JPS629271A - 多層イオン試験具 - Google Patents
多層イオン試験具Info
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- JPS629271A JPS629271A JP15285486A JP15285486A JPS629271A JP S629271 A JPS629271 A JP S629271A JP 15285486 A JP15285486 A JP 15285486A JP 15285486 A JP15285486 A JP 15285486A JP S629271 A JPS629271 A JP S629271A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、イオン、特に水溶液中のイオンの測定及びこ
のような測定を実施する多層試験具に関する。本発明は
、イオンの存在及び/又は濃度を測定し、水性試験試料
と接触した後、短時間にその結果を入手しうる便利な構
造体を提供する。扱い難い、高価な電子装置、例えばイ
オン特異性電極、フレーム光度計、原子吸光分光光度針
等を必要としない。 高度に着色した液体のイオン含有量を測定するため、イ
オン試験用の多層構造体を有利に使用することができる
0例えば、多層構造体は、全血測定に特に有用である。 多層構造体は、全血試料を使用して、溶解した血球によ
る妨害を受けることなく、限外口過可能な又は“遊離の
”カルシウムに関する情報を提供し、血清カリウム濃度
を測定するため使用しうる点で特異である。 筋肉の興奮及び心筋機能等における興奮性変化を生じる
多数の条件の限定的臨床指標を提供するのは、血清のカ
リウムイオン含有量であるが、全血試料を使用し、測定
前に血清がらの血球の分離を排除するのが便利である。 しかしながら、°血球は、多量のカリウムイオンを含み
、測定の間に溶解すると、報告される数値に大きい誤差
を生じるであろう。従って、血液の“ヘマトクリット”
又は血球含有量に左右されないで、血清カリウムを測定
しうる全血試験具は、現在のカリウムイオン試験では得
られない便利さを与えるであろう。 発明の背景 溶液中のイオンを測定する方法は、フレーム光度測定、
原子吸光分析及びイオン特異性電極を含む。試験ストリ
ップ構造体は、公開された欧州特許出願第841048
24.2号、同第84104828.3号、同第851
01412.6号及び欧州特許第41,175号明細書
に開示されている。好ましいリポータ−物質は、米国特
許第4,540.520号及び同第4.552.697
号明細書に開示されている。 試薬層における成分と被分析物との化学反応により被分
析物を測定する多層構造体は、開示されている(例えば
、Przybylowiczらの米国特許第3.992
.158号明細書)。北島らは、米国特許第4.356
,149号明細書に、試薬層が親水性結合剤及び該結合
剤中に分散された微細な疎水性粒子から成り、該粒子が
分析される成分と色の変化を生じうる試薬を含む、血液
の化学分析用の多層一体要素を開示している。北島らの
米国特許第4.356.149号明細書は、非相溶性試
薬成分によって必要とされる余計な層の排除に関する。 北島は、非相溶性試薬成分の分離を必要とする反応によ
る中性被分析物の測定を論じているにすぎない。北島ら
の米国特許第4.255.384号明細書は、血液の化
学分析用の多層一体要素に関する。
のような測定を実施する多層試験具に関する。本発明は
、イオンの存在及び/又は濃度を測定し、水性試験試料
と接触した後、短時間にその結果を入手しうる便利な構
造体を提供する。扱い難い、高価な電子装置、例えばイ
オン特異性電極、フレーム光度計、原子吸光分光光度針
等を必要としない。 高度に着色した液体のイオン含有量を測定するため、イ
オン試験用の多層構造体を有利に使用することができる
0例えば、多層構造体は、全血測定に特に有用である。 多層構造体は、全血試料を使用して、溶解した血球によ
る妨害を受けることなく、限外口過可能な又は“遊離の
”カルシウムに関する情報を提供し、血清カリウム濃度
を測定するため使用しうる点で特異である。 筋肉の興奮及び心筋機能等における興奮性変化を生じる
多数の条件の限定的臨床指標を提供するのは、血清のカ
リウムイオン含有量であるが、全血試料を使用し、測定
前に血清がらの血球の分離を排除するのが便利である。 しかしながら、°血球は、多量のカリウムイオンを含み
、測定の間に溶解すると、報告される数値に大きい誤差
を生じるであろう。従って、血液の“ヘマトクリット”
又は血球含有量に左右されないで、血清カリウムを測定
しうる全血試験具は、現在のカリウムイオン試験では得
られない便利さを与えるであろう。 発明の背景 溶液中のイオンを測定する方法は、フレーム光度測定、
原子吸光分析及びイオン特異性電極を含む。試験ストリ
ップ構造体は、公開された欧州特許出願第841048
24.2号、同第84104828.3号、同第851
01412.6号及び欧州特許第41,175号明細書
に開示されている。好ましいリポータ−物質は、米国特
許第4,540.520号及び同第4.552.697
号明細書に開示されている。 試薬層における成分と被分析物との化学反応により被分
析物を測定する多層構造体は、開示されている(例えば
、Przybylowiczらの米国特許第3.992
.158号明細書)。北島らは、米国特許第4.356
,149号明細書に、試薬層が親水性結合剤及び該結合
剤中に分散された微細な疎水性粒子から成り、該粒子が
分析される成分と色の変化を生じうる試薬を含む、血液
の化学分析用の多層一体要素を開示している。北島らの
米国特許第4.356.149号明細書は、非相溶性試
薬成分によって必要とされる余計な層の排除に関する。 北島は、非相溶性試薬成分の分離を必要とする反応によ
る中性被分析物の測定を論じているにすぎない。北島ら
の米国特許第4.255.384号明細書は、血液の化
学分析用の多層一体要素に関する。
第1図は、全血測定に特に適当な多層試験具構造体の概
略説明図である。第1a図は、支持された3層試験具を
示し、第1b図は、支持された2層試験具を示す。符号
については、“多層試験具”の項目で以下に詳述する。 第2図は、実施例1に示した多層試験具に関するデータ
を示す。グラフは、対照のフレーム光度測定法で得られ
た〔K+〕ミリモルと対比した、本発明の試験具で測定
した見掛けのカリウムイオン濃度〔K+〕ミリモルを示
す。第2a図は、血清のデータを示し、第2b図は、全
血のデータを示す。 第3図は、多層試験具に塩化ナトリウムを混入したとき
の全血カリウム測定のへマドクリット依存性の低減を示
す。グラフは、実施例2に示したようにして得られたデ
ータを示す。 発明の概要 本発明は、水性試験試料中のイオンの存在を検出し、そ
の濃度を測定する多層試験具の発見に関する。多層試験
具は、全血試料中の陽イオン、例えばに+、Na”、C
a+、Mg++及びLi+の濃度を測定するため好まし
い。多層試験具は、少なくとも試薬層及び反射層を含み
、場合により更に、不透明化層及び透明支持体部材を含
む。 多層試験具の試薬層は、2種の主成分、即ち、測定すべ
き特定イオンと錯体を形成しうるイオノフオア並びにイ
オノフオアとイオンの錯体と相互作用して検出可能な応
答、例えば色又は螢光の変化又は出現を生じうるリポー
タ−物質を含む、疎水性ベヒクルの微細分された小滴を
混入した硬水性キャリアマトリックス;又は前記の特性
を有するイオノフオア及びリポータ−を混入した実質的
に非極性で、非多孔性のキャリアマトリックスから成る
。陽イオンの測定には、イオノフオア及び陽イオンの錯
体とリポータ−との相互作用により解離して検出可能な
応答を生じうる、解離しうるプロトンを有する中性リポ
ータ−物質が好ましい。 非多孔性、非極性試薬層と共に反射層及び場合により不
透明化層を付加することにより、緩衝剤及び妨害除去物
質のような成分を添加することが可能になる。緩衝剤の
添加は、未緩衝、未希釈の試料を用いてのイオン測定を
可能にする。妨害除去物質は、妨害イオンと錯体を形成
し、選択性及び精度を高くすることができる。 好ましい実施態様は、ヘマトクリット独立性にするため
多層試験具の層中に充分な塩化ナトリウムを混入した、
全血カリウム測定用の多層試験具である。 多層構造体は、電解質濃度を試験具を洗浄又は拭うこと
なく比色法で測定しうるので、全血測定に好適である。 定義 本発明の範囲を明確にし、その構成及び使用を可能にす
るため下記の定義を提供する。 用語“イオノフオア(1onophore)”は、非極
性環境中で、他のものを実質的に除外して、選択的に特
定イオンと錯体を形成しうる分子を含む。例えば、環状
ポリエーテルである2、3−ナフト−1,4,7,10
,13−ペンタオキサシクロペンタデカ−2−エン(時
に、2,3−ナフト−15−クラウン−5として知られ
、本明細書では、カリウムイオノフオア■と記す)は、
カリウムイオンと選択的に結合して陽イオンとの錯体を
形成する。この用語には、コロナンド(coronan
d)、例えばクラウンエーテル、クリプタンド(cry
ptand)、ボダンド(podand)及び抗生物質
型イオノフオア、例えばパリノマイシン及びマクロテト
ラリドアクチンが含まれる。 “リポータ−”物質は、イオノフオア/イオン錯体と相
互作用して色又は他の検出可能な応答の変化又は出現を
生じうる物質である。好ましいリポータ−は、・イオノ
フオア/イオン錯体と相互作用すると、解離して検出可
能な応答を生じうる、解離可能なプロトンを有する中性
化合物である。 プロトンを失うと、リポータ−は帯電し、電子分布に変
化を及ぼす。電子分布の変化が検出可能な応答を生じる
。用語“リポータ−物質”は、フェノール化合物、例え
ばp−二トロフェノール、及び非イオン化状態では比較
的無色であるが、イオン化されると、発色するナフトー
ル類、及び電子分布が変化したときにある程度、螢光を
発する螢光化合物を含む。リポータ−物質は、他の物質
と一緒になって検出可能な応答を起こしうるちのであっ
てもよい。例えば、錯体との相互作用によって起こる、
リポータ−物質における電子分布の変化は、別の成分と
リポータ−との相互作用を容易にし、その相互作用によ
り検出可能な応、答を生じる。好ましいリポータ−は米
国特許第4,540,520号及び同第4.552,6
97号明細書に開示されており、これを参考として本明
細書に含める。 “相互作用”とは、検出可能な応答を生じる、リポータ
−物質とイオノフオア/イオン錯体との間の共同作用を
意味する。イオノフオア/陽イオン錯体と解離可能なプ
ロトンを有する好ましいリポータ−との間の相互作用は
、リポータ−からプロトンを失わせて検出可能な応答を
生じるであろう。錯体と相互作用するリポータ−物質の
例は、p−ニトロフェノール場合のように、リポータ−
が錯体によって無色から着色状態に変化する場合である
。 用語“検出可能な応答”は、本明細書では、試験具系統
において直接観察又は機器によって感知することができ
、水性試験試料中の特定イオンの存在の関数であるパラ
メーターの変化又は発生として使用する。検出可能な応
答は、色、螢光、反射率、pH1化学発光及び赤外線ス
ペクトルの変化又は出現である。 本明細書に使用する用語“小滴”は、2相懸濁液又はエ
マルシヨンにおける形状のように、物質の球状若しくは
卓球状体、ボール状体又はその他の形の粒子を言う。水
中油彩懸濁液又はエマルジョンが形成する場合、油(疎
水)相はある程度、連続した水相によって包囲された球
状体として存在する。懸濁液を形成する際に供給される
エネルギーが多い程、小滴の径は小さくなる。同様に、
小滴の径は、添加剤、例えば洗浄剤及び他の乳化剤によ
って制御することができる。 固体物質の微細分された粒子も、用語“小滴”の意味に
含まれる。従って、疎水性ベヒクルが疎水性固体物質、
