JPS63185400A - 液体分析用要素 - Google Patents

液体分析用要素

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JPS63185400A
JPS63185400A JP62297858A JP29785887A JPS63185400A JP S63185400 A JPS63185400 A JP S63185400A JP 62297858 A JP62297858 A JP 62297858A JP 29785887 A JP29785887 A JP 29785887A JP S63185400 A JPS63185400 A JP S63185400A
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JP62297858A
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ジョン　フィゲラス
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Original Assignee
Eastman Kodak Co
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    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/34—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase
    • C12Q1/40—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase involving amylase
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02—Food
    • G01N33/04—Dairy products
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
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    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
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    • Y10T436/14—Heterocyclic carbon compound [i.e., O, S, N, Se, Te, as only ring hetero atom]
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  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 水、牛乳のような食品及び生体液のような液体の化学分
析が望−！れるか又は必要々場合が多い。
液体分析を容易に行える種々の要素が公知である。
そのような要素には分析下の化学物質（以下この明細書
では被検体と呼ぶ）用の試薬が含まれるのが通例であり
、その試薬は被検体を含む液状試料と接触する際、被検
体の存在に応じた着色物質又はその他の型の検出可能な
物質を生成又は分解する。
成る種の分野においては、迅速に定量的々結果が得られ
る分析技法がしばしば要求される。
血液、血清、尿のよう々体液を含む生体液の試験を迅速
かつ便宜的に、高度々定量結果を与えるように行わなけ
れば彦らない診断又は臨床分析に有用な要素を提供する
ことが最近多くの開発研究によって企てられている。
迅速に定量的な結果を得るという臨床分析研究の必要性
を満足させるという企てにおいて、業界では°゛湿式化
学″と呼ばれることがある、種々の溶液化学技法が臨床
実験室用に開発され、そして特に自動化臨床分析研究に
適用された。そのような湿式化学では、臨床試薬は液状
水性媒質に溶解又は懸濁する。有用であるけれども、湿
式化学又は溶液分析技法には、典型的には複離な溶液の
取シ扱い及び輸送性を備えた、分析装置が必要とされる
。たとえば米国特許第２７９７１４９号に示されている
種々のとの゛湿式化学″の分析装置は高価であり、そし
て液体の取り扱いの点で複離である場合が多い。
湿式化学又は溶液分析技法にかわるものとして、゛乾式
化学″を用いた臨床分析用の種々の分析要素が提唱され
てきた。前記″乾式化学″とは、単層試験ストリップ、
多層分析試験要素等のような種々の、実質的に、パふれ
た際乾燥した（ｄｒｙ−ｔｏ−ｔｈｅ−ｔｏｕｃｈ）″
″要素化学試薬を組み入れる分析的臨床技法である。こ
れらの乾式化学分析要素により被検体の実質的に乾式の
分析が提供され、更にこれら要素により、湿式化学分析
技法と比べて実質的に貯蔵、取シ扱いが簡単であるとい
う利点が得られ、そして他の便宜点も得られる。今日ま
で、乾式化学及び種々の゛乾式″方法では一般に限られ
た成功しか得られず、そしてこれらは通常試験ストリッ
プの形状で主に定量及び半定量に用いられてきた。
湿式化学臨床分析技法及び乾式化学臨床分析技法では、
被検体の検出は典型的には試薬又は反応性組成物（１ｎ
ｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）の使用
により行う。前記試薬又は反応性組成物は、被検体との
接触の際、着色又は螢光染料物質のごとき検出可能な化
学物質（ｃｈｅｍｉｃａｌ　５ｐｅｃｉｅｓ　）の生成
又は分解のような検出可能な変化（色変化である場合が
多い）を受ける。即ち、被検体の存在又は濃度の測定に
は制御が困難で、化学的妨害を受けることがある一連の
反応をしばしば必要とする検出可能々物質の生成又は分
解が必要とされる。
たとえばカタラーゼは、ペルオキシダーゼ又は過酸化作
用を有する他の物質の存在下におけろ過酸化水素と染料
生成物質とを用いた染料生成に基づく色指示反応を妨害
する。更に染料及び類似の検出可能な物質が分析反応又
は反応シーケンスの際、分析時に生成せしめようとする
ならば、それらは行う反応の際適当な活性を有する前駆
体から誘導せねば々ら々い。そのような反応性を有する
前駆体から生成した染料又は他の検出可能な物質を検出
の際正確に測定することは困難であろう。このような染
料は望ましく々い吸収スペクトル（即ち分析下の液体の
成分の吸収とオーバーラツプする）、過剰又は不十分な
吸収等を有することがあシ、これらはすべて測定すべき
被検体の望まれる濃度範囲に亘って適当な応答を損うこ
とがある。
従って、検出可能々変化の生成に、分析の基に物質とし
て使用すべき検出可能な物質（ｓｐｅｃｉｅｓ）の生成
又は分解が必要とされない種々の臨床分析用分析要素を
得ることが望ましいであろう。種々の湿式化学分析技法
又は溶液化学分析技法においてはある程度前記のごとき
分析要素を得ることが可能となっている。たとえばα−
アミラーゼの溶液分析では、適切な水性キャリアに溶解
又は懸濁させる際、α−アミラーゼ検出の反応性物質と
して使用することができる糧々の゛染色澱粉′物質が開
発された。これらの染色澱粉は典型的にはそれ自身へ化
学的に取り付けた予め形成した染料を有し、望まれる染
色澱粉を生成する。α−アミラーゼは生体流体中で特異
的に澱粉を分解する酵素であるので、前記染色澱粉は、
これを適切な液体媒質と混合する際、特定の液状試験試
料中のα−アミラーゼ測定用の反応性組成物を提供する
。このような液状試験試料中に存在する場合、α−アミ
ラーゼは自身の存在又は量が測定できるように染色澱粉
を分解する。更に詳しくは、α−アミラーゼにより分解
された澱粉と非分解澱粉とを分離し、次いで出発もしく
は残留非分解澱粉の色素濃度と分解澱粉の色素濃度とを
比較することにょ多液状試験試料中に含まれるα−アミ
ラーゼの存在又は量を測定することができる。前記湿式
化学による典型的なα−アミラーゼ分析は米国特許第３
６９４３１８号（１９７２年９月２６日発行）に記載さ
れている。
被検体との反応により生成又は分解する必要のない予め
形成した検出可能な物質を用いる、前記湿式化学又は溶
液分析技法は有用である。それでも矢張シ、これらの技
法を自動化分析系に組み込もうとする場合、湿式化学又
は溶液分析技法の前記のような一般的な欠陥を呈する。
そのよう々欠陥としては、複雑な分析装置が必要である
こと、溶液の取シ扱いが繁雑であること、輸送の際の問
題等である。前記のよう々湿式化学又は溶液分析技法に
一般に連想されるもう一つの問題は次の通シである。即
ちこれらの方法は、被検体と着色試薬（たとえば染色澱
粉）との反応の終了を必要とし、それに続いて、最初の
等しく着色した試薬からの妨害を受けることなく生成物
の着色が測定できるように、反応による着色生成物を分
離する為の、遠心分離のような分離操作を必要とする。
それ故これらの湿式化学技法は、被検体と着色試薬との
反応を継続させそして反応による着色生成物が放出する
速度を測定する速度分析又は連続分析に容易に役立たな
い。こうしたことは、速度分析に特に適合する、酵素分
析のようなある分析において特に問題である。それ故特
に、゛乾式″分析要素の便利さ及び取シ扱いの容易さを
提供し、そして連続又は速度分析を実施することができ
るが、予め形成した検出可能な物質を用いるであろう゛
乾式化学″分析要素を得ることが望ましいでちろう。
今日まで定量的な分析結果を与えうる乾式分析試験要素
は、予め形成した検出可能な物質の胆み入れ又は使用に
は首尾よく適さなかったように思われる。予め形成した
検出可能な物質を組み入れたこれら乾式要素は、１９７
２年２月８日付米国特許第３．６４１，２３５号に記載
の壓の繊維状試験ストリップ要素だけであるように思わ
れる。そのような要素では、染料のような予め形成した
検出可能な物質は免疫試薬へ結合され、そして得られた
染色免疫試薬は要素の繊維状層中へ組み入れられる。液
状溶出液の存在下での検出させるべき被検体とこの染色
免疫試薬との反応の際、指示染料の一部は放出され、そ
してそれは溶出液により同じ繊維状層のその他の領域へ
洗い込まれる。このような要素は定性的結果を得る為に
のみ有効であるように思われる。たとえば前記試験スト
リップを用いて被検体の存在又は不存在を測定する為に
、試験ストリップを可視的にしらべて、染料の移動又は
泳動が生じたかどうか測定する。更に染料の泳動を検出
できるように、この試験ストリップ要素に液体溶出液を
用いて染料を層の一つのエリアからもう一つのエリアへ
洗い込むことにより被検体と免疫試薬との反応も終了さ
せる。従って、この繊維状試験ストリップ要素は、前記
湿式化学分析の場合と同様に子分には連続又は速度分析
に適さない。
Ｐｒｙｚｂｙｌｏｗｉ　ｃｚ及びＭｉｌｌｉｋａｕ　　
によるベルギー国特許第８０１７４２号（１９７４年１
月２日出願）に記載の多層一体型分析要素のような、一
層定量的でかつ正確な臨床結果を与えるように特に考案
された他の乾式化学要素には予め形成した検出可能な物
質が使用されてい々い。
前記ベルギー国特許の多層分析要素により、試薬含有層
及び、それと協働する等方的多孔性拡散層が提供される
。
前記拡散層は適用試料を受容し、そして試料成分が拡散
層から試薬含有層にかけて見掛上均一濃度となるように
自層内にそれを分布させる。このような要素に、繊維状
物質は少量存在してもよいか又はさもなければ試料拡散
、試験結果生成もしくは結果の検出を妨害し々い様式で
存在できるけれども、このような要素には繊維状物質が
実質的に含壕れないことが好ましく、特に拡散層に含ま
れないことが好ましい。ベルギー国特許記載の型の要素
により、自動化分光測光装置、螢光測定装置及び他の覇
射綜測定装置を用いて定量的にそして正確に測定できる
均一な分析結果が得られる。
しかしながら前述のごとくベルギー国特許第８０１．７
４２号には、それに開示の個々の一体型多層要素への予
め形成した検出可能々物質の組み入れについて、いかな
る示唆もされていない。更に適切にいえば、ベルギー国
特許の被検体検出に用いる種々の特殊試薬は、要素内で
の検出可能な物質の生成及び／又は分解（たとえば比色
測定又は螢光測定により検出可能な物質の生成）により
分析結果を生成するものである。更にベルギー国特許の
多層要素は、多層要素の試薬層からの予め形成した検出
可能な物質の放出が選択的に検出可能、即ち多層要素の
試薬層に残留する未遊離の検出可能な物質により妨害を
受けることなく放出の予め形成した検出可能ガ物質を選
択的に検出可能とする特殊な機構を備えていない。
従って米国特許第３，６４１，２３５号記載の前記繊維
状試験ストリップ要素及びベルギー国特許第８０１．７
４２号記載の多層分析要素のような種々の分析要素が考
案され、そしてそれらは液体の実質的に乾式の分析の種
々の応用に有用であるけれども、定量的な結果をもたら
しうる要素であって更に、定量的かつ選択的に検出可能
な分析結果を得る為に予め形成した検出可能々物質を用
いうる改良されたパ乾式化学″分析要素を得ることが望
ましい。
本発明により血液、血清、尿等のような生体液のごとき
液体を分析する為の新規な要素が提供される。本発明要
素は使用条件下で流体接触する少くとも二つの層を有す
る。本発明要素は使用する場合専門技術を必要とせずそ
して種々の態様において、定量分析をしようとする際必
要であろう特別カスポット付は又は試料規制、過剰試料
の洗浄もしくは除去のような他の操作を行うことなく定
量的な分析結果を生じることが出来る。更に以下に詳細
に説明するように、本発明要素によって生ずる結果は実
質的に首尾一貫しており、明きらかなバラつきはなく、
必要か又は所望なら、電磁輻射線測定の自動化手段（輻
射線測定法）を用いてが出来る。
本発明要素には試薬層と検出表示（ｒｅｇｉｓｔｒａｔ
ｉｏｎ）層とを含む少々くとも二層が含まれる。この検
出表示層は試薬層から放出された予め形成した検出可能
な部分を受容する。本発明の多層要素の層は、要素の試
薬層から放出された予め形成した検出可能な部分が要素
内で選択的に検出可能であるように構成されている。こ
のことはたとえば、試薬層に残留した未放出の予め形成
した検出可能な部分が試薬層内で選択的に検出されるか
、又は放出の予め形成した検出可能部分が検出表示層へ
泳動後そこで選択的に検出されるように不発明の要素を
構成することにより達成することができる。要素の層は
分析下の液に浸透性である。
「浸透可能」及び「浸透性」なる語は物質又は層に関し
て用い、気体又は液体（液体の溶媒又は分散媒質を含む
）、及び媒質中に担持される成分（即ち媒質中に溶解又
は分散により担持される成分）によって前記物質又は層
が有効に透過される能力を示す。同様に「拡散性」及び
「移動性」なる語は、物質が分析要素へ適用する液状試
料の溶媒又は分散媒質のような、層又は要素に存在する
液中に担持されている場合に、物質が拡散によって層又
は要素円移動できる能力を言う。この明細書で液状試料
を参照して用いる「成分」なる語は、それが放出の状態
であるか又は更に複雑な物質の一部である化学部分であ
るかのいずれにせよ、広く液の溶解材料又は分散材料を
意味する。当然のことであるがそのような材料は、たと
えば液を適当な化学反応により要素へ適用した後液中に
提供することができる。種々の場合に、成分は被検体、
被検体の前駆体又は被検体の反応生成物である。被検体
のような成分の反応生成物には、成分の分解生成物又は
成分の他の反応生成物、並びに被検体又は他の成分の酵
素活性の結果生成する反応生成物のような、成分に由来
する他の生成物である化学物質がある。
不発Ｆ３Ａ要素の眉間の「流体接触」なる語は、流体（
液体又は気体のいずれであっても）が要素内の重ね合さ
った眉間を通過する能力を言う。別の言い方をすれば「
流体接触」なる語は、流体接触している眉間の流体成分
の通過を許容する要素の能力について言及する。そのよ
う橙能力は流体接触している層間の接触界面に沿って均
一であるのが好ましい。流体接触する層は接触している
ことも出来るが、層を介して離れていてもよい。しかし
々から互いに流体接触することが確認されている層を物
理的に介在させた要素内の層も流体接触関係にあるであ
ろうし、そして介在層により流体接触層間の流体の通過
が妨げられ々いであろう。
試料を要素へ適用する前に層を流体接触させることがで
きるけれども、おる場合には最初能れて位置する層を用
い、そしてたとえば要素へ圧縮力を適用することにより
試料適用時に実質的に流体接触させることが望ましい。
本発明に従って、試薬層は適用試料へ浸透性であシそし
てそれには行う分析の際活性を示す反応性組成物が含ま
れる。この反応性組成物にはそれ自体予め形成した検出
