JPS5987365A - 化学反応と分析に使われる方法及び装置 - 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】 本発明は液体化学反応に関し、更に詳しくは検定媒体の
化学分析に使われる改良された方法及び装置に関する。

概して本発明の教示は、正確な測定量の試薬を反応させ
るすべての液体化学反応に応用でき、検定媒体、すなわ
ち正確で一貫性のある、また非常にしばしば急速な結果
が必須の場合の環境の、産業生物の、及び臨床の標本の
ような一つ以上の分析物に対して分析を受ける物質、の
分析に特に有用である。臨床化学分析の厳しい要件から
みて、本発明のメリットを最もよく例示するため、また
説明を簡単容易にするため、本発明はこの分野で利用さ
れるものとして、また自動臨床化学分析装置への応用を
含めて以下に説明される。

本発明の教示は既知の手動臨床化学分析方式を改良する
のに有用である。これまでのものは感度の低いことがし
ばしばであり、例えば試薬を含浸させた繊維性素材を液
体標本と接触させる時のように定性的試験において、ま
た結果が実施する技　６− 組員の注意と熟練程度に大巾に依存する場合の定量的試
験で特にそうであった。有意義な点として本発明け、正
確な結果を提供し複雑な分析を実施できる自動臨床化学
分析装置にとって特に有用であり、その機能を改良する
役目を果たす。既知の自動臨床化学分析装置の場合、手
順として以下が含オれる、（ａ）必要に応じて希釈した
上での試料のすくい上げと配分、（ｂ）ろ過又は透析な
どによる蛋白質と分析物質との分離、（Ｃ）少なくとも
１試薬の試料への添加と混合、及び適当な場合、混合物
の培養、（ｄ）可視光線又はＵＶ（紫外線）又は螢光分
析などによる反応検出、及び（ｅ）帯記録紙、印刷テー
プ、記録装置又はコンピュータ端末機などへの反応デー
タの表示。本明細書で明らかにされている本発明は特に
上記段階（ａ）、（ｃ）及び（（１）について有用であ
り、従って以下の説明は、このような分析段階と関連し
た本発明の応用に大体において限定され、またこの応用
を強調している。

現在入手できる分析装置は連続流又は離散試料分析、又
は遠心分離の原理を使用し、本発明が特に有用なのは離
散式の遠心分離分析装置に対するものであノ′）。

この上うな淳心分膨分析装置の代表的なものは、合衆国
のエレクトロニュークレオニクス社が製造したＦ′）エ
ミニ」分析装置である。これは、紫外線透過性の透明な
プラスチック材料でできた使い捨ての田水用キュベツト
又は回転ディスクを使用する。このディスクはキュベツ
ト２０本が入る外側のリングと頷の筒が入る同心の内側
リングからなり、キュベツト及び円筒はディスク上に放
射状に並んでいる。試料と液体試薬をそれぞれのキュベ
ツト及び筒に手でピペット注入後、ディスクを分析装置
に入れる。ディスク装填に際して、キュベツト１本は蒸
留水のみを含有し、別の１本は液体試薬のみ、更にもう
１本は標準溶液を含有し、残りのキュベツトの必要数に
試料をピペット注入する。分析装置内でディスクを回転
させると、ディスク筒中の液体試薬はそれぞれの並んだ
キュベツトへ放射状に外側へ推進され、一つのキュベツ
トでは標準溶液と、残りのその様なそろえられたキュベ
ツトでは試薬と混合される。

概して既知の自動遠心分離その他の離散型臨床分析装置
は、化学分析を行なう能力が限られている。このように
制限が生ずるのはく既知分析装置又は機器が種々の異な
る試薬を投薬できないだめである。更に、これらの既知
分析装置を使用準備するに当たって、試薬を人手によっ
てもどし、そのあと液体試薬を装置に入れる。こうして
準備ができると、既知装置は単−成分又は分析物質に対
して一回分の血清試料を分析できる。しかし、単−試料
又はスタット（即座）の試験ないし変化等を表わす図等
（プロフィール）の測定には回分分析又は複数回操作で
の中断をしなくてはｋらず、プロフィールの中で各試験
ごとに１回ずつ操作し、液体試薬の調製と変更も人手で
複数回やる必要が又は単−試料試験相傳＋存央４かどう
かによらず、液体試薬の人手による調製と取扱いでぶつ
かる問題が、このような液体試薬をこれらの機器の貯溜
　９− 筒、カップ又はローターへ正確にピペット注入する必要
のために深刻化１〜ている。臨床分析で使われる試薬は
しばしば不安定であり、直ちに、時には仕事をしたその
日のうちに使用されないと、捨てるしかない。貴重な試
薬と時間の浪費、また液体試薬の人手による調製・調合
における有意の誤りの可能性は、臨床化学分析装置の能
率と信頼性の点から少なくとも最少限度に抑えなければ
ならない欠点である。従って本発明の第一の目的は、検
定媒体の液体化学反応又は分析を行なう改良された、よ
シ満足な方法及び装置を提供するにある。

