JPS6172027A - 膜構造及び固体粒子を混入させた重合体より構成されるデバイス - 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】 本発明は膜ｍ造及び固体粒子を混入させた耐水性の重合
体から構成され、そして少なくとも１ａｉの化学反応に
関与する剤をｔＭするｔ好適忙は２次元形態のデバイス
に関する。上記のデバイスは分析試薬として、特に試験
デバイスとして、ＩＦｆ適には試験ストリップとして使
用することができる。

膜が純粋に紙の代替物の機能を有し、吸着性を有するも
のを含む充填物を混入することができる屓フィルタ一様
材料の試験試薬の製造のための使用は、ドイツ特許公開
明＃ｌ誉（Ｏｆｆｅｎ−１ｅｇｕｎｓｓｃｈｒｉｆｔ）
第２．６０２．９７５号に記載されている。

ドイツ特許公開明細書簡１，９５６，２１４号はエチル
セルロース又は酢酸セルロースのような重合体の有！Ｍ
溶液中試薬担体としてセルロース、交さ結合鐵デキスト
ラン又はイオン交換体の懸濁、晟びにこの！ａ濁液によ
るプラスチック担体の被膜を開示している。このような
方法の欠点は試薬担体の吸収特性が大きく低下すること
である。

これらはプラスチックフィルム内に混入され、フィルム
の孔径はこの製法によって不十分くしかコントロールで
きないのである。更くフィルムが乾燥される時、例えば
混入される材料としてセルロースの場合、孔は密封され
る仁とがあシ得る。

ドイツ特許公開明細書簡３．００乙７４４号においては
変性型セルロース材料の形態の試験試薬が有機重合体溶
液に懸濁され、これが接着剤の機能を有し、そしてプラ
スチック担体に適用される。

例えば、異なった固体材料のいくつかのゾーンが形成さ
れ、それを通してクロマトグラフィー法の意味で展開溶
媒が順次流れるべ＊＊＊−にはこれらの技術は大きい困
難をひきおこす。この場合忙は、ゾーンは高い吸収度を
有し、かつ隣接していなければならず、その中に含有さ
れる試薬担体の反応性は保たれなければならない。

ドイツ特許公開明＃ｌ誉第２，９２２．Ｅｉ５６号はグ
ル；−スの検出に関するものであ夛、そこではペンを用
いて例えば紙ストリツプ上に種々の試薬溶液が平行に適
用される。

ドイツ特許公開明細書簡２，６２Ｇ、９２３号において
は、吸収剤材料の数種のゾーンを隣接して配置する問題
はこれらの材料を順次小さいガラスカラム中に充填する
方式で解決されている。

既存の適用法が適当でないのはこのＮｔ後の方法によっ
て特に明確くなる。この場合には分析試料が流れて通る
時カラーゾーンが物質忙比例して色素形成ゾーンの色の
変化によって得られるべきであるので、これらのｌ−ン
は高い吸収性を有さなければならず、それらを調製する
時それらの密度は再生できなければならない。

前述した種類の目的で試験試薬に対して試験ロッドが使
用される場合には、通用される層は高い吸収性を有さな
ければならず、多孔性であってよい固体において孔はそ
のＩＲ造過程によつ・て密封されてはならない。前述し
た方法が１更用される時これらの前条件は保証されず、
このことは％に吸収特性忙あてはまる。

重合体フィルムの吸収性を調節するために、ドイツ特許
公開明細誉第２．９ＬＤ、１３４号に２いて重合体フィ
ルムの製造中固体粒子をその中に混入する操作が記載さ
れている。これらのフィルムは「フィルムオープナ−」
含量が吸収性を針側する方式で「解放」されている。し
かし、セルロースのような吸収剤固体粒子が混入される
場合には、例えば同量の混入されるぜつこ５ＶＣ比し吸
収性は急激Ｋｔ下することが観察される。

ここではセルロースの孔は少くとも部分的に密封される
こと、並びにフィルム形成性重合体はセルロースの表面
に接着して結合されることが当然のこととされなければ
ならない。

