JPS6046374B2 - 液体の比重もしくはオスモラリティ−測定用試験具、測定用組成物および測定用具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体の比重またはオスモラリテイーの測定に
関するものである。

さらに詳しくは、本発明は、尿素およびグルコースのご
とき非イオン性溶質が液体試料中に存在する場合その液
体の比重もしくはオスモラリテイーを正確に測定するの
に役立つものである。液体のオスモラリテイもしくは比
重を知ることが有用であるところの多くの技術分野があ
る。

かかる技術分野には醸造、尿分析、水の精製等が含まれ
る。言うまでもないことではあるが、これらの特性値を
測定するための迅速かつ軽便な方法があればそれは多く
の自然科学的学問分野ならびにこれらの液体の特性値を
迅速かつ正確に測定することが有用である技術分野の発
展に大きな寄与をするであろう。例えば、もし医学研究
室の専門技術者が、尿試料のこれらの特性値を数秒間で
正確に測定することができるならば、患者に関する迅速
な結果が与えられて代謝の専門医の助けとなるばかりで
なく、研究室の効率が高まつてこれまで可能であつたよ
りはるかに多くの分析を行なうことができるようになる
であろう。本発明は、非常に広範囲な応用分野を有する
もものであるが、事を明確にするため、主として尿のオ
スモラリテイーもしくは比重の測定について論すること
による。

他の分野への応用は本発明が尿分析に対していかなる関
係を有するかを理解することによつて明らかとなるであ
ろう。水分もしくは電解質障害を把握し、これを臨床的
に管理するために尿のオスモラリテイーを測定すること
は非常に有用なことである。

たがつて完全な尿分析を行なうためにはオスモラリテイ
ーの測定を行なわねばならず、通常その測定が行なわれ
る。オスモラリテイーはある与えられた溶液の束一的性
質であり、従つて他の束一的性質である永点、融点、沸
点、蒸気圧および浸透圧に関係を有・する。

それは溶液中の粒子（溶解粒子）の数の関数であり、粒
子の重さや密度には関係しない。オスモラリテイは次の
関係式により数学的に定義される。０ｓｍ＝φＮｍ （式中０ｓｍは溶液のオスモラリテイー、φは溶質の解
離定数、ｎは解離した溶質１分子当りの解離してできる
イオンの数およびｍは溶液のモル濃度である。

）したがつて、溶質が完全解離の状態に近づくにノ従つ
てφは１に近づき、上記の式は ０ｓｍ＝Ｎｍとなる。

この式は理想的な電解質に対する式である。単一の溶質
を含む溶液においては、オスモラリティーと比重の間に
は密接な関係があるが、非イオン性の化学種を含む複雑
な溶液においてはこの関係は急激にくずれる。

尿は、理想的な電解質溶液からはずれる溶液のうちで第
１に挙げられるものである。比重もしくはオスモラリテ
イーを測定するための従来の方法は、尿の主成分である
尿素に起因する比重の変化に対して敏感ではないことが
見出されている。例えば、ある研究によれば、１．０１
６の比重をもつ尿の相当するオスモラリテイーは５５０
−９１０ミリオスモル／Ｋ９の範囲で変化する〔ティー
・ロッドマン（Ｔ．ＲＯｄｍａｎ）等、ジャーナル・オ
ブ・ザ・アメリカン●メデ゛イカル●アソシエーシヨン
（ＪＯｔｌｒ船１０ｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＭｅｄｉ
ｃａ１Ａｓｓ０ｃｉａｔ１０ｎ）、第１６７巻、１７２
ページ（１９５詳）〕。

現在までのオスモラリテイーを測定する方法には手動型
から完全自動操作型にわたる各種の市販浸透圧計を用い
る方法がある。臨床試験のためには永点測定法が、較的
簡便であるため、通常用いられている。しかし、この方
法には多くの欠点が伴つている。すなわち、固体を除去
するための遠心分離操作を要し、永点以下の過冷却現象
や結晶化現象があつて、実際の永点に温度が上昇するた
め待たねばならす測定に時間を要する。比重を測定する
には、現在まで、浮秤、尿比重計、比重瓶（ピクノメー
タ）、重量計（比重計）などが用いられている。

これらの方法は充分感度の良い方法であるが、器機はす
べてこわれやすく、かさ高であり、その信頼性を継続的
に確保しておくためには、常に清浄に保ち、検定を行つ
ておかねばならない。さらに、これらの器機の取扱いの
技法には多くの不都合がともなう。メニスカスの読み取
りが困難な場合もあり得る。液体表面のあわもしくは気
泡は読み取にを妨害する。屈比重計は、液体試料を入れ
た容器の側壁に付着する．傾向がある。尿の場合、試料
の量が尿比重計を浮かせるに不充分な場合がしばしばあ
る。最近、上記した欠点のすべてを除去し、極めて迅速
なオスモラリテイーの測定を可能にする方法が見出され
た。