もう一つの目的は、分析物質の定性的、及びより特定的
には厳密な定量的測定のため、一つないしそれ以上の試
薬の正確な測定量全検定媒体へ導入しやすくするような
、手動又は自動化学分析を行なうだめの改良された方法
及び装置の提供である。

更にもう一つの目的は、改良された試薬送シ込み装置の
製法であって、この方法は急速で、所望によシ容易に自
動化され、正確な測定量の試薬を１０− 高度の一貫性をもって含有する装置を提供するものであ
る。

本発明によシ手動の並びに慣用の自動化学分析装置で一
般に必要とされるような、利用される量以外の試薬をも
どす必要も、液体試薬のピペット注入も、その様な試薬
調製及び分配手順に固有の液体試薬の過剰廃物及び不安
定さの回避とともに完全に回避される。既知装置による
化学分析を容易にし、いっそう便利で早く、結果が正確
になるほか、本発明によって既知の自動分析装置は意図
された能力を越えた分析の実施が可能となる。

上述のように、限定されるのではないが、本発明は自動
遠心分離型臨床化学分析装置に特に適合している。当然
ながら、この装置は精密な定量結果を迅速正確につくシ
ださなければならない。また、上述のように、既知の自
動遠心分離化学分析装置で実施、使用されている方法及
び装置においては、少なくとも一つの固体の、又はもど
された液体の試薬が容器に供給され、続いて自動的に試
薬と検定媒体が反応のため混合され、反応が検出され、
反応データが提供される。本明細書で用いられる用語の
１容器」及び「キュベツト」は個々に、及び／又は混合
と反応中に、又は化学反応の検出のために、すなわち自
動分析装置で反応結果を読み取る間に、試薬を含有でき
る任意の手段である。従ってこのような容器又はキュベ
ツトは試験管などでもありうるし、たんに大体において
固い表面の陥没した部分でもありうる。

本発明の装置は、混合された時に互いに反応し合うか不
安定になり、ある時間が経つと効力を失うような試薬を
必要とする手順を含め、分析手順において厳密な量の試
薬を正確に送り込む働きをする。特に大切なのは、１肥
のように、本発明が臨床化学分野のみならず、化学研究
、水分析、化学プロセス制御においても、広範囲の化学
分析実施用に適合できる点である。本発明は血液、血清
、及び尿のような体液の化学試験用に好適である。

というのは、この作業においては、多数の繰シ返し試験
とプロフィール分析がしばしば行なわれ、試料採取後短
時間のうちにこれらの結果が必要である。例えば、定常
的に測定される血液成分の多くのものについて、定量分
析を行なうのに装置を使用できる。従って、アルブミン
、ビリルビン、尿窒素、血清グルクミコキザール酢酸ト
ランスアミナーゼ、塩化物、全蛋白、グルコース、尿酸
、酸ホスファターゼ、及びアルカリホスファターゼのよ
うな血液成分の分析用に本装置を適合できる。

更に特定的には、本発明装置は固体微孔性要素を包含し
ておシ、この要素は内部連絡する小室からなる内部小室
構造を形成する壁を有するが、小室の少なくとも一部は
要素の露出表面に開いている。要素は微孔性であって小
室又は気孔をもち、当然屈曲性及び圧縮性でありうるか
ら、「固体」という用語は、弛緩状態で要素が明確な構
造をもっていることを意味する。すなわち、その外寸が
ある容積を定め、この容積の一部が小室又は空隙からな
っている。この要素は液体を受は入れ保持し、しかも適
当な時に液体を放出する。従って、要素は吸着材料、及
び要素が受は取る液体によって濡れた状態にされるか湿
潤状態に適合される材１３− 料からできている。すなわち、このような液体が以下に
「水性媒体」として言及されるように少なくとも部分的
に水である時には、内部小室構造を定める壁は親水性で
ある。このような要素を形成する材料は、それが受は取
る液体、例えば検定しようとする試料、試料希釈剤、一
つ又はそれ以上の試薬（互いに反応し合うもの又はそう
でないもの）、又は液体試料と希釈剤と試薬の任意の組
合せに対して不活性でなければならない。捷だ、ある応
用においては、反応結果が慣用の光学読取機で測定でき
るように、材料は少なくとも半透明であるのが錯着しい
。

このような要素を形成させる用途に適しているのは、ガ
ラス、金属、及び特に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）
　、ボリグロビレン（ｐｐ　）　、ポリ弗化ヒ二ＩＪデ
ン（ＰＶＤＦ　）、弗化炭素を含めた本明細書で有機プ
ラスチックとして言及される有機重合体類のような種々
の材料である。通常疎水性であるこのような材料のもの
は、酸素プラズマ又はコロナ放電処理又は、他の既知の
手順にかけて、要素の１４− 小室構造を形成する壁を水性媒体用に親水性にすること
ができる。

