JPS621220B2 - - Google Patents
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- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
本発明は液体および水溶液中の尿素含有量の測
定に関し、さらに詳しくは、迅速かつ正確な尿素
測定用比色試験の安定性を改良するための試験具
に関する。
尿素は人体における蛋白質代謝の最終主生成物
である。従つて、血液中の尿素の濃度は腎臓機能
の指標となる。尿素濃度の上昇は腎機能の不全を
意味する。毒性物質は尿素の度合いに概ね比例し
て血液中に含まれるので、高濃度の非蛋白窒素ま
たは血中尿素窒素は医師にとつて重大事である。
高い血中尿素値(尿毒症)の最も共通した原因
の一つは、急性あるいは慢性のいずれかの腎蔵病
である。腎臓に影響を及ぼす炎症性、変性的、先
天性または新成形性の病気のいくつかが尿毒症の
原因となり、この尿毒症の程度は、今の健康状態
の重大性のおおまかな指標となる。
実際には、血液中の尿素の濃度は、血中尿素窒
素(BUN)という特有の語で通常表現される。
このBUN値は尿素中に存在する窒素の量を表わ
し、尿素の総量の約1/2である。尿素または窒素
の値のいずれか一方の値を測定したとき、他方の
値をそれから計算することができる。
各人のBUN値の通常の範囲は5〜20mg%の間
で変化する。それより下の値であつても通常問題
はない。しかしながら、一般的にBUN値の上昇
は、異常な状態であることを示す。血中尿素窒素
の増加の最も一般的な原因は不充分な排泄であ
り、通常これは、腎臓病または尿道管障害によ
る。例えば急性腎炎ではBUN値は25mg%〜160mg
%の間で変化する。腎孟腎炎、悪化した腎硬化
症、腎結核、中枢性腎壊死、悪性腎腫瘍、腎性化
膿または慢性痛風等の腎組織の実質的破壊が広が
る際には、高濃度の尿素が停滞する。
BUN値は400mg%の高さにまで上昇しうるが、
通常は200mg%を超えない。
かくて、BUNを測定するための迅速かつ正確
な分析技術の必要性が今日医学の分野で存在して
いる。従来、このような分析を行なうために、扱
いにくい湿式化学法が用いられている。また別の
方法、例えば伝導法、分光光度法、比色法等も利
用されている。これらの方法は一般的に正確では
あるが、幾分時間を費やす傾向があり、また注意
深い解釈を必要としている。
生物学的液体中の尿素を測定するために、おそ
らく最も普通に用いられている方法では、尿素
は、緩衝液の存在下で酵素、すなわちウリアーゼ
によつて炭酸アンモニウムに加水分解される。こ
の遊離したアンモニアの量を比色分析により測定
する。この第1の方法は非常に特異的であり、か
つ感度が高いが、ウリアーゼを阻害し、かつ不活
化するという欠点試薬の安定性の問題およびさら
にこの方法が内因性のアンモニアを測定するとい
う欠点を有する。別の方法では、ウリアーゼによ
る加水分解が利用され、日常の実験室では常に入
手できるとは限らない特別の装置を必要とする。
また別の方法では、蛋白質を含まない液中の尿
素と、ジアセチルモノオキシム等の有機試薬との
直接比色反応が用いられる。このジアセチル反応
では、生じた色が不安定であるという欠点があ
り、また約95℃で発色し、蒸発したジアセチルが
少なくとも何人かの人々にとつて好ましくない臭
いを有するという事実がある。
アメリカン・モニター・コーポレーシヨン
(American Monitor Corporation)に醸渡された
米国特許第4074942号には、尿素の液体試験法が
開示されており、その試験法には生物学的液体の
試料と、o―フタルアルデヒドと8―(4―アミ
ノ―1―メチルブチルアミノ)―6―メトキシノ
リンの酸性試薬溶液との反応が関与している。し
かしながら、酸形の強陽イオン交換樹脂を包含し
た担体マトリツクスは言うまでもなく、担体マト
リツクス等の試験手段は試薬溶液を包含させる技
術に関する教示もなければ示唆もない。さらに、
この特許は、酸性試薬溶液の試薬が組合わされる
ときに起る安定性の問題を克服するいかなる方法
も開示されていない。この開示された試験法の別
の問題は、ブランクの最大色吸収波長に近い470
〜540nmの波長で測定しなければならず、その結
果反射分光分析誤差が生ずる可能性があるという
事実である。
工業的領域では、尿素はメツキ浴等の液体を処
理するための重要な添加物であり、その中の尿素
の濃度を測定する迅速な手段は大きな価値があ
る。尿素自体は肥料として用いられ、この物質を
測定する迅速な手段はその生産および利用上管理
基準として重要である。
従つて、医学的および工業的に用いるに当つ
て、非常に特殊な装置あるいはこのような装置を
操作する熟練した技術者を要することなく迅速に
液体中の尿素含有量を測定する必要性がある。
本発明の第1の目的は、試験具を作成するため
に用いられる試薬の安定性が確保される液体中の
尿素含有量を測定するための試験具を提供するこ
とである。
本発明の第2の目的は、血清中の尿素含有量を
測定する際、血清の濁りおよび存在するビリルビ
ンによる妨害を最小にすることである。
本発明の第3の目的は、液体中の尿素を測定す
るために一定の範囲の濃度にわたつて高度の特異
性および感度を有する試験具を提供することであ
る。
本発明の第4の目的は、試験する液体の量が限
られているとき、尿素を検出できる比色試験具を
提供することである。
本発明の第5の目的は、あまり特殊な装置を要
することなく、迅速に行なうことができるBUN
試験具を提供することである。
本発明に従えば、試験液体中に存在する尿素を
検出するための試験具は、互いに分離された試薬
を包含する酸変性担体部材よりなる。1つの試薬
はo―フタルアルデヒドであり、その他の試薬は
3―ヒドロキシ―1,2,3,4―テトラヒドロ
ベンゾ〔h〕キノリン、3―アセトキシ―1,
2,3,4―テトラヒドロベンゾ〔h〕キノリン
またはそれらの二塩酸塩である。これらの試薬は
高分子物質によつて互いに分離されているのが有
利である。
この試験具は、試験試料中に瞬間的に浸漬する
か、さもなくば試験試料を担体マトリツクスに導
入し、生じる検出可能な色の変化を観察すること
によつて用いることができる。
この出願では、“液体”という用語は、血清、
血漿、尿、背髄液のような体液を意味し、さらに
尿素を含有する水溶液を意味することは理解され
よう。本発明の試験具の最も好ましい態様は血清
等の体液に用いることであり、この試験具を工業
的液体にも同様に適用できることは理解されよ
う。
本発明によれば、特異な試薬細片は、担体マト
リツクスに上述した試薬を例えば高分子障壁物質
によつて好適に分離して包含させることによつて
調製される。この“担体マトリツクス”という表
現は、水または他の生理学的液体に接触したと
き、不溶性であり、かつその構造を完全に維持す
る吸収性および非吸収性のマトリツクスを意味す
る。用いることができる好適な吸収性マトリツク
スとしては、紙、セルロース、木材、合成樹脂製
フリース、織布および不織布等が挙げられる。非
吸収性マトリツクスとしては、ガラス繊維、ポリ
プロピレンのような有機可塑性物質が挙げられ
る。このマトリツクスを簡便に使用するために両
面接着テープのような好適な手段によつて有機可