この見出された方法は本発明を構一成するものであるが
、本発明においては、壁が半透性の高分子膜からできた
浸透による圧に対してもろいマイクロカプセルが担体と
なるマトリックス中に包含されている。マイクロカプセ
ル内には色素もしくは呈色物質を含む溶液が封入されて
いる。カプセルが、カプセル内の溶液とは異なつたオス
モラリテイーを有する溶液と接触すると、カプセルの壁
を介して浸透圧の勾配が生じる。この浸透圧勾配は、カ
プセル壁を通して溶媒を、より高いオスモラリテイーの
溶液の方へ浸透せしめる。したがつて、もしカプセル内
の液が、試料にくらべて、一定容量中により多数の粒子
を含有している場合には溶媒はカプセル内へ流入しその
内゛容物を希釈する。この現象のため、カプセル内の水
圧が上昇し、カプセルはふくらみそして／あるいは破裂
し、それに伴つて色素もしくは呈色物質が遊離する。マ
イクロカプセルの内容物が遊離される程度および速度は
、カプセル壁を介した初期の浸透圧勾配、したがつてカ
プセル外の液体のオスモラリテイーおよび比重の関数で
ある。このマイクロカプセルの技術によれば、研究試験
室の専門技術者は１つの担体マトリックスを尿試料中に
浸漬し、それを取に出した後、色の変化゛を単に観察す
るだけでよい。

したがつて、本発明のマイクロカプセルは従来技術にく
らべ著しく改良されたものであることが理解できる。さ
らに、本発明は、非イオン性のイオン化されうる溶質を
含有する液体の比重もしくはオスモラリテイーを測定す
るための、組成物および器具からなる。

本発明に係る方法においては、溶質をイオン化しうるイ
オン化剤と液体を接触させて液体中の溶質をイオン化さ
せ、かくしてイオン化された形の溶質を含有する液体の
比もしくはオスモラリテイーに応じて検出できる応答、
例えば色による応答をなすことができる試験具と、該液
体を接触させる。生た検出反応の強さは測定さるべき性
質の数学的関数であり、研究室の専門技術者が読み取る
ことができる。色による応答の場合には、彼は、単に、
色を観察してそれを色票集と比較するだけでよい。色の
強さは、比重もしくはオスモラリテイーの関数である。
本発明の好ましい測定用具は、非イオン性であつてイオ
ン化されうる溶質を含む液体と接触した時、該溶質をイ
オン化させることができる少なくとも一つのイオン化剤
と、イオン化された形態の溶質を含む液体と接触した時
、該液体の比重もしくはオスモラリテイーの関数である
色による応答をなすことができるマイクロカプセルとか
らなる組成物を含有する担体マトリックスからなること
を特徴とする。本発明において満足に使用しうるマイク
ロカプセルは溶質ならびに染料もしくは染料前駆体のご
とき適当な色素もしくは呈色物質を内部に封入すること
ができる浸透による圧によつてこわれやすい半透性の高
分子膜の壁を有している。

適当な溶質が、目的とする内部の比重もしくはオスモラ
リテイーを得るに充分な量だけ供給される。。浸透によ
る圧によつてこわれ易い。ョという言葉は、カプセルの
壁が内部の水圧に反応して破裂したりさもなくは壁の物
理的性質を変えた内容物を遊離させうることを意味する
。１半透性ョという言葉は、試験される外部液体の溶媒
が浸透することはできるが、内部の溶質が浸透すること
はできないことを意味する。

液体の比重は、標準例えば水の密度に対する該液体の密
度の比であると定義される。本発明を開示する本文にお
いて、比重もしくはオスモラリテイーを測定すべき液体
は、純粋な溶媒であるかもしくは均一な液体の状態にあ
る溶液を意味する。オスモラリテイーは、溶媒１ｋ９中
の溶質のオスモル数であると定義される。１オスモルは
、溶液中の溶質粒子の濃度を基準とした浸透圧の１単位
である。

本発明において、測定を妨げうる溶質をイオン化するこ
とにより非常に感度が増大せしめられる。

すなわち、尿素および／又はグルコース（ブドウ糖）の
ごとき非イオン性の溶質が含まれる尿の場合、これらの
物質をイオン化させ、その結果生じる液体をマイクロカ
プセル接触させると、マイクロカプセルの応答は最初に
存在していた非イオン性の溶質を含む試料溶液中の溶質
の濃度を反映するであろう。これらの溶質のイオン化は
イオン化剤を用いて行なわれる。

一般的に言えば、非イオン性の溶質をイオン性の化合物
に変える手段であればいかなるものであつてもよいが、
通常、化学的手段あるいは触媒による手段が用いられ、
例えば、尿素の楊合、加水分解酵素が用いられる。実施
例にはウレアーゼおよび尿素カルボキシラーゼ（加水分
解性）が挙げられている。ブドウ糖の場合、グルコース
・オキシダーゼの様なイオン化剤を用いることができる
。好ましくはマイクロカプセルは該カプセルの壁を介し
てある一定の浸透圧勾配に曝された時に遊離される色素
もしくは呈色物質を含有する少なくとも有効数のもので
いる。

マイクロカプセルの壁は浸透圧差によつてこわれやすく
かつ半透性の膜からできており、内部に溶質および色素
もしくは呈色物質として染料もしくは染料前駆体を封入
する。かくして、カプセルが壁を介する一定の浸透圧勾
配に曝された時、内部の色素もしくは呈色物質あるいは
色素の前駆体を放出する。マイクロカプセルは、周知の
種々の方法により調製することができる。