可能な部分を有する非拡散性物質が含まれる。更に詳し
く言えばこの組成物は所定の化学物質又は被検体（即ち
要素の試験被検体）を含む液体の存在下で反応し、予め
形成した検出可能々部分を含む拡散可能な物質を提供又
′は放出する。検出表示層は前記反応性組成物により試
薬層中で生成した拡散性の物質を受容し、そしてそれへ
浸透性である。本発明の好ましい態様に従って予め形成
した検出可能な部分はたとえば輻射線測定技法により検
出衰示層中で選択的に検出される。即ち前記検出は、要
素の他の層に存在する、未放出の予め形成した検出可能
な部分を検出することなくまたはそれから妨害を受ける
ことなく行われる。
この明細書で用いる「予め形成した検出可能な部分」な
る語は、たとえば、光、放射性発光等のような電磁輻射
線の適切の測定によりそれ自体直接検出可能な化学物質
、化学基（即ち分子の一部）又は原子を意味する。この
語は、ある分析に用いるある様式では直接検出不可能で
おるけれども、分析の精度を損うことなく前記のごとく
して検出可能となるヱ子、化学基又は化学化合物をも意
味する（たとえば酵素）。、このような検出性を、試薬
層から放出された拡散性物質の予め形成した検出可能々
部分の全量へか又は試薬層中に残留する未放出の予め形
成した検出可能々部分の全量へ好都合に付与することが
望ましくその際目的とする分析の基礎となる、被検体の
反応から生ずる拡散性物質へ影響を与えないことが望ま
しい。これら検出可能部分は、直接的に検出するか又は
間接的拠検出するかいずれにせよ反応性組成物中に予め
形成して存在し、そして反応性組成物の存在下において
被検体との反応により試薬層から放出される。
この明紬讐で詳細に説明するように本発明の要素は、分
析下の液体適用前は本発明要素の試薬層中で固定されて
いる予め形成した検出可能力部分を用いて有用な分析結
果を提供する。被検体含有（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）液を要
素へ適用する際、そして被検体の存在下における反応性
組成物の化学反応又は他の相互作用の結果、との予め形
成した検出可能部分は、検出表示層（場合によっては幅
射隙透過性支持体上に支持される）中への拡散にょシ泳
動しうる拡散可能な物質又はその一部として提供される
。前記支持体は輻射線透過性、即ち一つ又はそれ以上の
波長における電磁輻射線を透過可能であり、そしてとの
ことは低レベルの輻射線で行う測定に特に有利である。
本明細書の記載に従ってそして第１図に示すごとく、本
発明により次の（ｉ）及び（ＩＩ）を含んで々る分析要
素が提供される。
（ｉ）　　予め形成した検出可能部分を有する非拡散性
物質を含む反応性組成物を含有する試薬層６゜前記組成
物は所定の被検体を含む液の存在下において反応し、予
め形成した検出可能な部分を含む拡散性物質を生じる。
（１１）拡散性の物質を受容する検出表示層４゜これら
の層は、試薬層から放出された予め形成した検出可能な
１部分が要素内で選択的に検出されうるように構成され
ている。たとえば乳白化物質を試薬層中へ組み入れ、試
薬層中に保持される予め形成した検出可能な部分をみえ
なくし、そして検出表示層中へ拡散する予め形成した検
出可能々部分が検出できる背景を提供する必・、又は第
２図に示すように独立した輻射線遮断層（ｒａｄｉａｔ
ｉｏｎ〜ｂｌｏｃｋｉｎｇ　１ａｙｅｒ）を本発明の要
素に組み入れてもよい。もう一つの例としては、試薬層
の光学的被覆力を減少させることによって表示検出層へ
拡散した予め形成した検出可能な部分の光学的妨害を有
効に減少させるような方法で、予め形成した検出可能な
部分を試薬層の反応性組成物中へ組み入れてもよい。別
法としては第４図に示すように試薬層を表示検出層から
はがしてもよい。必ずしも必要ではないけれども表示検
出層を輻射線透過性とすることが好ましい。典型的には
、第４図に示すように本発明の分析要素は支持体２上に
要素の各層を有してなる。必ずしも必要ではないけれど
も支持体も輻射線透過性であるのが好ましい。
しかしながら要素の層が適嶺な耐久性及び完全性を示す
場合には、支持体は不要である。
第２図に示すような本発明の好ましい一態様では、輻射
線透過性支持体上に（１）被検体又は被検体前駆体に浸
透性であって、被検体の存在下で反応して予め形成した
検出可能部分を有する拡散性の物質を放出する組成物を
含む試薬層６　：　（ｉｉ）検出可能な物質に対して浸
透性の輻射線遮断層７、及び（ｉｉＤ検出可能々物質に
対して浸透性であシそしてその中で予め形成した検出可
能な部分が検出可能である輻射線透過性検出表示層４を
有してなる一体型分析要素が提供される。場合によって
は検出表示層に予め形成した検出可能な部分の媒染剤が
含まれていてもよい。検出表示層は好ましくは支持体と
輻射線遮断層との間に位置し、輻射線遮断層は検出表示
層と試薬層との間に位置する。亦た所望々ら試薬層は等
方的に多孔性であシそして被検体へ（適切な場合は被検
体前駆体へも）そして拡散可能な予め形成した検出可能
な部分へ実質的に均一に浸透性でちるのが好ましい。試
薬層から輻射線遮断層へ提供される予め形成した検出可
能な部分の見掛濃度は通常破壊されないと考えられてい
るけれども、輻射線遮断層は予め形成した検出可能な部
分へ均一に浸透性であることが璽ましい。
検出表示層も予め形成した検出可能な部分に関し同様の
浸透性を有する。好ましい輻射線遮断層には顔料、適凸
々形のポリマー（たとえばブラックｘ　（ｂｌｕｓｂ、
ｅｄ）ポリマー）又はそれら両方のような乳白化剤が含
まれる。この態様のある好ましい面では、輻射線遮断層
及び検出表示層は非繊維性であり、そしてこれらの層の
うち一つ又は双方ともが試薬層に含捷れる反応性組成物
に実質的に浸透性である。
第３図に示すように本発明のもう一つの好ましい態様に
従って、支持体２上に、前記好ましい態様に関してすべ
て述べたような試薬層６、検出表示層４及び場合によっ
ては輻射線遮断層７を有して成る一体型分析要素が提供
される。しかしながらこの好ましい態様に従って更に非
繊維性拡散層８が要素に含まれる。前記非繊維性拡散層
８は等方的に多孔性であるのが望ましく、そして試薬層
が検出表示層とこの拡散層との間にはさまれるように要
素中に位置する。拡散層により被検体の試薬層に対する
均一濃度の達成が促される。この態様のある一面ではす
べての層は好ましくは非積維性であり、要素の定量分析
性を強化する。「非繊維性」なる語はこの明細書では層
及び／又は物質に関して用い、そのような層又は物質に
は実質的に繊維性物質が含まれ々い、即ちそれらには、
この明細書で述べているような試料拡散を妨害又は輻射
線測定手段による分析結果の検出を妨害するような量の
繊維状成分が含まれないことを意味する。
第４図に示すような本発明の別の態様に従って試薬層６
及び任意的な拡散層８は要素の検出表示層からはがすこ
とができる。そのよう々場合たとえば検出表示層４を輻
射線透過性又は不透明支持体２上に位置させることが出
来、そして検出表示層中へ放出される予め形成した検出
可能な部分の量は、試薬層及び任意的な拡散層を検出表
示層からはがした後、検出表示層の適当々光学的透過測
定又は反射測定（輻射線測定法）を行うことにより測定
することができる。
本発明のもう一つの態様では、要素の個々の層の一部又
は全部を最初互いに離れて位置させ、そして液状試験試
料適用時に要素に圧縮力をかけることによって要素を流
体接触させる。このような形態は、液状試験試料を要素
へ適用するまで要素の個々の層間の接触を避けることが
望ましい場合、た七えは予め形成した検出可能な部分の
検出表示層への時期尚早の泳動を防止することが望まし
い場合に有用である。このような時期尚早の泳動けたと
えば、予め形成した検出可能な部分を含む反応性組成物
の分子量が比較的低い場合、及び本発明要素が使用前に
長期間貯蔵されるか又は貯蔵の際高い相対湿度又は高温
糸付のような悪い環境にさらされる場合に起こることが
ある。別の様式では第５図に示すような構成の要素が有
用である。
第５図では、試験要素の個々の間隙層１０の中又はその
間にはさまれた一つ又はそれ以上のボッド又はコン・り
一トメント９内に液をたとえば密封することにより要素
内に独立して貯蔵し、そしてこのような構成によってこ
のような液状成分を、要素へ圧縮力をかけそして液が貯
蔵されているボッド又はコンパートメントを破壊するこ
とにより使用時に要素中に導入することが望ましい。具
５図では第３図に関して述べたように、層８，７．４及
び２はそれぞれ拡散層、輻射線遮断層、検出表示層及び
支持体を示す。これに関して、第５図に示す要素の試薬
層６と協働する一つ又はそれ以上のボッド９を用いるこ
とは、試薬層６が、アルカリ又は酸のいずれかの非常に
腐食性の媒質の存在下において被検体含有試験試料との
反応により試薬層から放出される拡散可能々染料部分を
含む組成物を有する場合特に有用である。このよう々場
合に、試験要素の他の層又は成分と長時間接触させる場
合に有害効果を及ばすか、又は要素の取シ扱い及び保持
の際困難な問題を呈することがある腐食性媒質を、要素
が使用に供するまで、破壊可能な酸又はアルカリ浸透性
ポンド又は同様の手段の中に貯蔵することにより前記腐
食性物質の不望効果を回避することができる。本発明要
素は使用後廃棄できるか又は密封状態を保つことができ
るので、使用した要素を捨てる為の適切な操作を行わな
い場合は、要素を適切に密封するか又はさもなければ腐
食性媒質の望ましくない漏出及び引き続く容器手段９の
破壊を防止する為のその他の操作を行う限シ要素使用後
も腐食媒質の影響を心配せずにすむ。
本発明に係る要素の試薬層は、行う分析の際活性でちる
試験下の液状成分へ少なくとも浸透性であシそして適切
な場合には多孔性である。この明細書で意図する「浸透
性」々る語は、多孔性から生じる浸透性、膨潤性又は他
の特性の意味が含まれる。試薬層には通常、この明細書
記載の反応性組成物が分配即ち溶解又は分散するマトリ
ックス又はキャリアが含まれる。しかし々からたとえば
反応性組成物それ自体が単独層中で生成しうる場合は、
試薬層にマトリックスが含まれている必要はないであろ
う。マトリックスの選択は、要素が目的とする使用の程
度、即ち定性分析、半定量分析又は定量分析に依存する
。天然物質又は合成物質のいずれから製造されるにせよ
紙、羊毛、フェルト、織布等のような種々の多孔性繊維
状材料は試験要素に一般的であシそして使用可能である
。
このような材料及び分析要素にそれらを使用する様式は
たとえば米国特許第３，８０２，８４２号、同第３，８
０９，６０５号、同第３，８１４，６６８号及び同第３
，８９７，２１４号に記載されている。有用である他の
多孔性、非繊維性試薬キャリアには、米国特許第３，５
５２，９２９号に記載のような微孔性ポリマー、米国特
許第３，５５４，７００号に記載のような多孔性セラミ
ック及びプラスチックスポンジ材料、米国特許第３，７
１５，１９２号に記載のような粒状物質、並びに米国特
許第３，９１７，４５３号に記載のようなポリマー状オ
ープン−セル泡がある。
更に他の望ましい試薬キャリアには、適用した液状試料
へ浸透性のグル層がある。米国特許第３．６３０，９５
７号に記載されている、フィルム形成剤の一つのこのよ
う々変形により、水性液の分析に有用である耐水性層が
提供されうる。これらのフィルム形成性物質を用いて製
造した層は、コロイドレベルでは空隙構造を示さずそし
て多孔性物質の場合に生じる毛細管流によってよシむし
ろ拡散により液を通すので通常の意味では多孔性である
とは考えられない。任意の場合にこのような浸透性物質
の選択は、適用液及び試薬層に侵入せねばならない活性
成分のサイズに依存する。
好ましい一面では、フィルム形成性物質は試験下の液に
膨潤性である。フィルム形成性キャリアは液状試料との
接触により膨潤しそしてその試料液への浸透性は増大す
る。このようにして試薬層の試料侵入は、試料液と試薬
層に分布した反応性組成物とが有効に接触する場合によ
り迅速に果たされる。
グル形成剤及び同様の物質は、定量分析を目的とする要
素の試薬キャリアとして好ましい場合が多い。それらは
通常液に対し繊維状物質よシずつとすぐれた均一浸透性
を有する。更にそれらは、光及び他の電磁輻射線に対し
透過性であわ、このことは繊維状キャリア及び他の多孔
性キャリアには児られないことである。前記多孔性キャ
リアは非繊維性ではあるけれども、その空隙構造により
入射輻射線を通さないか又はそれに対し非常に反射性で
あシうる８ 試薬マトリックスとして均一なフィルム形成性物質を用
いて試薬層の浸透性を高度に均一とすることが可能であ
シその結果均一液体を層の表面へ均−拠提供する場合、
層内でのそのような流体濃度の等しい測定（層表面の種
々な領域で行う）により通常実質的に等しい結果が得ら
れる。たとえば前記結果の変動は、巾約３〜１０ミクロ
ンそしテ長さ５０〜１００ミクロンのような小孔を通し
て輻射線測定を行う場合は約±１０％未満で、好ましく
は約±３〜５チ未満である。連続走査を用いて測定を行
う場合は、約１６倍の小さな拡大を用いて有利にスケー
ルを大きくすることが可能である。試料流体に対し実質
的に均一な浸透性を示す試薬層も等方的に多孔性である
のが望ましい。
更に典型的に等方的に多孔性の層に関する記載を、適切
な等方的に多孔性の拡散層に関する記載と関連して以下
に掲げる。
このようた均一浸透性が得られる場合は、試料成分の不
望の濃度勾配を層内で排除することが可能であり、この
ことは分析結果の定量的検出を容易にする為に望ましい
。非常に均一な浸透性は、沖紙、繊維状羊毛、フェルト
、織布等のような繊維状材料から製造した層の特性であ
るとは考えられない。繊維状物質内の種々の灯心作用の
ような要因により、繊維状物質内にそしてそのような繊
維状物質から成る流体接触層中にも、浸透性の液状成分
の種々の見掛濃度が生じえると思われる。
従って前記キャリアは定量試験に非常に有用であると考
えられる。
試験下の液の溶媒媒質を知ることによる試薬層マ）　Ｉ
Ｊワックスしての適当なフィルム形成剤の選択は、材料
の溶解性に精通しだものにとっては自明である。たとえ
ば比較的低いアセチル化度の酢酸セルロース又は比較的
低いニトロ化度の硝酸セルロースは、溶媒媒質として低
級アルカノールを用いた液の場合に有用である。
多くの場合に溶媒媒質を完全にか又は有効に水生体液、
生化学的水性液及び他の水性液分析用に、親水性（即ち
水膨潤性）フィルム形成剤が試薬層製造における試薬キ
ャリアとして特に有用である。
このような親水性試薬キャリアも水又は試験下の液の他
の水性媒質に膨潤性である。望ましい親水性物質には、
アラビアゴム、寒天及びアガロースのような多糖類、ゼ
ラチン、セルロース等並びにそれらの誘導体のような天
然の親水性コロイドと、ポリ（ビニルアルコール）及び
ポリ（ビニルピロリドン）アクリルアミドポリマー等の
ごとき水溶性ポリビニル化合物のような合成物質とがあ
る。
本発明要素の試薬層には、予め形成した検出可能な部分
を有する非拡散性物質を含む反応性組成物が提供される
。反応性組成物（試薬組成物と呼ぶこともある）の性質
に依存して、反応性組成物は試薬層の唯一の成分である
こともあるし、またこの明細曹において前に述べたよう
なキャリア中の他の必要もしくは望ましい反応体と共に
分散することもある。
前述のごとく本発明の要素の試薬層に存在する反応性組
成物とは、所定の被検体即ちその要素の試験被検体を含
む液の存在下において化学的か又は物理的に反応して、
予め形成した検出可能な部分を含む拡散性の反応生成物
を提供する組成物を言う。反応性組成物のこの予め形成
した検出可能な部分とは、たとえば輻射線測定又は他の
手段により検出を可能にする物質を言う。従って、この
物質の選択的検出に基づき、分析下の特定液中の被検体
の存在又は濃度を分析的に測定することができる。
本発明要素の試薬層中に存在する反応性組成物は、拡散
可能になりうる最初は非拡散性の組成物であるか又は拡
散可能な予め形成した検出可能な部分を含む。典型的に
は反応性組成物の拡散性の予め形成した検出可能な部分
は、このような反応性組成物の非拡散性部分へ化学的か
又は物理的に結合する。このような場合に、被検体含有
液を要素へ適用する際、反応性組成物の化学的か又は他
の反応が被検体含有液の存在下で起こシ、分析下の液状
試験試料中の被検体の存在又は濃度に相関させうる量の
拡散性の予め形成した検出可能々部分が試薬層から放出
する。
本発明要素に用いる反応性組成物の特別な組成は、要素
へ適用する特定の被検体含有液及び拡散性の予め形成し
た検出可能な部分の存在を分析する為に用いる特定の検
出手段に依存して広く変化させることができる。勿論の