セルロースがドイツ特許公開明細１１Ｆ第へ０１へ６１
８号に従って変性されて、パーオキシダーゼのための重
合体＃素基質を得、「フィルムオープナ−」として使用
される場合には過酸化水素並びＫ　Ａ−オキシダーゼを
富有する溶液中に浸漬すると、きわめておそい反応のみ
が検出０Ｔ能である。はぼ正常なセルロース製剤の反応
性に達するためには、フィルム形成性懸濁液の重合体含
量は形成される層の適当な機械的強度がもはや確保され
なくなる程度まで低減されなければならない。

従って、結合された反応系をもつ固体の製造の１形態を
開発することが本発明の目的であって、それは前述した
欠点を克服するものである。

これらの製造形態においては、１つの成分は実際上の目
的に必要とされる強度を保証すべきであシ、一方、史に
混入さｎる成分は化４反応に関与する剤であることがで
きる、少なくとも１種の物質を含有又は担持する。本発
明の範囲内において、系に強度を与えることが意図され
ている物質は膜形成性物質、特に膜フィルター構造をも
つ耐水性プラスチックであることを意味する。

前記の製造形態は好適には２久元の形態をＭする。

従ってｔ本発明は膜フィルター構造をもつ耐水性重合体
中に混入され、そして１櫨又はそれ以上の反応に関与す
る剤を含有する固体粒子から構成され、その際少なくと
も１橿の反応剤が固体粒子に結合されている、好適には
２次元のデバイスに関する。

混入される固体粒子は好適には、セルロース又はセルロ
ース誘導体、交さ結合型デキストラン、イオン交換体、
ポリアミド、多孔性ガラス、マクロ多孔性重合体、ゼオ
ライト、珪藻土、多孔性シリカ、カオリン又は活性炭の
ような、吸収剤材料から構成される。

混入された粒子の吸収性はこのようなデバイスの上記製
法において保存される。

これらの固体粒子は本発明において非吸収剤コアをもつ
粒子であることもできる。

固体に対する化学反応においてパートナ−を結合させる
方法は既知である。これらの方法は例えば早くも１９１
６年に炭素及びアルミニウム上酵木の吸肘にりいて記載
されているような純秋着結合型の系に関する〔ライ−ト
ール・エイチ・エイチ（Ｗｅｅｔａｌｌ　Ｈ，Ｈ，膚、
「７゛すＡ／−ケム（Ａｎａｌ、ａｈｅｍ、）Ｊ　’４
４６巻、第６０２貞Ａ（１９７４）参照〕。

使用することができる池の材料は、酸化アルミニウム、
アルミナ又はガラスである。

例えば酸−塩基指示薬、キレート形成剤又は酵素、抗原
又は抗体のような生物活注物貢のような化学反応剤を前
記の固体に共有ｇ合させる方法も既知である。例えば多
数の方法を用いて、後に化学反応中パートナ−として機
能することができる吻貞と反応させることかでさるガラ
スのアミノプロピル誘導体は、アミノプロピル−トリエ
トキシシランとの反応によって得ることができる。

一連の吸着型ミクロ粒子が固体コア上Ｉｊ！ｊ定されて
いる固体もある。こｎらのミクロ粒子は膜中に混入され
る反応系に対して同様に開用することができる。

本発明によれば、前記の試薬担持性、非吸収性又は−線
吸収性固体粒子は加工されて機械的に強い材料を得るこ
とができ、吸収性及び反応性は保存される。

前述した生成物又はデバイスは重合体にズブする低沸点
各課、高沸点膨潤剤及び′ｉ倉体に対する沈殿剤を含有
する溶媒系に重合体を溶解することによって鍔ることか
できる。本発明に２いて本質的な点は混入されるべ＠固
体によって沈殿剤が優先的に吸収されることである。

同体が前記のぶ合体溶媒系に懸濁され、との邂濁液が基
質上に注がれる時には、低沸点重合体？ｕ　ｍの蒸発の
「４にコアセルベートが生成し、沈殿成分が負荷された
固体粒子の近傍に画業が優先的に開始される。その結果
、沈殿するム曾体は固体粒子に接着して結付することが
できない。このことＫよシ、重合体が中窒７オームの構
造を有する生成物が得られ固体粒子は重合体によって包
まれる。

