Ｍｇ／Ｄｔすな
わち原流体に含まれる５０Ｍｇ／Ｄｔの４．９％に対応
する標準偏差を生じた。

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５．５ＭｇＡ）ｔすなわち原溶液の５０Ｍｇ／Ｄ
ｔの１１パーセントの標準偏差を示した。これらの結果
は、スポツトごとの繊維状媒体の減衰の変動が排除され
＼ば、透過率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＝ｏ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１７．９Ｍｇ／Ｄｔであ
る。

５つの水分析に対する対応する値は１６．８Ｍｇ／Ｄｔ
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１／３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図において、キヤリヤシート１０２を
動かして、サランラツプで巻いた１インチＸ８インチ長
のペーパストリツプを、上部および下部の窓９８，１０
４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。１つのストリツプを水に完全に浸し、
次いでこれを乾燥せるストリツプと接触させ、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％
湿潤のストリツプを作つた。

第７図の上部ハウジング１０８は、接近件を高めるため
、第６図の背板８２の丁着取付けとほとんど同様に丁着
されていることを留意されたい。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、
最小ギヤツプによつて下部構造体土に閉じるのを抑制さ
れるのがよい。例１ｆ 上述のポリオクスの６ワ／ｍｌ溶液を使つて処理した９
０３−Ｃ型ペーパ上の先に用意された反応箇所を使つて
、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ン酸への酵素変換、ならびに
ニコチナミドー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、硫酸アン
モニウム溶液中５Ｔ１１（ｉ／ｍｌの懸濁液としてボー
リンガ・マンハイム・コーポレーシヨンから入手される
。

酵素は硫酸アンモニウムから分離されねはならないが、
これはアミコン・コーポレーシヨンから得られる限外沢
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懸濁液を限外沢過コーンに容れ、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マイタ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ＧＤＨ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
、トリスバツフアＰＨ６．２、１０Ｍを７５０マイクロ
リツトル目盛まで加え、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５１Ｕ／ｍｌであつた。試薬は
、６即のＮＡＤの添加により完了した。試薬ストリツプ
は、この溶液の１５マイクロリツトルを、例１ｄにおい
て使用したときポリオクス処理ペーパの予成形された凹
所に加え、真空乾燥することにより作つた。

反応をＰＨ８で起こるその最大レートから移すため、弱
いＰＨ６，２の緩衝液を使用したことに留意されたい。

これは、プレスにおける限外沢過中またはＰ過後、そし
て反応がケイ光計土に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、限外沢過膜および未処理の９０３−Ｃ型ペー
パのシートで被つた。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リサランラツプを使
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、
０．２ＭＰＨ８．６トリスバツフアの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、全血液の代りに種々の標準溶液の２０マ
イクロリツトルと置き代えて上記の行程を繰り返えすこ
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つて実施でき
る。これは、未使用試薬凹所に希釈血清を１０マイクロ
リツトルとＰＨ８６の緩衝液を５マイタロリツトル付着
させることにより行なう。全血液に代えて異なるガラノ
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９０Ｍ９／Ｄｌの濃度の範囲の９種の溶液
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９０Ｍ９／Ｄｌ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
。この差の標準偏差は１，４８Ｍ９／Ｄｌである。４種
の患い者血清にガラクトースを漸増的数種の値で加える
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＼る添加物の平均回収率は
９６％であり、標準偏差は８パーセントであつた。

前記のグルコース分析は、Ｓ＆ＳＡ４Ｏ４，５９５及び
２５ペーパ及びホワツトマンＧＦ／Ａ，ＧＦ／Ｂ及びＧ
Ｆ／Ｃペーパを含む各種の繊維状シートによつて成功裏
に達成された。

例 試験箇所の囲りにワツクスリングを備えてＳ＆Ｓ９Ｏ３
ペーパのような予備調製された繊維状シートによつて血
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ービーフ
ハートのようなＬＤＨのアンモニア懸濁液をまず付着さ
せることによつて調製した。これに続いて、乾燥せずに
、ブリジ（Ｂｒｉｊ）水のような微量の表面活性剤を含
む１５ワ／ｍｌ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
、予備調製された、たマし乾燥せる繊維状シートは、Ｐ
Ｈ９のグリシン−ヒドラジン緩衝剤を１０λ付着させる
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ＮＡＤＨ生成の速度は、基準法で決定される量の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ＮＡＤ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
ることがわかつた。

これは比較的重いＬＤＨ分子が繊維と結合を作りまたは
さもなけれは軽いＮＡＤ分子のその後の添加を行なつた
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ＬＤＨ分子によつて付着点から横方向に外側に除
去され、その結果シート土のスポツトはＮＡＤ分子分の
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加順序を逆
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１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。）
例 第三の例として、繊維状シートを例川の態様で再び調製
した。