塑性細片、例えばポリスチレンのような不溶性の
支持部材に貼付けると有利である。担体マトリツ
クスに包含された試薬は酸性条件下尿素と反応し
て約550nm以上、通常は約550〜700nmの光を吸
収する色素を生成する。試料を投入するか、ある
いは試料と接触させた後約620nmでの反射率の変
化を測定して定量することができる。
この試験条件の所望の酸性度を得るために、担
体マトリツクスを酸性物質で変性もしくは含浸す
る必要があることが見出された。酸変性担体マト
リツクスを調製する1つの方法としては、担体マ
トリツクスをベンゼンスルホン酸、ベンゼンジス
ルホン酸、ポリスチレンスルホン酸等の酸性物質
を約5〜約10g%用いて含浸させる方法が挙げら
れる。
酸変性担体マトリツクスを調製する別の方法と
しては、担体マトリツクスに強陽イオン交換樹脂
を好ましくは酸形で包含させる方法が挙げられ
る。アンバーライト(Amberlite)IR120〔ペン
シルバニア、フイラデルフイアのローム・アン
ド・ハース(Rohm&Haas,Philaderphia,
Pennsylv―ania)〕またはダウエツクス
(Dowex)50〔ミシガン、ミツドランドのダウ・
ケミカル・カンパニー(Dow Chemical Co.,
Midland,Michigan)〕等のイオン交換樹脂を包
含した担体マトリツクスとしては、特に血清を用
いるときスルホン酸変性担体マトリツクスが特に
好ましい。これらのイオン交換樹脂の具体例とし
ては、種々の量のジビニルベンゼンで架橋したス
ルホン酸変性ポリスチレンが挙げられる。各担体
マトリツクスに約25〜約50重量%好ましくは約35
〜50重量%の量のイオン交換樹脂を包含させる。
2つの試薬を用いて試験具を調製する。一方の
試薬はo―フタルアルデヒドであり、他方の試薬
は3―ヒドロキシ―1,2,3,4―テトラヒド
ロベンゾ〔h〕キノリン,3―アセトキシ―1,
2,3,4―テトラヒドロベンゾ〔h〕キノリン
またはそれらの二塩酸塩であり、なかでも3―ヒ
ドロキシ―1,2,3,4―テトラヒドロベンゾ
〔h〕キノリンが好ましい。
本発明に従えば、2つの試薬を担体マトリツク
スに別々に施さねばならないが、試薬を施す順序
は重要ではない。かくしてどの試薬でも最初に施
すことができる。このスルホン酸物質を第1の試
薬と同時に担体マトリツクスに施すことができ、
またイオン交換樹脂を包含した担体マトリツクス
を用いることができる。
かくして、好ましい方法では、第1工程は少な
くとも1つの試薬を担体マトリツクスに施すこと
よりなる。第2工程は通常担体マトリツクスにポ
リマーを施すことよりなり、このポリマーは、第
1の試薬またはスルホン酸物質を溶解しない溶媒
中に存在する。ポリマーとしては、メチルセルロ
ース、酢酸セルロース、ポリエチレンオキサイ
ド、スチレン―ブタジエン共重合体、スチレン―
イソプレン共重合体、ポリスチレンおよびスチレ
ン―アクリロニトリル共重合体等を使用できる。
最後に、第3工程すなわち最終工程は他の試薬を
担体マトリツクスに施すことよりなり、この試薬
は第2段階で施した高分子物質を溶解しない溶媒
中に存在する。通常試薬細片を各工程間で乾燥さ
せてもよい。
o―フタルアルデヒドに用いる好適な溶媒とし
ては、水、メタノール、アセトンおよびヘキサン
が挙げられる。試薬であるo―フタルアルデヒド
を第1工程で施す場合、水、メタノールまたはそ
の混合物が好ましい溶媒である。試薬であるo―
フタルアルデヒドを第3工程で用いる場合には、
アセトンまたはヘキサンが好ましい溶媒である。
ポリマーに関しては、好適な溶媒としてクロロホ
ルム、アセトンベンゼン、トルエン等が挙げられ
る。別の試薬の好適な溶媒としては、水、メタノ
ールおよびメタノールとアセトンの混合物が挙げ
られる。その試薬を第1工程で施すときも水が好
ましい溶媒であり、その試薬を第3工程で施すと
きは、メタノールまたはメタノール―アセトン混
合物のいずれかが好ましい溶媒である。
これらの試薬は種々の濃度で用いることができ
る。通常、o―フタルアルデヒドは約300mg%〜
800mg%、好ましくは、約500mg%〜600mg%の量
で存在する。別の試薬は、通常二塩酸塩を用いる
ときには、約200mg%〜約500mg%の量で存在し、
遊離塩基を用いるときには約600mg%〜約1200mg
%の量で存在する。高分子物質は約1g%〜3g
%の量で存在することが好ましい。
試験具を調製する好ましい方法は3工程の含浸
後乾燥する方法であるが、本発明の試験具はマト
リツクスの片側または両側に捺染あるいは試薬を
基板またはマトリツクスの両側に別々に具合よく
施すような他の好適な技術によつても作成するこ
とができる。
本発明による試験具は、試験試料中にそれを瞬
間的に浸漬するかまたは担体マトリツクス上に試
験試料を別に導入し、生じた検出可能な色の変化
を観察することによつて、有利に使用できる。
実施例 1
試験具の調製は、記載しない。ニユージヤージ
ー、クリフトンのリーブ・エンジエル(Reeve
Angel,Clifton,New Jersey)より入手した、
乾燥樹脂1g当り約4ミリ等量
(milliequivalents)の交換容量を有し、10〜20%
の塩酸で予め洗浄した陽イオン交換樹脂を包含す
る紙SA―2を脱イオン水ですすぎ、次いで乾
燥させた後、以下の溶液を3工程で含浸させた。
このSA―2紙は、イオン交換性を与えるため
にスルホン化したイオン交換樹脂〔アンバーライ
ト(Amberlite)IR120〕を含有する紙であ
る。この樹脂はナトリウムの形で提供され、この
紙は樹脂を45〜50%で含有している。
第1含浸工程
この紙を、示した量の以下の材料を含有する
溶液内に浸漬して含浸させた。
材料 量
水 100ml
無水マレイン酸―メチルビニルエ 100mg
ーテル共重合体(安定剤)
ホウ酸(色安定剤) 2.5g
o―フタルアルデヒド 300mg
7―(2,3―ジヒドロキシプロ 10g
ピル)―テオフイリン(安定剤)
含浸後、この紙を60℃で30分間乾燥させた。
第2含浸工程
第1工程で得た乾燥した含浸紙を、示した量の
以下の材料を含有する溶液内に浸漬して含浸させ
た。
材料 量
トルエン 100ml
ポリスチレンペレツト〔スタイロ
ン(Styron),ミシガン,ミ
ツドランドのダウ・ケミカル・カ
ンパニー(Dow Chemical
Co.,Midland,Mich.) 2g
第3含浸工程
次いで、第2工程で得た乾燥した含浸紙を示し
た量の以下の材料を含有する溶液内に浸漬して含
浸させた。材料(1)と(4)をまず溶解させ、材料(2)と
(3)を別々に溶解させてから材料(1)と(4)に加えて溶
液を調製した。
材料 量
(1) メタノール 30ml
(2) アセトン 70ml
(3) ヒドロキシプロピルセルロース 0.5g
(安定剤)
(4) 3―ヒドロキシ―1,2,3,
4―テトラヒドロベンゾ〔h〕キ
ノリン塩酸塩 300mg
次いで、この紙を60℃で30分間乾燥させ、両
面接着テープによつてポリスチレン支持体に貼付
けた。このポリスチレン支持体は、溶液中の尿素
含有量を測定するために、得られた試薬を含浸し
た紙試験具をこの溶液中に浸漬するための好適な
持ち手を与える。
種々の尿素濃度に対する尿素窒素測定用試薬細
片の色の強さが以下の表1に示されている。
示した量の尿素窒素を含有している血清試料1