要素の小室又は気孔の形態と大きさ、及びその全気孔率
は臨界的ではない。気孔は例えば直径約１マイクロメー
トル（μｍ）ないし１　ｍｍの範囲であり、これらは開
いているか内部連絡しているため、大きさも形態も多様
なものがある。それにもかかわらず、概して均一な気孔
率をもつ要素は容易に達成でき、例えば要素の容積の約
１０％ないし６０％の範囲にある。明らかに、気孔の大
きさが小さければ、存在する表面張力及び／又は界面力
によって液の保持はいっそうねばり強くなる。寸だ要素
の気孔容積が高まれば、その液体受容能力も高まる。記
述された要素をつくるのに適した固体微孔性材料は合衆
国ジョーシア州フェアバーンのボレツクス・チクノロシ
ーズ（Ｐｏｒｅｘ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　）及び
合衆国ニューヨーク州プルツクリンのクロメツクス・ケ
ミカル・コーポレーシヨン（Ｃｈｒｏｍｅｘｃｈｅｍｉ
ｃａｌ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　）から入手できる。

試薬の支持体としてのこのような要素をつくるには、水
性液体試薬の所定量を固体微孔性要素に適用しさえすれ
ばよい。試薬は、担体としての役目をもつ水、アルコー
ル、ケトン、酸などの極性ないし非極性の液体に正確な
測定量の試薬を溶解又は分散させたものからなる。この
適用で、液体は吸上又は毛管現象によって要素内部の小
室構造に急速に入る。要素は、液体試薬の本質的に全部
が要素小室構造内に含有されるように、適用液体れる。

このため適用液体量が正確な測定量の試薬を含有するの
と同様、このような液体を含有する要素も正確な測定量
の試薬を含有する。

液体試薬を受けたあと、要素は一般に触っても乾いた感
じであり、取扱い中に特別な注意を必要とせず、それ以
上の処理をせずに使用できるが、或はこの条件で今後使
用のため気密な袋に詰めてもよい。その代わシに、かつ
好ましくは、担体液体を除くために液体処理要素を空気
乾燥、凍結乾燥、炉又は真空乾燥できる。特に小室が小
さい要素の場合は、乾燥過程で要素を穏やかに振動させ
ると、試薬の明白な損失は起ら々い。表面は乾いている
から液が要素内部から表面へ吸い上げられるため、処理
要素の乾燥は早く、試薬は内部連絡する小室構造を成り
立たせている壁面に付着するなどによって、小室構造内
に固体としてとどま・る。

試薬に適用される用語の「固体」は、試薬が非流動状態
にあることを意味するものとして本明細書で使われてい
る。

液体試薬を個々の要素に適用する代わりに、シートその
他の形状の固体微孔性材料に試薬を適用し、これを乾燥
前又は後に切断し、各々が所定の正確な測定量の試薬を
含有する要素とすることもできる。個々の要素又は固体
微孔性シートへの液体試薬の適用は、例えばピペット注
入、噴霧、浸漬等によって達成できる。

１要素内に複数の試薬を含有させることができる。互い
に反応しない試薬は同時に、又は順番に適用される。相
互に作用し合う試薬は互いに隔離された要素部分に適用
される。これは物理的に離１７− すか、或は加熱した刃で要素に触れ、その構造の狭い区
域を崩壊、融合させて液体流動の防壁とする。

本発明の装置は、固体微孔性要素自体からなるか、又は
もつと都合よく操作したり、よりすぐれた要素機能を発
揮したりするための何らかの手段に要素を結び付けたも
のからなる。例えば、所定の気孔容積をもつ要素をそこ
から突き出るようにピペットの一端に結びつけ、検定し
ようとする水性試料又は希釈剤のような液体に浸した時
に、要素は吸上によって既知容積の液を保持する。こう
して受は取った液は、その後ピペットの他端から導入又
は適用される空気又は他の流体の圧力下に、又は真空下
に、又は遠心分離によって要素から分離できる。

試薬担体として役目を果たす時に、検定媒体中るだけで
よい。このような要素は試験管のような開いた容器内で
その閉じた末端から離れた位置に１８− 固定又は支持でき、試薬は遠心分離によって要素から分
離される。このような支持要素中に試薬が固体として含
まれる場合は、これを液化する。すなわち、遠心力を適
用する前に、希釈剤として、及び／又は検定しようとす
る試料を液化する役目を果たす上記の水、アルコール、
ケトン、酸等のような適当な液体に溶解又は分散させる
。検定試料と液体試料を試験管に入れて混合すると、慣
用の装置によって化学反応は簡単に検出され、定量的結
果が測定、記録される。その代わシに、要素内の試薬を
液に溶解又は分散させ、次に試験管を遠心分離にかけ、
その液内容物を検定媒体と一緒に使用するため、カップ
又はキュベツト又は慣用の離散型分析装置へ入れてもよ
い。