ことであるが所定の被検体含有液用に拡散性の予め形成
した検出可能な部分の望まれる放出機構（即ち使用する
反応性組成物と被検体との間の特定の化学的か又は他の
反応により拡散性の予め形成した検出可能な部分を放出
する機構）Ｋ依存していくつかの異なる種類の本発明に
有用な反応性組成物があシえる。
本発明に有用な反応性組成物に行いえる可能な改変の一
面を示す為に、反応性組成物に含まれる拡散性の予め形
成した検出可能な部分は、種々の異種物質のうち任意の
一つであシえることに注目されたい。本発明の好ましい
態様に従って、予め形成した検出可能な部分とは、輻射
線測定手段により直接検出可能な物質を意味する。本明
細書で用いるように「輻射線測定手段」なる語は、分析
結果を得る為に輻射線を用いる種々の分析的感応手段を
含んで定義される。
輻射線測定手段により直接検出可能な種々の典型的々予
め形成した検出可能な部分には（ａ）慣用の比色測定装
置を用いて、その存在又は濃度を測定するに使用可能な
吸光率又は吸収スペクトルを有する着色剤（即ち染料又
は顔料）のような比色測定により検出可能々部分並びに
（ｂ）物質から発せられる輻射線に感応しうる装置によ
り検出可能な螢光物質（たとえば螢光プローブ）のよう
な輻射線放射物質がある。
他の型の輻射線放射物質も当然、本発明に用いる反応性
組成物に含壕れる拡散性の予め形成した検出可能な部分
として使用することができる。このような検出可能な部
分を含む反応性組成物を、試験に用いる特定の被検体で
処理する際、ある量のたとえば放射性をラベルした検出
可能々部分が放出されるようにまたとえばリン光発生部
分又は放射性ラベル部分を用いてもよい。この放射性部
分は本発明要素の検出表示層中へ移動可能であり、検出
表示層においてそれは特徴的な放射性によって検出する
ことができる。
放射性ラベルの使用は、非拡散性であって、本発明の適
切な要素の試薬層中に含まれるラベルした抗原−抗体複
合体から成る反応性組成物製造に特に有用である。液状
試験試料に含まれる適当な被検体の存在下において、試
薬層中に含まれる抗原−抗体複合体のラベルされた構成
分（即ちラベルされた抗原又はラベルされた抗体のいず
れか）は、液状試験試料中に含まれるある量の未ラベル
構成分（即ち抗原又は抗体のいずれか）と置換する。次
いで置換されたラベル構成分は検出表示層へ泳動し、そ
こでそれは自身に特徴的な放射性により検出される。検
出表示層で検出されるラベルされた構成分の量に基づき
、もとの液状試料中の未ラベル構成分の量が測定できる
。
ラベルされた抗原−抗体複合体の前述のような使用は認
められた、研究室における分析技法である。しかしなが
ら前述のような使用法は、本発明に従って提供されるよ
うな分析要素には今まで用いられていない。反応性組成
物としてこのよう々複合体を用いる本発明の要素は、ラ
ベルした抗原−抗体複合体が、分析下の液状試料中に含
まれる特定の抗原又は抗体の基質として働く免疫分析に
特に適する。前記のよう表置換反応及び種々の抗原−抗
体複合体はたとえば米国特許第３，８８０，９３４号に
記載されている。
輻射線測定手段により直接検出可能々前記部分に加えて
、この明細書において前に説明したような「予め形成し
た検出可能な部分」なる語には、直接は検出不可能であ
るけれども分析の精度を損うことなく前述のごとく検出
可能に々シうる種々の予め形成した物質も含まれる。好
ましい態様に従って、このような検出性を、試薬層から
検出表示層中へ泳動する反応性組成物の拡散性生成物中
に含まれる予め形成した検出可能な部分の全量へ付与し
、そして更にこのような検出性を拡散性生成物の量に影
響を与えることなく付与する。このような予め形成した
検出可能な部分には、放出の状態では低レベルの螢光性
しか示さないが、適切なキャリヤと結合した場合には高
い螢光性を示す螢光プローブ物質、自身の基質を含む検
出表示層中へ拡散する酵素ラベル抗原がある。このよう
な基質にはたとえば、前述のような酵素ラベルにより触
媒され直接検出可能な反応生成物（たとえば染料）を生
成する反応混合物が含まれる。
前述から、種々の異なる検出可能な物質を、本発明要素
の試薬層中に含まれる予め形成した検出可能な部分とし
て使用できることは明きらかである。これらの検出可能
な物質には、種々の予め形成した染料のような物質があ
シ、それらは、それらに特徴的な吸収スペクトル又は、
螢光プローブもしくはリン光のような種々の発光物質及
び独自の放射性スペクトルにより検出可能々放射性物質
により検出される。染料及び螢光物質の特に代表的なも
のについては以下に更に詳しく示す。代表的なリン光性
物質及び放射性物質には、種々のけいリン光体（たとえ
ば置換クマリン、フルオレセイン、ローダミン染料等）
、及びＣ１４又は重水素（トリチウム）のごとき種々な
放射性グループのような周知物質がある。
本発明に用いる反応性組成物の予め形成した検出可能な
部分として使用する特別な物質及びこのような物質の性
質はさておき、種々の手段を用いて反応性組成物から拡
散性の予め形成した検出可能な部分を放出させることが
できることは当然のことである。明きらかなように、非
拡散性反応性組成物からの予め形成した検出可能な部分
の放出は、拡散性の予め形成した検出可能な部分を試薬
組成物へ取シ付ける特別な手段、及び予め形成した検出
可能々部分は放出される機構に依存する。
反応性組成物から拡散性の予め形成した検出可能な部分
を分離する為の代表的な放出機構及びその機構を用いた
反応性組成物の特別々例に関する記載を一部以下に掲げ
る。
加水分解的放出 加水分解的放出とはその名が暗示するごとく、拡散性の
予め形成した検出可能部分が、加水分解反応の結果反応
性組成物から放出される機構に関しそしてそのような機
構を含む。本発明の非常に好ましい態様をも構成する、
一つのこのような加水分解的放出機構に関する典型的な
例を、人間の血清のような生物試料中のα−アミラーゼ
含量を測定するのに適する試薬組成物を含む本発明要素
を参照して示すことができる。このような場合、分析す
べき特定試料中に含量れるアミラーゼの基質として働く
反応性組成物又は試薬は、自身の個個の反復グリコース
単位へ化学的に結合した染料のような予め形成した検出
可能な部分を有する澱粉から成る。すでに知られている
ように、α−アミラーゼにより澱粉の触媒的加水分解が
もたらされ、この加水分解によりｉ粉は分解され一連の
低分子量多糖類単位となる。この分解はそれぞれ、澱粉
の主成分であるアミロース及びアミロペクチン部分のα
−１，４結合の加水分解の結果中じる。
本発明に従って、予め形成した検出可能な部分を含む前
記澱粉基質を本発明要素の試薬層中に組み入れることに
より、α−アミラーゼを含まない流体試料の存在下にお
いて試薬層全体に実質的に非拡散性である反応性組成物
を得ることができることが見い出された。しかしながら
α−アミラーゼを含む試料の存在下では澱粉基質の特徴
的な触媒的加水分解が生じる。その結果澱粉反応性組成
物から低分子量の多糖類単位が放出し、そしてそれらは
低分子量であるが故に拡散可能であり、そして水性試料
の存在下において試薬層を経て検出表示層中へ泳動する
。前記のごとく検出表示層中に拡散する低分子量多糖類
単位の存在は、検出表示層に出現する予め形成した検出
可能な部分の存在の追跡により本発明に従って測定する
。予め形成した検出可能な部分が個々の低分子量多糖類
単位へ化学的に結合するので、このような追跡により、
検出表示層中でこれら単位の存在を測定が可能となる。
検出表示層におけるこれらの単位の存在により、かくし
て、最初の血清試料中のα−アミラーゼの存在又は不存
在の便利な試験が提供される。
本発明に従って、反応性組成物として用いる為の、予め
形成した検出可能部分を含む特定の非拡散性澱粉基質の
選択及び製造は、種々の澱粉及び検出可能な材料を用い
て行うことができる。概括的に言えば、使用する特定の
予め形成した検出可能な部分は、染料、螢光染料等のよ
うな比色測定により検出可能な材料及び放射性ラベルの
ごとき前述の物質のいずれとすることもできる。当然特
定の予め形成した検出可能な部分は、物理的結合か又は
化学的結合のいずれかにより、澱粉分子の個々の反復糖
単位へ結合せねばなら々い。そして好ましくは、予め形
成した検出可能な部分は、α−アミラーゼ以外の試験す
べき液状試料の種々の成分に対して、物理的及び化学的
に不活性でなければならない。
本発明に従ってα−アミラーゼ分析用の前記要素を用い
た良好な結果は、比色測定にょシ検出可能な非拡散性反
応性組成物材料として、澱粉と複合可能であることが知
られている慣用の比色測定により検出可能な染料との複
合澱粉のような物質を用いることにより得ることができ
る。前記染料には、商品名チバクロン■ブリリアントオ
レンジＧ、　Ｐ、　（リアクチブオレンジ５）及びチバ
クロン■ブリリアントブルーＦ３ＧＡ（リアクチブブル
−２）でチパーガイギ（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）社から
販売されているクロロトリアジン染料等のような種々の
ハロゲン化シアヌール酸に基づく染料がある。前述の検
出可能なグループを含む澱粉複合体の製造は周知であり
、そしてその詳しい記載は本明細書では不要である。し
かしながら参照する為に、種々の澱粉−ハロゲン化シア
ヌール酸に基づく染料複合体に関しては米国特許第３，
５９７，３２２号（１９７１年８月３日発行）及び同第
３，６９４，３１８号（１９７２年９月２６日発行）を
あげることができる。
有用な結果が本発明に従って、反応性組成物として、そ
の加水裂開がα−アミラーゼにより触媒される非拡散性
螢光澱粉を用いても得られた。螢光ラベル澱粉複合体の
うち一つの好ましい例は、無水イサト酸（公知の螢光Ｌ
Ａつとアミラーゼとの反応から得られるものである。こ
の反応を適切な条件下、たとえばノメチルスルボキシド
溶媒の存在下においてピリジン触媒を用いて行う場合、
澱粉ポリマーの比較的多数の個々の反復グルコース単位
がエステル化されそしてアントラニレート単位へ転化し
た、非常に螢光の強い澱粉反応生成物が得られることが
わかった。この反応の化学式は以下の通シである。
比較的多数のグルコース単位がアントラニレート単位へ
転化するので、得られた螢光澱粉は非常に高い螢光度を
示す。詳しくは、最適には、グルコース単位６個につき
アントラニレート単位１個を有する澱粉が得られる。
勿論のことであるが、α−アミラーゼの前記分析に用い
る特足の予め形成した検出可能な部分は、本発明の反応
性組成物として用いるのが望ましい得られたアミロース
澱粉−検出可能部分複合体の特性に大部分依存する。た
とえば本発明の用途に可溶性か又は不溶性の予め形成し
た澱粉−検出可能部分複合体を用いることが出来る。前
記複合体の溶解性とは、２２℃、ＰＨ７，０で測定した
水性媒質中での溶解性を言う。本発明に従った反応性組
成物として有用な水に不溶性の予め形成した澱粉−検出
可能部分複合体は前記米国特許第３，６９４，３１８号
に記載されているものである。亦た本発明に有用な種々
の水溶性の予め形成した澱粉−検出可能部分複合体には
前記米国特許第３，５９７，３２２号に記載のような水
溶性接合体がある。他の同様な水溶性染料−澱粉複合体
は米国特許第３，７０５，１４９号（１９７２年１２月
５日発行）及び同第３β７９，６６１号（１９７２年７
月２５日発行）に記載されている。
本発明に用いる前記澱粉複合体を製造するのに用いる澱
粉は、たとえばじゃが芋、とうもろこし、タピオカ、小
麦、米、さつまいも又はその他の源から得られる澱粉及
び澱粉画分のよう外種々の源から得ることができる。水
溶性澱粉及び水不溶性澱粉は両方とも、前記予め形成し
た澱粉−検出可能部分反応性組成物製造に使用すること
ができる。
得られた澱粉含有反応性組成物は、これを本発明の要素
の試薬層中に組み入れることにより、試薬層から好都合
に拡散不可能にすることができる。
前記試薬層の孔サイズは、加水分解していない、予め形
成した澱粉−検出可能部分反応性組成物の通過を妨げる
に有効なサイズであり、そして加水分解した低分子量の
予め形成した澱粉検出可能部分生成物を通過可能にする
に有効なサイズである。
亦た本発明の好ましい態様に従って、未加水分解の、予
め形成した澱粉−検出可能部分反応性組成物を試薬層中
に組み入れ、この試薬層を任意的な輻射線遮断層及び検
出表示上に被覆することができる。（前記第２図参照）
。この態様では、下に位置する検出表示層及び任意的な
輻射線遮断層を、これらの層が非加水分解の予め形成し
た澱粉検出可能部分へ実質的に不浸透性であるが、加水
分解した低分子量の予め形成した澱粉−検出可能部分生
成物へ浸透性であるように選ぶ。勿論のことであるが、
アミラーゼ検出用の本発明の所定要素の試薬層、輻射線
遮断層及び／又は検出表示層の孔サイズは、使用する為
に選んだ特定の非加水分解澱粉反応性組成物の分子サイ
ズ及びその加水分解反応生成物の分子サイズに依存する
。
置換放出 本発明要素の試薬層の反応性組成物中は含まれる予め形
成した検出可能部分の放出は置換機構によっても行うこ
とができる。この方法の放出に従って、反応性組成物の
予め形成した検出可能な部分は、適当な非拡散性キャリ
ヤ、たとえば分析の為に本発明要素へ適用する試験試料
中に含まれる被検体の非拡散性基質へ物理的か又は化学
的に結合されている。このよう々場合、試験試料中に含
まれる被検体と反応性組成物の非拡散性基質との物理的
又は化学的反応の結果、被検体は、非拡散性基質へ結合
している予め形成した検出可能々部分の一部を置換又は
その置換を生じさせ、そして得られた、拡散性の予め形
成した検出可能な部分から成る生成物は本発明要素の検
出表示層中へ拡散又は泳動する。この検出表示層では、
そこに含オれる予め形成した検出可能な部分の存在及び
／又は量を測定することができる。このような置換放出
機構は業界で知られておりそしてたとえば種種の免疫技
術にその応用が見い出されている。
更に置換放出機構は他の型の分析に有用である。
たとえば本発明の要素を用いてビリルビンを分析するこ
とが出来る。このことは、たとえば、アルブミンのよう
なキャリヤへ結合する予め形成した検出可能な部分（配
位子である）から成るビリルビン活性複合体を反応性組
成物として用いるととにより成しとげることができる。
このような複合体をビリルビンと接触させる場合、ビリ
ルビンは、アルブミンキャリヤ上の結合サイトの検出可
能々配位子と競合しそしてこの競合によって検出可能な
配位子を放出させる。要素の試薬層から配位子が検出表
示層中へ拡散する際、もとの試験試料中のビリルビンの
存在又は量は、ビリルビン活性複合体から放出される拡
散性の配位子の量を測定することにより決定することが
できる。前述のようなビリルビン測定用の分析方法は、
ビリルビン被検体の基質として働く螢光ブローブーアル
ブミン反応性組成物からの螢光プローブのような予め形
成した検出可能な部分の競合置換に基づく。
酸化的及び還元的放出 これらの放出機構はその名が示す通り、被検体の存在下
において非拡散性反応性組成物を酸化又は還元し、本発
明要素の試薬層からの、拡散性の予め形成した検出可能
な部分の放出を促すものである。非常に多様なこのよう
な放出機構はたとえば写真化学の分野で知られており、
この分野では、前記機構は、たとえばハロダン化銀拡散
転写画像形成工程に用いられておシそして本発明の用途
に適合させることができる。
酸化的又は還元的放出はある場合には、試薬層中に含ま
れる反応性組成物の酸化又は還元の結果直接生じさせる
ことができる。たとえば、被検体基質として、自身へ化
学的に結合した予め形成した検出可能々部分を有する非
拡散性反応性組成物を選ぶことが出来る。この結合は酸
化又は還元の際裂開して拡散性の予め形成した検出可能
な部分を放出する。亦た反応性組成物として、分子サイ
ズが大きいか又は特別な分子配置の故に非拡散性である
物質を選ぶことが出来る。このサイズ又は配置は酸化又
は還元により変化し、予め形成した検出可能な部分であ
るか又はそれを含む拡散可能な種を生成する。たとえば
非拡散性基質として高分子量物質を選ぶことができ、こ
れは酸化又は還元の際減成又は分解［７て非常に低分子
量の多数の小化学単位となシ、こうなることによってこ
れらは拡散性となる。又は反応性組成物として、自身を
非拡散性にする特別の基（パラスト基と呼ばれることが
ある）を含む物質を選ぶことができる。この基は反応性
組成物から裂開するか又はさもなけめ形成した検出可能
々部分を含む拡散性生成物を生成する。
前述のように゛直接的″酸化又は還元放出機構は、適描
彦反応性組成物の選択により用いられる。
この反応性組成物は検出すべき被検体の存在下において
酸化又は還元されて、予め形成した検出可能な部分を含