これらの方法の内で注目すべきものは、アンゲヴアンテ
●ヒエミー・インターナショナル●エデイシヨン（Ａｎ
ｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔｅｍａｔ．Ｂｄｉｔ．）、第
１倦、５３９ページ（１９７５）およびそこに引用され
た参考文献に記載されている方法である。界面重合、コ
アセルベーション（液滴形成）等の技術によりマイクロ
カプセルを調製することができる。遠心分離、噴霧乾燥
のごとき他の技術、ならびに他の生理・機械的な技術も
マイクロカプセルの調製に当つて同様に有用なものであ
る。界面重合は、容易にマイクロカプセルが得られるた
め、好ましい方法である。

この方法においては、２つの反応種（コモノマーもしく
はオリゴマー）を多相系の界面において反応させる。そ
の結果、重合が起つて単量体を含む媒質に不溶性の高分
子薄膜が形成される。適切なマイクロカプセルを調製す
るには、先ず多官能性アミンのごときコモノマー成分を
色素もしくは呈色物質を含む水相に溶解させる。この水
相は、染料もしくは染料前駆体ならびに溶質の溶液であ
つて分析すべき液体の予想される範囲のオスモラリテイ
ーに比べて高い比重もしくはオスモラリテイーを有する
溶液であるのが好ましい。次に、この水相を鉱物油のよ
うな水と混合しない相中に分散させるかもしくは７乳濁
させる。次に、第２のコモノマー、例えば多官能性のア
シルハライドをその懸濁液もしくは乳濁液に加える。コ
モノマーが多官能性のアミンとアシルハライドである場
合には、ポリアミドでできたマイクロカプセルが形成さ
れ、各カプセルは、水相の一部分すなわち色素もしくは
呈色物質を含有する。浸透による圧によつてこわれやす
くかつ半透性のマイクロカプセルの壁を形成するのに有
用かつ適切な高分子材料としては、ポリアミドの他にポ
りエステル、ポリウレタン、ポリ尿素などが挙げられる
。

カプセル壁の浸透にもとずく圧によるこわれ易さおよび
半透性を決定するカプセルの物理的および機械的性質は
試験さるべき液体の比重もしくはオスモラリテイーおよ
びその型によつて広範囲に変化させうる。

高分子の不透過性、感度および機械的強度を増大させる
ために架橋剤を用いることは良く知られている。カプセ
ルのサイズを小さくするために洗浄剤のごとき界面活性
剤を加えることができる。モノマーを反応させる時間を
長くして、カプセル壁の厚さを増大させることができる
。反応条件の制御、高分子材料の選択、溶媒の選択など
他の周知の方法を適用することにより、カプセル壁の浸
透による圧に対するこわれやすさおよび／又は透過性を
変化させて本発明の個々の応用に適合したちのを調製す
ることもできる。内部に水相を含むマイクロカプセルの
貯蔵安定性はマイクロカプセルを乾燥させることにより
著しく改善されることが判明した。カプセルは真空乾燥
法、真空下での乾燥剤による乾燥法、凍結乾燥法、臨界
点における乾燥法など好都合な方法により乾燥すること
ができる。例えば、内部に溶質および染料もしくは染料
前駆体を溶かした水相を含むポリアミド製のマイクロカ
プセルは減圧下、例えば１０−１〜１０−４気圧て、約
２〜３［相］間乾燥することができる。これらの方法に
よる乾燥されたマイクロカプセルは、貯蔵安定性の促進
試験条件下において長期間にわたつて安定であることが
示されている。水相のオスモラリテイーを決定するため
に用いられる適切な溶質は、試験されるべき液体にも溶
解するものでなければならない。

したがつて、試験されるべき液体が、尿の様な水溶液で
ある場合には、水溶性の塩を用いることができる。これ
ら一の塩には無機および有機の塩が含まれる。塩化ナト
リウムは特に適したものである。溶質の濃度は目的とす
る分析に合わせて広範囲に変化させることができる。唯
一の必要事項はマイクロカプセル内部の相が試験される
べき液体より充分大きな比４重もしくはオスモラリテイ
ーを有しているということであり、その結果として試料
液体とマイクロカプセルが接触したときに、カプセル壁
を介して初期の浸透圧勾配が生じる。カプセルが試料溶
液と接触した際にカプセルの少なくともいくつかが破裂
して内部の色素もしくは呈色物質が遊離されるように、
内部の相の比重もしくはオスモラリテイーは充分高くな
ければならないことは当業者には明白な事実であろう。
用いられる色素の例としては、アリザリン、プロモチモ
ル●ブルー、クリスタル●バイオレット、エバンスの青
色染料（Ｅｖａｎｓｂｌｕｅｄｙｅ）、マラカイト●グ
リーン、メチル・オレンジ、ブラツノシアン・ブルーお
よび類似の染料が挙げられる。

呈色物質として有用なものとしては、分析されるべき試
料中に含まれる相補的な物質と反応して呈色する染料前
駆体を挙げることができる。例えば、発色は、ジアゾカ
ップリング、酸化、還元、・ＰＨ値の変化および他の類
似の手段によつて行なわれうる。好ましい前駆体はクロ
モトロープ酸であるが、該酸はマイクロカプセルから放
出されるとジアゾ化された２，４ージクロルアニリンの
ようなジアゾニウム塩と結合して赤色の色素を生成”す
る。本発明の好ましい実施例によれば、上述したマイク
ロカプセルは担体マトリックスに包含され、浸漬一読取
り型の試験具として用いられる。