取木に説明されるように、一連のキュベツトをディスク
周辺に隣接して配置し、対応する一連の９混をこのよう
なキュベツトに放射状に整列させた慣用の自動遠心分離
型分析装置のローターディスクを使う場合は、支持要素
をこのような円筒容器の一つに入れて保持させるだけで
よく、内部の試薬は水性媒体のような適当な液に溶解又
は分散され、その後分析装置はその正常な方法で操作は
れる。希釈剤又は液体＠定試料は、乾燥試薬の液化を必
要とするかどうかによらず、支持要素に適用できる９そ
うしない場合は、少なくとも検定媒１２＄ヲこのような
一つの骨上容器と並んだキュベツトに入れる。ローター
ディスクの急速回転によって作シ出される遠心力の下で
、和体要素内の液体試薬はこの要素から急速に分離され
、整列キュベツトの中へ推し出され、ここで検定媒体と
完全に混合、反応する。次に反応結果は分析装置によっ
て測定、提示される。もちろん、神体要素は遠心力の適
用中に一つの叶筒容器にとどまり、必要な場合、丹簀容
器の幾何学によって、又は接着性ないし重みつき多孔性
カバー又はふるいによって液体の流れを遅らせないよう
な任意適洛な手段によって引き止められることが意図さ
れている。

ローターディスク内の一連の１容器の各々に、同じ試薬
を含有する担体要素を供給することによって、１回分の
試料に対する単−試料又はスタット試験を同時に実施で
きる。その代わりに、異なる試薬を含有する担体要素を
このような系列の器台容器の各々に供給しプロフィール
分析、すなわち同じ液体試料についての一連の異なる分
析を実施してもよい。

本明細書で使用される「試薬」は、化学的に活性な材料
であって、担体要素から放出された時に互いに結び付く
か、又は検定媒体の一つないしそれ以上の構成分と結び
ついて、その結び付き以前の試薬及び／又は検定媒体と
は異なる化学特性をもつ中間又は最終生成物を提供する
。例えば、試薬が測定さるべき検定媒体と結びつく時に
、このような試薬は測定しようとする分析物質とだけ反
応する一方、別の試薬は水性媒体のような液体中に溶解
又は分散された時に、検定媒体の一つないしそれ以上の
構成分と反応するのに必要なｐＨ，塩濃度、又は緩衝能
力をもった浴液を提供するように反応することもある〇 液体に可溶な、又は液体に分散可能な試薬を担体要素に
取り入れることができ、また試薬は臨床２１− 化学分析用に、例えば酵素、酵素基質、抗体、抗原、ハ
プテン、無機及び有機試薬、緩衝剤、塩類等、並びに酵
素、共同因子、発光剤等のような非アイソトープ型を含
めた以上の種類の放射性物質で標識された又は螢光試薬
を包含できる。

更に、本明細書で固体の微孔性要素を形成する材料との
関連で使用される用語「吸着剤」は、このような要素に
含まれる試薬が材料自体の中に浸透しないことを明確に
する意図がある。すなわち、紙その他繊維性試薬相体の
ように吸収されることが本要素では起らない。固体型で
試薬は、要素の壁面に付着するか、閉じ込められた粒子
として支持要素の小室構造内に含まれる。水性媒体その
他適当な液体中に溶解又１ｄ分散される時には、遠心力
、空気圧等が適用されると試薬は支持要素から本質的に
完全に分離される。

慣用のローターディスクの場合のように、本明細書に記
載のディスクは、紫外線を透過させる透明なプラスチッ
クその他の材料でつくられ、慣用の自動化学分析装置で
化学反応を検出できるよう２２− にするのが好ましい。熱可塑性材料でつくられる時には
、ローターディスクは簡単な熱成形法によって望んでい
る円筒容器、キュベツト及び流動チャンネルに造型でき
る。

図面で、第１図は本発明の微孔性開放小室の要素を拡大
尺度で図形的に示す斜視図である。

第２図は、液体試薬を小室内に含有させた第１図に示す
要素の一部分を示す。

第３図は、正確な測定量の試薬が微孔性要素の小室内に
含まれる、第２図と同様な図である。

第４図は、第１図に示する微孔性要素に、第２及び第３
図に示す試薬を供給する方法を図形的に示す斜視図であ
る。

第５〜１３図は、第１図に示すような要素、又は第２、
第３図に部分的に示される試薬担体要素を取り入れた本
発明装置の異なった変更型を示している。

便宜上、次の詳細な説明で、水性媒体すなわち少なくと
も部分的に水を含有する媒体に可溶であるか分散できる
試薬ｂａｔフＶげ罰叙している。

第１図に示すものは、固体の微孔性要素１５であり、こ
れは内部連絡する小室又は気孔１９からなる内部小室構
造を成り立たせる壁面１７をもつ。これまで述べたよう
に、このような気孔は約マイクロメートルないし直径１
能の範囲にあり、このため第１図は説明を明確容易にす
るため、大巾拡大した尺度で要素１５を図形的に例示し
ている。要素１５は、この要素がその後接触することに
なる液体及び固体に対して不活性な吸着材料からなり、
このような用途には例えばポリプロピレンが適している
。必要な場合、要素の壁面１７を親水性にするため、酸
素プラズマ又はコロナ放電処理に要素１５をかける。