む拡散性物質を直接生じる。かような″直接的″放出機
構に従って機能する反応性組成物にはたとえば、米国特
許第３，４４３，９４０号（１９６９年５月１３日発行
）に記載されているようなロイコ型の閉環化合物がある
。このような化合物は、適当なパラスト基が存在しかつ
それへ化学的に結合した染料を含むので最初は非拡散性
である。これらロイコ型の閉環化合物を酸化する際、染
料の付着点として働く化学結合は閉環反応をうけ染料を
放出する。
前述のパ直接的パ酸化又は還元放出機構に加えて゛間接
的″酸化又は還元放出機構としてこの明細書に記載の種
々の放出機構を用いてもよい。このような場合、いわゆ
る前記゛直接的″機構におけるように、反応性組成物か
らの予め形成した検出可能な部分の放出は、反応性組成
物の酸化又は還元により促進される。しかしながらこれ
らの放出機構では、予め形成した検出可能な部分（たと
えば染料）の放出に先だって、典型的には−又はそれ以
上の別の反応を行う。亦た種々のこのような間接的酸化
又は還元放出化学は、種々のハロダン化銀写真特許刊行
物に記載され、そしてこれらの放出化学は、本発明に従
って、この明細書に記載の反応性組成物と協働する放出
手段として用いるに適合させることができる。
たとえばこのような間接的酸化又は還元放出機構の多く
は、自身と協働する、写真現像剤、写真カップリング剤
等のような別の酸化性又は還元性共同反応体を有する不
動性又は非拡散性反応性組成物を用いることにより本発
明に用いるに適合させることができる。特別の共同反応
体及びその望まれる酸化状態に依存してこのような共同
反応体の酸化又は還元の際、かくして酸化又は還元され
た共同反応体は反応性組成物の不動仕種と反応して、染
料のような拡散性の予め形成した検出可能な部分を分離
する（たとえばカップリング又は架橋酸化反応により）
。このような染料放出化学の一例が米国特許第３，６２
８，９５２号（１９７１年１２月２１日発行）に記載さ
れている。この特許には、カテコールのような酸化型の
現像剤と反応することにより、パラスト化された出発物
質から拡散性の染料含有部分を分離するパラスト化され
た染料含有スルホニルヒドラゾン化合物が記載されてい
る。
前記米国特許詔３，６２８，９５２号に記載の放出機構
と幾分類似の放出機構による、他の間接的酸化又は還元
染料放出機構には、米国特許第３．２２７，５５０号及
び同第３，４７６，５６３号に記載のような種々なカッ
プリング放出化学がある。
これらの特許では、写真発色剤（自身へバラスト基を化
学結合して発色剤を非拡散性にしている）は、可溶性化
基へ化学的に結合している染料へ自身のカップリングサ
イトで化学結合により結合される。このよう々発色剤は
、慣用の第一級芳香族アミン色素写真現像剤（酸化され
たもの）とカップリング反応しパラスト化されたカップ
リング基を分離し、従って染料を放出し、染料は自身へ
結合した可溶性化基により、たとえばアルカリ性媒質中
で拡散性となる。カップリング放出機構により拡散性の
染料を生成する更に他の染料放出化学はドイツ国公開公
報第２，４１５，１２５号に記載されている。
酸化された色素写真現像剤とパラスト化された染料提供
反応体との間の化学的カップリング反応を用いる、更に
もう一つの型の間接的染料放出化学は、前記米国特許第
３，４４３，９４０号及び同第３．４４３，９３９号（
１９６９年５月１３日発行）に記載の別の閉環化合物に
関するものである。これらの特許には、あるパラスト化
されたフェノール化合物が記載され、その化合物にはそ
のフェノール核へ化学結合により結合した染料が含まれ
る。
これらパラスト化されたフェノール化合物は、酸化され
た第一級芳香族アミン色素現像剤共同反応体との反応の
際酸化された色素現像剤と結合する。
この反応の生成物である化学化合物においては、第−級
アミン色素現像剤の残シ及び染料部分をフェノール核へ
結合した化学結合は自生の閉環反応をうけ拡散性染料を
分離しそして放出する。
本発明の分析要素の反応性組成物に用いるに適合可能な
別の間接的酸化又は還元染料放出化学は、米国特許第３
，７２８，１１３号及び米国公開出願Ｂ５５１，６７３
号（１９７５年１月２８日発行）に記載のよう々放出機
構の化学である。これらの刊行物には、最初不動性の色
累を直接酸化してその酸化型を生成し、そしてそれをア
ルカリ性媒質の存在において加水分解して拡散性の染料
を裂開する染料放出機構が記載されている。たとえば米
国特許第３，７２８，１１３号（１９７３年４月１７日
発行）には、あるパラスト化されたノ・イドロキノン化
合物が記載され、その化合物には適切な化学結合により
それへ結合した染料が含まれる。このような化合物を酸
化する際、化合物はキノイド型へ転化し、そしてそれは
アルカリ性媒質の存在下において加水分解的に裂開して
拡散性の染料を放出する。米国公開出願第Ｂ５５１，６
７３号には、ある非拡散性のフェノール又はアニリンが
記載されておシ、それにはスルホンアミド基のよう々結
合基によりそのフェノール核へ化学的に結合した染料が
含まれる。これら非拡散性の化合物は酸化の際キノイド
型へ転化し、そしてキノイド物質のようなアルカリ性媒
質の存在下で加水分解的に裂開して拡散性の染料を放出
する。
以下余白 間接的酸化反応うけ絖いて染料を加水分解的に裂開する
、同様の・マラスト化された染料提供化合物は、リサー
チジスクロージヤー（第１５１５７項）（１９７６年１
１月発行）の６８ないし７４頁及びドイツ国公開公報第
２，４０２，６６４号及び同第２，５０５，２４８号に
記載されている。
最初不動性又はパンスト化された染料含有キャリヤを酸
化し、次いで酸化生成物を加水分解して染料又は他の予
め形成した検出可能な部分を放出、　　する間接的酸化
又は還元放出機構の別のグループが、たとえば米国特許
第３，７２５，０６２号（ｉ９７３年４月３日発行）に
示された種々のノ・イドロキノン染料放出化合物により
例示されている。これらの化合物はパラスト化されたノ
・イドロキノン核から成シ、この核には染料又は他のそ
のような予め形成した検出可能部分が化学的に結合され
ている。酸化の際、ノへイドロキノン核はキノイド型へ
転化しそしてそれはアルカリ性媒質の存在下で染料部分
を分離する。もう一つのこのような間接的酸化放出機構
は、カナダ国特許第６０２．６０７号に示されている。
この特許には、パラスト化されたフェニレンジアミン核
を含む化合物が記載され、この化合物には、アミン置換
基の一つによりこの化合物に化学的に結合した拡散性の
染料が含壕れる。これら化合物の酸化の際、核へ染料を
結合するアミン置換基のサイトでジアミノ核の脱アミン
化が生じる。アルカリ性媒質の存在下において次いで拡
散性染料が放出する。
前述の放出機構と一般的に類似であるが、酸化的放出機
構よシもむしろ還元的放出機構を用いるもう一つの放出
機構が米国特許第３，１８５，５６７号（１９６５年５
月２５日発行）に記載されている。この特許ではキノン
化合物のような物質へ結合した染料のような予め形成し
た検出可能な部分を有するある化合物が記載されておシ
、この予め形成した検出可能部分はアルカリ性媒質の存
在下において最初は不溶性かつ不動性であるが、適当な
還元剤またはトリヒドロキノンのような写真現像剤によ
り還元されることによジアルカリ性媒質中で可溶性でか
つ易動性となる。
明らかなように前述の放出機構の多くには、予め形成し
た検出可能な部分の放出を促進する為にアルカリ性媒質
の存在が必要である。このような場合、もちろんのこと
であるが、第５図に示すような構造配置と同様の配置を
有する分析要素は、アルカリ性物質、１３を超えるＰＨ
の非常に強いアルカリ性液と共に用いてさえも、このよ
うな高いアルカリ性媒質を含む要素と接触するオペレー
ター又は機械試験装置には何ら特別な操作上の問題を生
じることなぐ特に適するので特に有用であシえる。
本発明要素の試薬層から放出する拡散性の予め形成した
検出可能な部分の検出を促進する為に、本発明要素には
、試薬層からの前記のような放出の予め形成した放出可
能な部分を受容する検出表示層が含まれる。このような
検出表示層は、要素の前記のような放出の予め形成した
検出可能な部分へ浸透性であり、そして少々くとも使用
条件下では試薬層と流体接触する。検出表示層は輻射線
透過性であるのが好ましい。検出表示層は、反射層又は
不透明層であるよう々輻射線遮断層により試薬層から分
離することができ、種々の輻射線測定技法による検出を
容易にする。分析下の液中で膨潤性であるのも望才しい
検出表示層に、試薬層に有用であるような親水性コロイ
ドを含めることができ、そしてこの検出表示層は非繊維
性であるのが好ましい。試薬層が繊維性である場合、そ
れと協働する非繊維性の輻射線遮断層及び検出表示層に
より、このような試薬層中で生成する分析結果の見掛上
の均一性が改良される。
要素の試薬層から放出される予め形成した検出可能な部
分が染料か又は他の媒染性物質である場合、検出表示層
には、カラー写真フィルム及び紙に有用な画像染料媒染
剤として記載されているような媒染剤が含まれてもよい
。このような媒染剤ニハ、ポリ−４−ビニルピリジン、
２−ビニルピリジンポリマーメト−ｐ−トルエンスルホ
ネート及び米国特許第２，４９８，４３０号（１９４９
年１１月１１日発行）に記載されている同様の化合物の
ようなビニルピリジン化合物並びにセチルトリメチルア
ンモニウムプロミドがある。
本発明の好ましい態様に従って、検出表示層中に、たと
えば英国特許第１，２６１，９２５号、米国特許第３，
６２５，６９４号、同第３，７０９，６９０号。
同第３，７７３，５０９号、第３，８５９，０９６号、
同第３，８９８，０８８号又は同第３，９５８，９９５
号に記載のようなポリマー媒染剤を組み入れることが特
に有用であることが見い出された。特に有用なものは１
．ｔ？　’Ｊママ−中に次式で表わされる単量体単位を
有するものである。
■、　　−←−−Ａ−升一一 Ｍ■ＸＯ （式中Ａはアルキレン基のような有機の基を表わし、ポ
リーー主鎖の一部を形成し；Ｑは岬をＡへ結合する化学
結合又は有機の基を表し、誰は第四級アンモニウム又は
ホスホニウム基を表しそしてＸＯはアニオンを表す。） 前記式Ｉで表わされる好ましいポリマー媒染剤ｄ１試薬
層中に含まれる反応性組成物から放出される、拡散性の
予め形成した検出可能な部分として染料を用いる本発明
の分析要素に特に有用であることが見い出された。たと
えばこのよう々媒染剤はα−アミラーゼ分析用の要素に
有用であることが見い出された。この要素においては、
予め形成した検止１可能な働はハロゲン化シアヌール酸
に基づく染料が結合されている拡散性の低分子量多糖類
を含む。
前述のごとく本発明要素には輻射線遮断層が含まれてい
てもよく、この層は試薬層と検出表示層との間にはさま
れているのが好ましい。輻射線遮断層は予め形成した検
出可能な部分へ浸透性であシそしてたとえば検出に用い
られる波長（単数又は複数）において電磁輻射線の通過
を妨げる働きをする。このような層を用いることにより
、色又は他の、結果の検出の潜在的妨害物は、それぞれ
放出か又は未放出の予め形成した検出可能な部分の追跡
に依存して検出表示層か又は試薬層からマスフすること
ができる。このような層には、吸光度、反射率等により
、層中に組み入れた時輻射線妨害効果を及ぼす乳白化剤
が含まれる。ある態様では輻射線遮断層に炭素のような
顔料又は他の金属塩（たとえば二酸化チタン、酸化亜鉛
、硫酸バリウム等）のような無機顔料のごとき乳白化剤
を含ムマトリックスを含めることが出来る。性質上一般
に反射性であるブラッシーされたポリマーには乳白化剤
が含まれていてもよくそして拡散層に有用であるような
このようなプラッシュされたポリ→−の層（後述）は輻
射線遮断層としても使用することが可能である。もちろ
んのことであるが、微孔性のブラック−されたポリマ一
層を輻射線遮断層として用いる場合、このような層は濾
過層としても働くことができる。試薬層から検出表示層
へ入シ得る場合に、検出表示層における結果の検出を損
うことがちる濾過可能な物質へ検出表示層が浸透性であ
る場合に、このような層は有用である。
ある好ましい一面では、プラッシュされたポリマ一層に
反射性の無機顔料（たとえばこの明細書の別の箇所で述
べた非常に反射性の顔料）をも組み入れ、反射性及び又
は拡散性を強化することができる（以下に拡散層に関し
て述べるように）。
プラッシュされたポリマーと共に層中に含めうる顔料の
量は非常に可変であり、そしてその量は、ブラッシーさ
れだポリマーの重量に対して約５重量係ないし約１００
重量係であるのが好ましく、約１００重量％ないし約６
００重量％が非常に好ましい。
前述のように、本発明の要素は、Ｐｒｚｙｂｙｌ　ｏｗ
ｉｃｚとＭｉｌｌｉｋａｎによる米国特許第３，９９２
，１５８号（１９７６年１１月１６日発行）に詳しく記
載されているような拡散層を場合によっては含んでいて
もよい。拡散層は液状試料を受容しうる層であり、この
場合液状試料は拡散層へ直接適用するか又は拡散層と流
体接触する層（単数又は複数）からそれへ提供する。拡
散層内では、試料及び少くとも一つの溶質の溶媒もしく
は分散媒質；分散質（分散相又は内部相の構成分）：又
は溶質もしくは分散質の反応生成物が、要素の試薬層に
面する拡散層の表面で、前記物質（即ち被検体又は被検
体の前駆体であシえる溶質、分散質又はその反応生成物
）が見掛は上鉤−な濃度となるように分布する。勿論の
ことであるがこのような見掛濃度は、拡散層の厚み又は
拡散層における他の原因により生じる濃度勾配で達成す
ることができる。このような濃度勾配は定量的試験結果
を得る為にいかなる問題も呈さす、そして公知の補正技
法により調節することができる。
拡散層は、流体接触する試薬層に面する表面の単位面積
あたシに拡散物質の見掛上の均一濃度を右方すに生成す
る。このような見掛濃度の均一性は、米国特許第３，９
９２，１５８号に記載されているようなデンシトメータ
ーによる測定か又は他の分析方法により測定することが
できる。
この明細書において述べたように、有用な拡散層は等方
的に多孔性の層であるのが望ましい。このような層を種
々の成分を用いて製造することができる。ある−態様で
は粒状物質を用いてこのような層を製造することができ
、このような層は粒子間の相互連絡空間によって等方的
に多孔性となる。分析下の試料成分に対し好ましくはす
べて化学的に不活性である種々の型の粒状物質は有用で
ある。二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、等のよ
うな顔料は望ましい。他の望ましい粒子はケイソウ土、
及び天然又は合成ポリマーに由来する微結晶性セルロー
スのような微結晶性コロイド性物質である。樹脂ビーズ
又はガラスピーズのような均一サイズの球状粒子も使用
可能であり、そしてそれらは選択的濾過のような均一な
孔が有利な場合に特に望ましい。選んだ粒状物質が力゛
ラスビーズ等の場合のように粘着性でない場合には、そ
れを処理して接触箇所で互いに粘着性になりえる粒子を
得ることができ、そうすることによって等方的に多孔性
の層の形成が容易になる。例えば適切な処理は次のよう
にして行うことができる。
即ち非粘着性粒子を、ゼラチン又はポリビニルアルコー
ルのような親水性コロイドの溶液のごとき薄い粘着層で
被覆しそして層中で互に接触するようにさせることがで
きる。コロイド被覆が乾燥した時、層はもとの姿を保持
しておシ、そしてその成分粒子間の開放空間ももとのま
まである。
このような粒状物質に替わるものとして又はそれに加え
て、拡散層を等１的に多孔性のポリマー組成物を用いて
製造することができる。たとえば米国特許第３，５５５
，１２９号に記載されているような、プラッシュされた
ポリマー製造に有用な技術を用いてこのようなポリマー
組成物を製造することが可能である。等１的に多孔性の
ポリマー組成物を製造するに有用な他の方法には、米国
特許第２，９６０，７２８号及び同第２，９４６，０９
５号に記載のような、多孔を創成する為のガスもしくは
他の膨潤性構成分の使用に関する方法、か又はたとえば
米国特許第３，８１６，５７５号に記載されているよう
な溶解して多孔を生ずる溶解性固体の１、ＩＰ　ＩＪマ
マ−中での使用に関する方法がある。
ブラッシーされた（又は沈澱した）ポリマ一層は特に望
ましく、そしてそれは、ポリマーを二つの液体の混合物
に溶解させることにより基体上に生成させることが出来
る。前記液体の一方はポリマーに良好な低沸点溶媒であ
シそして他方は、ポリマーの非溶媒であるか又はそれの
不良な溶媒でしかない高沸点溶媒である。このようなポ
リマー溶液を次いで基体上に被覆し、そして制御条件下
で乾燥する。低沸点溶媒はすみやかに揮発しそして被覆