部を水2部で希釈し、その0.030mlを実施例1で
調製した試験具の表面に施した。37℃で1分間イ
ンキユベートした後、硫酸バリウムの白色反射面
に対する試薬細片の反射率を620nmで測定した。
The present invention relates to the determination of urea content in liquids and aqueous solutions, and more particularly to a test device for improving the stability of a rapid and accurate colorimetric test for the determination of urea. Urea is the main final product of protein metabolism in the human body. Therefore, the concentration of urea in the blood is an indicator of kidney function. An increase in urea concentration indicates failure of renal function. High concentrations of non-protein nitrogen or blood urea nitrogen are of concern to physicians because toxic substances are contained in the blood roughly in proportion to the level of urea. One of the most common causes of high blood urea levels (uremia) is kidney disease, either acute or chronic. Several inflammatory, degenerative, congenital, or neoplastic diseases that affect the kidneys can cause uremia, and the degree of uremia is a rough indicator of the severity of the current health condition. In practice, the concentration of urea in the blood is usually expressed by the specific term blood urea nitrogen (BUN).
This BUN value represents the amount of nitrogen present in urea and is approximately 1/2 of the total amount of urea. When one of the urea or nitrogen values is measured, the other value can be calculated therefrom. The normal range of BUN values for each person varies between 5 and 20 mg%. There is usually no problem even if the value is lower than that. However, elevated BUN values generally indicate an abnormal condition. The most common cause of increased blood urea nitrogen is insufficient excretion, usually due to kidney disease or urethral tract disorders. For example, in acute nephritis, the BUN value is 25mg% to 160mg
Varies between %. High concentrations of urea stagnate when substantial destruction of renal tissue develops, such as in pyelonephritis, aggravated nephrosclerosis, renal tuberculosis, central renal necrosis, malignant renal tumors, nephrogenic suppuration or chronic gout. BUN values can be as high as 400mg%,
Usually does not exceed 200mg%. Thus, a need exists today in the medical field for rapid and accurate analytical techniques to measure BUN. Traditionally, cumbersome wet chemical methods have been used to perform such analyses. Other methods have also been used, such as conduction methods, spectrophotometric methods, and colorimetric methods. Although these methods are generally accurate, they tend to be somewhat time consuming and require careful interpretation. In perhaps the most commonly used method for measuring urea in biological fluids, urea is hydrolyzed to ammonium carbonate by an enzyme, namely uriase, in the presence of a buffer. The amount of ammonia released is determined by colorimetric analysis. This first method is very specific and sensitive, but has the drawbacks of inhibiting and inactivating uriase, problems with reagent stability, and the additional drawback that this method measures endogenous ammonia. has. Another method utilizes uriase hydrolysis and requires special equipment not always available in routine laboratories.