第２図に示されているのは、要素１５の一部分であるが
、その小室１９に液体試薬２１を含有している。

この液体試薬は、正確な測定量の試薬を溶解又は分散さ
せた水性媒体から々る。第２図に部分的に示される試薬
担体要素はそのまま使用してもよく、今後の使用のため
包装してもよく、又は水性媒体を除くために凍結乾燥な
いし空気、炉又は真空乾燥させて、第３図の羽に示すよ
うに例えば壁面への接着によって要素の小室１９内に試
薬が残るようにできる。

第２図と第３図に関連して言及される試薬担体要素は、
望んでいる大きさと気孔容積の要素１５へ所定量の液体
試薬をピペット注入するだけでつくられる。自動化装置
を第４図に示す。この場合、所定の大きさと気孔容積の
このような要素１５を多孔性構造のエンドレスベルトコ
ンベア５の上に置き、ローラー２９の周囲を巡らせる。

ローラーの少なくとも一方は矢印３１で示されるように
駆動される。コンベア５が噴霧ヘッド３３の下に要素を
運び込むと、正確な測定量の試薬を溶解又は分散させた
水性液体が要素１５に適用される。要素１５に配分され
る液体試薬量がその小室１９を本質的に満たすような量
であるのが好ましい。このため、要素１５の気孔容積を
知れば、このような要素の小室１９内に含有される試薬
の正確な測定量もわかる。コンベア５は多孔性であり、
ガラスフィラメントその他の通常は親水性材料でできて
おシ、従って過剰２５− の液体試薬はこのようなコンベアを通って３５から回収
部へ容易に入っていく。

第２図に示すような試薬担体要素は、そのまま使用して
もよいし、あとから使うためにこの状態で包装してもよ
く、又は水性媒体を蒸発させて、第３図のるで示すよう
に、小室の壁面１７への接着によって要素小室［９内に
含有された試薬を残すために１炉３７を通過させて要素
を乾燥してもよい。

第１図に示す要素１５は、臨床化学分析装置と関連させ
た種々の用途に適合される。例えば、第５図に示すよう
に、要素１５を円錐３９に造型し、ピペット４１へ適用
できる。円錐形要素３９の露出部分４３を試料、希釈剤
、検定媒体、又は試薬のような水性媒体とたんに接触さ
せるだけで、要素３９はその微孔容積に本質的に等しい
量の水性媒体を急速に吸い上げるだろう。こうして要素
３９から受は取った水性媒体を分離するのは、例えばピ
ペット４１の末端４５へ空気を導入することによって行
なわれる。

要素３９は使い捨てにしてよく、ピペットを洗浄してか
ら、別の要素３９をこの装置の再使用のため挿２６− 人できる。ピペット４］に言及されたが、用語「ピペッ
ト」は上記の用途のため使い捨て要素３９を同様に備え
た注射器等を包含する意図がある。当然、第５図に示す
装置全体、すなわち要素３９とピペット４１を所望によ
シ１単位として使い捨てにできる。

第６図に示す装置４７は定性分析に特に有用である。こ
の場合、第２．３図に示され４９で指し示される試薬担
体要素は支持体５１に結ばれる。これはポリプロピレン
のような材料でつくられ、不活性で非吸収性であシ、好
ましくは透明又は半透明である。装置４７は試薬を紙そ
の他の繊維材料へ含浸させる慣用の浸漬スティック試験
装置と同様に使用されるか、又は試薬を液体試料へ配分
するために使用される。従って使用者は試薬指体要素４
９を水性検定媒体、例えば尿試料に漬けて、要素４９の
中で変色などの化学反応の証拠を検出すればよい。

慣用の繊維パッドの浸漬スティックと異なり、既知気孔
容積をもつ担体要素４９は既知量の試薬を含有するだけ
でなく、正確な既知量の水性検定媒体をも取シ上げるだ
ろう。更に担体要素はマクロの尺度で極めて均一であシ
、少なくとも半透明であるから、慣用の光学機器を使用
して反応結果を検出、読み取ることができる。その代わ
りに、支持体５１によって、相体要素４９を水性検定媒
体中でかきまぜ、要素から試薬を検定媒体中へ放出させ
、化零反応の証拠は例えば検定媒体の色の変化によって
検出される。

装置４７の重要な一つの利点は、要素４９に含寸れる正
確な測定量の試薬は水性検定媒体に完全に溶解又は分散
され混合されるため、精密な試験結果が得られることで
ある。もちろん慣用の繊維含浸された試薬を使う時には
この利点はなくなる。というのは、水性媒体中に放出さ
れるが、それと反応する試薬の量について使用者は確か
な点を知らないからである。

本発明の更に一つの装置を第７図の５３に示す。

ここでは試薬担体要素５５は試験管５７内に支持され、
プラスチックのふるいによって試験管５７の閉じた末端
６１へ移動しないように支持される。ふるい５９、又は
他の適当な支持手段は摩擦その他によって保持され、遠
心力などによってこのような要素５５から分離されるこ
とによって液体試薬が、試薬担体要素５５から試験管５
７の閉鎖末端へ流れることを可能にしている。

