JPS62116258A - 液体分析要素の製造方法 - 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】 〔先行技術〕 液体、特に血液等の体液を自動的に分光光度分析するの
に好適な一体型多層分析要素は特公昭ｊＪ−２／４７７
号や特開昭！！−／Ｊ≠Ｊｅｔ号等で知られている。

このような一体型多層分析要素は、液体展開層とそのほ
かの機能層と支持体から成っており、展開層以外の機能
層とは、試薬層、光反射層、−過層、透析層等である。

最も基本的な構成は支持体、試薬層、光反射層として作
用する層、濾過層として作用する層及び展開層の順に積
層されたものであるが、試薬層と展開層の間に濾過層お
よび反射層の双方として作用する層を設けることができ
る。

このよりな濾過層と反射層の作用を兼ねる層として、特
公昭！３−２／４７７号には、二酸化チタンまたは硫酸
バリウムを酢酸セルロース、ポリビニルアルコール、ゼ
ラチン等の結合剤中に分散させた層が、全血を分析する
際に血球を効率的に濾過除去するに有効なものとして記
載されている。

しかしこのような結合剤を連続層として有する層を展開
層と試薬層の間に設けると、血液等の体液中の蛋白質の
ような高分子物質や脂質のような疎水性物質を分析しよ
うとする場合に、これらの物質を透過させない欠点があ
る。

特公昭！Ｊ−、２／Ａ７７号には、また、濾過の作用を
なしさらに反射層としても作用する単一層の好適な例と
してプラッシュ・ポリマ一層があげられている。プラッ
シュ・ポリマ一層とはポリマ一層、このポリマーに対し
良好な溶剤である液体とこれより沸点が高くこのポリマ
ーに対し非溶剤であるかまたは少くとも貧溶剤である他
の液体とよシなる混合液体に溶解し、このポリマー溶液
を基板に被覆し１４次いでこの被覆物を乾燥することに
よって作られるものである。プラッシュ・ポリマ一層を
ν過兼反射膚として有する多層分析要素を用いて全血を
分析しようとすると、血球ｔ濾過しかつ赤血球の色が支
持体側から充分に遮蔽（分光測光を妨害しない程度に）
されるためには、プラッシュ・ポリマ一層の厚さが３０
０μ以上必要であることが判った。このように厚いプラ
ッシュ・ポリマ一層を展開層と試薬層の間に有する多層
分析要素は展開層に多量の被検液の供給（点着）を必要
とする。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、高分子アナライトあるいは、疎水性ア
ナライトも通過できる光反射層、ま次は濾過層、または
光反射層と濾過層の内作用をかねる層を有する一体型多
層分析要素を提供することである。

本発明の別の目的は、分析の次めの分光測光を妨害する
ような有色粒子（友とえば赤血球）を含む被検液体（た
とえば血液）を、比較的少量の液量で分析し得るような
、濾過層と反射ノーの双方の作用をもつ層を有する一体
型多層分析要素の製造方法を提供することである。

〔発明の要旨〕

本発明の上記目的は、液体展開層および少くともろ過と
光反射の作用を有する層を少くとも有する液体分析用一
体部多層分析要素を製造する方法であって、第一の高分
子物質と該高分子物質の良溶媒と該高分子物質の貧溶媒
から成る第一の高分子溶液を仮支持体の面上に流延した
後未乾燥のままその上に、第二の高分子物質と該高分子
物質の良溶媒と該高分子物質の貧溶媒から成る第二〇高
分子溶液を流延し乾燥した後、形成された多孔性高分子
膜を仮支持体からはぎ取り、仮支持体に接していた面上
に液体展開層を塗布ま几は貼り合わせにより設けること
を特徴とする方法によって達成された。

第一の高分子物質と第二の高分子物質とは同じでも異な
っていてもよい。いずれも例えば酢酸セルロース、酪酸
セルロース、酢酸／酪酸セルロース（混合エステル）、
硝酸セルロース等のセルロースエステル樹脂、例、ｔば
エチルセルロースのようなセルロースエーテル樹脂やポ
リアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル
樹脂などから選ぶことができる。又、例えばニトロセル
ローズとセルルーズアセテートのように混和性の良い樹
脂をλ種類酸いはそれ以上を混合して使用することがで
きる。