例えばポリマーである場合には、これを固体粒子に粉砕
又は微細分することかできる。 “親水性”は、水を結合又は吸収する強い支は顕著な傾
向を有する物質の特性を意味する。水により膨潤するか
若しくは可逆的ゲルを形成する物質又は水によって湿潤
しうるか若しくは浸透しうる物質又は水溶液を形成しう
る物質も、この用語に含まれる。 本明細書に使用する“実質的に非極性”とは、双極子モ
ーメント又は電気的極性を実質的に示さない物質の性質
を意味するものとする。特に、これは、非イオン性物質
及び誘電性物質を含む。 “実質的に非極性”の物質は、疎水性物質を意味する。 疎水性とは、一般に、物質が水と混和しないことを意味
する。本発明に使用する好ましいリポータ−を用いる場
合、疎水性は、更に、非極性(又は疎水性)層にイオノ
フオアとイオンの錯体の不存在で、リポータ−物質がプ
ロトン化された形で存在することを意味する。 用語“非多孔性”は、水を実質的に浸透させないことを
意味する。従って、非多孔性キャリアマトリックスは、
一方の側から他方への水の通過を妨げるものである。例
えばポリ塩化ビニルフィルムは、本発明の目的で非多孔
性であると考えられる。 本明細書に使用する用語“疎水性ベヒクル”は、試料と
試験具との接触によって形成された水相からイオノフオ
ア及びリポータ−を単離しうる物質を意味する。従って
、ベヒクルは、イオノフオア/イオン錯体及びリポータ
−が疎水性小滴中に共存する能力を増強すれば、固体若
しくは液体又はその組み合わせであってよい、有用なベ
ヒクルは、高沸点液体、例えばニトロフェニルオクチル
エーテル(しばしば“可塑剤”と言われる)及びポリマ
ー、例えばポリ塩化ビニルを含む。 多層試験具 本発明の多層試験具は、キャリアマトリックス中に混入
されたイオノフオア及びリポータ−物質を含む試薬層及
び少なくとも1層の反射層を積層関係で有する。試薬層
及び適当なキャリアマトリックスは、公開された欧州特
許出願第 84104824.2号及び同第84104828.3
号明細書に充分に記載されており、これらを参考として
本明細書に含める。公開された欧州特許出願第8410
4828.3号明細書は、問題のイオンと相互作用しう
るイオノフオア及び適当なリポータ−物質を含む非多孔
性、非極性キャリアマトリックスを記載している。この
非多孔性、非極性キャリアを、本明細書では“フィルム
”構造体と言う。公開された欧州特許出願第84104
824.2号明細書には、親水性キャリアマトリックス
中にイオノフオアを含む微細分された疎水性小滴及びリ
ポータ−がそれぞれ混入されているエマルジョンの形の
試薬層が記載されている。この種の試薬層を、本明細書
では、“エマルジョン”構造体と言う。陽イオンの測定
に好ましいリポータ−は、イオノフオアと陽イオンとの
錯体とリポータ−との相互作用により解離して検出可能
な応答を生じうる、解離可能なプロトンを有する中性化
合物である。好ましい検出可能な応答は、色である。多
層試験具は、通常、透明支持体を通して試料の適用側と
は反対の側から行われる反射率測定によって読み取られ
る。 試薬層に付加的成分を添加することができる。 以下に詳述する光散乱中心を試薬層構造体のいずれかに
添加することができる。試薬層が微細分された疎水性小
滴を含む親水性キャリアである場合には、親水性キャリ
アは、緩衝剤、塩化ナトリウム及び好ましい水溶性妨害
除去物質の混入のためマトリックスを供給する。しかし
ながら、反射層及び場合により不透明化層は、塩化ナト
リウム及び緩衝剤(添加しなければ、試薬層を不安定に
するかもしれない)の添加のためのベヒクルを供給する
。フィルム構造体を使用する場合には、試験具申にこれ
らの成分を混入するために、付加的な層を必要とする。 光散乱中心 屈折率による機器の読みを使用する場合には、試薬層に
光散乱中心を混入するのが有利である。 このような中心を使用すると、乾燥フィルム厚の変動の
影響を減少することによって分析の精度が有効に向上す
る。光散乱中心は、不溶性無機粒子、例えば二酸化チタ
ン粒子又は同等なもの、例えば硫酸バリウム、炭酸カル
シウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜
鉛、酸化鉛、微品性セルロース又はタルクを混入するこ
とによって作ることができる。二酸化チタン粒子の混入
の有効範囲は、被覆エマルジョンの約40重量%以下で
ある。好ましい範囲は、試薬層用の被覆エマルジョンの
約0.5〜約15重量%である。1ミクロン未満の粒径
が好ましい。 ヘマトクリット依存性の低減のための塩化ナトリウムの
添加 疎水性小滴を混入した親水性キャリアを全血電解質測定
用の多層試験具の試薬層として使用する場合には、親水
性キャリアに塩化ナトリウムを混入することができる。 約0.1〜0.2 M塩化ナトリウムの添加は、全血カ
リウム試験で他の場合に見られるヘマトクリット依存性
を排除するのに充分であることが判明した。塩の添加は
、全血測定に好ましい多層構造体で特に有利であり、以
下に更に詳述する。 妨害除去物質 体液は、通常、多数の陽イオン、例えばナトリウムイオ
ン(Na+)、カリウムイオン(K+)、カルシウムイ
オン(Ca”)及びマグネシウムイオン(Mg”)を含
む。イオノフオアは、通常、所望の被分析イオンに対す
る選択性に関して選択するが、ある場合には、他の陽イ
オンの存在がイオノフオアと所望の被分析イオンとの相
互作用を妨害し、試験精度を低下する。例えば、ナトリ
ウムイオノフオア!・は、約4:1の比でカルシウムイ
オンより優先してナトリウムイオンを結合するであろう
。ナトリウムイオン:カルシウムイオンの比が4〜1未
満である試料においては、カルシウムイオンとイオノフ
オアとの相互作用を妨害して、ナトリウムイオン濃度と
検出可能な応答との間の適切な関係を確実に得ることが
必要である。この問題を解決するために、妨害除去物質
を供給することができる。 妨害除去物質を親水性マトリックス又は疎水性小滴中に
混入することができる。好ましい実施態様では、妨害陽
イオンと相互作用して妨害陽イオンを水性液体試料と接
触して形成した水相中に保持するようにするか、又は疎
水性小滴中での陽イオンとイオノフオアとの相互作用を
防止するように除去物質を構成する。例えば、エチレン
ジアミン四酢酸(EDTA)及びエチレングリコールビ
ス(アミノエチル)四節M (EGTA)は、2価陽イ
オン、例えばカルシウムイオンと錯体を形成する水溶性
化合物である。EDTAをナトリウムイオン測定用のエ
マルジョン試薬層の親水性キャリアマトリックスに混入
する場合には、EDTAは、ナトリウム及びカルシウム
イオンを含む水性試料中で優先的にカルシウムイオンを
結合する。 結合されたカルシウムイオンは、疎水性小滴中でイオノ
フオア/ナトリウムイオン錯体の形成を実を的に妨害し
ない。更に、イオノフオアが妨害イオンに対して特異的
で、水溶性であるか、又は妨害物質と相互作用する能力
を低減することなくその水溶性を増加するように化学的
に変性されている場合には、イオノフオアを使用して妨
害陽イオンを除去することができる。例えば、ナトリウ
ムイオノフオア■(化学名は記号リストに示す。構造は
公開された欧州特許出願第85101412.6号明細
書に記載されている)は、ベンゼン環に可溶化基、例え
ば(−303H)基を付加することによって変性して、
ナトリウムイオンと相互作用する能力を低減することな
く、その水溶性を増加することができる。他の化合物、
例えばトランス−1,2−ジアミノシクロヘキサン−N
、N、N’。 No−四節酸も、有利に使用することができる。 緩衝剤 緩衝剤又は緩衝剤の組み合わせをエマルジョン試薬層の
親水性キャリアマトリックスに混入することができる。 水性液体試料と接触すると、緩衝剤は、それによって生
じた水相中に再溶解し、pHを所望のレベルに上昇又は
低下させて、検出可能な応答の発生を進行させる。イオ
ノフオア/イオン錯体と相互作用する際に解離可能なプ
ロトンを失いうる好ましいリポータ−を用いると、緩衝
剤は相互作用を進行させるのに適当なpHを保持する。 適当な緩衝剤は、ビス〔2−ヒドロキシエチルコイミノ
−トリス〔ヒドロキシメチルゴメタン、1゜3−ビス〔
トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミノコプロパン、
N、N−ビス−(2−ヒドロキシエチル)グリシン、ト
リス(ヒドロキシメチル)アミノ−メタン、N−(2−
アセトアミド〕−2−イミノジ酢酸、N−2−ヒドロキ
シエチルピペラジン−N1.3−プロパンスルホン酸、
3−〔N−トリス(ヒドロキシメチル)−メチルアミノ
−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、硼酸テトラメチ
ルアンモニウム、3−(シクロヘキシルアミノ)プロパ
ンスルホン酸及び燐酸テトラメチルアンモニウムを含む
が、これらに限定されない。 好ましいpI(範囲は、リポータ−物質に左右される。 従って、緩衝剤の選択は、使用するリポータ−物質及び
ある程度、所望の検出可能な応答によって決定される。 例えば、リポータ−として7−ゾシルメドピン(MED
PIN)を使用する場合には、好ましいp11範囲は6
〜8.5である。しかしながら、解離可能なプロトンに
関して比較的高いpKaを有するリポータ−物質を使用
する場合には、前記より高いpH範囲が好ましい。同様
に、解離可能なプロトンに関して比較的低いpKaを有
するリポータ−を使用する場合には、低いpH範囲が好
ましい。 検出可能な応答が色の変化である場合には、緩衝剤は、
このような検出可能な応答の程度に影響することができ
、色の強度を最適にするため、特定の緩衝剤を選択する
ことができる。例えば、リポータ−1即ち7−ゾシルメ
ドビンに有用なpH範囲は約6〜8.5であり、この場
合に色の変化は橙色から青色である。それより高いpH
1即ち、pH8,5〜10では、肉眼で識別の困難な暗
青色の色相を生じ、低いptt、即ち、pf15〜6で
は、同様に肉眼で識別困難な淡黄色色相を生じる。両極
端のpttを機器分析で使用することができるが、最良
の機器精度は約6〜8.5のpH範囲で生じる。適当な
pttは、常用の実験室実験で決定される。 多層試験具 水性液体試料中のイオンの測定用の多層試験具は、試薬
層の上に反射層及び場合により不透明化層を設けること
によって製造することができる。 反射層は、試験具の試薬層における検出可能な応答を使
用者が測定するのを補助する背景を提供する不溶性無機
粒子の形の物質又は物質の混合物を含む。全血測定用の
好ましい実施態様では、反射層の目的は、試験する試料
中の赤血球の色を使用者が観察すべき色の変化からスク
リーニングすることである。“スクリーニング目的”で
好ましい物質は、二酸化チタンである。しかし、他の物
質、例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アルミ
ニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛、タルク
及び微品性セルロースを使用することもできる。このよ
うな物質は、反射層中に反射層の総重量に対して約5〜
40重量%、好ましくは15〜40重量%の量で含まれ
る。このような物質は、一般に、1ミクロン未満の粒径
を有する。 物質は、一般に、2.5〜75g/m(グラム/平方メ
ートル)、好ましくは10〜25g/%の乾燥被覆量を
有する。 反射層は、無機物質の他に、親水性物質、例えばゼラチ
ンを含んでいてよい。親水性物質は、反射層の総重量に
対して2〜8重量%、好ましくは2.5〜5.5重量%
の量で含まれる。適当な親水性物質は、ゼラチン、アガ
ロース、ポリ (ビニルアルコール)、ポリ (プロピ
レンイミン)、アクリル酸のコポリマー、カラゲーナン
及びアルギン酸を含む。一般に、反射層用の被覆溶液の