装置５３を使用する際は、希釈剤又は検定媒体のような
水性媒体を試験管内５７へ導入し要素５５へのせ、必要
ならばこのような要素５５内に含有された正確な測定量
の試薬を溶解又は分散させる。要素５５へこのように適
用された水性媒体が検定媒体以外のものの場合は、この
ような検定媒体をまず試験管５７へ導入し、その閉鎖末
端６１で集める。ここで試験管５７を遠心分離にかけ、
溶解又は分散された液体試薬を要素５５から分離して、
これを検定媒体がある場合にはその中へ押し出し混合す
る。その代わシに、集めた液体試薬を検定分析のため慣
用の自動臨床化学分析装置のカップ又はキュベツトへ配
分してもよい。化学反応の検出と反応データの提示は慣
用設備を用いて達成される。

第８図に示す装置６５は、上記のジェミニ分析装置のよ
うな既知の自動遠心分離式化学分析装置で２９− 使用されるような慣用の透明なローターディスク６７を
含んでいる。これは試薬担体要素を含有するための一連
の隔てられた容器６９と同様な数のキュベツト７１を包
含し、各々は個々の試薬容器（ウェル）６９と放射状に
整列している。本発明の教示に従って、例示された要素
７３と７５のような一つ又はそれ以上の試薬担体要素を
試薬容器６９内に、必要ならばスクリーン７７によって
保持する。この例示された態様では、異なる試薬の正確
な測定量が各各の要素７３と７５内に含有され、このよ
うな要素内の試薬）り互いに反応性の場合には、これら
の要素の物理的分離からみて、このような反応の危険は
ない。

第８図に示す改良された装置を使用して、既知の自動遠
心分離型臨床化学分析装置によって、単純化されたプロ
フィール化学分析が得られる。試薬容器６９が適当な試
薬要素７３及び７５を固定した状態で第８図に示す装置
又はローターディスクを使用するには、技術員は液体検
定培地などでありうる水性媒体の適当ｉ’をこの容器６
９の各々に加え、３０− 試薬を溶解又は分散するだけでよく、こうして作シなお
され一緒にされた正確な濃度の試薬が得られる。試料又
は検定媒体がまだ容器（ウェル）６９に配分されていな
い場合、それぞれのキュベツト７１ヘビベツト注入され
、そのあとで装置を普通のやり方で回転させて機能する
既知の自動遠心分離式臨床化学分析装置にこの装置を入
れ、試薬を容器６９からキュベツト７１へ放射状に流れ
させ、そこで試料又は検定媒体と混合、反応させる。こ
のような既知分析装置は次に反応を自動的に検出し反応
データを提示する。

やはり透明材料でできた変更ローターディスク８１を第
９〜１１図に示す。このディスクは試薬担体要素を入れ
るための８３と８５で指示される別個の一連の容器を包
含し、一対のこのような容器８３と８５はほぼ放射状に
ならんでいる１個のキュベツト９１にチャンネル８７及
び８９によって連絡している。例えば互いに反応性のあ
る正確な測定量の試薬を含有する試薬含有要素９３及び
９５は別個の容器８３と８５に配置され、ディスクカバ
ー９７によって保持され、このカバーにはスタンドパイ
プ９９があり、これが上に重なって液体検定媒体又は希
釈剤のような水性媒体を容器８３と８５に配分し、それ
によって要素９３と９５に含まれる試薬を溶解又は分散
するようにされている。

ローターディスク８１を使う際に、各要素９３と９５に
含まれる正確な測定量の試薬は、カバースタンドパイプ
弱を通して容器８３及び８５に導入される水性媒体、例
えば水性検定媒体中に溶解又は分散される。この装填さ
れたディスク８１を慣用の自動臨床化学分析装置に入れ
、第９図で矢印１０１と１０３で示されるいずれかの方
向に回転させると、液体試薬と検定媒体は遠心力によっ
て要素９３及び９５から分離され、チャンネル８７及び
８９を通ってキュベ反応する。ディスク８１は透明な材
料でつくられており、キュベツト９１は、化学反応が慣
用設備で検出され記録される時の読取シ室としての役目
も果たす。

チャンネル８７と８９、及びキュベツト９１の壁面は、
ディスク８１が矢印１０１の方向に回転する際に容器８
３と８５からの液の流れを促進し、ディスク８１の断続
的反対方向回転中に容器８３と８５への流入を防ぎなが
らキュベツト９１内の混合を促進するように配置されて
いるのが認められよう。ディスク８１は、つことか理解
されよう。

第１２．１３図に示すローターディスク１０５の態様は
、第９〜１１図に示す同様な構造に対応する容器、キュ
ベツト及びチャンネルを包含している。しかしこの態様
ではディスク１０５の底面１０７がへこんで中央の室１
０９を形成し、これは開口部１１１によって試薬担体要
素１１７及び１１９を配置した容器１１３及び１１５と
連絡し、また１２３で室１０９と連絡する輪状ポケット
１２１とも連絡している。繊維性でもよい多孔材料の猿
１２５はポケット１２１内部に配置されるのが、必須で
はないが望ましい。カラー１２７は慣用の臨床自動化学
分析装置のスピンド３３− ルを受は入れるだめ、ディスク底面１０７がら垂れ下が
り、第二のカラー１２９がディスク１０５の上面１３１
から突き出ている。