これらの高分子物質に対する良溶媒及び貧溶媒（非溶媒
を含む）は、それぞれ当業者公知のものを選ぶことがで
きる。例えば酢酸セルロースに対しては良溶媒としてジ
クロルメタン、アセトン、−！− 蟻酸メチル等、貧溶媒としてアルコール類、硝酸セルロ
ースに対しては良溶媒として酢酸メチル、アセトン、酢
酸、ジエチルエーテルとエタノールの混合物等、貧溶媒
としてメタノール、エタノール等のアルコール類を用い
ることができる。ポリアミド樹脂に対しては良溶媒とし
てメタノール、エタノール等、貧溶媒としては、テトラ
ヒドロ７ラン、ジオキサン、酢酸エチル等を用いること
ができる。酢酸セルロー゛スに対して好ましい良溶媒は
メチレンクロライド、またはメチレンクロライド約り部
とメタノール約／ｌ’ｌ！の混合物、好ましい貧溶媒は
メタノール、メタノールと少量の水との混合物である。

高分子物質と棗溶媒と貧溶媒の比率は、生成すべき多孔
膜の平均ま友は最大孔径によって選ばれる。

第一の高分子溶液と第二の高分子溶液とは同一の組成で
あっても、また異なる組成であってもよい。

第一の高分子溶液と第二の高分子溶液のそれぞれの塗布
量は特に限定しない。たとえば血液を分析対象とする場
合血液状料金展開層の指定部位に点着し充分展開した後
（たとえば３分後）展開層と反対側から見て血漿の滲透
が観察されるが赤血球の赤色はほとんど見えない程度に
なるように、それぞれの塗布量が選択される。

第一の高分子溶液及び第二の高分子溶液それぞれの組成
と塗布量を選ぶことにより、それぞれの高分子溶液から
生成される多孔膜の孔径が決定されるが、血液を分析対
象として赤血球を濾過して除き、かつ比色分析の背景と
しての光反射層として利用する目的の場合には、仮支持
体従って展開層に近い、第一の高分子溶液から生成され
る多孔膜の最大孔径が第二の高分子溶液から生成される
多孔膜の最大孔径より小さくないこと、特により犬であ
ることが好ましい。高分子溶液から形成される多孔膜の
孔径は、高分子溶液中の良溶媒の量を貧溶媒に比し多く
することにより大きくすることができる。

本発明によシ製造される分析要素は液体展開層およびｐ
過兼反射層のほかに他の機能層たとえば反応層、検出層
、試薬層、係留層、吸水層、接合層等を有していてもよ
い。これらの機能層はｐ過兼反射層の展開層とは反対の
面に設けられるので、多孔性高分子膜を仮支持体からは
ぎ取った後液体展開層を設ける前または後に、高分子膜
の仮支持体と接していなかった面に、これらの機能Ｊｆ
Ｉｋ塗布により設けるか、または機能層と高分子膜を貼
り合わせる。分析要素が光透過性、水不透過性支持体を
有する形式である場合には、支持体上に下塗層を塗設す
るか支持体面に親水化処理を施した後、試薬層、検出層
、係留層、吸水層等の機能層を通常は塗布により設け、
これらの層の上に直接、またはその上に設は几接合層を
介して、前記多孔性高分子膜を貼シ合わせる。このとき
高分子膜の他の面（仮支持体に接していた面）には液体
展開層をすでに設けてあっても、ま友液体展開層を設け
てなくともよい。機能層の上に直接、または接合層を介
して多孔性高分子膜を貼り合わせる九めには、機能層ま
たは接合層を適当な液体（例えば水）で膨潤させるか、
機能層の上に接合層を塗布し乾かなり内に、多孔性高分
子膜と貼り合わせる方法を用いればよい。機能層はゼラ
チン、アガロース、ポリビニルアルコールアセタール類
（たとえばポリビニルブチラール）、ポリビニルピロリ
ドン、ポリアクリルアミド等親水性高分子で構成される
ことが多く、水をその面に均一に与えて膨潤させれば多
孔性高分子膜と容易に貼り合わせることができる。

特に多孔性高分子膜が酢酸セルロース、酪酸セルロース
等のセルロースエステルでｊｌｌ成すｔＬティるときに
は、この方法で確実かつ強固に貼シ合わせができる。

接合層に用いることができる親水性ポリマーの例として
は、吸水層に用いられるのと同様な親水性ポリマーがあ
げられる。それらのうちゼラチン、ゼラチン誘導体、ポ
リアクリ、ルアミド等が好ましい。接着層の乾燥膜厚は
一般に約０．２μｍから約２０μｍ、好ましくは約１μ
ｍから約１０μｍの範囲である。接着層は親水性ポリマ
ーと、必要−ター によって加えられる界面活性剤等を含む水溶液を公知の
方法で、支持体や吸水層等信の機能層の上に塗布する方
法により設けることができる。