ただし、試験すべき血清はＳ＆Ｓ９Ｏ３−Ｃペーパで行
なつ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３８４４７１７
号に記載され第４図に例示されるごとく、限外Ｐ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ＮａＣｔ溶液）を添加することによつて行なつ
た。次いでプレスを閉じて血清限外沢過物を介在フイル
ターシートを介して試薬シートに移動させた。別法とし
て、血痕が新しくない場合は、好ましくは、微量のブリ
ジ水または類似の表面活性剤を含む２０λの水を添加し
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、ブリジ水の直前に、２
５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
たがつて、血液試料を最初に受けたシートと介在フイル
ターシートとを試薬シートからはがし、そして２０λの
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。再びＮＡＤＨ生成速度を
前述のようにしてケイ光計で検査した。前記の試験の全
部について、ケイ光光度計の視野は、繊維状シート上の
試薬を付着させてある点を中心にしてほぼ１ｃＴ１の円
形状部分であつた。こ＼に記載される試料および反応体
の量は、この面積を有する反応箇所を飽和しない。例 血液分析のためのもつと複雑な化学反応に本発明を適用
する例として、Ｓ＆Ｓ９Ｏ３ペーパの繊維状シートを下
記のように調製してトリグリセリド濃度について血清を
試験した。

この分析のための基本的化学反応は、例えば、前出のベ
ーリーガ一・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＆Ｓ９Ｏ３−Ｃペーパの反応箇所の中心に２
０λのリパーゼ（シユバルツーマン．４６．２５）を連
続状流れまたは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２０λの酸素溶液のグリセロキナ
ーゼーグリセロホスフエ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Ｃａｊ性剤をブリジ水溶液
に少なくとも３巧／ｍｌで含有するコフアクタ一溶液１
０λを付着させた。これまでに繊維状シートに添加した
３種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。

もつとも低分子量のグリセロフオスフエートデヒドロゲ
ナーゼは最後に加えた。この繊維状シートの残りの調製
工程は、繊維状シートの限られた領域に、例えば１ｃ７
１の部分に物質を過度に拡げないよりはむしろそれを濃
縮させるように連続的な付着によつて酵素溶液の濃度を
増大させることである。したがつて、コフアクタ一溶液
が乾燥する前に、さらに１０λの酵素溶液をシートに付
着させ、次いでそのシートを乾燥させた。しかる後、１
０λのＰＨ９グリシン−ヒドラジン緩衝液をシート上の
反応箇所の中心に付着させ、続いてさらに１０λの酵素
溶液を付着させ、そして乾燥工程を行なつた。この繊維
状反応シートは使用できる状態にあり、そして必要とす
るときまで貯蔵することができた。前記の態様で調製さ
れた試薬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−ヒドラジン緩衝液をこのシー
トにまず付着させ、続いて１０λの試験血清を付着させ
た。

次いでその反応箇所をケイ光計によりＮＡＤＨ生成速度
について検査した。第二の試５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
同一の予備調製された反応シートでもつて、たマし異な
るスポツトすなわち箇所で行ノない、そしてＮＡＤＨ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ＮＡＤＨ生
成速度の差がトリグリセリド濃度の所望の測定値である
。しかして、各速度は、速度が測定される同じ箇所のバ
ツクグラウンドに関するものである。このような示差測
定は試薬および（または）反応および分析容器を形成す
る繊維状シート中の不純物のために高い精度を得るのに
必要とされ、したがつて純粋物質によつて第二のブラン
ク試験を省くことができるものと思われる。上記の態様
で測定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ＮＡＤ
Ｈが生成する分析についてのものであつたが、本発明は
、発ケイ光団が消費さ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達成さ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種の変
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つて制限的なもので
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ツトし
た特件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図は物質濃度および対応する透過率を
空間分布の関数としてプロツ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図は本発明による測定回路の概路線図、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通りである。 １６：シート、１８：溶液、２０ａ，２０ｉ：放射装置
、２０ｂ：光度計検出器兼読出し装置、２０ｂ″：読出
し装置、２０ｃ′：透過感知装置、１１０：変調電源、
１１２：放射源、１１６：基準検出器、１１８：信号検
出器、１２０：比回路、１２２：同期復調器、１２６：
差動増幅器、１２８：ＡＣ／ＤＣコンバータ、１３０：
レートメータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液体状の反応に対して吸収性の多孔質または繊維状
   媒体の試験箇所に含まれる１または複数種の試薬との反
   応により被検成分を指示し得る反応生成物の濃度を変化
   させることにより液体状の試料の成分を分析するための
   化学的スポット試験分析方法において、（ａ）前記箇所
   を電磁放射線で照射して、前記反応生成物の濃度の変化
   に応答して変化するパラメータを有する検出可能な電磁
   放射線を出現せしめ、（ｂ）前記試験箇所から出現しか
   つ反応が進行する少なくとも２時点間において前記箇所
   において前記反応生成物と相互作用する入射放射線から
   もたらされる電磁放射線の成分応答パラメータの変化を
   検出し、（ｃ）前記試験箇所における吸光条件の変化が
   出現する放射線の上述の検出中光学的に薄く維持される
   ように、前記媒体内において試料と試薬との化学的反応
   により前記生成物濃度に変化を生じさせ、（ｄ）測定さ
   れたパラメータの変化の差比較から試料成分の測定値を
   得ることを特徴とする化学的スポット試験分析方法。