は、不良溶媒であるか又は非溶媒である液中で厚くなる
ことができる。適切な条件下での蒸発につれ、ポリマー
は等１的に多孔性の層として生成する。多くの異なるポ
リマーを単独でか又は組み合わせて、本発明に用いる等
１的に多孔性のプラッシーされたポリマー拡散層製造に
用いることができる。前記ポリマーの代表的なものには
、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン及びＥ
Ｊｌセルロースのようなセルロースエステルがある。種
々の微孔性フィルター又はその一部は、Ｍｉ　１１１ｐ
ｏｒｅ　社の種々の膜フィルターのようカブラッシーさ
れたポリマー組成物であシそしてそれらは米国特許第２
，７８３，８９４号及び同第２，７７２，３２２号のよ
うな特許に記載されている。
拡散層は溶液又は分散液から被覆することにより製造す
ることができる。拡散層に含めるのに有用な物質は本明
細書に記載のごとく広範囲に亘っておシ、そして水又は
分析下の他の液と接触する際それらに耐性のある、即ち
実質的にそれらに不溶性でありかつ非膨潤性である物質
が主に通常その範囲に含まれる。層の乾燥厚の約ｌＯ〜
１４襲の膨潤が普通である。拡散層の厚さは、便利さ及
び清潔さの為に拡散層が吸収できなければならぬ目的と
する試料体積に幾分依存し、そして層中に吸収されうる
試料量にも影響する層のボイドボリー−ムにも幾分依存
する。乾燥圧が約５０ミクロンないし約３００ミクロン
の拡散層が特に有用であった。しかしながら非常に程々
の厚さも許容でき、そしてそれらは特定の要素にとって
望ましい場合がある。
等１的に多孔性の拡散層を製造する時、ポイドボリー−
ムが層の全体積の少くとも約２５係であることが有用で
あり、そして５０〜９５ヂが望ましい。多孔性拡散層の
ボイドポリ、−ムの多様性を有利に用いて、米国特許第
３，９９２，１５８号記載のように、要素の特性を改質
することができる。
勿論のことであるが、どの場合も孔サイズは、試薬層へ
望ましく提供される最初の試料成分又は他の物質が十分
拡散可能なものでなければならない。
本発明の一体型分析要素製造の際、層を予め別個の層と
して製造し、そしてその後それらを使用前に積層するか
、または要素の使用時に流体接触させるまで別個の層と
して保持することができる。
単独部材として予備形成した層の表面を、被覆可能な場
合に典型的には溶液又は分散液により禎覆しそして乾燥
時に層をそこから物理的にはがすことができる。しかし
々がら連続層がほしい場合に、何回ものはがし及び積層
工程を行わずに済む慣用方法では、最初の層をはがされ
た表面か又は支持体上に被覆し、そして所望ならその後
前もって被覆した層上に順次層を直接被覆する。このよ
うな被覆は翼被覆装置を用いて手動で、又は浸漬被覆も
しくはビード被覆のような方法で機械により行うことが
できる。機械被覆技法を用いる場合には、感光性再興フ
ィルム及び紙の製造において周知のホラ・ぐ被覆技法を
用いて隣接層を同時に被覆可能であることが多い。隣接
層が不連続であり、かつ多孔性拡散層の場合に可能なよ
うに被覆組成物の比重の調節による層分離の維持が十分
でないことが本質的であるか又は望ましい場合には、溶
媒又は分散媒質を含む、各層の成分の適当な選択によっ
て相互の構成分の泳動及び溶謀好果を最小化又は除去可
能であり、こうすることによって輪郭のはつきシした独
立した層の製造が促進される。相互の層の付着問題は、
写真フィルムで用いられるような下塗多物質の非常に薄
い適用を含む表面処理手段により、有害作用をもたらす
ことなく克服することができる。
被覆可能な試薬層の為に、マトリックス及び組み入れら
れた反応性物質を含む被覆溶液又は分散液を製造し、こ
の明細書に記載のごとく被覆しそして乾燥して寸法の安
定な層を形成することができる。試薬層の厚さ及びその
浸透性の程度は大幅に変動させることができ、そして実
際の使用に依存する。約１０ミクロンないし約１００ミ
クロンの範囲の乾燥厚が好都合であるが、ある条件化で
はこの範囲外の厚さでも好ましい場合がある。たとえば
比較的多量の反応性組成物（たとえば酵素のようなポリ
マー物質）が必要な場合には、わずかに厚い試薬層を用
いることが望ましい。繊維状試薬層は、周知技法に従っ
て、繊維状マトリックスを含浸させることにより製造す
ることができる。
輻射線遮断層及び検出表示層は、被覆可能な試薬層を製
造する時用いたような方法及び厚さを用すて製造するこ
とができるが、その構成分は特定の層に対して適当なも
のを用いる。検出表示層の場合には、その浸透佳及び輻
射線透過性に、加えて、本発明の一体型要素に生ずる分
析結果の検出を妨害するであろう特性が実質的にないこ
とが望ましい。たとえば、浸透性媒質として紙のような
繊維状物質が用いられる場合に生じるような、検出表示
層内での色又は組繊の多様性は、検出エネルギーの不均
一反射又は透過を超こすので不都合である。このことは
輻射線遮断層及び試薬層のような層に関しても言えるこ
とであり、そしてそれらの少くとも下の面ば、幅射繕透
過性検出表示層をしらべる検出手段により観察すること
ができる。更にＥ紙及び他の紙のような繊維状物質は一
般に全体的に浸透性であるけれども、これらの物質のあ
るものは典型的には広範囲に亘る浸透性を示すことがで
き、そしてたとえば繊維の寸法及び空間のような構造的
な変動の為に均一な浸透性を示さない。結果としてこの
ような物質は、定量分析を目的とする本発明要素の検出
表示層及び他の層に好ましくない。
前述のごとく本発明の分析要素を自己支持性とするか又
は支持体上に支持することができる。有用な支持体物質
には、酢酸セルロース、ポＩＪ（。
チレン、テレフタレート）、ポリカーボネート及びポリ
ビニル化合物（たとえばポリスチレン）等のような種々
のポリマー物質がある。特定の要素に対する支持体の選
定は、結果検出の目的モードと相反さない。
好ましい支持体には、約２００　ｎｍないし約９００ｎ
ｍの範囲内の波長の電磁輻射線並びに放射能による輻射
を透過する輻射線透過性支持体物質がある。
支持体を通しての分析結果の螢光測定による検出に対し
ては、非螢光測定に対して必要なよシ若干広いバンドを
透過するか、又はその代シに検出に使用する螢光物質の
吸収及び発光スペクトルにおいて透過する支持体が好ま
しい。一つ又はそれ以上の狭い波長バンドを透過しそし
て近傍の波長バンドを通さない支持体を有することも望
ましい。
このことは、たとえば適切々吸収特性を有する一つ以上
の着色剤を支持体に含浸させるか又はそれで支持体を被
覆することによυ達成できる。要素が支持体を含む場合
には、試薬層、輻射線遮断層（もし存在する々ら）及び
検出表示層を要素中において通常支持体と、要素の外端
層である場合が多い拡散層（もし存在するなら）との間
に介在させる。
本発明要素の特定層の成分及び選択された層配置は、要
素が目的とする用途に依存する。前述のように拡散層の
孔サイズを、たとえば要素内で生ずる分析反応又は試験
結果の検出を妨害するような望ましく彦い試料成分を沖
去できるように選ぶことができる。全血液分析の為に、
工ないし約５ミクロンの孔サイズの多孔性層が典型的に
は約７ないし約３０ミクロンのサイズの血球をスクリー
ニングするのに特に有用である。所望なら要素に１、　
　濾過能及び拡散能がそれぞれ異なる複数の拡散層を含
めてもよい。亦た、拡散層にょフ提供されるものに加え
て、要素内における物質の移送を制限する必要がある場
合には、濾過層又は透析層を要素の適当な位置に含める
ことができる。たとえば血液グルコース分析に際しては
、半透過性セルロース膜のような透析層が、蛋白質又は
他の試薬層に対する潜在的な妨害物質の通過を妨げるこ
とができる。
要素の層に、アニオン性界面活性剤及び非イオン性界面
活性剤のような一つ又はそれ以上の界面活性剤を組み入
れることが有利である場合がある。
それらにょシたとえば層の被覆性を強化することができ
そして、界面活性剤のような助剤が不存在の場合には液
状試料により容易にはぬれない拡散層の拡散の程度及び
速度が高められる。詳しくは、非イオン性界面活性剤の
ような界面活性剤を本発明要素の拡散層に組み入れ、要
素のこの層に存在するか又はそこを通る蛋白質含有水性
液状試料中に含まれる被検体の移送を正常化することが
望ましい。このような正常化とは、試料間の蛋白質含量
の多様性にもかかわらず、蛋白質含有水性液の種々の適
用試料の溶媒媒質及び溶解成分Ｃ被検体を含む）の拡散
層内における等しい浸透が得られることをいう。被検体
の移送を正常化するのに有効な界面活性剤の好ましい量
は、典型的には層の乾燥重量に対して約１重量係ないし
約１５重量係である。
要素の一つ又はそれ以上の種々の層に、行う特定分析に
依存して緩衝組成物を組み入れて分析に適当なＰＨを提
供することが望ましい場合もある。
典型的にはこのような緩衝組成物を試薬層中に組み入れ
ることが出来る。しかしながらこのような緩衝組成物を
、拡散層、輻射線遮断層又は検出表示層のような他の層
に組み入れることもできる。
たとえばリン酸緩衝液は、α−アミラーゼ検出用の分析
要素の試薬層に有用であることが見い出された。当然様
々の他のｐＨ緩衝組成物が入数可能であり、そして本発
明の要素に用いることができる。
特別な代表的な緩衝組成物の一部がグツドによるＢｉ　
ｏｃｈｅｍｉ　５ｔｒｙ　％第５巻、第４６７頁（１９
６６年）に記載されている。
本発明の分析要素は、臨床化学の分野ばかシでなく、化
学的研究及び化学プロセスコントロール研究室における
ような広範囲の化学分析の実施に適合できる。血液、血
清及び尿のような体液の臨床試験では、多数の反復試験
がひんばんに行われそして試料採取後非常に短時間で試
験結果を出すことが必要な場合が多ので、本発明の分析
要素は前記臨床用に十分に適している。たとえば、血液
分析の分野では、多層要素はルーチンで測定される多数
の血液成分の定量分析の実施に用いるのに特に適合させ
ることができる。即ち、たとえば要素は、試験試薬又は
他の反応性組成物を適当に選ぶことによって、アルブミ
ン、ビリルビン、α−アミラーゼのような血液成分並び
に他の多くの成分の分析に容易に適合する。本発明の分
析要素を用いて血液を分析する際、遠心分離のような手
段により先ず血清から血球を分離しそして要素へ血清を
適用する。しかしながらこのような分離１ｄまたとえば
、要素内で予め形成した検出可能な種を定量又は他の分
析を行うのに反射性分光光度分析技術を用いる場合には
必要でなく、全血液を要素へ直接適用して、濾過層（輻
射線遮断層でもあシえる）の作用により検出表示層から
血球を流去しそして除くことができる。検出輻射線が血
球をとらえないように、光が支持体及び検出表示層を透
過し、そして輻射線遮断層又は、他の反射層から反射さ
れる反射技法によって分光光度分析を行うならば要素中
のこれらの血球の存在は、分光光度分析を妨害しない。
この明細書に記載の一体型分析要素の特に重要な特徴は
、血清又は全血液のいずれの分析にも使用可能であるこ
とである。
行う分析に依存して種々の異なる要素を本発明に従って
製造できることが理解されよう。要素を所望の幅の伸長
テープ、シート又は小チップのような種々の形状に構成
することができる。単一タイプの一つ以上の試験又は異
なるタイプの種々の試験に特定要素を適合させることが
できる。異なるタイプの種々の試験には、場合によって
はそれぞれ異なる組成物から成る、一つ以上のストリッ
プ又はチャネルで共通の支持体を被覆し、種々の所望の
試験を行うのに適する複合要素を形成することが望まし
い。
本発明要素は、要素へ分析下の液状試料を適用すること
により使用される。典型的には、適用試料が、非拡散性
試薬層よシ前に拡散、層（もう存在するなら）に接触す
るように、そして最初そのような拡散層の試薬層から遠
い方の面で先ず接触するように要素を構成する。本発明
要素の分析精度は、特に拡散層が要素中に存在する場合
には、適用試料の容積の変動によって実質的に損われな
いので、手動又は、機械による試料適用が可能である。
しかしながら分析結果検出の便宜上、試料容積は理にか
なった一定量が望脣しい。
手動又は自動とすることができる、本発明要素を用いた
典型的な分析操作では、要素を、供給ロール、テッゾパ
ケット（ｃｈｉｐ　ｐａｃｋｅｔ）又は他の源から取シ
、そしてたとえば適切なディスペンサーからの遊離滴、
接触スポット又は他の形状の液状試料を受容するように
位置させる。試料適用後そして望ましくは、拡散層（も
し存在するなら）により液状試料が取シ込まれた後、要
素に、試験結果を得るのを迅速にしたシ、又はそれを容
易にするのに望ましい任意の調湿、たとえば加熱、給温
等を行う。自動化方法を行う場合、吸収性の繊維状厭で
得られるような、はとんど瞬間的な未制御の拡散とは違
って、数秒内にその機能を果たしそして測定するのに十
分な時間をかけうる拡散層を有することも望ましい。こ
のことは、層厚、多孔性層のポイドボｊノーーム等のよ
うな種々はパラメーターの適切な選択により好都合に達
成することができる。
検出可能な変化として分析結果を得た後、要素を通常、
反射、透過又は螢光分光光度測定用の適当な装置が備え
られている帯域を通過させることにより分析結果を測定
する。このような装置は、光のようなエネルギーのビー
ムを支持体及び検出表示層又は試薬層を通してあてるよ
うに働く。次いで光はたとえば要素内の輻射線遮断層か
ら検出手段へ反射されるか、又は透過検出の場合には光
は要素を通過して検出器へ行く。反射分光光度測定の使
用は、それが要素の層上又は層中に残ることがある崩球
のような残留物による妨害を有効に避けることが可能で
あるのである場合には有利である。螢光分光光度測定の
慣用技法も、検出可能な種が螢光物質である場合には用
いることができる。検出は、螢光様を励起するエネルギ
ー及びその螢光発光に感応する検出器を用いて達成され
る。
更に血清を試験する場合か又は不望の全面液残留物を除
去する手段が備えられている場合には、透過技術を、た
とえばＵ、Ｖ、　、可視又は１．Ｒ，輻射線のような放
射エネルギーの流れを要素の一表面上にあてて、要素の
対向表面でそのエネルギーの出力を測定することによっ
て指示反応生成物を検出及び定量するのに用いることが
できる。要素が浸透性であシそして要素内で生成した生
成物を定量可能な任意の輻射線を用いることができるが
、一般に約２００ないし約９００ｎｍの範囲の電磁輻射
線がこのような測定に有用であることが見い出された。
種々の補正技法を用いて分析をコントロールすることが
できる。−例として、被検体標準溶液試料を、分析にお
ける示差測定の使用を許容する為に試料滴をおいたｘリ
アと隣接して適用することができる。
本発明の一層の理解の為に以下に例を掲げる。
しかしながら、これらの例にょシ本発明の範囲は限定さ
れず、これらは本発明のある特定態様を詳細に示したに
すぎないものである。
例１−アミラーゼ分析用の染色澱粉に基づく要素光安定
性反応性組成物としてホフマンーラロッシュ（Ｈｏｆｆ
ｍａｎ−ＬａＲｏｃｈｅ）により販売されているアミロ
クロム戦スターチを拡散−試薬層６に含む、α−アミラ
ーゼ分析用の一体型分析要素を第２図に示すフォーマッ
トを用いて製造した。この澱粉には、予め形成した検出
可能な部分として自身に化学的に結合したテパクロム■
ブリリアントブルーＦ３ＧＡ染料、（テバーガイギによ
Ｉ）販売されている塩化シアヌールを主成分とする反応
性色素）が含まれる。アビセル■という商品名でＦＭＣ
社から販売されている微結高士ルロース粒子をも分析さ
るべき適用液状試料の拡散を助ける為に、マトリックス
として試薬層中に存在させた。輻射線遮断層７は、未硬
化ゼラチン中に二酸化チタン粒子を含んだ。検出表示層
４は亦た未硬化ゼラチン中に媒染剤（モーダント“Ａ”
ポリ〔スチレン−ツー−Ｎ−ビニルベンジル−、Ｎ−）
）ｆルベンジルアンモニウムクロリドーコージビニルベ
ンゼン〕）を含でだ。
要素を次のようにして製造した。
Ａ、検出表示層 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７．２
　ｍｌモーダントＡ、モーダントＡとの 水中液状混合物、濃度１３重量％　　８．２　ｍｌゼラ
チンは４０℃で融解した。水、媒染剤及び界面活性剤を
添加し、そしてメルトを透明々ポリカーゴネート支持上
に被覆しそして空気乾燥した。
被覆： ゼラチン　　　　　　　　　　　２．１６ｇ／ｍ２モー
ダントＡ　　　　　　　　　　　２．１６１７ｍ２Ｂ、
輻射線遮断層 ｉ、　　Ｔ　ｉＯ２分散液 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　１６０ｍＡＴ
　ｒ　０２粒子　　　　　　　　　　　４０ｇ二酸化チ
タンを水へ添加しそしてこの混合物を完全にミリングし