残りは水である。 更に、反射層は、1種以上の湿潤剤(表面活性剤)及び
/又は1種以上の懸濁剤を含んでいてよい。反射層に使
用しうる湿潤剤は、例えば、トリトン(Tri ton
) (商標)x−too、即ち、シグマ・ケミカル・カ
ンパニイ(Sigma Chemical Co、)か
ら入手しうるポリオキシエチレン表面活性剤であるが、
これに限定されない。例えば、カリウムを測定する試験
では、O〜0.5重量%のトリトン(商標)X−100
を使用することができる。 反射層に使用する懸濁剤の例は、ゼラチン、アルギン酸
塩及び親水性ウレタンであるが、これらに限定されない
。 反射層は、2.5〜75g10f(グラム/平方メート
ル)、好ましくは10〜25 g/rtrの乾燥被覆量
を有する。多層試験具を製造するには、乾燥した試薬層
上に反射層を被覆し、約40℃で約10分、乾燥する。 好ましい実施態様では、反射層上に不透明化層を被覆す
る、即ち、不透明化層は任意である。不透明化層は、1
0〜50ミクロン、好ましくは15〜35ミクロンの湿
潤層厚(塗布したときの厚さ)を有する。不透明化層は
、親水性物質中に懸濁された層に不透明な外観を与える
ため、実質的に不活性な粒子を含む。使用する親水性物
質及び懸濁剤は、反射層において記載したものであって
よい。このような粒子は、例えばカーボンブラックであ
ってよい。 多層試験具における付加的層は、場合により、試薬層に
関して上記したように緩衝剤、妨害除去物質及び/又は
塩化ナトリウムを含んでいてよい。 予備緩衝することにより、未緩衝、未希釈の血清又は全
血を用いて試験具又は多層試験具を使用することが可能
になる。エマルジョン試薬層を有する親水性マトリック
スに緩衝剤を添加することができるが、付加的層の存在
は、試薬層中に直接混入した場合にエマルジョンに悪影
客を及ぼすかもしれない、高い緩衝能のベヒクルを生じ
る。 不透明化層を含む多層試験具は、反射層の上に不透明化
層を塗布し、試験具全体を約40℃で約10分間、乾燥
することによって製造される。 多層試験具を使用する際には、試料を最上層、即ち、不
透明化層を使用しない場合には反射層、又は不透明化層
の上に施し、一定時間経過後の試薬層の検出可能な応答
、通常、色を下から読む。 多層構造体を透明支持体上に被覆又は固定することがで
きる。有用な透明支持体は、ポリスチレン、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、酢酸セルロース及びポリエチレ
ンテレフタレートを含む。ゼラチンを受容するように下
塗りされたポリエチレンテレフタレート又は酢酸セルロ
ースが好ましい。 第1a図及び第1b図には、本発明の好ましい実施態様
による多層試験具12を示す。第1b図に示したように
、多層試験具12は、透明支持層14と、その上に塗布
された試薬層16を含む。 試薬層16の上には、反射層18が塗布されている。第
1a図に示したように、場合により、不透明化層20を
反射層18の上に配置してもよい。 不透明化層20の上に試料、22を置く。発色を層14
の下からヒトの目で又は機器、例えばイオン測定のため
適用されていたセラライザー(SERALYZER)
(商標)屈折率光度計〔エイムス・ディビイジョン、マ
イルス・ラボラトリーズ、インコーホレイティド(Aw
es Division、 MilesLaborat
ories+ Inc、))を使用してよむことができ
る。 付加された反射層又は反射及び不透明化層の存在は、試
薬層を外部の環境から有効に封鎖する。 従って、多層試験具は、反射層又は反射及び不透明化層
が付加されていなければ、試薬が露出され、従って、機
械的接触により損傷されやすいので、試薬を保護してい
る。付加された反射層又は反射及び不透明化層の存在は
、更に、発生した色の安定性を持続させるのに役立つ。 反射層又は反射及び不透明化層の使用は、更に、細胞、
蛋白質及び他の高分子物質に対して遮断作用を及ぼし、
試験具を洗浄又は拭うことなく全血を使用することがで
きる。更に、これらの層の口過能により、結合されたカ
ルシウムは試薬層に達しないので、カルシウム用の多層
試験具は、限外口過可能なカルシウムを測定する。単層
及び多層カルシウム試験具を使用して、試験試料中の総
力ルシウム:限外口過可能なカルシうムに関する情報を
得ることができる。 カリウムイオンに対して応答しうる多層試験具に関する
有効及び好適濃度範囲を以下に示す。血清カリウムの測
定に好ましい範囲は、エイムス・ディビイジョンの セ
ラライザー(SERALYZER)(商標)屈折率光度
計による屈折率によって得られる。これらの濃度は、他
のイオノフオア及びリポータ−を用いて他のイオンを測
定するため有用な濃度範囲の測定に出発点として使用す
ることができる。イオノフオア及びリポータ−の濃度は
、使用する有機溶剤の濃度(容量)に関し、他の濃度は
溶液100gに対するグラム数として表す。 多層試験具の試薬層の厚さは、約25ミクロン〜約50
0ミクロンであってよ(、好ましい湿潤層厚は約150
ミフロン〜約200ミクロンである。 11社」! 野fifL! ■、試薬層 フィルム厚 25〜500μ 150〜200μイ
オノフオア 10〜500 mM 80〜160
a+Mリポータ−lO〜120 mM 30〜
60 mM光散乱中心(任意)0〜40% 0.5
〜15%試薬層が疎水性小滴を含む親水性キャリアであ
る場合: 疎水性ベヒクル5〜15% 7〜12%親水性キ
ャリア5〜15% 7〜12%緩衝剤(任意)0
〜0.5M O,2〜0.5 M妨害除去物質(
任意) 0〜30g/l 10〜20g/12湿潤剤(任意)
0〜3g/l 1〜2g/l塩化ナトリウム(任意) 0〜0.6M O,5〜0.15 M試薬層が非多
孔性、非極性キャリアマトリックスである場合: ポリマー 5〜25χw/w 5〜25χ賀/賀
疎水性ベヒクル8〜50χ−/−8〜50χw/w■、
任意の多層 1、反射層 二酸化チタン 5〜40χ 15〜40χゼラチン
1〜6χ 2〜6z塩化ナトリウム(任意
) 0〜0.6 M O,05〜0.5 M乾燥被覆量
2.5〜75 g / rd 10〜25g/rr
r2、不透明化層 カーボンブラック3〜30χ 7〜15χゼラチン
1.0〜12χ 1.5〜6χ塩化−J−)+
J’7ム0〜LM O−0,6MフィルムW (
湿W)10〜50μ 15〜35μ実施例 実施例に使用する記号は、下記のとおりである二角括弧
0は、線状回帰等式におけるイオン濃度を11当たりの
ミリモル単位(m M )で示すため使用する。濃度の
パーセンテージはすべて、特に断らない限り、1dl当
たりの重量で示す。 温度:℃ 摂氏 長さ:cm センチメートル 厚さ:ミル 1ミルは25.4ミクロンに等しい。 重さ二g グラム IIIg ミリグラム 容量:dl デシリットル −ミリリットル μl マイクロリットル l リットル 濃度: IIIM ミリモル濃度(ミリモル/l)M モ
ル濃度(モル/1) χ−/v 1d1当たりの重量% χv/vld1当たりの容量% イオン: Na+ ナトリウムイオン に+ カリウムイオン Li+ リチウムイオン Ca”+ カルシウムイオン Mg++ マグネシウムイオン 使用する化学成分に関する記号を、以下に示す。 イオノフオアの表示は、本発明者が単に便宜上水したも
のである。名称は、通常、イオノフオアを使用して測定
すべき主イオンに基づく。しかしながら、イオノフオア
は一般に、程度は少ないが種々の程度で他のイオンにも
応答する。名称を挙げたイオノフオアの構造は、公開さ
れた欧州特許出願筒85101412.6号明−書に見
ることができる。 イオノフオア ナトリウムイオノフオア■ 1.1.1−トリス−(1’−(2’ −オキサ−49−オキソ−5″−アザ −5’−メチル)−ドデカニル110 7寸 ン ナトリウムイオノフオア■ N、N’−ジベンジル−N、N’−ジ フェニル−1,2−フェニレンジオキ シジアセトアミド ナトリウムイオノフオア■ 6.7,9.10.18.19−へキ サヒドロ−17−n−ブチル−ジベン ゾ(b、 k) 、 (1,4,7,10゜13〕ペン
タオキサシクロヘキサデカ ン−18−イル−オキシ酢酸 カリウムイオノフオア! 2.3−ナフトール−1,4,7゜ 10.13−ペンタオキシシクロペン タデカ−2−エン カルシウムイオノフオアI ジエチル−N、N’−((4R,5R)−4,5−ジメ
チル−1,8−ジオキ ソ−3,6−シオキサオクタメチレン〕ビス(12−メ
チルアミノドデカノエ ート)。 疎水性ベヒクル NPOE 2−ニトロフェニルオクチルエーテル NPBE 2−ニトロフェニルブチルエーテルリポー
タ−物質 7−ゾシルメドピン 7−(n−デシル)−2−メチル− 4−(3”、5’−ジクロロフェン −41−オン)−インドナフトール その他 。 EDTA エチレンジアミン四酢酸 トリス−CI )リス(ヒドロキシメチル)〜アミノ
メタン塩酸塩 EGTA エチレングリコール−ビス(アミノエチル
)−四節酸〔オハイオ州コラ ンバスのシイ・フレトリック・スミ ス・ケミカル・カンパニー(G。 Fredrick Sa+ith Chea+1cal
Co、))トリトン(商標)X−100 ポリエチレングリコール−p−イソ オクチルフェニルエーテル〔ミズー リ州セントルイスのシグマ・ケミカ ル・カンパニー (Sigma ChemicalCo
、)) NaDDBS ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム 次に、下記の実施例により本発明を詳述するが、本発明
はこれに限定されるものではない。 実施例1 多層カリウム試験具一対照法による血清及び
全血測定の対比 二層試験具から測定されたカリウムイオン濃度をフレー
ム光度計による対照法によるカリウムの測定と対比した
。15人の正常な被検者から血液を採取し、155〜1
80秒測定された屈折率を用いて、カリウム濃度を試験
具で測定した。血清を遠心分離によって調製し、同じ方
法で試験具で分析した。既知量モフレーム光度計による
対照法で同様に分析した。 カリウムイオノフオア1 120mM及び7−ゾシルメ
ドビン30mMを含む疎水性ベヒクル、NPBEを親水
性キャリア及びブタンニ酸、即ちドデシル−4,4’−
((1−メチルエチリデン)ジー4,1−シクロヘキサ
ンジイル〕エステル(本明細書では油形成剤と言う)を
用いて乳化することにより試薬層を製造した。エマルジ
ョンを塗布し、反射層を施す前に乾燥した。 試薬層: 疎水性ベヒクル 8.3%ゼラチン
8.3%油形成剤
0.042%ポリスチレンスルホネート
0.02%トリス−C1(pH7,5)
0.2M湿潤厚: 375 ミクロン 反射層:ゼラチン 2.75%二酸化
チタン 19% 湿潤厚: 82ミクロン 示したパーセンテージは、被覆溶液100−当たりのg
mである。試験具は、透明支持体を用いて製造し、屈折
率をセラライザー(商標)を用いて支持体を通して測定
した。データを以下に示す。それぞれのデータ点に関す
る見掛けのカリウムイオン濃度(m M )を括弧内に
示す。これらの見掛けの濃度は、血液及び血清に関する
相関関係式を用いて計算したものである。 (以下余白) 1 4.40 1.484 (3,91>
2.043 (4,00)2 3.80 1
.399 (3,59) 1.977 (3,7
1)3 3.85 1.536 (4,12)
2.190 (4,65)4 3.80
1.525 (4,07) 2.046 (4,
02)5 3.65 1.444 (3,76
) 1.992 (3,78)6 3.55
1.380 (3,51) 2.020 (
3,90>7 3.55 1.451 (3,
71) 1.854 (3,17)8 3.8
5 1.585 (4,31) 2.00
4 (3,83)9 3.90 1.433
(3,72) 1.964 (3,65)10
3.85 1.303 (3,21) 1.