Another method uses a direct colorimetric reaction of urea in a protein-free solution with an organic reagent such as diacetyl monooxime. This diacetyl reaction has the disadvantage that the resulting color is unstable, and there is also the fact that the color develops at about 95° C. and that the evaporated diacetyl has an odor that is objectionable to at least some people. U.S. Patent No. 4,074,942, issued to American Monitor Corporation, discloses a liquid test method for urea, which includes a biological fluid sample and an o- It involves the reaction of phthalaldehyde with an acidic reagent solution of 8-(4-amino-1-methylbutylamino)-6-methoxynoline. However, test means such as carrier matrices, let alone carrier matrices containing strong cation exchange resins in acid form, do not teach or suggest techniques for incorporating reagent solutions. moreover,
This patent does not disclose any method to overcome stability problems that occur when reagents in acidic reagent solutions are combined. Another problem with this disclosed test method is that the 470
The fact is that measurements have to be made at a wavelength of ~540 nm, which may result in reflection spectroscopy errors. In industrial areas, urea is an important additive for processing liquids such as plating baths, and a rapid means of determining the concentration of urea therein is of great value. Urea itself is used as a fertilizer, and rapid means of measuring this substance are important as control standards for its production and use. Therefore, there is a need for rapid determination of urea content in liquids for medical and industrial applications without requiring highly specialized equipment or skilled technicians to operate such equipment. . The first object of the present invention is to provide a test device for measuring the urea content in a liquid, which ensures the stability of the reagents used to make the test device. A second objective of the invention is to minimize interference by serum turbidity and the presence of bilirubin when measuring the urea content in serum. A third object of the invention is to provide a test device with a high degree of specificity and sensitivity over a range of concentrations for measuring urea in liquids. A fourth object of the present invention is to provide a colorimetric test device capable of detecting urea when the amount of liquid to be tested is limited. The fifth object of the present invention is to quickly perform BUN without requiring any special equipment.
The purpose is to provide testing equipment. According to the invention, a test device for detecting urea present in a test liquid consists of an acid-modified carrier member containing reagents separated from each other. One reagent is o-phthalaldehyde and the other reagents are 3-hydroxy-1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h]quinoline, 3-acetoxy-1,
2,3,4-tetrahydrobenzo[h]quinoline or their dihydrochlorides. Advantageously, these reagents are separated from each other by a polymeric substance. The test device can be used by momentarily dipping into the test sample or otherwise introducing the test sample into the carrier matrix and observing the detectable color change that occurs. In this application, the term “liquid” refers to serum,
It will be understood that body fluids such as plasma, urine, spinal fluid, and also aqueous solutions containing urea are meant. Although the most preferred embodiment of the test device of the present invention is for use with body fluids such as serum, it will be understood that the test device can be applied to industrial liquids as well. According to the invention, unique reagent strips are prepared by incorporating the above-mentioned reagents into a carrier matrix, separated for example by a polymeric barrier material. The expression "carrier matrix" refers to absorbable and non-absorbable matrices that are insoluble and maintain their structure intact when in contact with water or other physiological fluids. Suitable absorbent matrices that can be used include paper, cellulose, wood, synthetic resin fleece, woven and non-woven fabrics, and the like. Non-absorbable matrices include glass fibers, organic plastics such as polypropylene. For convenient use, this matrix is advantageously applied by suitable means, such as double-sided adhesive tape, to an insoluble support material such as an organic plastic strip, for example polystyrene. The reagents contained in the carrier matrix react with the urea under acidic conditions to produce a dye that absorbs light above about 550 nm, typically between about 550 and 700 nm. Quantification can be achieved by measuring the change in reflectance at about 620 nm after introducing or contacting a sample. It was found that in order to obtain the desired acidity of the test conditions it was necessary to modify or impregnate the carrier matrix with acidic substances. One method for preparing acid-modified carrier matrices includes impregnating the carrier matrix with about 5 to about 10 g% of an acidic material such as benzenesulfonic acid, benzenedisulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, or the like. Another method of preparing acid-modified carrier matrices includes incorporating a strong cation exchange resin, preferably in acid form, into the carrier matrix. Amberlite IR120 [Rohm & Haas, Philadelphia, Pennsylvania]
Pennsylv-ania)] or Dowex 50 (Dowex, Midland, Michigan)
Dow Chemical Co.
A sulfonic acid-modified carrier matrix is particularly preferred when using serum, especially when using serum. Specific examples of these ion exchange resins include sulfonic acid-modified polystyrene crosslinked with various amounts of divinylbenzene. from about 25 to about 50% by weight, preferably about 35% by weight in each carrier matrix.
An ion exchange resin is included in an amount of ~50% by weight. Prepare the test device using two reagents. One reagent is o-phthalaldehyde and the other reagent is 3-hydroxy-1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h]quinoline, 3-acetoxy-1,
2,3,4-tetrahydrobenzo[h]quinoline or their dihydrochlorides, and 3-hydroxy-1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h]quinoline is particularly preferred. According to the invention, the two reagents must be applied separately to the carrier matrix, but the order in which the reagents are applied is not critical. Thus any reagent can be applied first. The sulfonic acid material can be applied to the carrier matrix simultaneously with the first reagent;
Also, carrier matrices containing ion exchange resins can be used. Thus, in a preferred method, the first step consists of applying at least one reagent to the carrier matrix. The second step usually consists of applying a polymer to the carrier matrix, which polymer is present in a solvent that does not dissolve the first reagent or sulfonic acid material. Examples of polymers include methylcellulose, cellulose acetate, polyethylene oxide, styrene-butadiene copolymer, and styrene-butadiene copolymer.
Isoprene copolymers, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymers, and the like can be used.
Finally, the third or final step consists in applying another reagent to the carrier matrix, which reagent is present in a solvent that does not dissolve the polymeric substance applied in the second step. Usually the reagent strip may be dried between each step. Suitable solvents for o-phthalaldehyde include water, methanol, acetone and hexane. When the reagent o-phthalaldehyde is applied in the first step, water, methanol or mixtures thereof are the preferred solvents. The reagent o-
When using phthalaldehyde in the third step,
Acetone or hexane are preferred solvents.