この試験具は各種の良く知られた方法例えば、マトリッ
クス中にマイクロカプセルを浸み込ませ、マトリックス
中に微細なマイクロカプセルを包含させる。マトリック
スにマイクロカプセルを確実に付着させるためには、バ
インダー（接着剤）が有用である。

なかでも、特に望ましいものは酢酸セルロース、酢酸一
酪酸セルロース（セルロース●アセテート・ブチレート
）、ヒドロキシ・プロピル・セルロース、ポリビニル●
ピロリドンである。用いられるバインダーは試料と混合
しないもので試料が担体マトリックス中に吸収されるよ
うにするものである。用いられる吸収体マトリックスと
しては紙、セルロース、木、合成樹脂製羊毛、ガラス繊
維製の紙、ポリプロピレン製のフェルト、不織布および
織布等が用いられる。

マイクロカプセルを浸み込ませたマトリックスは使用に
便なるようにポリプロピレン製の細片のごとき担持部材
に適当な方法で固着させるのが好都合である。本発明の
他の実施態様においては、上述のマイクロカプセルはイ
オン化剤と共に担体マトリックスに包含され、浸漬一読
取り型の試験具として用いられる。

この試験具は、マイクロカプセルおよび分析される試料
中に含まれる非イオン性の容質をイオン化することがで
きるイオン化剤を吸収体マトリックスに浸透させる方法
を含む各種の周知の方法によつて調製することができる
。試料が尿である場合、イオン化剤としてはウレアーゼ
もしくは尿素カルボキシラーゼ（加水分解性）および／
又はグルコース・オキシダーゼが用いられ」る。後者の
酵素はグルコースを加水分解し、他のものは尿素を加水
分解する。試験具を使用するに当つては、マイクロカプ
セルを浸み込ませたマトリックスを試験されるべき液体
に浸漬し、その後、直に引き上げる。供試液，体の比重
もしくはオスモラリテイーがマイクロカプセル内部より
も小さい場合には、供試試料からいくらかの溶媒がカプ
セル壁を通つて浸透し、その結果マイクロカプセルの内
圧が上昇し、内部の相が放出されることによりマトリッ
クス中に色が二生じる。かくして生じた色は予め検定さ
れた標準色と比較し、供試試料の比重もしくはオスモラ
リテイーを決定する。標準色票は既知の比重もしくはオ
スモラリテイーを有する試験液体および分析に用いられ
る試験具と同様の試験具を用いて調製５される。肉眼に
よる比較の他に、呈色の性質（度合）を決定するために
機器による各種の方法を用いることができ、これにより
人間の観察による該呈色の決定を省くことができる。本
発明の試験具は感度が高いことがわかつた。

上述した様にして調製された試験具は、約１．０００−
１．０５０の比重範囲において０．０１０比重単位の分
解能を有する。

これらは特に塩化ナトリウム溶液や尿のような液体の比
重およびオスモラリテイーを決定するために用いられる
。他の範囲の比重は、内部に適当な比重もしくはオスモ
ラリテイーを有する相を含み、かつ適度な浸透にもとす
く圧によるこわれやすさと透過性を有するマイクロカプ
セルを用いることにより決定される。したがつて、マイ
クロカプセルのこれらの特性値（パラメータ）は、当業
者が、種々の比重およびオスモラリテイーの範囲に適合
させることができる。本発明をさらに詳しく説明し、本
発明がいかに実施され用いられるかをより明確に示すた
めに次に実施例を掲げるが、これらは本発明の特許請求
の範囲に制限を加えるものではない。Ａ．試験具の調製 実施例１ 最初の懸濁液の検討を行なうためのマイクロカプセルの
調製フラスコに次のものを入れる。

すなわち、鉱物油 ５５ｍ１ 四塩化炭素 ２５ｍ１ベントナ
イト １ｙゾルビタン●トリオ
レート（ゾルビタンのトリオレイン酸エステル）〔スパ
ン８５（Ｓｐａｎ８５）〕 ３Ｌ
１１′第１のビーカに次のものを入れる。

すなわち１Ｍ−ＮａＣｆ溶液 ３ｍ
１水酸化ナトリウム ０．４ｙエチレン
ジアミン ０．７５ｍｔジエチレントリ
アミン ０．７５ｍＬエヴアンスの青色染料
（Ｅｖａｎｓｂｌｕｅｄｙｅ）
０．５ｙ第２のビーカに次のものを入れ
る。すなわち四塩化炭素 ６ｍ
１正一ペンタン ６ｍｔセバシン
酸クロリド ３ｍ１磁気攪拌機を用い
て最高速度で攪拌しながらフラスコの内容物に第１のビ
ーカ中の水溶液を２紛間で加えた。その後、攪拌速度を
ちようど分散相の沈降を防止する速度におとした。次に
、第２のビーカの内容物をフラスコに急速に加えた。約
１時間攪拌を続けた後、フラスコ内容物を沖過すること
により反応混合物から固体のマイクロカプセルを除去し
た。生成したカプセルは直径５００μ以上のもの２０％
、２５０−５００μのもの６０％および２５０μ以下の
もの２０％からなつていた。実施例２ カプセルの好ましい調製法 次に掲げる原料を用いて実施例１の操作を行なつた。