949 (3,59)11 4.25 1.4
56 (3,81) 2.079 (4,16)1
2 4.00 1.391 (3,55)
1.944 (3,57)13 4.35
1.731 (4,87) 2.162 (4
,53)14 4.65 1.734 (4,
88) 2.270 (5,01)15 4.2
5 1.679 (4,67) 2.074
(4,14)血液については、下記の関係式が成立す
る:に/S=0.258 (K”) +0.474回帰
係数=0.653 標準誤差=0.10に/S 血清について: に/S=0.226 (K”) +1.138回帰係数
=0.713 標準誤差=0.076に/S これらの結果は、試験具を用いて測定した血液及び血清
中のカリウムイオンの濃度とフレーム光度計によって測
定された濃度との間には、3〜5mMのカリウムの限定
的濃度範囲にわたって良好な相関関係があることを示す
。 実施例2 全血カリウム試験のヘマトクリット依存性を
排除するための塩化ナトリウムの添加赤血球、ヘマトク
リットの占める血液の容積の容積分率は、通常、40〜
42%である。赤血球の内部では、カリウムイオンの正
常濃度は、約120mMであるが、血清中の濃度は約4
mMである。従って、全血に関するカリウム測定は、極
めて少量の赤血球破壊(溶血)に鋭敏である。 ヘマトクリットは、通常は40〜42%であるが、病的
状態では30〜70%の範囲にありうる。 単層カリウム試験具の応答は、ヘマトクリットの数値に
対して鋭敏であることが分かった。これによりカリウム
イオン濃度の誤った測定値が生じることがある。実質的
に共通の処方を有するが、試薬層又は反射層に添加する
塩化ナトリウム(NaC1)の量を変化させて多数の試
験具を製造した。 ゼラチンを含む水性連続相に油相が分散されたエマルジ
ョンを高剪断乳化剤を用いて製造した。 使用した油形成剤は、実施例1に使用したものと同一で
あった。 油相の組成は、下記のとおりであった。 カリウムイオノフオア1 120mM7−ゾシ
ルメドピン 30mM油形成剤
0.6%NPBE
残部エマルジョンの最終的組成は、下記の
とおりであった・ 油相 8.31%ゼラチ
ン 8.31%ポリスチレン
スルホン酸 0.0207%トリス−CI緩衝剤
XpH7,5 NaC1(表に来す) 示したパーセンテージは、該当する相の容量当たりの重
量である。緩衝剤として使用したトリス−クロリドの濃
度Xは、試験具1では0.2 Mであったが、残りの試
験具はトリス−CI緩衝剤0.166Mを用いて製造し
た。試薬層をポリエステル支持体上に175ミクロンの
湿潤厚に流延した。反射層は、下記の成分を含んでル)
た。 二酸化チタン 19%ゼラチン
2.75%トリス−CI緩衝
剤 XpH7,5 トリトンX−1000,03% NaC1(表に示す) 試験具1に使用したトリス−CI緩衝剤の濃度Xは、0
.1Mであったが、残りの試験具は、トリス−CI緩衝
剤0.062Mを用いて製造した。乾燥した試薬層上に
、次に、反射層を82ミクロンの湿潤厚に塗布した。 NaC1の濃度(M) μ31民 〔試1つ一層 〔返1171 Mll
鴻ご−20,050,050,05 30,150,050,12 40,050,50,19 50,150,50,26 0塩化ナトリウムの総濃度は、各層の塩濃度を加えて下
記の式から計算したものである:上記式中、試・薬層に
おける濃度は、試薬層厚にその層における塩化ナトリウ
ム濃度を乗じることによって求め、反射層における濃度
は、反射層厚に反射層における塩化ナトリウム濃度を乗
じることによって求める。 前記と同様にして、試験具を製造し、カリウムイオン応
答を測定した。種々のヘマトクリット値を有する試料を
調製した。穏和に遠心分離し、若干の血清を除去するこ
とによって高ヘマトクリット試料(約60%)を製造し
た。同じカリウムイオン濃度を有するが、種々のヘマト
クリット値を有する多数の試料を、種々の量の自己血清
を再添加することによって製造した。 5種の組成の試験具を用いて試料を分析したところ、約
0.1M未満の塩化ナトリウムを用いると、ヘマトクリ
ットが増加すると共にカリウムイオン応答が低下し、塩
化ナトリウムが多すぎると、応答が増加することが分か
った。総塩化ナトリウム約0.1〜約0.2モルを添加
すると、ヘマトクリットに本質的に左右されない試験具
が得られる。これらの結果を第3図に示す。試験具処方
における塩化ナトリウムの総モル濃度を各応答曲線に対
して印した。 実施例3 多層カルシウム試験具 IEi外口過可能なカルシウムイオンの測定用の多層試
験具を3層、即ち、試薬層、反射層及び不透明化層を用
いて形成することができる。 層の組成は、下記のとおりである: 試薬層:油 1.25 gゼ
ラチン 1g トリス緩衝剤(100mM、pH8)8gトリトン(商
標)X−1000,05dNaDDBS
O,05id反射層:ゼラチン(10%%1/v
トリス緩衝剤中)0d 二酸化チタン 36g へキサメタ燐酸ナトリウム 0.1gトリトン(商標
)X−1001N1 NaDDBS O,25d不
透明化層二カーボンブラック 15gゼラチン(
10%−/vトリス緩衝剤中)0d NaDDBS 0.5ml蒸留水
3〇− 試薬層に使用した油は、カルシウムイオノフオアI
O,1gm、7−ゾシルメドピン0.05gm及びNP
OE5mから成る。使用したカーボンプラ・ンクは、ニ
ュージャーシイ州テターボロのデグソサ・コーポレーシ
ョン(Degussa Corp、)からデル・ノソー
ル(DERUSSOL) Z 35の商標で入手しうる
ちのである。油及び試薬層の残部をメイヤーズ・ロンド
(Meyer”s Rod)を用いて透明プラスチック
支持体上に6.75ミル(171,45ミクロン)の湿
潤厚に塗布し、乾燥した。 前記の成分を混合し、混合物を乾燥した試薬層上に3.
60ミル(91,44ミクロン)の湿潤厚に塗布するこ
とによって反射層を製造した。 こうして形成した2層試験具を再び乾燥する。 この時点で、試験具を血清カルシウムイオン測定に使用
することができた。 次に、前記の成分を混合し、乾燥した2層試験具の反射
層の上に1625ミル(32ミクロン)の湿潤厚に塗布
することによって不透明化層を施す。 便宜上、多層試験具を硬質支持部材、例えば、試験具の
試料の適用側とは反対の側から肉眼又は機器で測定しう
る透明ポリスチレン上に設置する。 支持された試験具は、時折、“試験装置”と言われる。 使用する際には、試料(全血又は血清)の1滴(約50
マイクロリツトル)を不透明化層に施す。透明支持体を
通して発色を観察し、適当な色チャートと比較するか、
又は好ましくは、エイムスのセラライザー(商標)反射
率光度計で640nm(ナノメーター)での反射率で読
む。 実施例4 マグネシウム試験装置 マグネシウムイオン測定用の試薬層を下記のようにして
製造することができる。フル力・ケミカル・カンパニー
(Fluka Chen+1cal Co、)から入手
しうるマグネシウムイオノフオア(N、N’−ジヘブチ
ルーN、N’−ジメチル−1,4−ブタンジアミド)2
.5g、?−デシルメトピンO,050g及びNPOE
2.5gを含む溶液を製造する。親水性キャリア中のこ
の溶液1.25gのエマルジョンを製造する。親水性キ
ャリアは、下記の成分から成る: ゼラチン 1.00gトリス
緩衝剤(100mM、pH8,5) 8.00gト
リトン(商標)X−1000,05−NaDDBS
0.05dエマルジヨンをプラ
スチック支持体、例えばポリエステル上に0.25ミル
(6,35ミクロン)の厚さに塗布し、乾燥する。 こうして形成した試薬層は、マグネシウムイオンに対し
て良好な応答を生じると思われる。カルシウムイオンの
妨害がありうる場合には、親水性キャリアに適切な濃度
のEGTAを混入して試料中のカルシウムイオンを選択
的に結合することができる。臨床的血清試料には、2〜
31のEGTAが適切であろう。 反射層及び場合により不透明化層を例3番こ示したよう
に付は加えて、マグネシウムイオンGこ応答する多層試
験装置を製造することができる。 2実施例5 多層試験フィルムを使用する限外口過可能
なカルシウム試験具 塩化ビニリデン5%/塩化ビニル95%のコポリマー
(V d C/V C) 8.55gm、フタル酸ジ
エチル21.45gm及びシクロへキサノン70gmを
使用してフィルムスト・ツク溶液を製造する。下記の成
分を含むフィルムを製造する: フィルムストック溶液 1g7−ゾシ
ルメドピン 1011gカルシウムイオ
ノフオア1 4mgトリトン(商標)X−
100(アセトン中1%) 0
.05m1フイルムをドクターブレードを用いて約10
ミル(0,0254cm)の湿潤フィルム厚に塗布し、
乾燥する。 タプソ(TAPSO)緩衝剤(100mM、pH7,4
)中の10%ゼラチン60a1、Log 18 g
% ヘキサメタ燐酸ナトリウム0.13 g、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム(NaDDBS)0.2
51R1、トリトン(商標)X−1000,4d及びマ
コン(Makon) 6 0.1 ydを用いて二酸化
チタン/ゼラチン混合物を製造する。混合物をワーリン
グ・ブレンダー(Waring Blender)中で
均質化し、乾燥したVdC/VCフィルム上に3.6ミ
ル(0,00915(Jl)の湿潤厚で塗布して反射層
を形成する。 場合により、Ti0g/ゼラチン層の上にカーボンブラ
ック層を塗布することができる。この層は、デルソソー
ル(Derussol) Z 35 15 gミゼラチ
ン(水中10%)58−1NaDDBS0.86d及び
水32−から成る均質混合物から作る。湿潤厚は、約1
.26ミルであった。 この構造体を用いて、血清又は全血の遊離カルシウム濃
度を測定することができる。フィルムのカーボンブラッ
ク側に1滴の試料を置く。蛋白質と結合したカルシウム
は、ゼラチン層を通過することができず、限外口過可能
なカルシウムだけが発色を起こすことができる。 本発明の思想及び範囲を逸脱することなく他の多数の変
更及び変形をなしうろことは明らかである。
略説明図である。第1a図は、支持された3層試験具を
示し、第1b図は、支持された2層試験具を示す。符号
については、“多層試験具”の項目で以下に詳述する。 第2図は、実施例1に示した多層試験具に関するデータ
を示す。グラフは、対照のフレーム光度測定法で得られ
た〔K+〕ミリモルと対比した、本発明の試験具で測定
した見掛けのカリウムイオン濃度〔K+〕ミリモルを示
す。第2a図は、血清のデータを示し、第2b図は、全
血のデータを示す。 第3図は、多層試験具に塩化ナトリウムを混入したとき
の全血カリウム測定のへマドクリット依存性の低減を示
す。グラフは、実施例2に示したようにして得られたデ
ータを示す。 発明の概要 本発明は、水性試験試料中のイオンの存在を検出し、そ
の濃度を測定する多層試験具の発見に関する。多層試験
具は、全血試料中の陽イオン、例えばに+、Na”、C
a+、Mg++及びLi+の濃度を測定するため好まし
い。多層試験具は、少なくとも試薬層及び反射層を含み
、場合により更に、不透明化層及び透明支持体部材を含
む。 多層試験具の試薬層は、2種の主成分、即ち、測定すべ
き特定イオンと錯体を形成しうるイオノフオア並びにイ
オノフオアとイオンの錯体と相互作用して検出可能な応