た（コロイドミル）。次いで界面活性剤を添加した。
２水　　　　　　１１．Ｏｍ／！ Ｔ】０２分散液（前記Ｂｉ）　　　　２９９ｍｔｔゼラ
チンは４０℃で融解した。水とＴｉＯ２分散液を軽く攪
拌しながら混合しく空気の混入を防止する為）、そして
前記検出表示層上に皺覆しそして空気乾燥した。
被覆： ゼラｆ　ン３．６５１７ｍ２ Ｔｉｅ２２４．３０　＆／ｍ２ 界面活性トライトンＸ−１００１，２２＆／ｍ２Ｃ０拡
散−試薬層 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２４ｍ
１七總）　　　　　　　　　　　　　　　　　２５Ｊ染
料含有澱粉タブレツト及び緩衝剤を、ワーリンブレンダ
ー■内で水と軽く混合した。希水酸化ナトリウムでＰＨ
を７．０に合せた。微結晶性セルロース粒子を添加し、
そして混合物を再びワーリンブレンダー■内で混合した
。空気の混入を防ぐ為に注意深く攪拌しながら界面活性
剤を添加した。
混合物を皺覆し次いで乾燥した。
被覆： 色素含有澱粉タブレット　　タブレット２１５／ｌｎ２
微結晶性セルロース　　　　　　５４．０ｇ／ｍ２緩衝
剤　　　　　　　　　　　　１．４１　Ｅ／ｍ２前記分
析要素を次いで、以下に記載のごとく、アミラーゼに対
する応答に関して評価した。
新鮮な人間の唾液を１係アルブミン溶液で１５０倍に希
釈することによりアミラーゼ標準を製造した。ンモギ法
（Ｎ、Ｗ、Ｔｊｅｔｚ著、　”Ｆａｎｄａｍｅｎｔａｌ
ｓｏｆ　Ｃ１１ｎｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ″′第
４１２頁。
１９７０年参照）によりこの標準を分析した。この標準
を１ヂアルプミンで更に希釈することによＩ）様々な濃
度の希釈物を製造した。この一連の希釈物を要素へ適用
し、そして測定の間反応を４２℃で進行させた。
前記分析要素から成る幅１６消のウェブのストリップの
反射測定に、光源の正面に６２０　ｎｍの透過妨害フィ
ルターを備えた比色計を用いた。反射率一時間曲線を記
録し、そして濃度一時間曲線に転換した。これら濃度一
時間曲線を第６図に示した。ンモギ単位（ＳＵ）であら
れしたアミラーゼレベルを各曲線上に示した。高アミラ
ーゼレベルにおいて、これらの曲線に数分開明らかに直
線部分が見られその後曲線となる。濃度一時間曲線の初
期の部分の傾きをアミラーゼ活性の目安として用いた。
第７図はこれらの曲線の初期の傾きをアミラーゼ活性に
対してプロットしたものである。
ンモギ単位約３００まではプロットは直線であり、そし
てこの例の分析要素に基づくアミラーゼ分析側２−螢光
ラベル澱粉に基づく分析要素この例では第２図に示すフ
ォー７ツトを用い７、アミラーゼ分析用の一体型分析要
素を製造した・この要素は拡散−試薬層に、反応性組成
物として、澱粉との反応の際螢光を示す予め形成した基
を自身の反復単位へ化学的に結合した澱粉が含まれた。
Ａ、螢光ラベル澱粉の調製 じゃが芋澱粉　　　　　　　　　　　　３（１無水イサ
ト酸　　　　　　　　　　　　５ｇピリノン　　　　　
　　　　　　　　　　５ｍｌジメチルスルホキシド　　
　　　　１３０ｍ１乾燥粉末としての澱粉と無水イサト
酸とを十分混合した。ジメチルスルホキシドを添加しそ
してこの混合物を一定にグルグルまわしながら５０℃ま
で加熱した。ピリジンを添加しそしてこの混合物を水分
から保護しながら一晩蒸気浴上で加熱した。非常に粘性
のある溶液をワーリンレンダ■−中に移し、そして溶媒
中で攪拌して澱粉を沈降及びデカンテーションさせるこ
とにより水びたしにしそして洗浄した。洗浄用にアセト
ン、メタノール及びアセトン各５００ガを達成的に用い
ん。澱粉をＦ遅しそして空気乾燥した。収量は３３．１
Ｆであり、重量の増大は無水イサト酸約７５ヂの利用に
和尚した。窒素分析（ケルプール法）にょシ窒素は１３
３％であり、これは澱粉ポリマーの残留グルコース６個
に対し約１個の残留アントラニレートに相当した。（前
述のような澱粉に関する二番目の試行では収量は３３．
７ｇであり、これは無水イサト酸９０チの利用に相当し
た。この時の窒素分析値は１２ないし１，３％であった
）Ｂ、検出表示層 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２００　
ｍｌアガロース　　　　　　　　　　　　　８８５Ｉア
ガロースを熱湯に溶解し、媒染剤と界面活性剤とを添加
し、そしてこの混合物を透明なポリカーボネート支持体
上に被覆しそして空気乾燥した。
以下余白 被覆： アガロース　　　　　　　　　　　５．４０１７ｍ２モ
ーダントＡ　　　　　　　　　　　１．０８ｇ／’ｍ２
Ｃ６輻射線遮断層 水　　　　　’　　　　　　　　　　　　　　　　　５
０ｍ１アガロース　　　　　　　　　　　　７９６ｍク
アガロースと水とをアガロースが溶解するまで加熱した
。
水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１９ｍ
ｇＮａＣ１３９８ｍ９ リン酸二ナトリウム　　　　　　　　７９６ｍ９塩を溶
解しそしてＰＨを希ＨＣＩで７．０に合せた。
カーポンプシック及び界面活性剤を添加し、そしてこの
混合物を前記検出表示層上に被覆した。被覆を空気乾燥
した。
以下合白 被覆： アガロース　　　　　　　　　　　１．０８Ｅ／ｍ２リ
ン酸二ナトリウム　　　　　　１．０８ｇ／ｍ２カーボ
ンブラック　　　　　　　０．５４ｇ／ｍ２ＮａＣ１０
，５４Ｅｌ　７ｍ２ Ｄ、拡散−試薬層 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０Ｔ
ｎｌ螢光ラベルじゃが芋澱粉　　　　　　　　　　２Ｉ
微結晶性セルロース　　　　　　　　　８．？サーファ
クタントＩＯＧ■ （界面活性剤の１０重量係水溶液）　　　　　１０滴澱
粉を、水浴を用いて外部冷却しながら７分間全出力で音
波処理（Ｓｏｎｉｃａｔｉｏｎ）　（プランノン１８５
Ｗソニフアイヤー■）することにより前記体積の水中に
分散させた。この分散液をチーズ布を通して涙過し未分
散膨潤（未溶解）ポリマー小球を除いた。泥液のｐＴ（
を希水酸化カリウムで７に合せた。微結晶性セルロース
を添加しそしてこの混合物を半分の出力で３分間音波処
理した。界面活性剤を注意深く攪拌混入した。混合物を
前記輻射線−遮断層上に被覆しそして被覆を９気乾燥し
た 被覆： 螢光ラベルじゃが芋澱粉　　　　２１．６　ｇ／ｍ２微
結晶性セルロース　　　　　　第６．４１／／ｍ２前記
要素を次いで、例１に記載したような標準化された唾液
アミラーゼを用いてアミラーゼに対する応答を評価した
。光源に対しラッテン■（Ｗｒａｔｔｅｎ■）１８Ａフ
イルターを備えたフィルター付き螢光計を用い経時的な
螢光変化を追跡し、そして結果を、５つのレベルのアミ
ラーゼとブランクに関して第８図に示した。第８図の出
力曲線はほとんど直線である。この曲線の傾きを５分の
時点で測定した。次いでアミラーゼ測定Ａ［対し。
これら傾きをプロットし第９図に示す。思いがけなくこ
の傾きのプロットは、染色澱粉を用いて得られたもの（
第７図）と同一である。螢光ウェブハ、正常な血清レベ
ルにおけるアミラーゼ測定に例３　アミラーゼ分析用要
素 この例では、α−アミラーゼ分析用の一体型分析要素の
別の態様を示す。この例の要素は以下に記載の点を除い
て例１に記載の方法と同様の方法で製造した。即ち例１
の染色澱粉のかわシに、アミロ硬りチンアズレＡ■（カ
ルフォルニア州ロスアンジエルスのカルビオケムにより
販売されている水溶性染色澱粉）、例１の輻射線遮断層
に用いた界面活性剤トライトンＸ−１００のかわシにサ
ーファクタント１０Ｇ■、例１のポリカーボネート支持
体のかわシに透明な？リエチレンテレフタレート支持体
を用い、更に例１の要素の拡散−試薬層に用いた緩衝剤
を省略し、かわシに緩衝剤リン酸二水素ナトリウムを検
出表示層に用い、そして被覆性及び要素感度を改良する
為に、要素の各層に含まれる種々の成分の量を変更した
。
この例の要素の検出表示層、輻射線遮断層及び拡散−試
薬層それぞれに含まれる個々の成分及び検出表示層　　
　　　　桧覆適用量（＆／ｍ）未硬化ゼラチン　　　　
　　　５．４ サーファクタント１０−　　　　〇、６５リン酸二水素
ナトリウム、ｐＨ７，ｏ　　Ｏ，第６モーダンド′Ａ″
′（例１参照）２．１輻射線遮断層 未硬化ゼラチン　　　　　　　５．４ サーフアクタント１０Ｇ■　　　　　０３Ｔ　ｉＯ２１
３゜ 拡散−試薬層 アミロベクテンアズレＡ■　　　　２１５微結晶性セル
ロース　　　　６４５ この例の一体型分析要素は、０ないし約１０００ンモギ
単位に及ぶ範囲に亘って、未希釈の人間の血清試料のα
−アミラーゼ含量を定量するに有効であることが見い出
された。
例４　アミラーゼ分析用要素 この例ではα−アミラーゼ分析用の一体型分析要素のも
う一つの態様を示す。この例の分析要素は、前記例１及
び３の不溶性染色澱粉よシもむしろ水溶性染色澱粉（即
ちワーナーーランパートにより販売されているダイアミ
ル−℃）を用いた。
更に例１及び３とは対照的にこの例の拡散−試薬系を、
この例で用いた水溶性染色澱粉を、予め被覆したブラッ
シーされたポリマー二酸化チタン粒子含有拡散層中に吸
収される単独水性洗浄被覆として適用した、二層系とし
て適用した。亦たこの例の要素には、例１及び３の検出
表示層及び幅対線遮断層に含まれる未硬化グルのかわシ
にアガロースを用いた。この例で用いた緩衝剤、界面活
性剤、及び透明なウェブ支持体は、例３で用いたものと
同一であった。この例の要素の徨々な層に含まれる個々
の成分及びその量は以下のｉｂであっだ０ モーダントＡ（例１参照）１．０ アガロース　　　　　　　　　２０ サーフアクタント１０Ｇ■　　　　　０．５４輻射線遮
断層 ＴｉＯ２１０，２ アガロース　　　　　　　　　　　　　１．０サーファ
クタント１０−　　　　　　　　０５拡散−試薬系 Ａ、ブラッシ＝ポリマー拡散層 酢酸セルロース（〜４０チアセチルｆｋ）　　　　　７
．０Ｔ　］　Ｏ２５ｏ、　Ｏ Ｂ、拡散層中に吸収される水溶性染色澱粉試薬ダイアミ
ル−Ｌ■　　　　　　　　１．０この例の一体型分析要
素は、０ないし約１０００ンモギ単位に及ぶ範囲に亘っ
て、未希釈の人間の面精試料のα−アミラーゼ含量を定
量するに有効であることが見い出された。
以下余白 例５　ビリルビン分析の一体型要素 この例では本発明の一体型分析要素のもう一つの態様を
示す。この例の要素を改質してビリルビン分析研究に有
用なものとし、そして特に、血清のような水性液中に含
まれるビリルビン総量の分析をするように製造した。こ
の要素の試薬層中に含まれる反応性組成物はビリルビン
活性複合体から成シ、そしてビリルビンと反応性組成物
との間に働く競合性結合置換反応を用いる。この例で用
いたビリルビン活性複合体は、ビリルビンをも結合しう
るアルブミンキャリヤへ結合した、予め形成した拡散性
の、ビリルビン置換性検出可能配位子から成る。ビリル
ビン含有液状試料を、この例の要素の試薬層に含まれる
前記ビリルビン活性’ｆＸ合体と接触させる時、ビリル
ビンは複合体のアルブミンキャリヤへ結合し、かくして
予め形成した検出可能な配位子と置換する。この配位子
はその存在が検出可能な要素の検出表示層へ泳動する。
この例の多層分析要素により、ビリルビンの乾式分析の
有効な要素が提供される。この例の多層要素を以下のご
とくして製造した。この例では多層要素を以下のものを
含んで製造した。即ち酢酸セルロース支持体ニオ−バー
コード層から放出された検出可能な配位子を受容する為
の、酢酸セルロース支持体上へＭ覆し＊、ｆｆ！Ｊビニ
ルアルコール（ＰＶＡ）検出表示層（適用量ＰＶＡ　１
．７１／／ｍ２）　；ポリビニルアルコール検出表示層
上へ被覆したポルマー下塗層；並びに螢光プローブＡＮ
Ｓ　（即ち次式 で表わされるイーストマンオーガニックケミカルズによ
り販売されている８−アニリノナフタレン−１−スルホ
ネート）と人間の血清アルブミンとの１＝１モル混合物
から成るビリルビン活性複合体、酢酸セルロース、トラ
イトンＸ−１００■（ロームアンドハース社により販売
されている非イオン性オクテルフエノキシポリエトキシ
エタノール界面活性剤）及び二酸化チタン粒子を含む試
薬層。
この試薬層においては、ビリルビン活性複合体を約５．
４１　／　ｍ２、酢酸セル０−スを約６．４ｇ／ｍ２、
トライトンＸ−１００■界面活性剤□を約１．４１１７
ｍ２そして二酸化チタン粒子を約４９．５１１　／　ｍ
　　の夏で被覆した。すべての被覆適用量は、液状被覆
溶媒の重量を除いた被覆材料の乾燥重量に基づく。溶媒
と非溶媒との混合物により試薬層を被覆し、プラッシュ
ポリマ一層を形成した。１デシリツトルあた′り０ない
し約５０ｍ９に亘る種々の量のビリルビン及び約７ｇの
アルブミンを含む一連の試料試験液状溶液の試料滴１０
マイクロリットルを前記多層要素の個々のスポットへ適
用した。その後、ノアランドオプティカル社（バルノ１
う、ニューヨーク）により販売されているファランドＩ
Ｖ［）　−１分光光度計を用い、各ビリルビン試料適用
の直前及び適用５分後に螢光をｙ＋１定した。結果とし
てビリルビンの検量線が得られ、そして得られた多層要
素により、前述のごとくして検定したこの要素へ適用し
た種々の試料溶液中の既知量のビリルビンを定量的に測
定しうろことがわかった。この多層要素を用いたこのよ
うなビリルビン分析のそれぞれは、約５ないし７分で行
うことができた。分析要素を検定するのに用いたビリル
ビン試料溶液中にアルブミンが存在しても、要素のビリ
ルビンに対する応答を妨害しないように思われた。分光
光度計を用いてこの例の多層要素の試薬層の螢光を測定
した。その際３９６　ｎｍの励起波長を用いそしてこの
励起波長と４７５　ｎｒｎにおけるＡＮＳの最大発光波
長を追跡した。酢酸セルロース基体（は、この分析にお
いて予め行った測定を妨害する螢光をほとんど又は全然
示さないので、この例において選択した。それ数帯光測
定は前記要素の基体を通して直接行うことが出来た。適
用するビリルビン含有試験試料１０マイクロリツトル中
のどリルビン量を増やしながら要素上ヘスポットした時
、要素の試薬層に位置するビリルビン活性複合体により
示される螢光は明きらかに準直線的減少を示し、このこ
とはビリルビンがビリルビン活性複合体から螢光プロー
ブＡＮＳを競合置換したことを示した。螢光ブーロブＡ
ＮＳは放出の状態では螢光をほとんど又は全然示さない
がアルブミンへ結合した時高い螢光性を示す。
例６　グルコース分析用分析要素 この例では、本発明の一体型分析要素のもう一つの態様
を示す。この例の要素を改質してグルコース分析研究に
有用なものとした。この要素の試薬層中に含まれる反応
性組成物はバラスト化された（即ち非拡散性の）染料含
有物質から成シ、これは酸化された写真現像剤とのカッ
プリング反応の際染料を離し放出した。
更に詳しくはこの例の多層要素は、ポリエチレンテレフ
タレート支持体から成シ、その支持体は自分に近い方か
ら順番に検出表示層、輻射線遮断層、試薬層及び拡散層
を有する。検出表示層及び輻射線遮断層の組成は、例１
の多層要素で用いた同一名の層の組成と実質的に同一で
あった。この例の拡散層は、例４に記載した”　Ａ　”
　（拡散−試薬系の）と記号をつけたプラッシュされた
ポリマー拡散層と実質的に同一であった。この要素の試
薬層を水性溶液から被覆した。そしてそれは式１（式中
２は式２ ５０３Ｈ８Ｏ３Ｈ で表わされるピリジニウム染料塩である。）のバラスト
化染料含有化合物を含む硬化グル層から構成されていた
。
試薬層には、リン酸塩緩衝剤、・り−オキシダーゼ（Ｐ
ＯＤ）、グルコースオキシダーゼ（ＣＯＤ　）、アミノ
アンチピレン（ＡＡＰ）及び界面活性剤も含まれていた
。試薬層の乾燥組成物の被覆適用量は以下の通シであっ
た。
硬化ゼラチン　　　　　　　　　　２０９／ｍ２前記式
１の化合物　　　　　　　　４．４９／ｍ２リン酸塩緩
伺剤（ｐＨ８，８）　　　’　　１０．　Ｉ　９７ｍ２
ＰＯＤ　　　　　　　　　　　　　　　　　９５００単
位／ｒｒＬ２Ｇ　ＯＤ　　　　　　　　　　　　　　　
　２２７００　単位ｚ♂サーファクタント１０Ｇ■　　
　　　　　０４ｇ／７ｙ１２ＡＡＰ　　　　　　　　　
　　　　　　　　Ｏ，８１７ｍ２前記多層要素を、予め
ＣＯＤを添加した少量の人間の血清試料と接触させた時
、血清のグルコース被検体は、ＧｏＤ（血清試料及び試
薬層の両方に含まれる）の存在下において試薬層のＰＯ
Ｄにより０２へ転化されるＨ２Ｏ２を生成した。０２は
写真現像剤ＡＡＰを酸化し、次いで酸化ＡＡＰは前記式
１のバラスト化化合物と反応して前記式２の染料塩を離
し放出する。この放出された染料塩は拡散性であり、そ
して検出表示層における検出可能な可視の色変化により