For polymers, suitable solvents include chloroform, acetone benzene, toluene, and the like. Suitable solvents for other reagents include water, methanol and mixtures of methanol and acetone. Water is also the preferred solvent when the reagent is applied in the first step, and either methanol or a methanol-acetone mixture is the preferred solvent when the reagent is applied in the third step. These reagents can be used at various concentrations. Usually o-phthalaldehyde is about 300mg%~
Present in an amount of 800mg%, preferably about 500mg% to 600mg%. Another reagent is typically present in an amount of about 200 mg% to about 500 mg% when using the dihydrochloride;
About 600 mg% to about 1200 mg when using the free base
Present in an amount of %. The polymer substance is approximately 1g% to 3g
Preferably, it is present in an amount of %. Although the preferred method of preparing the test device is a three-step impregnation and drying method, the test devices of the present invention can be fabricated using other methods such as printing on one or both sides of the matrix or applying the reagent separately to both sides of the substrate or matrix. It can also be made by any suitable technique. The test device according to the invention can be advantageously used by immersing it momentarily in a test sample or by separately introducing the test sample onto the carrier matrix and observing the resulting detectable color change. can. Example 1 Preparation of the test device is not described. Reeve Engiel of Clifton, New Jersey
Angel, Clifton, New Jersey).
It has an exchange capacity of about 4 millieequivalents per gram of dry resin, which is 10-20%
Paper SA-2 containing cation exchange resin, previously washed with hydrochloric acid of
This SA-2 paper is a paper containing a sulfonated ion exchange resin (Amberlite IR120) to provide ion exchange properties. The resin comes in the form of sodium and the paper contains 45-50% resin. First Impregnation Step The paper was impregnated by immersing it in a solution containing the following materials in the indicated amounts. Ingredients Water 100ml Maleic anhydride-methyl vinyl ether 100mg Ether copolymer (stabilizer) Boric acid (color stabilizer) 2.5g o-phthalaldehyde 300mg 7-(2,3-dihydroxypropyl)-theophylline (stabilizer) After impregnation, the paper was dried at 60°C for 30 minutes. Second Impregnation Step The dried impregnated paper obtained in the first step was impregnated by immersing it in a solution containing the following materials in the indicated amounts. Ingredients Toluene 100 ml Polystyrene pellets (Styron, Dow Chemical Co., Midland, Mich.) 2 g Third impregnation step Then the dried impregnated paper obtained in the second step The samples were impregnated by immersion in a solution containing the indicated amounts of the following materials: Materials (1) and (4) are first dissolved, and then material (2) and
A solution was prepared by separately dissolving (3) and then adding it to materials (1) and (4). Amount of materials (1) Methanol 30ml (2) Acetone 70ml (3) Hydroxypropyl cellulose 0.5g (stabilizer) (4) 3-Hydroxy-1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h]quinoline hydrochloride 300mg Next, The paper was dried at 60° C. for 30 minutes and attached to a polystyrene support using double-sided adhesive tape. The polystyrene support provides a suitable handle for dipping the resulting reagent-impregnated paper test device into the solution in order to determine the urea content in the solution. The color intensity of the urea nitrogen reagent strips for various urea concentrations is shown in Table 1 below. Serum sample 1 containing the indicated amount of urea nitrogen
1 part was diluted with 2 parts of water, and 0.030 ml of the solution was applied to the surface of the test device prepared in Example 1. After incubating for 1 minute at 37°C, the reflectance of the reagent strip against a white reflective surface of barium sulfate was measured at 620 nm.
【表】
実施例 2
別の試験具の調製法を記載する。8%のジビニ
ルベンゼンで架橋させた酸形のDowex50W〔ミシ
ガン,ミツドランドのダウ・ケミカル・カンパニ
ー(Dow Chemical Co.,Midland,Michigan)
を40重量%包含した紙に以下の溶液を3工程で
含浸させた。
第1含浸工程
示した量の以下の材料を含有している溶液に、
この紙を浸漬して含浸させた。
材料 量
水 100ml
ポリエチレンオキサイド 50mg
o―フタルアルデヒド 300mg
7―(2,3―ジヒドロキシシプロ
ピル)―テオフイリン(安定剤) 10g
ホウ酸 2.5g
含浸後、この紙を60℃で30分間乾燥させた。
第2含浸工程
第1工程で得られた乾燥した含浸紙を、示した
量の以下の材料を含有している溶液に浸漬して含
浸させた。
材料 量
トルエン 100ml
スチレン―アクリロニトリル共重合体 2g
スチレン共重合体を含浸後、紙を60℃で15分
間乾燥させた。
第3含浸工程
第2工程で得られた乾燥した含浸紙を、示した
量の以下の材料を含有している溶液に浸漬して含
浸させた。材料〔1〕と〔4〕をまず溶解させ、
材料〔2〕と〔3〕を別々に溶解させ次いで材料
〔1〕と〔4〕に添加して溶液を形成させた。
材料 量
(1) メタノール 30ml
(2) アセトン 70ml
(3) ヒドロキシプロピルセルロース 0.5
(4) 3―アセトキシ―1,2,3,4
―テトラヒドロベンゾ〔h〕
キノリン塩酸塩 300mg
次いで、この紙を60℃で10分間乾燥させ、両
面接着テープによつてポリスチレン支持体に貼り
付けた。このポリスチレン支持体は溶液中の尿素
含有量を測定するに当つて、得られた試薬を含浸
した紙、すなわち試験具を溶液中に浸漬するた
めの好適な持ち手を与える。
2%と16%のシビニルベンゼンで架橋させた
Dowex50Wを用いてこの実施例2と同じ方法によ
つて別の試験具を調製した。尿素試料中に浸漬し
て生じた色の強さは架橋の量を変化させることに
よつて調製できることが見出された。色の強さは
架橋の程度と反比例して変化した。
ジビニルベンゼン(DVB)の架橋度を種々に
変化させたイオン交換樹脂を含有する担体を用い
て調製した尿素窒素測定用試薬細片の色の形成の
比が以下の表―2に示されている。
2%,8%および16%のジビニルベンゼンで架
橋させたDowex50樹脂を含有するイオン交換樹