第二の高分子溶液には流延前に白色の難溶性粒子たとえ
ば酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸ス
トロンチウム、炭酸亜鉛、酸化亜鉛などを加えることが
でき、それによって光反射層としての性能を高めること
ができる。ま友これらの粒子の懸濁液を、多孔膜の形成
後に好ましくは展開層の設けられる側と反対側から、浸
透させる方法で同様の目的を達することができる。懸濁
液にはゼラチンのような保護コロイド責結合剤）を、高
分子アナライトの通過を実質的に妨害しない限度で含ん
でもよい。展開層の設けられる側から浸透させて本よい
。

本発明の方法で形成される濾過兼反射層、特にその展開
層から遠い側の部分は、濾過兼反射層としての作用のほ
か種々の機能を併せ有することができる。例えば反応層
、試薬層、検出層などの機能である。このような他の機
能をもたせる場合にｌ　０− は、目的に応じた反応成分、酵素、補酵素、発色剤、指
示薬、螢光剤、媒染剤などを適当な溶媒の溶液として、
あるいは分散物として、多孔性高分子膜に浸透させれば
よい。

展開層と組み合わせる前に仮支持体と接していた面から
これらを滲透させてもよいが、展開層とは反対側の面に
これらを滲透させることが好ましい（展開層と組み合わ
せる前、後いずれでもよい）。

多孔性高分子膜と展開Ｎを結合するには、幾つか方法が
あるが、展開層が編物や特開昭！ｊ−／ｌμ３１４号記
載の如き織物である場合には、これらの布綿の片面に少
量の適当な粘性をもった接着液を均一に付着させ、高分
子膜と重ね合わせる簡単な方法で目的上達する。そのよ
うな接着液としては酢酸ビニル乳「ヒ物、デンプン糊、
ポリビニルアルコール水溶液、カルボキシメチルセルロ
ース水溶液、アルキルアクリレート（例えばブチルアク
リレート）乳化物等、またはそれらの混合物を用いるこ
とができる。

液体展開層は一般に、液体計量作用を有する層であるこ
とが要求される。液体計量作用とは、その表面に点着供
給された液体試料を、その中に含有している成分を実質
的に偏在させることなく、層の面に平行な方向に単位面
積当シ実質的に一定量の割合で広げる作用を言う。

展開層を構成する材料としては、濾紙、不織布、織物生
地（例、ブロード、ボブリン等の平織等）、編物生地（
例、トリコット編、ダブルトリコット編、ミラニーズ編
等）、ガラス繊維濾紙、プラッシュ・ポリマーより形成
されるメンブランフィルタ−１あるいはポリマーミクロ
ビーズ等からなる三次元格子状構造物等上用いることが
できる。これらのうちでは、織物生地および編物生地に
代表される繊維質＊＊用いることが好ましい。

本発明の乾式分析要素に織物生地または編物生地が用い
られる場合、これらは水洗等の脱脂処理によシ少なくと
龜糸製造時、織物製造時あるいは編物編成時に供給ま几
は付着した油脂類を実質的に除去されていることが好ま
しい。

上記織物ｔｅは編物生地を分析要素の液体展開層として
用いる場合には、さらにその織物または編物生地に特開
昭ｊ７−１ｐＡ３ｒり号公報に開示の物理的活性化処理
（好ましくはグロー放電処理またはコロナ放電処理等）
を生地の少なくとも片面に施すか、あるいは特開昭！ｊ
−ＩｔｌｌＪｊｔ号、特開昭ｊ７−ｔｔＪ！り号公報等
に開示の親水性ポリマー含浸処理等の親水化処理するか
またはこれらの処理工程を逐次実施することによシ織物
または編物を親水化することがより好ましい。

本発明の乾式分析要素に用いることができる光透過性・
水不透過性支持体の例としては、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリカルボネート、ポリスチレン、セルロース
エステルＮＩＦＩＪ、セルロースジアセテート、セルロ
ーストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネ
ート等）等のポリマーからなる厚さ約！Ｏμｍから約／
ｍ、好ましくは約１０μｍから約３０θμｍの範囲のフ
ィルム、もしくはシート状の透明支持体を挙げることが
できる。