示されるように検出表示層へ泳動した。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図及び第３図は本発明の一体型要素を示す
好ましい態様の拡大断面図である。 第４図及び第５図は本発明のその他の態様に従った分析
要素を示した図である。第５図は試薬層と検出表示層が
最初能れて位置する本発明の要素を示し、第４図は検出
表示層からはがしうる試薬層を有する本発明の要素を示
す。 第６図は例１に記載の分析要素を用いて行ったアミラー
ゼ反応における濃度一時間曲線を示した図であり、 第７図は第６図で得た曲線の初期の傾きをアミラーゼ活
性に対してプロットした図であり、第８図は例２に記載
の分析要素を用いて行ったアミラーゼ反応において時間
に対する螢光変化を示した曲線を示した図であり、そし
て 第９図はアミラーゼレベルに対し第８図の出力曲線の傾
きをプロットした図である。 ２・・・支持体、４・・・検出表示層、６・・・試薬層
、７・・・輻射線遮断層、８・・・拡散層。 以下余白 Ｈθ７ Ｈθ９ 手続補正書 昭和６２年１２月２６日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、　事件の表示 昭和６２年特許願第２９７８５８号 ２、　発明の名称 液体分析用要素 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名称　　イーストマン　コダック　カンパニー４、代理
人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号５、
補正の対象 明細書全文 ６、補正の内容 明細書全文を別紙の通り補正する。 ７、添付書類の目録 全文補正明細書　　　　　　　　　　１通明　　　細　
　　書 １、発明の名称 液体分析用要素 ２、特許請求の範囲 １、　試薬層と検出表示層とを含むアミラーゼ含有液の
分析用多層分析要素において、 ａ）　前記試薬層が着色された澱粉を含有する組成物を
含み、前記組成物がアミラーゼを含む液の存在下に反応
して拡散性の着色された種を生成し、そして ｂ）　前記検出表示層が前記拡散性の着色された種を受
容するようなされており、そして要素内の諸層が、試薬
層から放出された前記検出可能な着色された部分を要素
内で選択的に検出することができるよう要素内に配置さ
れている多層分析要素。 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はアミラーゼを含む液の分析用要素に関する。 〔従来の技（ネテ〕 水、牛乳のような食品及び生体液のような液体の化学分
析が望まれるか又は必要な場合が多い。 液体分析を容易に行える種々の要素が公知である。 そのような要素には分析下の化学物質（以下この明細書
では被検体と呼ぶ）用の試薬が含まれるのが通例であり
、その試薬は被検体を含む液状試料と接触する際、被検
体の存在に応じた着色物質又はその他の型の検出可能な
物質を生成又は分解する。 成る種の分野においては、迅速に定量的な結果が得られ
る分析技法がしばしば要求される。 血液、血清、尿のような体液を含む生体液の試験を迅速
かつ便宜的に、高度な定量結果を与えるように行わなけ
ればならない診断又はにｎ床分析に有用な要素を提供す
ることが最近多くの開発研究によって企てられている。 迅速に定量的な結果を得るという臨床分析研究の必要性
を満足させるという企てにおいて、業界では“湿式化学
°′と呼ばれることがある、種々の溶液化学技法が臨床
実験室用に開発され、そして特に自動化臨床分析研究に
適用された。そのような湿式化学では、臨床試薬は液状
水性媒質に溶解又は懸濁する。有用であるけれども、湿
式化学又は溶液分析技法には、典型的には複雑な溶液の
取り扱い及び輸送性を備えた、分析装置が必要とされる
。たとえば米国特許第２７９７１４９号に示されている
種々のこの“湿式化学”′の分析装置は高価であり、そ
して液体の取り扱いの点で複雑である場合が多い。 湿式化学又は溶液分析技法にかわるものとして、“′乾
式化学′”を用いた臨床分析用の種々の分析要素が提唱
されてきた。前記“乾式化学゛とは、単層試験ストリッ
プ、多層分析試験要素等のような種々の、実質的に、゛
ふれた際乾燥した（ｄｒｙ−ｔｏ−ｔｈｅ−ｔｏｕｃｈ
）”要素に化学試薬を組み入れる分析的臨床技法である
。これらの乾式化学分析要素により被検体の実質的に乾
式の分析が提供され、更にこれら要素により、湿式化学
分析技法と比べて実質的に貯蔵、取り扱いが簡単である
という利点が得られ、そして他の便宜点も得られる。今
日まで、乾式化学及び種々の“乾式゛方法では一般に限
られた成功しか得られず、そしてこれらは通常試験スト
リップの形状で主に定量及び半定量に用いられてきた。 湿式化学しｎ尿分析技法及び乾式化学臨床分析技法では
、被検体の検出は典型的には試薬又は反応性組成物（ｉ
ｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）の使
用により行う。前記試薬又は反応性組成物は、被検体と
の接触の際、着色又は螢光染料物質のごとき検出可能な
化学物質（ｃｈｅｍｉｃａｌ　５ｐｅｃｉｅｓ）の生成
又は分解のような検出可能な変化（色変化である場合が
多い）を受ける。即ち、被検体の存在又は濃度の測定に
は制御が困難で、化学的妨害を受けることがある一連の
反応をしばしば必要とする検出可能な物質の生成又は分
解が必要とされる。たとえばカタラーゼは、ペルオキシ
ダーゼ又は過酸化作用を有する他の物質の存在下におけ
る過酸化水素と染料生成物質とを用いた染料生成に基づ
く色指示反応を妨害する。更に染料及び類似の検出可能
な物質が分析反応又は反応シーケンスの際、分析時に生
成せしめようとするならば、それらは行う反応の際適当
な活性を有する前駆体から誘導せねばならない。そのよ
うな反応性を有する前駆体から生成した染料又は他の検
出可能な物質を検出の際正確に測定することは困難であ
ろう。このような染料は望ましくない吸収スペクトル（
即ち分析下の液体の成分の吸収とオーバーラツプする）
、過剰又は不十分な吸収等を有することがあり、これら
はすべて測定すべき被検体の望まれる濃度範囲に亘って
適当な応答を損うことがある。 従って、検出可能な変化の生成に、分析の基礎物質とし
て使用すべき検出可能な物質（ｓｐｅｃｉｅｓ）の生成
又は分解が必要とされない種々の臨床分析用分析要素を
得ることが望ましいであろう。種々の湿式化学分析技法
又は溶液化学分析技法においてはある程度前記のごとき
分析要素を得ることが可能となっている。たとえばα−
アミラーゼの溶液分析では、通切な水性キャリアに溶解
又は懸濁させる際、α−アミラーゼ検出の反応性物質と
して使用することができる種々の゛染色澱粉゛物質が開
発された。これらの染色澱粉は典型的にはそれ自身へ化
学的に取り付けた着色された染料を有し、望まれる染色
澱粉を生成する。α−アミラーゼは生体流体中で特異的
に澱粉を分解する酵素であるので、前記染色澱粉は、こ
れを適切な液体媒質と混合する際、特定の液状試験試料
中のα−アミラーゼ測定用の反応性組成物を提供する。 このような液状試験試料中に存在する場合、α−アミラ
ーゼは自身の存在又は量が測定できるように染色澱粉を
分解する。更に詳しくは、α−アミラーゼにより分解さ
れた澱粉と非分解澱粉とを分離し、次いで出発もしくは
残留非分解澱粉の色素濃度と分解澱粉の色素濃度とを比
較することにより液状試験試料中に含まれるα−アミラ
ーゼの存在又は量を測定することができる。前記湿式化
学による典型的なα−アミラーゼ分析は米国特許第３６
９４３１８号（１９７２年９月２６日発行）に記載され
ている。 被検体との反応により生成又は分解する必要のない着色
された検出可能な物質を用いる、前記湿式化学又は溶液
分析技法は有用である。それでも矢張り、これらの技法
を自動化分析系に組み込もうとする場合、湿式化学又は
溶液分析技法の前記のような一般的な欠陥を呈する。そ
のような欠陥としては、複雑な分析装置が必要であるこ
と、溶液の取り扱いが繁雑であること、輸送の際の問題
等である。前記のような湿式化学又は溶液分析技法に一
般に連想されるもう一つの問題は次の通りである。即ち
これらの方法は、被検体と着色試薬（たとえば染色澱粉
）との反応の終了を必要とし、それに続いて、最初の等
しく着色した試薬からの妨害を受けることなく生成物の
着色が測定できるように、反応による着色生成物を分離
する為の、遠心分離のような分離操作を必要とする。そ
れ故これらの湿式化学技法は、被検体と着色試薬との反
応を継続させそして反応による着色生成物が放出する速
度を測定する速度分析又は連続分析に容易に役立たない
。こうしたことは、速度分析に特に適合する、酵素分析
のようなある分析において特に問題である。それ故特に
、゛乾式゛分析要素の便利さ及び取り扱いの容易さを提
供し、そして連続又は速度分析を実施することができる
が、着色された検出可能な物質を用いるであろう“乾式
化学”分析要素を得ることが望ましいであろう。 今日まで定量的な分析結果を与えうる乾式分析試験要素
は、着色された検出可能な物質の組み入れ又は使用には
首尾よく適さなかったように思われる。着色された検出
可能な物質を組み入れたこれら乾式要素は、１９７２年
２月８日付米国特許第３，６４１，２３５号に記載の型
の繊維状試験ストリップ要素だけであるように思われる
。そのような要素では、染料のような着色された検出可
能な物質は免疫試薬へ結合され、そして得られた染色免
疫試薬は要素の繊維状層中へ組み入れられる。液状溶出
液の存在下での検出させるべき被検体とこの染色免疫試
薬との反応の際、指示染料の一部は放出され、そしてそ
れは溶出液により同じ繊維状層のその他の領域へ洗いこ
まれる。このような要素は定性的結果を得る為にのみ有
効であるように思われる。たとえば前記試験ストリップ
を用いて被検体の存在又は不存在を測定する為に、試験
ストリップを可視的にしらべて、染料の移動又は泳動が
生じたかどうか測定する。更に染料の泳動を検出できる
ように、この試薬ストリップ要素に液体溶出液を用いて
染料を層の一つのエリアからもう一つのエリアへ洗い込
むことにより被検体と免疫試薬との反応も終了させる。 従って、この繊維状試験ストリップ要素は、前記湿式化
学分析の場合と同様に十分には連続又は速度分析に適さ
ない。 Ｐｒｙｚｂｙｌｏｗｉｃｚ及び旧１１ｉｋａｕによるベ
ルギー国特許第８０１７４２号（１９７４年１月２日出
願）に記載の多層一体型分析要素のような、一層定量的
でかつ正確な臨床結果を与えるように特に考案された他
の乾式化学要素には着色された検出回能な物質を使用さ
れていない。 前記ベルギー国特許の多層分析要素により、試薬含有層
及び、それと協働する等１的多孔性拡散層が提供される
。 前記拡散層は適用試料を受容し、そして試料成分が拡散
層から試薬含有層にかけて見掛上均一濃度となるように
白層内にそれを分布させる。このような要素に、繊維状
物質は少量存在してもよいか又はさもなければ試料拡散
、試験結果生成もしくは結果の検出を妨害しない様式で
存在できるけれども、このような要素には繊維状物質が
実質的に含まれないことが好ましく、特に拡散層に含ま
れないことが好ましい。ベルギー国特許記載の型の要素
により、自動化分光測光装置、螢光測定装置及び他の輻
射線測定装置を用いて定量的にそして正確に測定できる
均一な分析結果が得られる。 しかしながら、前述のごとくヘルギー国特許第８０１．
７４２号には、それに開示の個々の一体型多層要素への
着色された検出可能な物質の組み入れについて、いかな
る示唆もされていない。更に適切にいえば、ベルギー国
特許の被検体検出に用いる種々の特殊試薬は、要素内で
の検出可能な物質の生成及び／又は分解（たとえば比色
測定又は螢光測定により検出可能な物質の生成）により
分析結果を生成するものである。更にベルギー国特許の
多層要素は、多層要素の試薬層からの着色された検出可
能な物質の放出が選択的に検出可能、即ち多層要素の試
薬層に残留する未遊離の検出可能な物質により妨害を受
けることなく放出の着色された検出可能な物質を選択的
に検出可能とする特殊な機構を備えていない。 従って米国特許第３，６４１，２３５号記載の前記繊維
状試験ストリップ要素及びベルギー国特許第８０１．７
４２号記載の多層分析要素のような種々の分析要素が考
案され、そしてそれらは液体の実質的に乾式の分析の種
々の応用に有用であるけれども、定量的な結果をもたら
しうる要素であって更に、定量的かつ選択的に検出可能
な分析結果を得る為に着色された検出可能な物質を用い
うる改良された“乾式化学゛°分析要素を得ることが望
ましい。 〔発明の目的〕 本発明は血液、血清、尿等のような生体液のごときアミ
ラーゼを含む液体を分析する為の新規な要素が提供する
ことを目的とする。 〔発明の構成及びその作用〕 本発明の分析要素は使用条件下で流体接触する少くとも
二つの層を有する。本発明要素は使用する場合専門技術
を必要とせずそして種々の態様において、定量分析をし
ようとする際必要であろう特別なスポット付は又は試料
規制、過剰試料の洗浄もしくは除去のような他の操作を
行うことなく定量的な分析結果を生じることが出来る。 更に以下に詳細に説明するように、本発明要素によって
生ずる結果は実質的に首尾一貫しており、明らかなバラ
ツキはなく、必要か又は所望なら、電磁輻射線測定の自
動化手段（輻射線測定法）を用いて誤差及び危険を最小
限にして前記結果を検出することが出来る。 本発明要素には試薬層と検出表示（ｒｅｇｉｓｔｒａｔ
ｉｏｎ）層とを含む少なくとも二層が含まれる。この検
出表示層は試薬層から放出された着色された検出可能な
部分を受容する。本発明の多層要素の層は、要素の試薬
層から放出された着色された検出可能な部分が要素内で
選択的に検出可能であるように構成されている。このこ
とは、たとえば、試薬層に残留した未放出の着色された
検出可能な部分が試薬層内で選択的に検出されるか、又
は放出された着色された検出可能部分が検出表示層へ泳
動後そこで選択的に検出されるよに本発明の要素を構成
することにより達成することができる。要素の層は分析
下の液に浸透性である。 「浸透可能」及び「浸透性」なる語は物質又は層に関し
て用い、気体又は液体（液体の溶媒又は分散媒質を含む
）、及び媒質中に担持される成分（即ち媒質中に溶解又
は分散により担持される成分）によって前記物質又は層
が有効に透過される能力を示す。同様に「拡散性」及び
「移動性」なる語は、物質が分析要素へ適用する液状試
料の溶媒又は分散媒質のような、層又は要素に存在する
液中に担持されている場合に、物質が拡散によって層又
は要素内移動できる能力を言う。この明細書で液状試料
を参照して用いる「成分」なる語は、それが放出の状態
であるか又は更に複雑な物質の一部である化学部分であ
るかのいずれにせよ、広く液の溶解材料又は分散材料を
意味する。当然のことであるがそのような材料は、たと
えば液を適当な化学反応により要素へ適用した後液中に
提供することができる。種々の場合に、成分は被検体、
被検体の前駆体又は被検体の反応生成物である。 被検体のような成分の反応生成物には、成分の分解生成
物又は成分の他の反応生成物、並びに被検体又は他の成
分の酵素活性の結果生成する反応生成物のような、成分
に由来する他の生成物である化学物質がある。 本発明要素の層間の「流体接触」なる語は、流体（液体
又は気体のいずれであっても）が要素内の重ね合さった
層間を通過する能力を言う。別の言い方をすれば「流体
接触」なる語は、流体接触している層間の流体成分の通
過を許容する要素の能力について言及する。そのような
能力は流体接触している層間の接触界面に沿って均一で
あるのが好ましい。流体接触する層は接触していること
も出来るが、層を介して離れていてもよい。しかしなが
ら互いに流体接触することが確認されている層を物理的
に介在させた要素内の層も流体接触関係にあるであろう
し、そして介在層により流体接触層間の流体の通過が妨
げられないであろう。 試料を要素へ適用する前に層を流体接触させることがで
きるけれども、ある場合には最初離れて位置する層を用
い、そしてたとえば要素へ圧縮力を適用することにより
試料適用時に実質的に流体接触させることが望ましい。 本発明に従って、試薬層は適用試料へ浸透性であり、そ
してそれには行う分析の際活性を示す反応性組成物か含
まれる。この反応性組成物にはそれ自体着色された検出
可能な部分を有する非拡散性物質が含まれる。更に詳し
く言えばこの組成物は所定の化学物質又は被検体（即ち
要素の試験被検体）を含む液体の存在下で反応し、着色
された検出可能な部分を含む拡散可能な物質を提供又は
放出する。検出表示層は前記反応性組成物により試薬層
中で生成した拡散性の物質を受容し、そしてそれへ浸透