答、例えば色又は螢光の変化又は出現を生じうるリポー
タ−物質を含む、疎水性ベヒクルの微細分された小滴を
混入した硬水性キャリアマトリックス;又は前記の特性
を有するイオノフオア及びリポータ−を混入した実質的
に非極性で、非多孔性のキャリアマトリックスから成る
。陽イオンの測定には、イオノフオア及び陽イオンの錯
体とリポータ−との相互作用により解離して検出可能な
応答を生じうる、解離しうるプロトンを有する中性リポ
ータ−物質が好ましい。 非多孔性、非極性試薬層と共に反射層及び場合により不
透明化層を付加することにより、緩衝剤及び妨害除去物
質のような成分を添加することが可能になる。緩衝剤の
添加は、未緩衝、未希釈の試料を用いてのイオン測定を
可能にする。妨害除去物質は、妨害イオンと錯体を形成
し、選択性及び精度を高くすることができる。 好ましい実施態様は、ヘマトクリット独立性にするため
多層試験具の層中に充分な塩化ナトリウムを混入した、
全血カリウム測定用の多層試験具である。 多層構造体は、電解質濃度を試験具を洗浄又は拭うこと
なく比色法で測定しうるので、全血測定に好適である。 定義 本発明の範囲を明確にし、その構成及び使用を可能にす
るため下記の定義を提供する。 用語“イオノフオア(1onophore)”は、非極
性環境中で、他のものを実質的に除外して、選択的に特
定イオンと錯体を形成しうる分子を含む。例えば、環状
ポリエーテルである2、3−ナフト−1,4,7,10
,13−ペンタオキサシクロペンタデカ−2−エン(時
に、2,3−ナフト−15−クラウン−5として知られ
、本明細書では、カリウムイオノフオア■と記す)は、
カリウムイオンと選択的に結合して陽イオンとの錯体を
形成する。この用語には、コロナンド(coronan
d)、例えばクラウンエーテル、クリプタンド(cry
ptand)、ボダンド(podand)及び抗生物質
型イオノフオア、例えばパリノマイシン及びマクロテト
ラリドアクチンが含まれる。 “リポータ−”物質は、イオノフオア/イオン錯体と相
互作用して色又は他の検出可能な応答の変化又は出現を
生じうる物質である。好ましいリポータ−は、・イオノ
フオア/イオン錯体と相互作用すると、解離して検出可
能な応答を生じうる、解離可能なプロトンを有する中性
化合物である。 プロトンを失うと、リポータ−は帯電し、電子分布に変
化を及ぼす。電子分布の変化が検出可能な応答を生じる
。用語“リポータ−物質”は、フェノール化合物、例え
ばp−二トロフェノール、及び非イオン化状態では比較
的無色であるが、イオン化されると、発色するナフトー
ル類、及び電子分布が変化したときにある程度、螢光を
発する螢光化合物を含む。リポータ−物質は、他の物質
と一緒になって検出可能な応答を起こしうるちのであっ
てもよい。例えば、錯体との相互作用によって起こる、
リポータ−物質における電子分布の変化は、別の成分と
リポータ−との相互作用を容易にし、その相互作用によ
り検出可能な応、答を生じる。好ましいリポータ−は米
国特許第4,540,520号及び同第4.552,6
97号明細書に開示されており、これを参考として本明
細書に含める。 “相互作用”とは、検出可能な応答を生じる、リポータ
−物質とイオノフオア/イオン錯体との間の共同作用を
意味する。イオノフオア/陽イオン錯体と解離可能なプ
ロトンを有する好ましいリポータ−との間の相互作用は
、リポータ−からプロトンを失わせて検出可能な応答を
生じるであろう。錯体と相互作用するリポータ−物質の
例は、p−ニトロフェノール場合のように、リポータ−
が錯体によって無色から着色状態に変化する場合である
。 用語“検出可能な応答”は、本明細書では、試験具系統
において直接観察又は機器によって感知することができ
、水性試験試料中の特定イオンの存在の関数であるパラ
メーターの変化又は発生として使用する。検出可能な応
答は、色、螢光、反射率、pH1化学発光及び赤外線ス
ペクトルの変化又は出現である。 本明細書に使用する用語“小滴”は、2相懸濁液又はエ
マルシヨンにおける形状のように、物質の球状若しくは
卓球状体、ボール状体又はその他の形の粒子を言う。水
中油彩懸濁液又はエマルジョンが形成する場合、油(疎
水)相はある程度、連続した水相によって包囲された球
状体として存在する。懸濁液を形成する際に供給される
エネルギーが多い程、小滴の径は小さくなる。同様に、
小滴の径は、添加剤、例えば洗浄剤及び他の乳化剤によ
って制御することができる。 固体物質の微細分された粒子も、用語“小滴”の意味に
含まれる。従って、疎水性ベヒクルが疎水性固体物質、
例えばポリマーである場合には、これを固体粒子に粉砕
又は微細分することかできる。 “親水性”は、水を結合又は吸収する強い支は顕著な傾
向を有する物質の特性を意味する。水により膨潤するか
若しくは可逆的ゲルを形成する物質又は水によって湿潤
しうるか若しくは浸透しうる物質又は水溶液を形成しう
る物質も、この用語に含まれる。 本明細書に使用する“実質的に非極性”とは、双極子モ
ーメント又は電気的極性を実質的に示さない物質の性質
を意味するものとする。特に、これは、非イオン性物質
及び誘電性物質を含む。 “実質的に非極性”の物質は、疎水性物質を意味する。 疎水性とは、一般に、物質が水と混和しないことを意味
する。本発明に使用する好ましいリポータ−を用いる場
合、疎水性は、更に、非極性(又は疎水性)層にイオノ
フオアとイオンの錯体の不存在で、リポータ−物質がプ
ロトン化された形で存在することを意味する。 用語“非多孔性”は、水を実質的に浸透させないことを
意味する。従って、非多孔性キャリアマトリックスは、
一方の側から他方への水の通過を妨げるものである。例
えばポリ塩化ビニルフィルムは、本発明の目的で非多孔
性であると考えられる。 本明細書に使用する用語“疎水性ベヒクル”は、試料と
試験具との接触によって形成された水相からイオノフオ
ア及びリポータ−を単離しうる物質を意味する。従って
、ベヒクルは、イオノフオア/イオン錯体及びリポータ
−が疎水性小滴中に共存する能力を増強すれば、固体若
しくは液体又はその組み合わせであってよい、有用なベ
ヒクルは、高沸点液体、例えばニトロフェニルオクチル
エーテル(しばしば“可塑剤”と言われる)及びポリマ
ー、例えばポリ塩化ビニルを含む。 多層試験具 本発明の多層試験具は、キャリアマトリックス中に混入
されたイオノフオア及びリポータ−物質を含む試薬層及
び少なくとも1層の反射層を積層関係で有する。試薬層
及び適当なキャリアマトリックスは、公開された欧州特
許出願第 84104824.2号及び同第84104828.3
号明細書に充分に記載されており、これらを参考として
本明細書に含める。公開された欧州特許出願第8410
4828.3号明細書は、問題のイオンと相互作用しう
るイオノフオア及び適当なリポータ−物質を含む非多孔
性、非極性キャリアマトリックスを記載している。この
非多孔性、非極性キャリアを、本明細書では“フィルム
”構造体と言う。公開された欧州特許出願第84104
824.2号明細書には、親水性キャリアマトリックス
中にイオノフオアを含む微細分された疎水性小滴及びリ
ポータ−がそれぞれ混入されているエマルジョンの形の
試薬層が記載されている。この種の試薬層を、本明細書
では、“エマルジョン”構造体と言う。陽イオンの測定
に好ましいリポータ−は、イオノフオアと陽イオンとの
錯体とリポータ−との相互作用により解離して検出可能
な応答を生じうる、解離可能なプロトンを有する中性化
合物である。好ましい検出可能な応答は、色である。多
層試験具は、通常、透明支持体を通して試料の適用側と
は反対の側から行われる反射率測定によって読み取られ
る。 試薬層に付加的成分を添加することができる。 以下に詳述する光散乱中心を試薬層構造体のいずれかに
添加することができる。試薬層が微細分された疎水性小
滴を含む親水性キャリアである場合には、親水性キャリ
アは、緩衝剤、塩化ナトリウム及び好ましい水溶性妨害
除去物質の混入のためマトリックスを供給する。しかし
ながら、反射層及び場合により不透明化層は、塩化ナト
リウム及び緩衝剤(添加しなければ、試薬層を不安定に
するかもしれない)の添加のためのベヒクルを供給する
。フィルム構造体を使用する場合には、試験具申にこれ
らの成分を混入するために、付加的な層を必要とする。 光散乱中心 屈折率による機器の読みを使用する場合には、試薬層に
光散乱中心を混入するのが有利である。 このような中心を使用すると、乾燥フィルム厚の変動の
影響を減少することによって分析の精度が有効に向上す
る。光散乱中心は、不溶性無機粒子、例えば二酸化チタ
ン粒子又は同等なもの、例えば硫酸バリウム、炭酸カル
シウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜
鉛、酸化鉛、微品性セルロース又はタルクを混入するこ
とによって作ることができる。二酸化チタン粒子の混入
の有効範囲は、被覆エマルジョンの約40重量%以下で
ある。好ましい範囲は、試薬層用の被覆エマルジョンの
約0.5〜約15重量%である。1ミクロン未満の粒径
が好ましい。 ヘマトクリット依存性の低減のための塩化ナトリウムの
添加 疎水性小滴を混入した親水性キャリアを全血電解質測定
用の多層試験具の試薬層として使用する場合には、親水
性キャリアに塩化ナトリウムを混入することができる。 約0.1〜0.2 M塩化ナトリウムの添加は、全血カ
リウム試験で他の場合に見られるヘマトクリット依存性
を排除するのに充分であることが判明した。塩の添加は
、全血測定に好ましい多層構造体で特に有利であり、以
下に更に詳述する。 妨害除去物質 体液は、通常、多数の陽イオン、例えばナトリウムイオ
ン(Na+)、カリウムイオン(K+)、カルシウムイ
オン(Ca”)及びマグネシウムイオン(Mg”)を含
む。イオノフオアは、通常、所望の被分析イオンに対す
る選択性に関して選択するが、ある場合には、他の陽イ
オンの存在がイオノフオアと所望の被分析イオンとの相
互作用を妨害し、試験精度を低下する。例えば、ナトリ
ウムイオノフオア!・は、約4:1の比でカルシウムイ
オンより優先してナトリウムイオンを結合するであろう
。ナトリウムイオン:カルシウムイオンの比が4〜1未
満である試料においては、カルシウムイオンとイオノフ
オアとの相互作用を妨害して、ナトリウムイオン濃度と
検出可能な応答との間の適切な関係を確実に得ることが
必要である。この問題を解決するために、妨害除去物質
を供給することができる。 妨害除去物質を親水性マトリックス又は疎水性小滴中に
混入することができる。好ましい実施態様では、妨害陽
イオンと相互作用して妨害陽イオンを水性液体試料と接
触して形成した水相中に保持するようにするか、又は疎
水性小滴中での陽イオンとイオノフオアとの相互作用を
防止するように除去物質を構成する。例えば、エチレン
ジアミン四酢酸(EDTA)及びエチレングリコールビ
ス(アミノエチル)四節M (EGTA)は、2価陽イ
オン、例えばカルシウムイオンと錯体を形成する水溶性
化合物である。EDTAをナトリウムイオン測定用のエ
マルジョン試薬層の親水性キャリアマトリックスに混入
する場合には、EDTAは、ナトリウム及びカルシウム
イオンを含む水性試料中で優先的にカルシウムイオンを
結合する。 結合されたカルシウムイオンは、疎水性小滴中でイオノ
フオア/ナトリウムイオン錯体の形成を実を的に妨害し