これら支持体の表面には必要によシ下塗鳩會設けて、支
持体の上に設けられる機能層等と支持体との接７Ｉｉを
強固なものにすることができる。また、下塗層の代シに
、支持体の表面に物理的あるいは化学的な活性化処理を
施してもよい。

本発明によって製造される一体型多層分析要素には多孔
性高分子膜の液体展開層とは反対側に（場合によっては
光透過性・水不透過性支持体との間に）吸水層が設けら
れてもよい。吸水層は親水性結合剤、すなわち水を吸収
して膨潤する親水性ポリマーを層形成成分とする層であ
ることが好ましい。そのような親水性ポリマーの例とし
ては、ゼラチン（例、酸処理ゼラチン、脱イオンゼラチ
ン等）、ゼラチン誘導体（例、フタル化ゼラチン、ヒド
ロキシアクリレートグラフトゼラチン婢）、アガロース
、プルラン、プルラン誘導体、ポリアクリルアミド、ポ
リビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等をあげる
ことができる。

吸水層の乾燥時の厚さは約１μｍから約ｉｏ。

μｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは約３
μｍから約３０μｍの範囲である。吸水層−／　グー には、必要に応じて界面活性剤、緩衝剤、光反射剤等金
含有させることもできる。

上記吸水層の上には、必要に応じて光遮蔽層を設けるこ
とができる。光遮蔽層は、光遮蔽性、または光遮蔽性と
光反射性とを兼ね備えた微粒子が皮膜形成能を有する親
水性ポリマーバインダーに分散保持されている水透過性
または水浸透性の層である。光遮蔽層は検出可能な変化
（色変化、発色等）を多孔性高分子膜に関して液体展開
層と反対側から反射測光する際に、液体展開層に点着供
給された水性液体の色、特に試料が全血である場合のヘ
モグロビンの赤色等を遮蔽するとともに光反射層または
背景層としても機能する。

光遮蔽性と光反射性とを兼ね備えた微粒子の例としては
、二酸化チタン微粒子（ルチル型、アナターゼ型または
ブルツカイト型の粒子径が約０゜７μｍから約／、２μ
ｍの微結晶粒子等）、硫酸バリウム微粒子、アルミニウ
ム微粒子または微小フレーク等を挙げることができ、光
吸収性で光遮蔽性である微粒子の例としては、カーボン
ブラックを挙げることができ、これらのうちでは二酸化
チタン微粒子、硫酸バリウム微粒子が好ましい。

特に好ましいのは、アナターゼ型二酸化チタン微粒子で
ある。

皮膜形成能を有する親水性ポリマーバインダーの例とし
ては、前述の吸水層の製造に用いられる親水性ポリマー
と同様の親水性ポリマーのほかに、弱親水性の再生セル
ロース、セルロースアセテート等を挙げることができ、
これらのうちではゼラチン、ゼラチン誘導体、ポリアク
リルアミド等が好ましい。なお、ゼラチン、ゼラチン誘
導体は公知の硬化剤（架橋剤）ｆｒ、添加することがで
きる。

光遮蔽層は、光反射性または光遮蔽性微粒子と親水性ポ
リマーとの水性分散液を公知の方法によシ多孔性高分子
膜、支持体又は他の機能層の上に塗布し乾燥することに
よシ設けることができる。

光遮蔽層を設ける代シに、前述し念ように多孔性高分子
膜中に光反射性微粒子を含有させてもよい。

本発明の乾式分析要素は、一体型多層分析要素とした場
合には、−辺約／！ｓｎから約Ｊ（７ｍ＋１１の正方形
またはほぼ同サイズの円形等の小片に裁断し、特開昭ｊ
７−、ｌ？グよ２号、特開昭！≠−１ｓｔＯ７り号、実
開昭１ｔ−／４．２≠より号、実開昭！　１ｒ−３２Ｊ
　Ｊ−０号および特開昭！ｒ−，ｔＯ／１＋ｐ号各公報
等に開示のスライド枠等に納めて分析スライドとして用
いるのが製造、包装、輸送、保存および測定操作等の全
ての観点で好ましい。

本発明の乾式分析要素は、約オμｔから約３゜ｔｔｌ、
好ましくは約ｔμｔから約２０μｔの水性液体試料を展
開層に点着供給し、必要に応じて約２０°Ｃから約≠ｊ
０Ｃの範囲の実質的に一定の温間でインクベーションす
る。その後、一方の側から（一体型多層分析要素におい
ては光透過性支持体側から）乾式分析要素内の色変化、
発色等の検出可能な変化を反射測光し比色法の原理によ
り液体試料中の測定対象成分全分析する。