液体検定媒体のような水性媒体はカラー１２９から室１
０９へ送ね込まれ、このような液体に浸されて試薬担体
要素１１７及び１１９と連結しているが又はその一部と
なっている吸上部１３３によって、このような要素に毛
管作用又は吸上によって送られ、その中の正確な測定量
の試薬を溶解又は分散する。

次にこの装填されたディスクを慣用の自動分析装置に入
れ、ディスク８１と関連して記述されたように初めに一
方向へ、次に断続的に反対方向へ回転させる。このよう
な回転の当初、室１０９の過剰な液体媒体、すなわち、
要素１１７と１１９へ吸上げられない液体は、多孔性の
環１２５に集められ捨てられる。

全要素１１７と１１９は水性検定媒体のような共通の液
体媒体を室１０９から供給されるので、ローターディス
ク１０５はプロフィール分析に特に適合されている。

＝３４− 以下の実施例は本発明の利点を更に例示するために提供
されている。ポリエチレン製で通常疏水性の第１図に示
すような固体微孔性要素を１００ワツト、０．５トルで
慣用の酸累プラズマ処理に５分かけると、要素の小室構
造を成り立たせている壁面が非常に親水性になる。約に
インチまでの厚さをもつ固体微孔性要素では、慣用のコ
ロナ放電処理も小室壁を親水性にするのに同じく満足で
きる。

１０ｘ４０Ｘ１．２Ｍの寸法をもつ各要素に、ＢＵＮ　
（匍中尿窒素）分析を行なうのに必要か緩衝液、基質、
補酵素及び結合酵素を含む４種の液体試薬各５０μｔを
装填した。その適用中に試薬の幾分の混合が生じ、表面
液体のないことから証明されるように要素の気孔容積は
適用試薬の全ｔ（２００μｔ）を越えていた。装填され
た要素は触れても乾いた感じであり、これを熱風炉で乾
燥した。要素は（９）°Ｃで４５分乾燥し、１０．５％
の含水量をもっていだが、４５゛ＣでＩ分乾燥したもの
は３チの含水量であった。比較すると、同じ試薬を平ら
な非吸収性プラスチックチップ上で同じ量を乾燥させる
には、それぞれ１０．５％と３％の含水量に達するのに
加°Ｃで４時間、４５°Ｃで６時間を要した。乾燥試薬
は要素のセル構造内にあるため、これらは物理的に保護
され、要素の損害や試薬損失を受けずに激しい取扱いに
も削えた。

加“Ｃで３時間乾燥させた個々の要素を疏水性プラスチ
ックス啄−サーによって別個の試験管内に支持し、水０
．８１を注いだ。試薬の溶解は急速で、約２分後に試験
管を約２００Ｏｒｐｍで約２分間遠心分離させた。各試
験管内で回収された液体を、Ｃｈｅ−ｍｅｔｒｌｃｓ　
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　（合衆国カリフォルニア州バ
ーリンガム）から市販されているケメトリクス自動臨床
化学分析装置の検定カップに注ぎ、４０．４０．２０、
加、閏、８０の標準を使ってＢＵＮ検定を行なった。結
果を示す分析装置からのプリントアウトテープの写しを
「ＢＵＮ検定試験結果」として本開示の一部とする。・ ＢＵＮ検定試験結果 ｏｌ　　水　　ＣＡＬ　　　　　　　　３８．１６°Ｃ
ＧＡＩＮ　　　　　　　　９ ０ＦＳＴ　　　　　　　５９０ １！’ｔｌＬＬ　　　　　　　７９５ ＡＢ８０　　　　　　　Ｆ２Ｏ３，０ ＤＡＬＤＴＡ　　　　　　２５５５７ ０２　　標準　０１ −０．３５０　　　　　１．４６８　ＹＦＡＣＴＯＲ＝
　　　　　１１４．３ ＺＩＣＩ！１ＰＴ＝　　　　　０．０００ＱＵＡＬＩＴ
Ｙ＝　　　　　１００ ０３　　試料−０１３０，２５°Ｃ −０，３８４Δ　　　　１．３９２Ｙ　　　１００幅４
３　　　　ＭＧ／Ｉ）Ｌ　　ＡＢＮ ０４　　試料−０２３０，２５°Ｃ −０，２００Δ　　　　１．４６５　Ｙ　　１００チ２
２　　　ＭＧ／ＤＬ　　ＡＢＭ ３７− ０５　　試料−０３３０，２５°Ｃ −０，１９５１，４２８Ｙ　　　１００チ２２　　　　
　ＭＧ／ＤＬ　　　ＡＢＮ０６　　　試料−０４３０，
２５℃ −〇、６９８△　　　　　　１．２６２Ｙ　　　１００
チア９　　　　　ＭＧ／ＤＬ　　　　ＡＢＮ０７　　試
料−０５３０，２５℃ −０，７３９△　　　　　　１．３００　Ｙ　　　１０
０チ８４　　　　　ＭＧ／ＤＬ　　　ＡＢＮエラー要約 失　販（ＩＮＥＲＲＯＲ）　０ 非線形（ＮＯＮＴＪ工ＮＥＡＲ）　０ 異　常（ＡＢＮＯＲＭＡＬ　）　ｓ 正　常（ｘｏＲｙｈｈ　）　１１