鉱物油 ５５０ｍ１ 四塩化炭素 ４００ｍｔスパン８
５（Ｓｐａｎ８５）〔ゾルビタンのトリオレイン酸エス
テル、アトラス◆ケミカル・カンパニー（ＡｔｌａｓＣ
ｈｅｍｉｃａｌＣＯ．）より購入〕
２５Ｕｅベントナイト
１１ｆサイロイド６５〔ＳｙｌＯｌｄ６５ダブリ
ユー・アール●グレーズ●アンド●カンパニー（Ｗ．Ｒ
．Ｇｒａｃｅ＆ＣＯ．）より入手 ２．５ｙフラス
コの内容物を、磁気攪拌機を用い比較的大きな速度て攪
拌し、分散状態を維持した。

第１のビーカに次のものを入れた。すなわち、クロモト
ロープ酸溶液＋ ５０ｍ１ジエチレントリア
ミン １２ｍ１エチレンジアミン
１２ｍｔ塩化ナトリウム
１０ｙ第２のビーカに次のものを加えた。すなわち、
四塩化炭素 ６０ｍＬ正一ペン
タン ６０ｍ１サバシン酸クロリ
ド ３０ｍｔトリメソイルクロリド
０．１５ｙｘクロモトロープ酸溶液は６５ｙの
水酸化ナトリウムと１０ｙのクロモトロープ酸に充分量
の水を加えて溶かし、全量を５００Ｔｎ．Ｌとすること
により調製した。磁気攪拌機を用いて最高速度で攪拌し
ながら、フラスコの内容物に第１のビーカ中の水溶液を
２０分間で加えた。その後、攪拌速度をちようど分散相
の沈降を防止する速度におとした。次に、第２のビーカ
の内容物をフラスコに急速に加えた。約５１時間攪拌を
続けた後、フラスコ内容物をろ過することにより反応混
合物から固体のマイクロカプセルを除去した。単離した
カプセルを石油エーテルで洗い、空気中で乾燥した。

生成したカプセルを篩にかけ、直！径が９０−１２５μ
（ミクロン）の範囲にあるものを集めた。実施例３ 担体マトリックス中への好ましい組成物の包含本実施例
においては、実施例２のマイクロカプ！セルのマトリッ
クスへの包含、イオン化剤（ウレアーゼ）および担体マ
トリックスについて説明する。

担体マトリックスとしては、アメリカ合衆国、インデア
ナ州、エルクハートのマイルス・ラボラ・トリーズ・イ
ンコーポレーテツド（ＭｉｌｅｓＬａｂＯｒａｔＯｒｉ
ｅｓＩｎｃ．）から入手できる、ジアゾ化された２，４
ージクロルアニリンを含むイクトステイツクス（ＩＣＴ
ＯＳＴＩＸ、商標名）紙を用いた。

紙を０．２×０．４インチの紙片に切断した。２％（重
量／容量）のヒドロキシプロピルセルロースを含むクロ
ロホルム溶液を調製した。

ウレアーゼを約２０Ｔｎ９／ｍｌ（２０００国際単位／
Ｍｔ）、該溶液に懸濁させ、得られた懸濁液を、ガラス
製の管とこれに密接して管内部に設けられたフッ化炭素
樹脂〔テフロン（ＴｅｆｌＯｎ）、商標名、イー・アイ
・デユ●ホン（Ｅ．Ｉ．ｄｕ．ＰＯｕｔ）社製〕製の棒
の間ですりつぶすことにより均一な懸濁液とした。乾燥
したタチナタマメから調製されるウレアーゼは、南アフ
リカ連邦共和国、グツドウツド（ＧＯＯｄｗＯＯｄ）に
あるマイルス●ラボラトリーズ●リミテッド（Ｍｉｌｅ
ｓＬａｂＯｌａｔＯｒｉｅｓＬｉｍｉｔｅｄ）の製品研
究部門から入手された。

実施例２において得られたカプセル１ｙを１０ｍ１のウ
レアーゼ懸濁液中に加え、得られたスラリーをドクター
を用いてジアゾニウム塩を含む紙の土に、湿潤層の厚さ
が１２ミルとなるように塗布した。

塗布された紙を６７℃のオープン中で３分間乾燥させ、
かくしてウレアーゼおよびマイクロカプセルをマトリッ
クスおよびヒドロキシプロピルセルロースに包含させた
。実施例４ 吸収体担持マトリックスへの好ましいマイクロカプセル
の包含高分子物質の生成の際に生じた塩化水素をそのま
ま水酸化ナトリウムを用いて中和することにより塩化ナ
トリウム水溶液を調製し、これを染料前駆体であるクロ
モトロープ酸とともにポリアミド膜のカプセル中に包含
させた。

フラスコ中に次のものを加えた。

すなわち、鉱物油 ５５ｍｔ四塩化炭素
２５ｍ１ベントナイト
１．０ｙ第１のビーカに次のものを入れた
。

すなわち、 水 ３．０
ｍ１水酸化ナトリウム ０．４ｙエチレ
ンジアミン ０．７５ｍ１ジエチレンジ
アミン ０．７５ｍ１４，５ージヒドロキ
シナフタレンー２，７ージスルホン酸（クロモトロープ
酸０．１ダ第２のビーカに次のものを入れた。