ない。更に、イオノフオアが妨害イオンに対して特異的
で、水溶性であるか、又は妨害物質と相互作用する能力
を低減することなくその水溶性を増加するように化学的
に変性されている場合には、イオノフオアを使用して妨
害陽イオンを除去することができる。例えば、ナトリウ
ムイオノフオア■(化学名は記号リストに示す。構造は
公開された欧州特許出願第85101412.6号明細
書に記載されている)は、ベンゼン環に可溶化基、例え
ば(−303H)基を付加することによって変性して、
ナトリウムイオンと相互作用する能力を低減することな
く、その水溶性を増加することができる。他の化合物、
例えばトランス−1,2−ジアミノシクロヘキサン−N
、N、N’。 No−四節酸も、有利に使用することができる。 緩衝剤 緩衝剤又は緩衝剤の組み合わせをエマルジョン試薬層の
親水性キャリアマトリックスに混入することができる。 水性液体試料と接触すると、緩衝剤は、それによって生
じた水相中に再溶解し、pHを所望のレベルに上昇又は
低下させて、検出可能な応答の発生を進行させる。イオ
ノフオア/イオン錯体と相互作用する際に解離可能なプ
ロトンを失いうる好ましいリポータ−を用いると、緩衝
剤は相互作用を進行させるのに適当なpHを保持する。 適当な緩衝剤は、ビス〔2−ヒドロキシエチルコイミノ
−トリス〔ヒドロキシメチルゴメタン、1゜3−ビス〔
トリス(ヒドロキシメチル)メチルアミノコプロパン、
N、N−ビス−(2−ヒドロキシエチル)グリシン、ト
リス(ヒドロキシメチル)アミノ−メタン、N−(2−
アセトアミド〕−2−イミノジ酢酸、N−2−ヒドロキ
シエチルピペラジン−N1.3−プロパンスルホン酸、
3−〔N−トリス(ヒドロキシメチル)−メチルアミノ
−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、硼酸テトラメチ
ルアンモニウム、3−(シクロヘキシルアミノ)プロパ
ンスルホン酸及び燐酸テトラメチルアンモニウムを含む
が、これらに限定されない。 好ましいpI(範囲は、リポータ−物質に左右される。 従って、緩衝剤の選択は、使用するリポータ−物質及び
ある程度、所望の検出可能な応答によって決定される。 例えば、リポータ−として7−ゾシルメドピン(MED
PIN)を使用する場合には、好ましいp11範囲は6
〜8.5である。しかしながら、解離可能なプロトンに
関して比較的高いpKaを有するリポータ−物質を使用
する場合には、前記より高いpH範囲が好ましい。同様
に、解離可能なプロトンに関して比較的低いpKaを有
するリポータ−を使用する場合には、低いpH範囲が好
ましい。 検出可能な応答が色の変化である場合には、緩衝剤は、
このような検出可能な応答の程度に影響することができ
、色の強度を最適にするため、特定の緩衝剤を選択する
ことができる。例えば、リポータ−1即ち7−ゾシルメ
ドビンに有用なpH範囲は約6〜8.5であり、この場
合に色の変化は橙色から青色である。それより高いpH
1即ち、pH8,5〜10では、肉眼で識別の困難な暗
青色の色相を生じ、低いptt、即ち、pf15〜6で
は、同様に肉眼で識別困難な淡黄色色相を生じる。両極
端のpttを機器分析で使用することができるが、最良
の機器精度は約6〜8.5のpH範囲で生じる。適当な
pttは、常用の実験室実験で決定される。 多層試験具 水性液体試料中のイオンの測定用の多層試験具は、試薬
層の上に反射層及び場合により不透明化層を設けること
によって製造することができる。 反射層は、試験具の試薬層における検出可能な応答を使
用者が測定するのを補助する背景を提供する不溶性無機
粒子の形の物質又は物質の混合物を含む。全血測定用の
好ましい実施態様では、反射層の目的は、試験する試料
中の赤血球の色を使用者が観察すべき色の変化からスク
リーニングすることである。“スクリーニング目的”で
好ましい物質は、二酸化チタンである。しかし、他の物
質、例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アルミ
ニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛、タルク
及び微品性セルロースを使用することもできる。このよ
うな物質は、反射層中に反射層の総重量に対して約5〜
40重量%、好ましくは15〜40重量%の量で含まれ
る。このような物質は、一般に、1ミクロン未満の粒径
を有する。 物質は、一般に、2.5〜75g/m(グラム/平方メ
ートル)、好ましくは10〜25g/%の乾燥被覆量を
有する。 反射層は、無機物質の他に、親水性物質、例えばゼラチ
ンを含んでいてよい。親水性物質は、反射層の総重量に
対して2〜8重量%、好ましくは2.5〜5.5重量%
の量で含まれる。適当な親水性物質は、ゼラチン、アガ
ロース、ポリ (ビニルアルコール)、ポリ (プロピ
レンイミン)、アクリル酸のコポリマー、カラゲーナン
及びアルギン酸を含む。一般に、反射層用の被覆溶液の
残りは水である。 更に、反射層は、1種以上の湿潤剤(表面活性剤)及び
/又は1種以上の懸濁剤を含んでいてよい。反射層に使
用しうる湿潤剤は、例えば、トリトン(Tri ton
) (商標)x−too、即ち、シグマ・ケミカル・カ
ンパニイ(Sigma Chemical Co、)か
ら入手しうるポリオキシエチレン表面活性剤であるが、
これに限定されない。例えば、カリウムを測定する試験
では、O〜0.5重量%のトリトン(商標)X−100
を使用することができる。 反射層に使用する懸濁剤の例は、ゼラチン、アルギン酸
塩及び親水性ウレタンであるが、これらに限定されない
。 反射層は、2.5〜75g10f(グラム/平方メート
ル)、好ましくは10〜25 g/rtrの乾燥被覆量
を有する。多層試験具を製造するには、乾燥した試薬層
上に反射層を被覆し、約40℃で約10分、乾燥する。 好ましい実施態様では、反射層上に不透明化層を被覆す
る、即ち、不透明化層は任意である。不透明化層は、1
0〜50ミクロン、好ましくは15〜35ミクロンの湿
潤層厚(塗布したときの厚さ)を有する。不透明化層は
、親水性物質中に懸濁された層に不透明な外観を与える
ため、実質的に不活性な粒子を含む。使用する親水性物
質及び懸濁剤は、反射層において記載したものであって
よい。このような粒子は、例えばカーボンブラックであ
ってよい。 多層試験具における付加的層は、場合により、試薬層に
関して上記したように緩衝剤、妨害除去物質及び/又は
塩化ナトリウムを含んでいてよい。 予備緩衝することにより、未緩衝、未希釈の血清又は全
血を用いて試験具又は多層試験具を使用することが可能
になる。エマルジョン試薬層を有する親水性マトリック
スに緩衝剤を添加することができるが、付加的層の存在
は、試薬層中に直接混入した場合にエマルジョンに悪影
客を及ぼすかもしれない、高い緩衝能のベヒクルを生じ
る。 不透明化層を含む多層試験具は、反射層の上に不透明化
層を塗布し、試験具全体を約40℃で約10分間、乾燥
することによって製造される。 多層試験具を使用する際には、試料を最上層、即ち、不
透明化層を使用しない場合には反射層、又は不透明化層
の上に施し、一定時間経過後の試薬層の検出可能な応答
、通常、色を下から読む。 多層構造体を透明支持体上に被覆又は固定することがで
きる。有用な透明支持体は、ポリスチレン、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、酢酸セルロース及びポリエチレ
ンテレフタレートを含む。ゼラチンを受容するように下
塗りされたポリエチレンテレフタレート又は酢酸セルロ
ースが好ましい。 第1a図及び第1b図には、本発明の好ましい実施態様
による多層試験具12を示す。第1b図に示したように
、多層試験具12は、透明支持層14と、その上に塗布
された試薬層16を含む。 試薬層16の上には、反射層18が塗布されている。第
1a図に示したように、場合により、不透明化層20を
反射層18の上に配置してもよい。 不透明化層20の上に試料、22を置く。発色を層14
の下からヒトの目で又は機器、例えばイオン測定のため
適用されていたセラライザー(SERALYZER)
(商標)屈折率光度計〔エイムス・ディビイジョン、マ
イルス・ラボラトリーズ、インコーホレイティド(Aw
es Division、 MilesLaborat
ories+ Inc、))を使用してよむことができ
る。 付加された反射層又は反射及び不透明化層の存在は、試
薬層を外部の環境から有効に封鎖する。 従って、多層試験具は、反射層又は反射及び不透明化層
が付加されていなければ、試薬が露出され、従って、機
械的接触により損傷されやすいので、試薬を保護してい
る。付加された反射層又は反射及び不透明化層の存在は
、更に、発生した色の安定性を持続させるのに役立つ。 反射層又は反射及び不透明化層の使用は、更に、細胞、
蛋白質及び他の高分子物質に対して遮断作用を及ぼし、
試験具を洗浄又は拭うことなく全血を使用することがで
きる。更に、これらの層の口過能により、結合されたカ
ルシウムは試薬層に達しないので、カルシウム用の多層
試験具は、限外口過可能なカルシウムを測定する。単層
及び多層カルシウム試験具を使用して、試験試料中の総
力ルシウム:限外口過可能なカルシうムに関する情報を
得ることができる。 カリウムイオンに対して応答しうる多層試験具に関する
有効及び好適濃度範囲を以下に示す。血清カリウムの測
定に好ましい範囲は、エイムス・ディビイジョンの セ
ラライザー(SERALYZER)(商標)屈折率光度
計による屈折率によって得られる。これらの濃度は、他
のイオノフオア及びリポータ−を用いて他のイオンを測
定するため有用な濃度範囲の測定に出発点として使用す
ることができる。イオノフオア及びリポータ−の濃度は
、使用する有機溶剤の濃度(容量)に関し、他の濃度は
溶液100gに対するグラム数として表す。 多層試験具の試薬層の厚さは、約25ミクロン〜約50
0ミクロンであってよ(、好ましい湿潤層厚は約150
ミフロン〜約200ミクロンである。 11社」! 野fifL! ■、試薬層 フィルム厚 25〜500μ 150〜200μイ
オノフオア 10〜500 mM 80〜160
a+Mリポータ−lO〜120 mM 30〜
60 mM光散乱中心(任意)0〜40% 0.5
〜15%試薬層が疎水性小滴を含む親水性キャリアであ
る場合: 疎水性ベヒクル5〜15% 7〜12%親水性キ
ャリア5〜15% 7〜12%緩衝剤(任意)0
〜0.5M O,2〜0.5 M妨害除去物質(
任意) 0〜30g/l 10〜20g/12湿潤剤(任意)
0〜3g/l 1〜2g/l塩化ナトリウム(任意) 0〜0.6M O,5〜0.15 M試薬層が非多
孔性、非極性キャリアマトリックスである場合: ポリマー 5〜25χw/w 5〜25χ賀/賀
疎水性ベヒクル8〜50χ−/−8〜50χw/w■、
任意の多層 1、反射層 二酸化チタン 5〜40χ 15〜40χゼラチン
1〜6χ 2〜6z塩化ナトリウム(任意
) 0〜0.6 M O,05〜0.5 M乾燥被覆量
2.5〜75 g / rd 10〜25g/rr
r2、不透明化層 カーボンブラック3〜30χ 7〜15χゼラチン
1.0〜12χ 1.5〜6χ塩化−J−)+
J’7ム0〜LM O−0,6MフィルムW (