脂を包含した紙を用いて実施例2のように試薬
細片を調製した。次いで尿素試料を希釈し、37℃
で1分間インキユベートした後、表―1と同様に
分光光度計により測定した。[Table] Example 2 A method for preparing another test device is described. Dowex 50W in acid form cross-linked with 8% divinylbenzene (Dow Chemical Co., Midland, Michigan)
Paper containing 40% by weight of was impregnated with the following solution in three steps. First impregnation step In a solution containing the indicated amounts of the following materials:
The paper was dipped to impregnate it. Materials : Water 100ml Polyethylene oxide 50mg O-phthalaldehyde 300mg 7-(2,3-dihydroxycypropyl)-theophylline (stabilizer) 10g Boric acid 2.5g After impregnation, the paper was dried at 60°C for 30 minutes. Second Impregnation Step The dried impregnated paper obtained in the first step was impregnated by immersing it in a solution containing the following materials in the indicated amounts. Materials : Toluene 100ml Styrene-acrylonitrile copolymer 2g After impregnating with the styrene copolymer, the paper was dried at 60°C for 15 minutes. Third Impregnation Step The dried impregnated paper obtained in the second step was impregnated by immersion in a solution containing the following materials in the indicated amounts. First dissolve materials [1] and [4],
Materials [2] and [3] were dissolved separately and then added to materials [1] and [4] to form a solution. Amount of materials (1) Methanol 30ml (2) Acetone 70ml (3) Hydroxypropyl cellulose 0.5 (4) 3-acetoxy-1,2,3,4-tetrahydrobenzo [h] Quinoline hydrochloride 300mg Next, this paper was heated to 60℃. for 10 minutes and attached to a polystyrene support with double-sided adhesive tape. The polystyrene support provides a suitable handle for dipping the resulting reagent-impregnated paper, or test device, into the solution in determining the urea content in the solution. Cross-linked with 2% and 16% cyvinylbenzene
Another test device was prepared by the same method as this Example 2 using Dowex 50W. It has been found that the intensity of the color produced upon immersion in a urea sample can be adjusted by varying the amount of crosslinking. The color intensity varied inversely with the degree of crosslinking. The ratio of color formation of reagent strips for urea nitrogen measurement prepared using carriers containing ion exchange resins with varying degrees of crosslinking of divinylbenzene (DVB) is shown in Table 2 below. . Reagent strips were prepared as in Example 2 using paper loaded with ion exchange resins containing Dowex 50 resin crosslinked with 2%, 8% and 16% divinylbenzene. Then dilute the urea sample and incubate at 37 °C.
After incubating for 1 minute, measurements were made using a spectrophotometer in the same manner as in Table 1.
【表】
種々の量のイオン交換樹脂を包含した担体を用
いて調製した尿素窒素測定用試薬細片の色の形成
率は以下の表―3に示されている。
8%のジビニルベンゼンで架橋させたイオン交
換樹脂を25重量%、35重量%および50重量%含有
するイオン交換樹脂を包含させた紙を用いて実
施例1のように試薬細片を調製した。尿試料を希
釈し、37℃で1分間インキユベートし、次いで表
―1のように分光光度計で測定した。[Table] The color formation rates of reagent strips for urea nitrogen measurement prepared using carriers containing various amounts of ion exchange resin are shown in Table 3 below. Reagent strips were prepared as in Example 1 using paper loaded with ion exchange resins containing 25%, 35% and 50% by weight of ion exchange resin crosslinked with 8% divinylbenzene. The urine samples were diluted, incubated at 37°C for 1 minute, and then measured with a spectrophotometer as shown in Table-1.
【表】
実施例 3
実施例2に記載されたようなイオン交換樹脂を
包含した紙を用いて、以下の3段階法によつて
試験具を調製した。
第1含浸工程
紙を、示した量の以下の材料を含有する溶液
に浸漬して含浸させた。
材料 量
水 25ml
ポリエチレンオキサイド 100mg
7―(2,3―ジヒドロキシプロ
ピル)―テオフイリン 10g
エチレンジニトリロテトラ酢酸ジ
カリウム塩 1.5g
ラウリル硫酸ナトリウム 100mg
メタノール 75ml
グリセリン 0.2ml
ホウ酸 4.5g
o―フタルアルデヒド 600mg
含浸後、この紙を50℃で20分間乾燥させた。
第2含浸工程
材料 量
トルエン 100ml
ポリスチレンペレツト 3g
スチレンポリマー含0浸後、この紙を50℃で
10分間乾燥させた。
第3含浸工程
第2工程で得られた乾燥した含浸紙を、示し
た量の以下の材料を含有する溶液中に浸漬して含
浸させた。材料(2),(3)および(4)を別々に合わせ、
次いで材料(1)を添加して溶液を調製した。
材料 量
(1) メタノール 25ml
(2) アセトン 75ml
(3) ヒドロキシプロピルセルロース 0.75g
(4) 3―ヒドロキシ―1,2,3,
4―テトラヒドロベンゾ〔h〕
キノリン 900mg
この紙を50℃で5分間乾燥させた。70mg%ま
での尿素窒素濃度用に実施例1と2の試験具の場
合に要したように、希釈しない血清または血漿に
ついてこの得られた試験具を用いることができ
る。安定剤であるヒドロキシプロピルセルロース
を用いることは本発明では必須ではないことは理
解されよう。さらにカフエインのような安定剤を
次の実施例で用いるダイフイリンで代え得ること
は理解されよう。ダイフイリンまたはその代替物
を5g%を超える量で用いるべきであることが見
出された。
実施例 4
比較のために、別の試験具を以下の方法によつ
て調製した。
第1工程
ワツトマン(Whatmann)3MM紙を、示し
た量の以下の材料を含有する溶液内に浸漬して酸
変性した。
材料 量
水 100ml
ベンゼンジスルホン酸 10g
N―ナフチルエチレンジアミン二
塩酸塩 400mg
ダイフイリン 10g
無水マレイン酸―メチルビニル 0.1g
エーテル共重合体(安定剤)
含浸後、この紙を60℃で20分間乾燥させた。
第2工程
第1工程の乾燥した含浸紙を、示した量の以
下の材料を含有する溶液に浸漬して含浸させた。
材料 量
ポリエチレンオキサイド 1g
クロロホルム 70ml
アセトン 30ml
次いで、この紙を60℃で20分間乾燥させた。
第3工程
次いで、第2工程で得られた乾燥した含浸紙
を、示した量の以下の材料を含有する溶液中に浸
漬して含浸させた。
材料 量
ヘキサン 100ml
o―フタルアルデヒド 300mg
次いで、この紙を60℃で20分間先のように乾
燥させた。得られた乾燥含浸紙を両面接着テー
プを用いてポリスチレン支持体に貼着した。
得られた試薬細片を、除蛋白した試料を定量分
析するために用いることができる。蛋白質を含有
する試料を定量せんとすると望ましくない沈澱が
起る。この事実は成された発見が非常に重要であ
ることを示す。
前述のことから、明らかであり、かつ本系に固
有の他の利点と共に上述した結果および目的を達
成するために本発明は非常に適していることが理
解されよう。本発明に従つた試薬細片を調製する
ことによつて3つの具体的な問題が解決される。
第一に、通常の酸性の試験条件下では、通常、
血清蛋白質が沈澱し、色素(クロモゲン)の生成
を妨害する。本発明は血清蛋白質の沈澱を除き、
一方では強陽イオン交換樹脂を包含した紙を用
いることによつて好適な酸性マトリツクスを提供
する。
第二に、用いる試薬は通常不安定であるが、本