すなわち、四塩化炭素 ６．０ｍ
１ペンタン ６．０ｍｔセバシ
ン酸クロリド（ＳｅｂａｃｙｌｃｈｌＯｒｉｄｅ）
３．０ｍＬトリメソール●クロリド
２５．０Ｕｅ上記の混合物を用い、実施例１に述べら
れた操作法に従つてマイクロカプセルを調製した。

クロモトロープ酸の相補的な染料成分であるジアゾ化さ
れた２，４ージクロルアニリンは米国国特許第３５８５
００１号に記載された操作法に従い、浸漬用溶液中で次
に記載された構成成分を記載の順で連続的に攪拌しなが
ら加えて行くことによつて調製される。化合物
量メタノール
２０．０ｍ１２，４−ジクロルアニリル
０．２０ｙ蒸留水 ２０．０ｍｔ亜硝酸
ナトリウム ０．１０ｆ１，５ーナフ
タレンジスルホン酸のナトリウム塩
０．６０ｙラウリル硫酸ナトリウム
１．５０′スルホサリチル酸 ２．
０ダメタノール ６０．０ｍ１
ワットマン３ＭＭ■紙を上記の溶液中に浸漬し、直ちに
引き上げた。

溶液を浸み込ませた紙を空気中で乾燥させ、５Ｘ５７ｗ
ｔの正方形の紙片に切つた。かくして得られた各担体マ
トリックスを、両面接着テープを用いてポリスチレン製
の担持用プラスチックス細片の端に貼り付けた。次に示
す操作法に従つて、上記の様にして調製されたマイクロ
カプセルを相補的成分を含む担体マトリックスに包含さ
せた。すなわち、ヒドロキシプロピルセルロースの２％
（重量／容量）クロロホルム溶液約５Ｃ）Ｕｅを、上記
の溶液を浸み込ませたマトリックスに包含させ次にマイ
クロカプセルをマトリックス表面に均一に噴霧した。数
分以内にクロロホルムが蒸発し、マイクロカプセルは上
記のマトリックスおよびヒドロキシプロピルセルロース
中に均一に包含され、かくして試験具ができあがる。か
くして作成された試験具の感度を測定するには試験用水
溶液である０．４Ｍ，０．８Ｍ，１．２Ｍおよび１．６
Ｍの塩化ナトリウム水溶液中に、各試験具のマトリック
ス部分を瞬間的に浸漬し、その後引き上げた、これらの
塩化ナトリウム水溶液の濃度は比重で表わせば、それぞ
れ１．０００，１．０１０，１．０２０，１．０３０お
よび１．０４０に相当する。

深紅ないし暗紅色が、マトリックスを試験用溶液に浸漬
してから約６分以内にマトリックス上に発現し安定した
。色の強さは、塩化ナトリウムの濃度、したがつて試験
用溶液の比重に反比例して変化する。色は、マイクロカ
プセルから放出されたクロモトロープ酸と担体マトリッ
クス中に浸み込ませられていた相補的な染料成分のとの
反応によつて発現する。肉眼判定によれば、試験用溶液
との接触によつて生じるわずか０．０１の比重単位の色
の相異を見分けることができる。上記した試験用塩化ナ
トリウム水溶液のかわりに尿をはじめ、他の各種の塩化
ナトリウム水溶液を用いても同様の結果が得られた。

Ｂ．ウレアーゼが尿素の種々の濃度に対する感度に及ぼ
す効果実施例５ 対照のカプセル 実施例１に従つてマイクロカプセルを調製し、試験条件
下における染料放出の速度と程度を測定するために試験
された。

約２５ｍ９の乾燥したマイクロカプセルを３個の標準分
光分析用キユベツトに入れた。塩化ナトリウムおよびリ
ン酸イオン（ＰＯｌ−）の正常な生理学的濃度を有し、
尿素の濃度が異なつた模擬的な尿の水溶液を調製した。
塩化ナトリウムおよびリン酸イオン（Ｐｑ−）の濃度は
各溶液においてそれぞれ１０ｇ／ｌおよび２ｙ／′であ
つた。尿素の濃度は０．５，２（これが正常尿の値）お
よび８グラム％であつた。マイクロカプセルを入れたキ
ユベツトに約３ｍｔの試験用溶液を加え、托秒間静置し
た。

各キユベツト内容物を少し攪拌し、ベツグマンＤＫ−？
型分光光度計中に入れた。その後、３叱毎に時間を追つ
てキユベツトの５７５ｎｍ光の吸光度（％）を測・定し
た。このデータをプロットすると、尿素濃度の相異は結
果にさほどの影響を与えないことがわかる。これらのデ
ータは第１図曲線Ａに示されている。実施例６ ノ ウレアーゼの効果 次に、１０ｍ９／ｍｌ（１０００国際単位／ｍｌ）のウ
レアーゼを含む試験用溶液を用い、実施例５に示された
と同様に操作し、試験を行なつた。