湿W)10〜50μ 15〜35μ実施例 実施例に使用する記号は、下記のとおりである二角括弧
0は、線状回帰等式におけるイオン濃度を11当たりの
ミリモル単位(m M )で示すため使用する。濃度の
パーセンテージはすべて、特に断らない限り、1dl当
たりの重量で示す。 温度:℃ 摂氏 長さ:cm センチメートル 厚さ:ミル 1ミルは25.4ミクロンに等しい。 重さ二g グラム IIIg ミリグラム 容量:dl デシリットル −ミリリットル μl マイクロリットル l リットル 濃度: IIIM ミリモル濃度(ミリモル/l)M モ
ル濃度(モル/1) χ−/v 1d1当たりの重量% χv/vld1当たりの容量% イオン: Na+ ナトリウムイオン に+ カリウムイオン Li+ リチウムイオン Ca”+ カルシウムイオン Mg++ マグネシウムイオン 使用する化学成分に関する記号を、以下に示す。 イオノフオアの表示は、本発明者が単に便宜上水したも
のである。名称は、通常、イオノフオアを使用して測定
すべき主イオンに基づく。しかしながら、イオノフオア
は一般に、程度は少ないが種々の程度で他のイオンにも
応答する。名称を挙げたイオノフオアの構造は、公開さ
れた欧州特許出願筒85101412.6号明−書に見
ることができる。 イオノフオア ナトリウムイオノフオア■ 1.1.1−トリス−(1’−(2’ −オキサ−49−オキソ−5″−アザ −5’−メチル)−ドデカニル110 7寸 ン ナトリウムイオノフオア■ N、N’−ジベンジル−N、N’−ジ フェニル−1,2−フェニレンジオキ シジアセトアミド ナトリウムイオノフオア■ 6.7,9.10.18.19−へキ サヒドロ−17−n−ブチル−ジベン ゾ(b、 k) 、 (1,4,7,10゜13〕ペン
タオキサシクロヘキサデカ ン−18−イル−オキシ酢酸 カリウムイオノフオア! 2.3−ナフトール−1,4,7゜ 10.13−ペンタオキシシクロペン タデカ−2−エン カルシウムイオノフオアI ジエチル−N、N’−((4R,5R)−4,5−ジメ
チル−1,8−ジオキ ソ−3,6−シオキサオクタメチレン〕ビス(12−メ
チルアミノドデカノエ ート)。 疎水性ベヒクル NPOE 2−ニトロフェニルオクチルエーテル NPBE 2−ニトロフェニルブチルエーテルリポー
タ−物質 7−ゾシルメドピン 7−(n−デシル)−2−メチル− 4−(3”、5’−ジクロロフェン −41−オン)−インドナフトール その他 。 EDTA エチレンジアミン四酢酸 トリス−CI )リス(ヒドロキシメチル)〜アミノ
メタン塩酸塩 EGTA エチレングリコール−ビス(アミノエチル
)−四節酸〔オハイオ州コラ ンバスのシイ・フレトリック・スミ ス・ケミカル・カンパニー(G。 Fredrick Sa+ith Chea+1cal
Co、))トリトン(商標)X−100 ポリエチレングリコール−p−イソ オクチルフェニルエーテル〔ミズー リ州セントルイスのシグマ・ケミカ ル・カンパニー (Sigma ChemicalCo
、)) NaDDBS ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム 次に、下記の実施例により本発明を詳述するが、本発明
はこれに限定されるものではない。 実施例1 多層カリウム試験具一対照法による血清及び
全血測定の対比 二層試験具から測定されたカリウムイオン濃度をフレー
ム光度計による対照法によるカリウムの測定と対比した
。15人の正常な被検者から血液を採取し、155〜1
80秒測定された屈折率を用いて、カリウム濃度を試験
具で測定した。血清を遠心分離によって調製し、同じ方
法で試験具で分析した。既知量モフレーム光度計による
対照法で同様に分析した。 カリウムイオノフオア1 120mM及び7−ゾシルメ
ドビン30mMを含む疎水性ベヒクル、NPBEを親水
性キャリア及びブタンニ酸、即ちドデシル−4,4’−
((1−メチルエチリデン)ジー4,1−シクロヘキサ
ンジイル〕エステル(本明細書では油形成剤と言う)を
用いて乳化することにより試薬層を製造した。エマルジ
ョンを塗布し、反射層を施す前に乾燥した。 試薬層: 疎水性ベヒクル 8.3%ゼラチン
8.3%油形成剤
0.042%ポリスチレンスルホネート
0.02%トリス−C1(pH7,5)
0.2M湿潤厚: 375 ミクロン 反射層:ゼラチン 2.75%二酸化
チタン 19% 湿潤厚: 82ミクロン 示したパーセンテージは、被覆溶液100−当たりのg
mである。試験具は、透明支持体を用いて製造し、屈折
率をセラライザー(商標)を用いて支持体を通して測定
した。データを以下に示す。それぞれのデータ点に関す
る見掛けのカリウムイオン濃度(m M )を括弧内に
示す。これらの見掛けの濃度は、血液及び血清に関する
相関関係式を用いて計算したものである。 (以下余白) 1 4.40 1.484 (3,91>
2.043 (4,00)2 3.80 1
.399 (3,59) 1.977 (3,7
1)3 3.85 1.536 (4,12)
2.190 (4,65)4 3.80
1.525 (4,07) 2.046 (4,
02)5 3.65 1.444 (3,76
) 1.992 (3,78)6 3.55
1.380 (3,51) 2.020 (
3,90>7 3.55 1.451 (3,
71) 1.854 (3,17)8 3.8
5 1.585 (4,31) 2.00
4 (3,83)9 3.90 1.433
(3,72) 1.964 (3,65)10
3.85 1.303 (3,21) 1.
949 (3,59)11 4.25 1.4
56 (3,81) 2.079 (4,16)1
2 4.00 1.391 (3,55)
1.944 (3,57)13 4.35
1.731 (4,87) 2.162 (4
,53)14 4.65 1.734 (4,
88) 2.270 (5,01)15 4.2
5 1.679 (4,67) 2.074
(4,14)血液については、下記の関係式が成立す
る:に/S=0.258 (K”) +0.474回帰
係数=0.653 標準誤差=0.10に/S 血清について: に/S=0.226 (K”) +1.138回帰係数
=0.713 標準誤差=0.076に/S これらの結果は、試験具を用いて測定した血液及び血清
中のカリウムイオンの濃度とフレーム光度計によって測
定された濃度との間には、3〜5mMのカリウムの限定
的濃度範囲にわたって良好な相関関係があることを示す
。 実施例2 全血カリウム試験のヘマトクリット依存性を
排除するための塩化ナトリウムの添加赤血球、ヘマトク
リットの占める血液の容積の容積分率は、通常、40〜
42%である。赤血球の内部では、カリウムイオンの正
常濃度は、約120mMであるが、血清中の濃度は約4
mMである。従って、全血に関するカリウム測定は、極
めて少量の赤血球破壊(溶血)に鋭敏である。 ヘマトクリットは、通常は40〜42%であるが、病的
状態では30〜70%の範囲にありうる。 単層カリウム試験具の応答は、ヘマトクリットの数値に
対して鋭敏であることが分かった。これによりカリウム
イオン濃度の誤った測定値が生じることがある。実質的
に共通の処方を有するが、試薬層又は反射層に添加する
塩化ナトリウム(NaC1)の量を変化させて多数の試
験具を製造した。 ゼラチンを含む水性連続相に油相が分散されたエマルジ
ョンを高剪断乳化剤を用いて製造した。 使用した油形成剤は、実施例1に使用したものと同一で
あった。 油相の組成は、下記のとおりであった。 カリウムイオノフオア1 120mM7−ゾシ
ルメドピン 30mM油形成剤
0.6%NPBE
残部エマルジョンの最終的組成は、下記の
とおりであった・ 油相 8.31%ゼラチ
ン 8.31%ポリスチレン
スルホン酸 0.0207%トリス−CI緩衝剤
XpH7,5 NaC1(表に来す) 示したパーセンテージは、該当する相の容量当たりの重
量である。緩衝剤として使用したトリス−クロリドの濃
度Xは、試験具1では0.2 Mであったが、残りの試
験具はトリス−CI緩衝剤0.166Mを用いて製造し
た。試薬層をポリエステル支持体上に175ミクロンの
湿潤厚に流延した。反射層は、下記の成分を含んでル)
た。 二酸化チタン 19%ゼラチン
2.75%トリス−CI緩衝
剤 XpH7,5 トリトンX−1000,03% NaC1(表に示す) 試験具1に使用したトリス−CI緩衝剤の濃度Xは、0
.1Mであったが、残りの試験具は、トリス−CI緩衝
剤0.062Mを用いて製造した。乾燥した試薬層上に
、次に、反射層を82ミクロンの湿潤厚に塗布した。 NaC1の濃度(M) μ31民 〔試1つ一層 〔返1171 Mll
鴻ご−20,050,050,05 30,150,050,12 40,050,50,19 50,150,50,26 0塩化ナトリウムの総濃度は、各層の塩濃度を加えて下
記の式から計算したものである:上記式中、試・薬層に
おける濃度は、試薬層厚にその層における塩化ナトリウ
ム濃度を乗じることによって求め、反射層における濃度
は、反射層厚に反射層における塩化ナトリウム濃度を乗
じることによって求める。 前記と同様にして、試験具を製造し、カリウムイオン応
答を測定した。種々のヘマトクリット値を有する試料を
調製した。穏和に遠心分離し、若干の血清を除去するこ
とによって高ヘマトクリット試料(約60%)を製造し
た。同じカリウムイオン濃度を有するが、種々のヘマト
クリット値を有する多数の試料を、種々の量の自己血清
を再添加することによって製造した。 5種の組成の試験具を用いて試料を分析したところ、約
0.1M未満の塩化ナトリウムを用いると、ヘマトクリ
ットが増加すると共にカリウムイオン応答が低下し、塩
化ナトリウムが多すぎると、応答が増加することが分か
った。総塩化ナトリウム約0.1〜約0.2モルを添加
すると、ヘマトクリットに本質的に左右されない試験具
が得られる。これらの結果を第3図に示す。試験具処方
における塩化ナトリウムの総モル濃度を各応答曲線に対
して印した。 実施例3 多層カルシウム試験具 IEi外口過可能なカルシウムイオンの測定用の多層試
験具を3層、即ち、試薬層、反射層及び不透明化層を用
いて形成することができる。 層の組成は、下記のとおりである: 試薬層:油 1.25 gゼ
ラチン 1g トリス緩衝剤(100mM、pH8)8gトリトン(商
標)X−1000,05dNaDDBS
O,05id反射層:ゼラチン(10%%1/v
トリス緩衝剤中)0d 二酸化チタン 36g へキサメタ燐酸ナトリウム 0.1gトリトン(商標
)X−1001N1 NaDDBS O,25d不
透明化層二カーボンブラック 15gゼラチン(
10%−/vトリス緩衝剤中)0d NaDDBS 0.5ml蒸留水
3〇− 試薬層に使用した油は、カルシウムイオノフオアI
O,1gm、7−ゾシルメドピン0.05gm及びNP
OE5mから成る。使用したカーボンプラ・ンクは、ニ
ュージャーシイ州テターボロのデグソサ・コーポレーシ
ョン(Degussa Corp、)からデル・ノソー
ル(DERUSSOL) Z 35の商標で入手しうる
ちのである。油及び試薬層の残部をメイヤーズ・ロンド
(Meyer”s Rod)を用いて透明プラスチック
支持体上に6.75ミル(171,45ミクロン)の湿
潤厚に塗布し、乾燥した。 前記の成分を混合し、混合物を乾燥した試薬層上に3.