従って本発明は上述したデバイスの製法にも関し、それ
は固体粒子を重合体溶液（これが膜フィルターを形成す
る）と混合し、そして耐水性の膜を得ることよシする。

吸収剤固体粒子を使用する方法が好適であり、それは固
体粒子を重合体溶液（これが膜フィルターを形成する）
と混合し、溶媒系は各課混せ切の析出する一分が愛先的
ＶＣ吸収剤固体粒子中に浸透するように選択され、そし
て膜を得ることよシなる。

合体のｊｉｆ中耐中性水性重合体合は３〜５０１／１０
Ｃ１の電であることができる。

化学反応における１つのハードナーが固体粒子に結合さ
れるか、又はされている方法が荷に好適である。

この方法は異なってよい固体材料を用いて隣接したゾー
ンを得ることを可能にし、次に流体のクロマトグラフィ
一様処理量に適当である生成物が得られ、流れが順次隣
接したゾーンを通過することが可能である。

前記の生成物は例えば、欠点のない尿糖試験製剤として
使用することができる。この目的のために種々のゾーン
は次の機能を有することができる：ゾーン１は緩衝系の
成分が負荷されているイオン交換体を含有し、ゾーン２
はセルロースに結合されている０−ジアニシジンなベー
スにした重合体酵素基質、並びに反応に必要な酵素を含
有する。

この方法でｊｓ４製された試験ストリップがグルコース
含有尿中に浸漬される場合には、ゾーン１中アスコルビ
ン酸のような干渉性の成分が除去され、同時に結合され
ている緩衝物質が放出され、ゾーン２を通って流れる際
パーオキシダーゼによる、グルコース及びクロモーゲン
（重合体く結合されている）の酸化が続く。

使用時十分な安定性をもつこのような生成物は既知の技
術を用いて得ることができない。

本発明の方法によシ中空フオームの型の耐水性重合体に
固体粒子が包まれてお９、いずれの吸収剤粒子の吸収性
も保存され、化学反応におけるハードナーがこれらの粒
子に結合されることが可能である生成物が得られる。

乾燥後、全適用材料１００ｔあたり３〜５０？、好適【
は６〜５５１の重合体含量において生成物はきわめて良
好な機械的強度を有する。

更に、固体／重合体懸濁液をプラスチックの担体上に注
ぐことにより、基質に膜フィルターを形成する重合体の
結合を行なうことができる。

かかる懸濁液から種々の平行な連続するゾーンに注ぐこ
とによシ、クロマトグラフィーと同僚な方法で操作する
前記の問題を解決するのに適した試験試薬を得ることが
できる。

上述した方法は又、固体粒子が混入されている膜の２つ
以上のノーよ勺なるデバイスを得るのに使用することが
できる。特に、透明担体材料が便用される場合には、１
過、光反射又はイオン交侯の１貫をもつノ′―を更に、
担体正にある色素形成ゾーンの最上部に置くことができ
る。

反応剤を担持する固体を、吸収度及び反応性が保存され
る方法で膜中に混入させることかでさることは駕くべき
ことであった。

例えは膜フィルターを形成する重合体溶液中にセルロー
ス誘導体を混入する場合、このことは鼠く自明というわ
けではない。膜フィルターを形成する重合体としである
４ｍのセルロース誘導体をベースくした系は、アセトン
／アルコール／水よ）なる通常の溶媒系中、充填剤とし
てセルロースを用いる多くの場合、吸収剤生成物をほと
んど生じない。吸収性を保つためＶＣ重合体含量を下げ
る場合には、生成物は不十分な機械的強度を示す。

固体による析出性成分の適当な吸収性を確実くするため
には、固体に対する溶媒成分の親和性が十分異なること
の外に、膜を形成する、構造上十分異なった重合体の選
択が不可欠である。