発明は試薬が安定化するような態様で紙マトリ
ツクスに試薬を包含させる方法を提供する。
本発明に従つて解決された第三の問題は、血清
中の尿素含有量を測定するときの分光光度計の測
定誤差を最小にしたことである。本発明は、
550nmを超える波長で検出可能な色素を生成する
カツプリング剤を利用し、かくして細片に生ずる
黄色空反応により引き起こされる問題およびビリ
ルビンおよび/または吸光光度計または分光光度
計によつて観察される血清中の濁りにより引き起
こされる妨害色を克服する。3―ヒドロキシ―
1,2,3,4―テトラヒドロベンゾ〔h〕キノ
リンまたはその二塩酸塩を用いることにより空
(ブランク)反応の発生を最小にする。逆に、プ
リマキンニリン酸塩〔8―(4―アミノ―1―メ
チルブチルアミノ)―6―メトキシキノリン〕ま
たはN―ナフチルエチレンジアミン・二塩酸塩を
用いるとき、生ずる色素は空反応の最大吸収近く
の波長で測定しなければならない。それゆえ3―
ヒドロキシ―1,2,3,4―テトラヒドロベン
ゾ〔h〕キノリンまたはその二塩酸塩を用いるこ
とにより空反応による色が最小となる波長で測定
することが可能になる。
さらに、本発明は腐蝕性液状試薬を用いること
なくすべての試薬を単一のマトリツクス内に包含
させる。
本発明は、ここに示されているように体液中の
尿素含有量を測定することによつて生理的障害の
早期検出のために非常に重要であるが、尿素の濃
度を限られた範囲内で制御する必要がある工業的
処理水の尿素の正確な測定にも用いられる。尿素
を含有する液体の測定用具は、それが工業的であ
れ生理学的であれ、この試験具が技術者が容易に
体得するのに充分好都合に迅速であり、信頼性が
あり、かつ簡単であるなら最高に価値がある。さ
らに、医療診断の場合には、この試験具は、患者
の健康状態の変化を反映するに充分正確でなけれ
ばならない。この目的は本発明を用いることによ
つて達成される。
前述したように本発明の精神および範囲を逸脱
することなく本発明の多くの他の改良および変化
がなされうることは明らかである。Table: Example 3 A test device was prepared using paper containing an ion exchange resin as described in Example 2 using the following three step method. First Impregnation Step The paper was impregnated by immersing it in a solution containing the following materials in the indicated amounts. Materials Water 25ml Polyethylene oxide 100mg 7-(2,3-dihydroxypropyl)-theophylline 10g Ethylene dinitrilotetraacetic acid dipotassium salt 1.5g Sodium lauryl sulfate 100mg Methanol 75ml Glycerin 0.2ml Boric acid 4.5g O-phthalaldehyde 600mg After impregnation, The paper was dried at 50°C for 20 minutes. 2nd impregnation process Material amount Toluene 100ml Polystyrene pellets 3g After styrene polymer impregnation, the paper was heated at 50℃.
Let dry for 10 minutes. Third Impregnation Step The dried impregnated paper obtained in the second step was impregnated by immersing it in a solution containing the following materials in the indicated amounts. Combine ingredients (2), (3) and (4) separately,
Next, material (1) was added to prepare a solution. Amount of materials (1) Methanol 25ml (2) Acetone 75ml (3) Hydroxypropyl cellulose 0.75g (4) 3-Hydroxy-1,2,3,4-tetrahydrobenzo [h] Quinoline 900mg This paper was heated at 50℃ for 5 minutes. Dry. The resulting test device can be used with undiluted serum or plasma, as was required for the test devices of Examples 1 and 2 for urea nitrogen concentrations up to 70 mg%. It will be appreciated that the use of the stabilizer hydroxypropyl cellulose is not essential to the present invention. Additionally, it will be appreciated that stabilizers such as caffein can be replaced with daifilin, which is used in the following examples. It has been found that daphyllin or its substitute should be used in amounts greater than 5g%. Example 4 For comparison, another test device was prepared by the following method. First Step Whatmann 3MM paper was acid modified by immersing it in a solution containing the following materials in the indicated amounts. Materials : Water 100ml Benzenedisulfonic acid 10g N-naphthylethylenediamine dihydrochloride 400mg Daifilin 10g Maleic anhydride-methylvinyl 0.1g Ether copolymer (stabilizer) After impregnation, the paper was dried at 60°C for 20 minutes. Second Step The dried impregnated paper from the first step was impregnated by immersing it in a solution containing the following materials in the indicated amounts. Materials : Polyethylene oxide 1g Chloroform 70ml Acetone 30ml The paper was then dried at 60°C for 20 minutes. Third Step The dried impregnated paper obtained in the second step was then impregnated by immersion in a solution containing the indicated amounts of the following materials. Materials Hexane 100 ml O-phthalaldehyde 300 mg The paper was then dried at 60° C. for 20 minutes as before. The resulting dry impregnated paper was adhered to a polystyrene support using double-sided adhesive tape. The resulting reagent strip can be used for quantitative analysis of the deproteinized sample. Undesirable precipitation occurs when attempting to quantify samples containing proteins. This fact indicates that the discovery made is of great importance. From the foregoing, it will be appreciated that the present invention is well suited for achieving the results and objectives set forth above along with other advantages that are obvious and inherent to the system. Three specific problems are solved by preparing reagent strips according to the present invention. First, under normal acidic test conditions,
Serum proteins precipitate and interfere with pigment (chromogen) production. The present invention eliminates serum protein precipitation;
On the one hand, the use of paper containing strong cation exchange resins provides a suitable acidic matrix. Second, while the reagents used are typically unstable, the present invention provides a method for incorporating the reagents into the paper matrix in such a manner that the reagents are stabilized. The third problem solved according to the invention is minimizing the measurement error of the spectrophotometer when measuring urea content in serum. The present invention