60ミル(91,44ミクロン)の湿潤厚に塗布するこ
とによって反射層を製造した。 こうして形成した2層試験具を再び乾燥する。 この時点で、試験具を血清カルシウムイオン測定に使用
することができた。 次に、前記の成分を混合し、乾燥した2層試験具の反射
層の上に1625ミル(32ミクロン)の湿潤厚に塗布
することによって不透明化層を施す。 便宜上、多層試験具を硬質支持部材、例えば、試験具の
試料の適用側とは反対の側から肉眼又は機器で測定しう
る透明ポリスチレン上に設置する。 支持された試験具は、時折、“試験装置”と言われる。 使用する際には、試料(全血又は血清)の1滴(約50
マイクロリツトル)を不透明化層に施す。透明支持体を
通して発色を観察し、適当な色チャートと比較するか、
又は好ましくは、エイムスのセラライザー(商標)反射
率光度計で640nm(ナノメーター)での反射率で読
む。 実施例4 マグネシウム試験装置 マグネシウムイオン測定用の試薬層を下記のようにして
製造することができる。フル力・ケミカル・カンパニー
(Fluka Chen+1cal Co、)から入手
しうるマグネシウムイオノフオア(N、N’−ジヘブチ
ルーN、N’−ジメチル−1,4−ブタンジアミド)2
.5g、?−デシルメトピンO,050g及びNPOE
2.5gを含む溶液を製造する。親水性キャリア中のこ
の溶液1.25gのエマルジョンを製造する。親水性キ
ャリアは、下記の成分から成る: ゼラチン 1.00gトリス
緩衝剤(100mM、pH8,5) 8.00gト
リトン(商標)X−1000,05−NaDDBS
0.05dエマルジヨンをプラ
スチック支持体、例えばポリエステル上に0.25ミル
(6,35ミクロン)の厚さに塗布し、乾燥する。 こうして形成した試薬層は、マグネシウムイオンに対し
て良好な応答を生じると思われる。カルシウムイオンの
妨害がありうる場合には、親水性キャリアに適切な濃度
のEGTAを混入して試料中のカルシウムイオンを選択
的に結合することができる。臨床的血清試料には、2〜
31のEGTAが適切であろう。 反射層及び場合により不透明化層を例3番こ示したよう
に付は加えて、マグネシウムイオンGこ応答する多層試
験装置を製造することができる。 2実施例5 多層試験フィルムを使用する限外口過可能
なカルシウム試験具 塩化ビニリデン5%/塩化ビニル95%のコポリマー
(V d C/V C) 8.55gm、フタル酸ジ
エチル21.45gm及びシクロへキサノン70gmを
使用してフィルムスト・ツク溶液を製造する。下記の成
分を含むフィルムを製造する: フィルムストック溶液 1g7−ゾシ
ルメドピン 1011gカルシウムイオ
ノフオア1 4mgトリトン(商標)X−
100(アセトン中1%) 0
.05m1フイルムをドクターブレードを用いて約10
ミル(0,0254cm)の湿潤フィルム厚に塗布し、
乾燥する。 タプソ(TAPSO)緩衝剤(100mM、pH7,4
)中の10%ゼラチン60a1、Log 18 g
% ヘキサメタ燐酸ナトリウム0.13 g、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム(NaDDBS)0.2
51R1、トリトン(商標)X−1000,4d及びマ
コン(Makon) 6 0.1 ydを用いて二酸化
チタン/ゼラチン混合物を製造する。混合物をワーリン
グ・ブレンダー(Waring Blender)中で
均質化し、乾燥したVdC/VCフィルム上に3.6ミ
ル(0,00915(Jl)の湿潤厚で塗布して反射層
を形成する。 場合により、Ti0g/ゼラチン層の上にカーボンブラ
ック層を塗布することができる。この層は、デルソソー
ル(Derussol) Z 35 15 gミゼラチ
ン(水中10%)58−1NaDDBS0.86d及び
水32−から成る均質混合物から作る。湿潤厚は、約1
.26ミルであった。 この構造体を用いて、血清又は全血の遊離カルシウム濃
度を測定することができる。フィルムのカーボンブラッ
ク側に1滴の試料を置く。蛋白質と結合したカルシウム
は、ゼラチン層を通過することができず、限外口過可能
なカルシウムだけが発色を起こすことができる。 本発明の思想及び範囲を逸脱することなく他の多数の変
更及び変形をなしうろことは明らかである。
第1a図は、本発明による3層試験具の正面図、第1b
図は、本発明による2層試験具の正面図、第2a図は、
実施例1で測定した血清のカリウムイオン濃度曲線図、
第2b図は、実施例1で測定した全血のカリウムイオン
濃度曲線図、第3図は実施例2で測定した全血カリウム
/ヘマトクリット曲線図である。 12・・・多層試験具、14・・・透明支持層、16・
・・試薬層、18・・・反射層、20・・・不透明化層
、22・・・試料 v FIG、 Ia FIG、 lb [K”]フレーム ヘマトクリット (%) FIG、3
図は、本発明による2層試験具の正面図、第2a図は、
実施例1で測定した血清のカリウムイオン濃度曲線図、
第2b図は、実施例1で測定した全血のカリウムイオン
濃度曲線図、第3図は実施例2で測定した全血カリウム
/ヘマトクリット曲線図である。 12・・・多層試験具、14・・・透明支持層、16・
・・試薬層、18・・・反射層、20・・・不透明化層
、22・・・試料 v FIG、 Ia FIG、 lb [K”]フレーム ヘマトクリット (%) FIG、3
Claims (10)
- (1)(a)(i)測定すべき特定イオンと錯体を形成
しうるイオノフォア(ionophore)並びにイオ
ノフォアと陽イオンの錯体とリポーターとの相互作用に
より解離して検出可能な応答を生じうる、解離しうるプ
ロトンを有する中性リポーター物質を混入した実質的に
非極性で、非多孔性のキャリアマトリックス、及び (ii)測定すべき特定イオンと錯体を形成しうるイオ
ノフォア並びにイオノフォアと陽イオンの錯体とリポー
ターとの相互作用により解離して検出可能な応答を生じ
うる、解離しうるプロトンを有する中性リポーター物質
を含む、疎水性ベヒクルの微細分された小滴を混入した
親水性キャリアマトリックス からなる群から選択された試薬層、及び (b)試薬層の上に、それに対して積層関係で配置され
、試薬層における検出可能な応答の測定を容易にするた
めの背景として作用する1種以上の材料を含む反射層、
及び場合により、 (c)反射層に対して積層関係で、反射層の上に配置さ
れ、層に不透明な外観を与える粒子を含む不透明化層 から成る、水性試験試料中のイオンの存在を測定する試
験具。 - (2)カリウムイオンを測定するための特許請求の範囲
第1項記載の多層試験具の使用。 - (3)試薬層が疎水性ベヒクルの微細分された小滴を混
入した親水性キャリアマトリックスであり、親水性キャ
リアに、妨害イオンと相互作用しうる妨害除去物質が混
入されている特許請求の範囲第1項記載の多層試験具。 - (4)試薬層が光散乱粒子を混入した非極性で、非多孔
性のキャリアマトリックスである特許請求の範囲第1項
記載の多層試験具。 - (5)反射層及び不透明化層の一方又は両方に親水性ポ
リマーを付加的に含む特許請求の範囲第3項又は第4項
記載の多層試験具。 - (6)層のいずれか又は全部に緩衝剤を付加的に含む特
許請求の範囲第5項記載の試験具。 - (7)試料が、イオン測定に対してヘマトクリット独立
性を与えるため、親水性ポリマーを含む層のいずれか又
は全部中に付加的に塩化ナトリウムを混入して含む全血
である特許請求の範囲第6項記載の多層試験具。 - (8)添加した塩化ナトリウムの合計濃度が0.1〜0
.2モル濃度である特許請求の範囲第7項記載の多層試
験具。 - (9)カリウムイオンの測定のための特許請求の範囲第
8項記載の多層試験具の使用。 - (10)限外ロ過可能なカルシウムイオンの測定のため
の特許請求の範囲第5項記載の多層試験具の使用。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/751,185 US4645744A (en) | 1983-05-12 | 1985-07-02 | Unified test means for ion determination |
US751185 | 1985-07-02 | ||
US751257 | 2000-12-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS629271A true JPS629271A (ja) | 1987-01-17 |
Family
ID=25020865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15285486A Pending JPS629271A (ja) | 1985-07-02 | 1986-07-01 | 多層イオン試験具 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS629271A (ja) |
ZA (1) | ZA864513B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01212360A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-08-25 | Miles Inc | 電解質試験用均一水溶液及びその製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5645599A (en) * | 1979-09-20 | 1981-04-25 | Shimadzu Corp | Photo-timer x-ray photographer |
JPS57142562A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | Quantitative analysis film and colorimetric quantitative analysis |
JPS59174757A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | 全血試料の分析方法 |
JPS59211864A (ja) * | 1983-05-12 | 1984-11-30 | マイルス・インコーポレーテッド | 試験試料中のイオンを測定するための試験具 |
JPS59231452A (ja) * | 1983-05-12 | 1984-12-26 | マイルス・インコーポレーテッド | 水性試験試料中のイオンを測定するための試験具 |
-
1986
- 1986-06-17 ZA ZA864513A patent/ZA864513B/xx unknown
- 1986-07-01 JP JP15285486A patent/JPS629271A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5645599A (en) * | 1979-09-20 | 1981-04-25 | Shimadzu Corp | Photo-timer x-ray photographer |
JPS57142562A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | Quantitative analysis film and colorimetric quantitative analysis |
JPS59174757A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | 全血試料の分析方法 |
JPS59211864A (ja) * | 1983-05-12 | 1984-11-30 | マイルス・インコーポレーテッド | 試験試料中のイオンを測定するための試験具 |
JPS59231452A (ja) * | 1983-05-12 | 1984-12-26 | マイルス・インコーポレーテッド | 水性試験試料中のイオンを測定するための試験具 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01212360A (ja) * | 1987-12-11 | 1989-08-25 | Miles Inc | 電解質試験用均一水溶液及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA864513B (en) | 1987-02-25 |
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