ｌ　７− 〔実施例〕 全血を検体としてアルブミンを直接定量する一体型多層
分析要素を作製した。

１）第一多孔性高分子膜用溶液（溶液１）の調製高酢化
度セルロースアセテート（結合酢酸量６０％）２０ｇと
低酢化度セルロースアセテート（結合酢酸ｆｆ１５２％
）１５ｇをメチレンクロライド２７５ｇとメタノール３
０ｇの混合液に溶解し、この溶液に水２５ｇとメタノー
ル１２０ｇの混合液を攪拌下に滴下して加えた。

２）第二多孔性高分子膜用溶液（溶液２）の調製溶液１
と同様にセルロースアセテート（合計３５ｇ）をメチレ
ンクロライド２７５ｇとメタノール３０ｇの混合液に溶
解し、これに酸化チタン（アナターゼ型）２０ｇを添加
してよく分散１７た後、水２５ｇ１　リンゴ酸０．５ｇ
およびメタノール１２０ｇの混合液を攪拌下に滴下して
加えることにより、溶液２を調製した。

３）多孔性高分子膜の作製 仮支持体となる厚さ１８０μのポリエチレン・テレフタ
レートフィルムの上に」二足溶ｉ１を６００μの厚みに
流延し、無風状態で１分間放置後、溶液２を３００μの
厚みに流延し、無風状態で５分間放置した。その後６０
％Ｒ，Ｈ，，２３℃の風で２０分間乾燥した。乾燥後、
仮支持体から剥離することにより、多孔性高分子膜を作
製した。

４）支持体及び検出層 ポリビニルアルコール（硬化）で下塗したポリエチレン
テレフタートフィルム（厚さｔｓｏｐ）　上に１ｃ！Ｉ
Ｉ＋当り０．２ｍｇのブロモクレゾールグリーン（ＢＣ
Ｇ）Ｎａ塩と架橋剤を含むポリビニルアルコール層を乾
燥厚１０μとなるよう塗布乾燥して検出層とした。

５）一体化多層分析要素の組立て 検出層を塗布しｔコ支持体の上に少量の水を塗布して検
出層（硬膜されたポリビニルアルコール層）を膨潤させ
、この層の上に前記３）で作製した多孔性高分子膜を、
自由表面乾燥された側を下にして重ね合わせ、乾燥して
接着させた。別にポリエチレンテレフタレートフィルム
上に酢酸ビニル・エマルシリン接着剤（コニシ（株）　
製ボンドＣＦ７７）を約３０μの厚みに塗布し、その上
に８０双の綿糸とポリエステル糸の混紡ブロード織物を
のせて、繊維の凸部に接着剤を付着させたのち、この織
物をフィルムから離して前記の接着させた多孔性高分子
膜の上に積層し、乾燥して一体化多層分析要素を作製し
た。乙の一体化多層分析要素の上に全血１０ν見を点着
して支持体面を観察したとき、赤血球は完全に遮蔽され
、　アルブミンによるＢＣＧ色素の青色発色が見られた
。

同じ全血試料に生理食塩水または等張アルブミン溶液を
加えてアルブミン濃度を２〜６ｇ／ｄｉの５段階に変え
た標準溶液を、Ｔｅｃｈｎｊｃｏｎ　Ｒ＾１０００型分
析器を用い、ＢＣＧの発色を測定してアルブミン濃度を
検定した。この標準溶液のアルブミン濃度と、上記一体
型多層分析要素により得られる発色濃度とから、検量線
を得ることができた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液体展開層および少くともろ過と光反射の作用を有する
   層を少くとも有する液体分析用一体型多層分析要素を製
   造する方法であって、第一の高分子物質と該高分子物質
   の良溶媒と該高分子物質の貧溶媒から成る第一の高分子
   溶液を仮支持体の面上に流延した後未乾燥のままその上
   に、第二の高分子物質と該高分子物質の良溶媒と該高分
   子物質の貧溶媒から成る第二の高分子溶液を流延し乾燥
   した後、形成された多孔性高分子膜を仮支持体からはぎ
   取り、仮支持体に接していた面上に液体展開層を塗布ま
   たは貼り合わせにより設けることを特徴とする方法。