各溶液は、１紛間放置さされ、尿素の加水分解が行なわ
れた。各試験用溶液をベツクマン分光光度計にかけ５７
５ｒ１ｍにおける吸光度（％）を時間の経過とともに測
定した。第１図はプロットされたデータを示すが、ここ
で曲線Ｂ，ＣおよびＤはそれぞれ低濃度（４）．５グラ
ム％）、中濃度（２．０グラム％）および高濃度（８．
０グラム％）の尿素を含む溶液についてのものである。
第１図から明らかなるとおり、ウレアーゼが存在しない
場合には、尿素含有量が異つても吸光度に大きな相異が
見られないが、ウレアーゼの存在は尿素濃度の異なつた
溶液の吸光度に大きな相異をもたらす。Ｃ．試験具中の
ウレアーゼの効果 実施例７ 対照の試験具 マイクロカプセルおよびマトリックスにウレアーゼを包
含させることなく実施例３の操作法に従つて試眸具を調
製した。

濃度の異つた尿素溶液（４）．５，２および８グラム％
）を調製し、各試験具を、各溶液４０μｅをピペットに
とつてマトリックスに注ぐことにより、これらの各溶液
で湿らせ−た。各紙片を球面積分反射光度計にかけ、湿
らせてから１分後の５８０ｎｍにおける反射率（％）を
測定した。

反射率（％）を尿素濃度に対してプロットした（第２図
、曲線Ａ）。反射率に対する影響は；ほとんど観察され
ず、このことはこの試験具が、試験溶液中の尿素の存在
を正確に表現することができないことを示している。実
施例８ ウレアーゼを含む試験具 実施例３に従つて（すなわちウレアーゼを用いて）、試
験用具を調製し、実施例６と同じ試験用溶液を用い実施
例６と同じ方法て試験を行なつた。