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の微孔性開放小室の要素を拡大尺度で図
形的に示す斜視図である。 第２図は、液体試薬を小室内に含有させた第１図に示す
要素の一部分を示す。 第３図は、正確力測定量の試薬が微孔性要素の３８− 小室内に含１れる、第２図と同様な図である。 第４図は、第１図に示する微孔性要素に、第２及び第３
図に示す試薬を供給する方法を図形的に示す斜視図であ
る。 第５〜１３図は、第１図に示すような要素、又は第２．
８ｐ、３図に部分的に示される試薬担体要素を取り入れ
た本発明装置の異なった変更型を示している。 出１１　人　　　エフ　エム　シー　コーポレーション
代理人　弁理土佐々井彌太部１ ｊ１１１ （ほか１名） ３９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、内内部終絡る小室からなる内部小室構造を散状であ
   シ、この要素はその小室構造内に正面は濡れることので
   きるものである駁う６１置。 ２、正確な測定量の試薬が固体であって小室構造内に含
   有され、固体試薬がその反応を促進するための液体に可
   溶であるか又は分散できることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項で定義された装置。 ３、互いに反応し合う複数の固体試薬が、ｌ」＼室構造
   の隔離された部分にそれぞれ別々に含有されることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に定義された装置。 ４、混合キュベツトをもち、混合キュベツト内で検定媒
   体と少なくとも一つの液体試料を化学反応させるため混
   合させる、軸の周りを回転するようにしたディスク 上記混合キュベツトと上記ディスクの軸との間のしかも
   これらのものと整列した位置に於て、上記ディスク上の
   第１項に記載の要素との間の液の流れを促進する手段 を有す名ことを更に特徴とし、これによシ上記要素内で
   液中に溶解又は分散された試薬素から分離し、上記固体
   を入れた手段から混合キュベツトに送シ込む第１項の装
   置 ５、測定量の試薬が固体であって、小室構造内に含有さ
   れ、固体試薬が液体中に可溶であるか、又は分散可能で
   あって反応を促進し、またを送シ込む手段を包含するこ
   とを特徴としている、特許請求の範囲第４項で定義され
   た装置。 ６、液体化学反応用に試薬送り込み装置をつくる方法で
   あって、所定容量の液体試薬を固体微孔性要素に適用す
   る段階を含み、この要素は内部連絡する小室からなる内
   部／ｈ室槽構造形成する壁面をもち、上記小室の少なく
   とも幾分は上記要素の露出表面に沿って開いておシ、上
   記液体試薬に対して吸着材でかつ試薬に不活性な材料で
   できておシ、上記壁面は上記液体試薬によって濡れうる
   ものであり、まる小室内に本質的に含有はせることから
   なる方法。 ７、上記液体試薬が担体液体中に溶解又は分散される固
   体試薬の正確な測定量からなり、更に上記和本液体を除
   去して試薬を固体として小室構造内に付着させる致Ｐ％
   を包含する特許請求の範囲第６項に定義された方法。 ８、少なくとも一つの液体試薬と検定媒体とを於て、固
   体の微孔性要素内に含有された正確な測定量の液体試薬
   をこのような混合キュベツトに送り込むことを特徴とす
   る方法でちって、上記要素がこの混合キュベツトからは
   ゛Ｔ５東艮位置に配置され、吸着性材料で構成され、内
   部連絡する小室からなる内部小室構造を形成する壁面を
   包含しており、その少なくとも幾分は上記要素の露出表
   面に沿って開放しており、試薬の送り込みは上記要素の
   小室構造内に含まれる一Ｆ記液体試薬に力を加えて上記
   要素からこれを分離し、上記液を」二記混合キュベツト
   に送シ込むことによって行なうことを特徴とする方法。 ９、混合キュベツトと要素は連絡関係にあυ、−緒に軸
   の囲りを一単位として回転でき、試薬は要素の小室構造
   内に固体として含有され、力を適用する直前に液体内に
   溶解又は分散され、従って要素の小室構造内に含有され
   液体で溶解又は分散された試薬は、混合キュベツトと要
   素とが１単位として軸の囲りを一方向に回転する時に遠
   心力によって要素から分離され、混合キュベツトへ送シ
   込まれることを特徴とする特許請求の範囲第８項で定義
   された方法。 １０、各々が固体として別々の隔てられた要素内に含有
   されている複数の試薬が、水性検定媒体内に同時に溶解
   又は分散され、混合キュベツトと要素とが軸の囲シを一
   方向に一単位として回転する時に、遠心力によって各要
   素から分離され、混合キュベツトへ送シ込まれることを
   特徴とする特許請求の範囲第９項で定義された方法。 　５　−