疎水性重合体、例えば侍にｐｖｃ又はポリスチレンがセ
ルロースの場合適当である。

表面活性剤の一般的添加とは別に、ｐｖｃのような疎水
性重合体は本発明において、重合体と混和性である表面
活性物質の添加によシ、それらのぬれの挙動に関して実
買的に変性することができる。ｐｖｏの場合には、この
ことは１１例えば、低分子量ポリオキシエチレン又はハ
ロゲン化トリアルキルメチルアンモニウムを添加するこ
とによ）行なうことができる。

全く一般的に、吸収性及び摩損抵抗性は相互に独立した
尺度によってコントロールすることができる。一方にお
いて、孔の幅及びよく形成されたフィルター構造、並び
に他方において、固体粒子の吸収性が吸収性のために不
可欠である。生成物の吸収性は洗浄剤の添加によって更
に改番することができる。洗浄剤はＯ〜２５ｆ／生成物
１ＱＯ？の量で便用することができる。

摩損抵抗性は本来全体の中の混入されている固体の割合
に依存する。しかし、膜フィルター構造の質、１合体の
ゴム弾性及び柔軟性、又適用された厚さ及び蒸発工程の
間におこる可能性がある固体の沈積もある役割を果す。

よく形成された膜フィルター構造物は父本発明によるデ
バイスと組合せて純輸送機能のために、混入された固体
なしに、使用することができる。

特に、いくつかの隣接したゾーンが適用される時には、
１つのゾーンは分析されるべき試料の吸引容量を定める
のに使用することができる。

この場合には、混入された親水性の固体はそれらの吸引
性能が乾燥の程度、即ち大気の湿度及び周囲温度に依存
するという欠点をゼする可能性があるかもしれない。

本来、膜フイルタ−ゾーンは例えば紙、稙維又は布の、
任意の所望の他の隣接したゾーンと共に処理して、その
適用がクロマトグラフィ一様処理の範囲内で重要であり
得る系を得ることができる。

本発明を以下の芙施例について説明する。

例　　１ 水［１０２５ｍ、酢酸エチル１１ゴ及びテトラヒドロフ
２冫１ ａ２５？を懸７蜀させた。次にテトラヒドロ７ラン中１
０ム蓋％のＰＶＯ溶液α３？を添加した。ホモジネート
して後、この懸濁液をガラス板上に注ぎ、３００マイク
ロメートルの厚さＫひろげた。乾燥後、セルロース材料
が一体となっている高吸収性の膜が得られた。

例　　２ 例１と同様にして、懸濁液をｖ４製し、同じく３００μ
の厚さで、ＣＬ５１ｍの厚さのＰＶＯシートに適用した
。乾燥後、この材料は高度に吸収性で−あり、かつ担体
に結合されていることが明らかとなった。この膜上結合
物は乾燥状態及び湿った状態で耐水性であった。構造を
調べるためにＰＶＣ！　ｉｃ結合された膜を電子顕微鏡
で検査した。

１象、特にエネルギー分散型Ｘ線スペクトロメーターを
用いた元素塩素に関する元素分布像に１３、ｐｖｏに結
合された膜構造が確認される。

例　　３ ドイツ特許公［明細書第３，０１６，６１８号、例１に
従って担体としてセルロース、ヌクロモーゲンとしてテ
トラメチルベンジジンをベースにして、パーオキシダー
ゼ／過酸化水素系に対する酵素基質として重合体クロモ
ーゲンを調製した。

この重合体クロモーゲンα２５１を水０．０５Ｆ、無水
アルコ−ルミ１−、テトラヒドロフラン０．９−及びテ
トラヒドロフラン中ポリエチレングリコール４００の１
０谷量％溶液０，　１　１Ｍｔを用いて懸濁させ、次に
テトラヒドロ７ラン中ＰＶＣの７ｊｉ量％溶液α２５１
を添加し、そして５分後この懸濁液をホモジネートした
。次にこの懸濁液をナイフブレードを用いてｐｖａ担体
上３００μの厚さに適用した。乾燥後、担体に結合され
た高置に吸収性の膜が得られた。過酸化水素α１容量係
及び少量のパーオキシダーゼを含ｖするｐＨ５の溶液中
に浸漬すると、膜中で一体となっている重合体クロモー
ゲンが酸化され、緑の発色が生成した。