反射率を尿素濃度に対しプロットし、第２図（曲線Ｂ）
に示した。ウレアーゼの存在が尿素溶液に対する試験具
の感度を著しく高めることがわかる。したがつて、これ
らのデータは本発明によつてなされる比重もしくはオス
モラリテイーの測定が著しく改善された精度で行なわれ
ることを実に明確に示している。本発明の範囲および精
神から逸脱することなく上述した本発明についての他の
多くの修飾および変形がなされうることは明白なことで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、尿素溶液に関して、ウレアーゼがマイクロカ
プセルからの染料の放出に及ぼす効果を示すグラフであ
る。 縦軸：吸光度、横軸：時間（分）。 第２図は、尿素濃度に対する反射率（％）の関係を示す
グラフである。 縦軸：反射率（％）、横軸：尿素濃度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体の比重もしくはオスモラリテイーの関数である
   検知可能な応答をなすことができる物質を封入し、浸透
   による圧によつてこわれやすくかつ半透性の高分子膜の
   壁を有するマイクロカプセルを少なくとも有効数包含し
   た担体マトリックスからなり、該マイクロカプセルがカ
   プセル内外に一定の浸透圧勾配が生じた時に、膜壁を介
   して、封入された内容物を放出し、検知可能な応答を生
   じることを特徴とする供試液体の比重もしくはオスモラ
   リテイー測定用試験具。 ２ マイクロカプセルが、該物質およびマイクロカプセ
   ル内容液に該供試液体に比べて高い一定の比重を与える
   溶質を含む水溶液を封入していることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の試験具。 ３ 該物質が染料または染料前駆体からなる色素もしく
   は呈色物質であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の試験具。 ４ 該色素もしくは呈色物質が染料前駆体からなる場合
   、マトリックスがさらに、相補的な染料成分を包含する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の試験具。 ５ 該色素もしくは呈色物質がエヴアンスの青色染料か
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の試
   験具。６ 該色素もしくは呈色物質がクロモトロープ酸
   からなり相補的な染料成分がジアゾ化された２，４−ジ
   クロルアニリンであることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の試験具。 ７ マイクロカプセルの壁がポリアミドからなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の試験具。 ８ 液体の比重もしくはオスモラリテイーの関数である
   検知可能な応答をなすことができる物質を封入し、浸透
   による圧に対してこわれやすくかつ半透性の高分子膜の
   壁を有する少なくとも有効数のマイクロカプセルからな
   り、該マイクロカプセルがカプセル内外に一定の浸透圧
   勾配が生じた時に、膜壁を介して、封入された内容物を
   放出し、検知可能な応答を生じることを特徴とする供試
   液体の比重もしくはオスモラリテイー測定用組成物。 ９ マイクロカプセルが、該物質およびマイクロカプセ
   ル内容液に供試液体に比べて高い一定の比重を与える溶
   質を含む水溶液をも封入していることを特徴とする特許
   請求の範囲第８項記載の組成物。 １０ 該物質が染料または染料前駆体からなる色素もし
   くは呈色物質であることを特徴とする特許請求の範囲第
   ８項記載の組成物。 １１ 該色素もしくは呈色物質がエヴアンスの青色染料
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載
   の組成物。 １２ 該色素もしくは呈色物質がクロモトロープ酸から
   なることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の組
   成物。 １３ マイクロカプセルの壁がポリアミドからなること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項記載の組成物。 １４ 非イオン性の溶質を含む液体に接触して該溶質を
   イオン化することができる少なくとも一つのイオン化剤
   と、浸透による圧によつてこわれやすくかつ半透性の高
   分子膜の壁を有し、応答を与える物質を含有し、かつイ
   オン化された形の該溶質を含む液体に接触して液体の比
   重もしくはオスモラリテイーの関数である検知可能な応
   答をなすことができるマイクロカプセルとの組み合わせ
   からなることを特徴とする非イオン性であつてかつイオ
   ン化されうる溶質を含む液体の比重もしくはオスモラリ
   テイー測定用組成物。 １５ マイクロカプセルによつて発せられる応答が呈色
   反応であることを特徴とする特許請求の範囲第１４項記
   載の組成物。 １６ 非イオン性の溶質を含む液体に接触して該溶質を
   イオン化することができる少なくとも一つのイオン化剤
   と、浸透による圧によつてこわれやすくかつ半透性の高
   分子膜の壁を有し、応答を与える物質を含有し、かつイ
   オン化された形の該溶質を含む液体に接触して液体の比
   重もしくはオスモラリテイーの関数である検知可能な応
   答をなすことができるマイクロカプセルを包含する担体
   マトリックスからなることを特徴とする非イオン性であ
   つてかつイオン化されうる溶質を含む液体の比重もしく
   はオスモラリテイー測定用具。 １７ マイクロカプセルによつて発せられる応答が呈色
   反応であることを特徴とする特許請求の範囲第１６項記
   載の測定用具。 １８ 少なくとも有効数の該マイクロカプセルが、色素
   もしくは呈色物質を含有し、該マイクロカプセルが、マ
   イクロカプセルの壁を介して存する一定の浸透圧勾配に
   対して少なくとも部分的に該色素もしくは呈色物質を放
   出し、肉眼観察可能な呈色反応による応答をなすことが
   できることを特徴とする特許請求の範囲第１６項記載の
   測定用具。 １９ イオン化剤がウレアーゼもしくは尿素カルボキシ
   ラーゼ（加水分解性）でありかつ溶質が尿素であるか、
   あるいはイオン化剤がグルコース・オキシダーゼであり
   かつ溶質がグルコースであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１８項記載の測定用具。 ２０ 尿素を含む液体と接触して該尿素を加水分解する
   ことができる加水分解剤と、浸透による圧によつてこわ
   れやすくかつ判透性の高分子膜の壁を有し、応答を与え
   る物質を含有し、かつイオン化された形の尿素を含む液
   体と接触して液体の比重もしくはオスモラリテイーの関
   数である検知可能な応答をなすことができるマイクロカ
   プセルとを包含する担体マトリックスからなること特徴
   とする尿素を含む液体の比重もしくはオスモラリテイー
   測定用具。 ２１ 加水分解剤が尿素を加水分解しうる酵素であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２０項記載の測定用具
   。 ２２ 加水分解剤がウレアーゼもしくは尿素カルボキシ
   ラーゼ（加水分性）であることを特徴とする特許請求の
   範囲第２０項記載の測定用具。 ２３ 加水分解剤がウレアーゼであることを特徴する特
   許請求の範囲第２０項記載の測定用具。 ２４ 少なくとも有効数の該マイクロカプセルが、色素
   もしくは呈色物質を含有し、該マイクロカプセルが、マ
   イクロカプセルの壁を介して存する一定の浸透圧勾配に
   対して、少なくとも部分的に色素もしくは呈色物質を放
   出して肉眼観察可能な色による応答をなすことができる
   ところの、色素もしくは呈色物質を含有することを特徴
   とする特許請求の範囲第２０項記載の測定用具。 ２５ 尿素を加水分解しうる加水分解剤と、浸透による
   圧によつてこわれやすい半透性膜を有し、溶質および色
   素もしくは呈色物質を封入したマイクロカプセルであつ
   て、該壁を介して存する予め選択された浸透圧勾配に曝
   さらた時に封入された内容物を放出し色の変化を生ずる
   ことができるものを少なくとも有効数包含する担体マト
   リックスからなることを特徴とする尿素を含む液体の比
   重もしくはオスモラリテイー測定用具。 ２６ 加水分解剤が尿素を加水分解しうる酵素であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２５項記載の測定用具
   。 ２７ 加水分解剤がウレアーゼもしくは尿素カルボキシ
   ラーゼ（加水分解性）であることを特徴とする特許請求
   の範囲第２５項記載の測定用具。 ２８ 加水分解剤がウレアーゼであることを特徴とする
   特許請求の範囲第２５項記載の測定用具。 ２９ 各マイクロカプセルが、溶質および色素もしくは
   呈色物質からなりかつ一定の比重を有する相を内部に包
   含するものであつて、内部の該相の比重が尿素を含む液
   体の比重よりも大きく、そのため、該液体と接触した時
   にマイクロカプセル内に水圧がかかりその結果マイクロ
   カプセル内部の該相が放出され、この放出によつて生じ
   た色の濃さが該液体の比重に逆比例することを特徴とす
   る特許請求の範囲第２５項記載の測定用具。 ３０ 加水分解剤が尿素を加水分解しうる酵素であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２９項記載の測定用具
   。 ３１ 加水分解剤がウレアーゼもしくは尿素カルボキシ
   ラーゼ（加水分解性）であることを特徴とする特許請求
   の範囲第２９項記載の測定用具。 ３２ 加水分解剤がウレアーゼであることを特徴とする
   特許請求の範囲第２９項記載の測定用具。