Utilizes coupling agents that produce dyes detectable at wavelengths above 550 nm, thus causing problems caused by the yellow sky reaction that occurs in the strips and bilirubin and/or in serum observed by spectrophotometer or spectrophotometer. overcome the interfering colors caused by turbidity. 3-Hydroxy-
The use of 1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h]quinoline or its dihydrochloride minimizes the occurrence of blank reactions. Conversely, when primaquine diphosphate [8-(4-amino-1-methylbutylamino)-6-methoxyquinoline] or N-naphthylethylenediamine dihydrochloride is used, the resulting dye is near the absorption maximum of the vacant reaction. Must be measured in wavelength. Therefore 3-
By using hydroxy-1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h]quinoline or its dihydrochloride, it becomes possible to measure at a wavelength at which the color due to empty reaction is minimized. Furthermore, the present invention encapsulates all reagents within a single matrix without the use of corrosive liquid reagents. The present invention is of great importance for the early detection of physiological disorders by measuring the urea content in body fluids as shown here, but the concentration of urea is within a limited range. It is also used to accurately measure urea in industrially processed water that needs to be controlled. A device for measuring urea-containing liquids, whether industrial or physiological, is advantageous enough that the test device is fast, reliable, and simple enough to be easily mastered by technicians. If so, it's worth it. Furthermore, in the case of medical diagnosis, the test device must be accurate enough to reflect changes in the patient's health status. This objective is achieved by using the present invention. Obviously, many other modifications and variations of the invention may be made without departing from the spirit and scope of the invention as described above.
Claims (1)
トリツクスに、試薬o―フタルアルデヒドと3―
ヒドロキシー1,2,3,4―テトラヒドロベン
ゾ〔h〕キノリン,3―アセトキシ―1,2,
3,4―テトラヒドロベンゾ〔h〕キノリンおよ
びそれらの二塩酸塩よりなる群から選ばれたいず
れか1種の試薬とを、両者が高分子物質によつて
互いに分離された状態で、包含させていることを
特徴とする尿素検出用試験具。 2 3―アセトキシ―1,2,3,4―テトラヒ
ドロベンゾ〔h〕キノリンが存在する特許請求の
範囲第1項記載の試験具。 3 3―ヒドロキシ―1,2,3,4―テトラヒ
ドロベンゾ〔h〕キノリンが存在する特許請求の
範囲第1項記載の試験具。 4 試薬o―フタルアルデヒドが約300mg%〜約
800mg%の量で存在し、他の試薬は二塩酸塩を用
いるときは約200mg%〜約500mg%の量で存在し、
遊離塩基を用いるとき約600mg%〜約1200mg%の
量で存在する特許請求の範囲第2項または第3項
記載の試験具。 5 担体マトリツクスが吸水性セルロースペーパ
ーマトリツクスである特許請求の範囲第1項記載
の試験具。 6 担体マトリツクスがイオン交換樹脂を約25重
量%〜約50重量%包含したものである特許請求の
範囲第5項記載の試験具。 7 イオン交換樹脂が約2%〜約16%のジビニル
ベンゼンで架橋させた樹脂である特許請求の範囲
第6項記載の試験具。[Claims] 1. A carrier matrix containing an acid type strong cation exchange resin contains reagents o-phthalaldehyde and 3-
Hydroxy-1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h]quinoline, 3-acetoxy-1,2,
and any one reagent selected from the group consisting of 3,4-tetrahydrobenzo[h]quinoline and their dihydrochlorides, both of which are separated from each other by a polymeric substance. A test device for detecting urea. 2. The test device according to claim 1, wherein 3-acetoxy-1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h]quinoline is present. 3. The test device according to claim 1, wherein 3-hydroxy-1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h]quinoline is present. 4 Reagent o-phthalaldehyde is approximately 300 mg% to approximately
800 mg% and the other reagents are present in an amount of about 200 mg% to about 500 mg% when using the dihydrochloride;
4. The test device of claim 2 or 3, wherein the free base is present in an amount of about 600 mg% to about 1200 mg%. 5. The test device according to claim 1, wherein the carrier matrix is a water-absorbing cellulose paper matrix. 6. The test device according to claim 5, wherein the carrier matrix contains about 25% to about 50% by weight of an ion exchange resin. 7. The test device of claim 6, wherein the ion exchange resin is a resin crosslinked with about 2% to about 16% divinylbenzene.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US91558778A | 1978-06-15 | 1978-06-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5536789A JPS5536789A (en) | 1980-03-14 |
JPS621220B2 true JPS621220B2 (en) | 1987-01-12 |
Family
ID=25435969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7475379A Granted JPS5536789A (en) | 1978-06-15 | 1979-06-15 | Method and means for measuring urea content of liquid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5536789A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990010875A1 (en) * | 1989-03-07 | 1990-09-20 | Idemitsu Petrochemical Company Limited | Analyzer of liquid sample and analyzing method of liquid sample using said analyzer |
-
1979
- 1979-06-15 JP JP7475379A patent/JPS5536789A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990010875A1 (en) * | 1989-03-07 | 1990-09-20 | Idemitsu Petrochemical Company Limited | Analyzer of liquid sample and analyzing method of liquid sample using said analyzer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5536789A (en) | 1980-03-14 |
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