例　　４ ドイツ特許公開明細書簡１，９５６，２１４号、例１９
に従って，ジアゾ化ｐ−７ミノベンジルーセルロースを
調製した。塩酸を含有するこの溶液に、はげしい攪拌下
、０℃において一値が約４．５になるまで、酢酸ナトリ
ウムを少量づつ添加した。

次に、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルアニリンの５６量％溶液の固定量をあらかじめ０℃に
冷却して添加し、この混合物を水浴中３０分間攪拌した
。吸引ｅ過後、このセルロース生成物を十分水洗した。

このものは、酸を添加すると黄から赤に変る重合体非ブ
リード註酸／塩基指示薬であることが明らかとなった。

Ｘ形十字型の２５０μの厚さのスチールステンシルを用
いて、この乾燥物を例１に従って黄色顔料添加接着性Ｐ
ＶＣラベルに適用した。乾燥後、酸含有水によって十字
型は篤告の赤に変った。

例　　５ 例４からの重合体酸／塩基指示薬な一値の決定に使用す
るために、白色顔料添加ＰＶＣ担体を被後加工装置を用
いて相互に４閣の間隔で７つの３閣幅のストリップで板
抜した。中間のゾーンを３１の幅のＰｖＣの色で破榎し
、ＰｖＣＯ色は、４、６〜５．４の領域の指示薬の変色
に０．２のｐＨの目盛シ刻４で適応させた。

乾燥後、担体を色のゾーンと直角に切ってストリップと
した。

この非ブリード註指示楽試験ストリップは声の配分で既
存の製品に比し利点をＭしている。

同様の色の構造及び表面構造の色のゾーンがすぐｇａ接
しているために、既存の試験ストリップに比し、本質的
に達成可能な配分の渭度が改唇されている。

例　　６ コンゴレッドが直接染色されているセルロース製剤α１
５９をテトラヒドロフラン中１０重量％のＰＶＯＱ、３
　ｆ　、テトラヒドロ７ラン０．６−及びアルコール０
．２−ｎｔの混合物にｂｌ場し、硬質ｐｖｃの担体に４
００μの厚さで適用した。

各課を蒸発させて後、高置に吸収性かつ耐摩耗性の大き
い破膜が得られ、これはブリードのおそれが実質的にな
い酸／塩基指示薬として１更用することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）膜フィルター構造をもつ耐水性重合体中に混入され
   、そして１種又はそれ以上の化学反応に関与する剤及び
   、場合により洗浄剤を含有する固体粒子より構成される
   デバイスであって、少なくとも１種の反応剤が固体粒子
   に結合されているデバイス。 ２）混入されている固体粒子が吸収剤である特許請求の
   範囲第１項記載のデバイス。 ３）２次元形態の特許請求の範囲第１項記載のデバイス
   。 ４）耐水性重合体の割合がデバイス１００ｇあたり３〜
   ５０ｇ、好適には６〜３５ｇである特許請求の範囲第１
   項記載のデバイス。 ５）固体粒子の割合がデバイス１００ｇあたり５０〜９
   ７ｇ、好適には６５〜９４ｇである特許請求の範囲第１
   項記載のデバイス。 ６）デバイス１００ｇあたり洗浄剤０〜２５ｇを含有す
   る特許請求の範囲第１項記載のデバイス。 ７）膜フィルターを形成する重合体溶液と固体粒子を混
   合し、そして膜をつくることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のデバイスの製法。 ８）膜フィルターを形成する重合体溶液と固体粒子を混
   合し、溶媒混合物の析出画分が吸収剤の粒子中に優先的
   に浸透するように溶媒系が選択され、そして膜をつくる
   ことを特徴とする、固体粒子が吸収剤である特許請求の
   範囲第１項記載のデバイスの製法。