性である。本発明の好ましい態様に従って着色された検
出可能な部分はたとえば輻射線測定技法により検出表示
層中で選択的に検出される。即ち前記検出は、要素の他
の層に存在する、未放出の着色された検出可能な部分を
検出することなくまたはそれから妨害を受けることなく
行われる。 この明細書で用いる「着色された検出可能な部分」なる
語は、たとえば、光、放射性発光等のような電磁輻射線
の適切表測定によりそれ自体直接検出可能な化学物質、
化学基（即ち分子の一部）又は原子を意味する。この語
は、たとえば酵素なども意味する。このような検出性を
、試薬層から放出された拡散性物質の着色された検出可
能な部分の全量へか又は試薬層中に残留する未放出の着
色された検出可能な部分の全量へ好都合に付与すること
に望ましくその際目的とする分析の基礎となる、被検体
の反応から生ずる拡散性物質へ影響を与えないことが望
ましい。これら検出可能部分は、直接的に検出するか又
は間接的に検出するがいずれにせよ反応性組成物中に予
め形成して存在し、そして反応性組成物の存在下におい
て被検体との反応により試薬層から放出される。 この明細書で詳細に説明するように本発明の要素は、分
析下の液体適用前は本発明要素の試薬層中で固定されて
いる着色された検出可能な部分を用いて有用な分析結果
を提出する。被検体含有（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）液を要素
へ適用する際、そして被検体の存在下における反応性組
成物の化学反応又は他の相互作用の結果、この着色され
た検出可能部分は、検出表示層（場合によっては輻射線
透過性支持体上に支持される）中への拡散により泳動し
うる拡散可能な物質又はその一部として提供される。前
記支持体は輻射線透過性、即ち一つ又はそれ以上の波長
における電磁輻射線を透過可能であり、そしてこのこと
は低レベルの輻射線で行う測定に特に有利である。 本明細書の記載に従ってそして第１図に示すごとく、本
発明により次の（ｉ）及び（１１）を含んでなる分析要
素が提供される。 （ｉ）着色された検出可能部分を有する非拡散性物質を
含む反応性組成物を含有する試薬層６゜前記組成物は所
定の被検体を含む液の存在下において反応し、着色され
た検出可能な部分を含・□む拡散性物質を生じる。 （ｉｉ）拡散性の物質を受容する検出表示層４゜これら
の層は、試薬層から放出された着色された検出可能な部
分が要素内で選択的に検出されうるように構成されてい
る。たとえば乳白化物質を試薬層中へ組み入れ、試薬層
中に保持される着色された検出可能な部分をみえなくし
、そして検出表示層中へ拡散する着色された検出可能な
部分が検出できる背景を提供するか、又は第２図に示す
ように独立した輻射線遮断層（ｒａｃｌｉａｔｉｏｎ−
ｂｌｏｃｋｉｎｇｌａｙｅｒ）を本発明の要素に組み入
れてもよい。もう一つの例としては、試薬層の光学的被
覆力を減少させることによって表示検出層へ拡散した着
色された検出可能な部分の光学的妨害を有効に減少させ
るような方法で、着色された検出可能な部分を試薬層の
反応性組成物中へ組み入れてもよい。別法としては第４
図に示すように試薬層を表示検出層からはがしてもよい
。必ずしも必要ではないけれども表示検出層を輻射線透
過性とすることが好ましい。典型的には、第１図に示す
ように本発明の分析要素は支持体２上に要素の各層を有
してなる。必ずしも必要ではないけれども支持体も輻射
線透過性であるのが好ましい。しかしながら要素の層が
適当な耐久性及び完全性を示す場合には、支持体は不要
である。 第２図に示すような本発明の好ましい一態様では、輻射
線透過性支持体上に（１）被検体は被検体前駆体に浸透
性であって、被検体の存在下で反応して着色された検出
可能部分を有する拡散性の物質を放出する組成物を含む
試薬層６；（ｉｉ）検出可能な物質に対して浸透性の輻
射線遮断層７１、及び（ｉｊ）検出可能な物質に対して
浸透性でありそしてその中で着色された検出可能な部分
が検出可能である輻射線透過性検出表示層４を有してな
る一体型分析要素が提出される。場合によっては検出表
示層に着色された検出可能な部分の媒染剤が含まれてい
てもよい。検出表示層は好ましくは支持体と輻射線遮断
層との間に位置し、輻射線遮断層は検出表示層と試薬層
との間に位置する。亦た所望なら試薬層は等１的に多孔
性でありそして被検体へ（適切な場合は被検体前駆体へ
も）そして拡散可能な着色された検出可能な部分へ実質
的に均一に浸透性するのが好ましい。試薬層から輻射線
遮断層へ提供される着色された検出可能な部分の見掛濃
度は通常破壊されないと考えられているけれども、輻射
線遮断層は着色された検出可能な部分へ均一に浸透性で
あることが望ましい。検出表示層も着色された検出可能
な部分に関し同様の浸透性を有する。好ましい輻射線遮
断層には顔料、適当な形のポリマー（たとえばプラッシ
ュ（ｂｌｕｓｈｅｄ）ポリマー）又はそれら両方のよう
な乳白化剤が含まれる。この態様のある好ましい面では
、輻射線遮断層及び検出表示層は非繊維性であリ、そし
てこれらの層のうち一つ又は双方ともが試薬層に含まれ
る反応性組成物に実質的に浸透性である。 第３図に示すように本発明のもう一つの好ましい態様に
従って、支持体２上に、前記好ましい態様に関してすべ
て述べたような試薬層６、検出表示層４及び場合によっ
ては輻射線遮断層７を有して成る一体型分析要素が提供
される。しかしながらこの好ましい態様に従って、さら
に非繊維性拡散層８が要素に含まれる。前記非繊維性拡
散層８は等１的に多孔性であるのが望ましく、そして試
薬層が検出表示層とこの拡散層との間にはさまれるよう
に要素中に位置する。拡散層により被検体の試薬層に対
する均一濃度の達成が促される。この態様のある一面で
はすべての層は好ましくは非繊維性であり、要素の定量
分析性を強化する。 「非繊維性」なる語はこの明細書では層及び／又は物質
に関して用い、そのような層又は物質には実質的に繊維
性物質が含まれない、即ちそれらには、この明細書で述
べているような試料拡散を妨害又は輻射線測定手段によ
る分析結果の検出を妨害するような量の繊維状成分が含
まれないことを意味する。 第４図に示すような本発明の別の態様に従って試薬層６
及び任意的な拡散層８は要素の検出表示層からはがすこ
とができる。そのような場合たとえば検出表示層４を輻
射線透過性又は不透明支持体２上に位置させることが出
来、そして検出表示層中へ放出される着色された検出可
能な部分の量は、試薬層及び任意的な拡散層を検出表示
層からはがした後、検出表示層の適当な光学的透過測定
又は反射測定（輻射線測定法）を行うことにより測定す
ることができる。 本発明のもう一つの態様では、要素の個々の層の一部又
は全部を最初互いに離れて位置させ、そして液状試験試
料適用時に要素に圧縮力をかけることによって要素を流
体接触させる。このような形態は、液状試験試料を要素
へ適用するまで要素の個々の層間の接触を避けることが
望ましい場合、たとえば着色された検出可能な部分の検
出表示層への時期尚早の泳動を防止することが望ましい
場合に有用である。このような時期尚早の泳動はたとえ
ば、着色された検出可能な部分を含む反応性組成物の分
子量が比較的低い場合、及び本発明要素が使用前に長期
間貯蔵されるか又は貯蔵の際高い相対湿度又は高温条件
のような悪い環境にさらされる場合に起こることがある
。別の様式では第５図に示すような構成の要素が有用で
ある。第５図では、試験要素の個々の間隙層１０の中又
はその間にはさまれた一つ又はそれ以上のポンド又はコ
ンパートメント９内に液をたとえば密封することにより
要素内に独立して貯蔵し、そしてこのような構成によっ
てこのような液状成分を、要素へ圧縮力をかけそして液
が貯蔵されているボッド又はコンパートメントを破壊す
ることにより使用時に要素中に導入することが望ましい
。第５図では第３図に関して述べたように、層８．７．
４及び２はそれぞれ拡散層、輻射線遮断層、検出表示層
及び支持体を示す。これに関して、第５図に示す要素の
試薬層６と協働する一つ又はそれ以上のポラド９を用い
ることは、試薬層６が、アルカリ又は酸のいずれかの非
常に腐食性の媒質の存在下において被検体含有試験試料
との反応により試薬層から放出される拡散可能な染料部
分を含む組成物を有する場合特に有用である。このよう
な場合に、試験要素の他の層又は成分と長時間接触させ
る場合に有害効果を及ぼすか、又は要素の取り扱い及び
保持の際困難な問題を呈することがある腐食性媒質を、
要素が使用に供するまで、破壊可能な酸又はアルカリ浸
透性ポンド又は同様の手段の中に貯蔵することにより前
記腐食性物質の不望効果を回避することができる。本発
明要素は使用後廃棄できるか又は密封状態に保つことが
できるので、使用した要素を捨てる為の適切な操作を行
わない場合は、要素を適切に密封するか又はさもなけれ
ば腐食性媒質の望ましくない漏出及び引き続く容器手段
９の破壊を防止する為のその他の操作を行う限り要素使
用後も腐食媒質の影響を心配せずにすむ。 本発明に係る要素の試薬層は、行う分析の際活性である
試験下の液状成分へ少なくとも浸透性でありそして適切
な場合には多孔性である。この明細書で意図する「浸透
性」なる語は、多孔性から生じる浸透性、膨潤性又は他
の特性の意味が含まれる。試薬層には通常、この明細書
記載の反応性組成物が分配即ち溶解又は分散するマトリ
・ンクス又はキャリアが含まれる。しかしながらたとえ
ば反応性組成物それ自体が単独層中で生成しうる場合は
、試薬層にマトリックスが含まれている必要はないであ
ろう。マトリックスの選択は、要素が目的とする使用の
程度、即ち定性分析、半定量分析又は定量分析に依存炙
る。天然物質又は合成物質のいずれから製造されるにせ
よ紙、羊毛、フェルト、織布等のような種々の多孔性繊
維状材料は試験要素に一般的でありそして使用可能であ
る。 このような材料及び分析要素にそれらを使用する様式は
たとえば米国特許第３８０２８４２号、同第３８０９６
０５号、同第３８１４６６８号及び同第３８９７２１４
号に記載されている。有用である他の多孔性、非繊維性
試薬キャリアには、米国特許第３５５２９２９号に記載
のような微孔性ポリマー、米国特許第３５５４７００号
に記載のような多孔性セラミック及びプラスチックスポ
ンジ材料、米国特許第３７１５１９２号に記載のような
粒状物質、並びに米国特許第３９１７４５３号に記載の
ようなポリマー状オープン−セル泡がある。 更に他の望ましい試薬キャリアには、適用した液状試料
へ浸透性のゲル層がある。米国特許第３６３０９５７号
に記載されている、フィルム形成剤の一つのこのような
変形により、水性液の分析に有用である耐水性層が提供
されうる。これらのフィルム形成性物質を用いて製造し
た層は、コロイドレベルでは空隔構造を示さずそして多
孔性物質の場合に生じる毛細管流によってよりむしろ拡
散により液を通すので通常の意味では多孔性であるとは
考えられない。任意の場合にこのような浸透性物質の選
択は、適用液及び試薬層に侵入せねばならない活性成分
のサイズに依存する。 好ましい一面では、フィルム形成性物質は試験下の液に
膨潤性である。フィルム形成性キャリアは液状試料との
接触により膨潤しそしてその試料液への浸透性は増大す
る。このようにして試薬層の試料侵入は、試料液と試薬
層に分布した反応性組成物とが有効に接触する場合によ
り迅速に果たされる。 ゲル形成剤及び同様の物質は、定量分析を目的とする要
素の試薬キャリアとして好ましい場合が多い。それらは
通常液に対し繊維状物質よりずっとすぐれた均一浸透性
を有する。さらにそれらは、光及び他の電磁輻射線に対
し透過性があり、このことは繊維状キャリア及び他の多
孔性キャリアには見られないことである。前記多孔性キ
ャリアは非繊維性ではあるけれども、その空隙構造によ
り入射輻射線を通さないか又はそれに対し非常に反射性
でありうる。 試薬マトリックスとして均一なフィルム形成性物質を用
いて試薬層の浸透性を高度に均一とすることが可能であ
りその結果均一液体を層の表面へ均一に提供する場合、
層内でのそのような流体源度の等しい測定（層表面の種
々な傾城で行う）により通常実質的に等しい結果が得ら
れる。たとえば前記結果の変動は、巾約３〜１０ミクロ
ンそして長さ５０〜１００ミクロンのような小孔を通し
て輻射線測定を行う場合は約±１０％未満で、好ましく
は約±３〜５％未満である。連続走査を用いて測定を行
う場合は、約１６倍の小さな拡大を用いて有利にスケー
ルを大きくすることが可能である。試料流体に対し実質
的に均一な浸透性を示す試薬層も等１的に多孔性である
のが望ましい。 更に典型的に等１的に多孔性の層に関する記載を、適切
な等１的に多孔性の拡散層に関する記載と関連して以下
に掲げる。 このような均一浸透性が得られる場合は、試料成分の不
望の濃度勾配を層内で排除することが可能であり、この
ことは分析結果の定量的検出を容易にする為に望ましい
。非常に均一な浸透性は、濾紙、繊維状羊毛、フェルト
、織布等のような繊維状材料から製造した層の特性であ
るとは考えられない。繊維状物質内の種々の灯心作用の
ような要因により、繊維状物質内にそしてそのような繊
維状物質から成る流体接触層中にも、浸透性の液状成分
の種々の見掛濃度が生じえると思われる。 従って前記キャリアは定量試験に非常に有用であると考
えられる。 試験下の液の溶媒媒質を知ることによる試薬層マトリッ
クスとしての適当なフィルム形成剤の選択は、材料の溶
解性に精通したものにとっては自明である。たとえば比
較的低いアセチル化度の酢酸セルロース又は比較的低い
ニトロ化度の硝酸セルロースは、溶媒媒質として低級ア
ルカノールを用いた液の場合に有用である。 多くの場合に溶媒媒質を完全にか又は有効に水性として
もよい。水性液の特に重要なものには、血しょう、血清
又は尿のような生体液がある。生体液、生化学的水性液
及び他の水性液分析用に、親水性（即ち水膨潤性）フィ
ルム形成剤が試薬層製造における試薬キャリアとして特
に有用である。 このような親水性試薬キャリアも水又は試験下の液の他
の水性媒質に膨潤性である。望ましい親水性物質には、
アラビアゴム、寒天及びアガロースのような多糖類、ゼ
ラチン、セルロース等並びにそれらの誘導体のような天
然の親水性コロイドと、ポリ（ビニルアルコール）及び
ポリ（ビニルピロリドン）アクリルアミドポリマー等の
ごとき水溶性ポリビニル化合物のような合成物質とがあ
る。 本発明要素の試薬層には、着色された検出可能な部分を
有する非拡散性物質を含む反応性組成物が提供される。 反応性組成物【試薬組成物と呼ぶこともある）の性質に
依存して、反応性組成物は試薬層の唯一の成分であるこ
ともあるし、またこの明細書において前に述べたような
キャリア中の他の必要もしくは望ましい反応体と共に分
散することもある。 前述のごとく本発明の要素の試薬層に存在する反応性組
成物とは、所定の被検体即ちその要素の試験被検体を含
む液の存在下において化学的か又は物理的に反応して、
着色された検出可能な部分を含む拡散性の反応生成物を
提供する組成物を言う。反応性組成物のこの着色された
検出可能な部分とは、たとえば輻射線測定又は他の手段
により検出を可能にする物質を言う。従って、この物質
の選択的検出に基づき、分析下の特定液中の被検体の存
在又は濃度を分析的に測定することができる。 本発明要素の試薬層中に存在する反応性組成物は、拡散
可能になりうる最初は非拡散性の組成物であるか又は拡
散可能な着色された検出可能な部分を含む。典型的には
反応性組成物の拡散性の着色された検出可能な部分は、
このような反応性組成物の非拡散性部分へ化学的が又は
物質的に結合する。このような場合に、被検体含有液を
要素へ適用する際、反応性組成物の化学的か又は他の反
応が被検体含有液の存在下で起こり、分析下の液状試験
試料中の被検体の存在又は濃度に相関させうる量の拡散
性の着色された検出可能な部分が試薬層から放出する。 本発明要素に用いる反応性組成物の特別な組成は、要素
へ適用する特定の被検体含有液及び拡散性の着色された
検出可能な部分の存在を分析する為に用いる特定の検出
手段に依存して広く変化させることができる。勿論のこ
とであるが所定の被検体含有液用に拡散性の着色された
検出可能な部分の望まれる放出機構（即ち使用する反応
性組成物と被検体との間の特定の化学的か又は他の反応
により拡散性の着色された検出可能な部分を放出する機
構）に依存していくつかの異なる種類の本発明に有用な
反応性組成物がありえる。 本発明に有用な反応性組成物に行いえる可能な改良の一
面を示す為に、反応性組成物に含まれる拡散性の着色さ
れた検出可能な部分は、種々の異種物質のうち任意の一
つでありえることに注目されたい。本発明の好ましい態
様に従って、着色された検出可能な部分とは、輻射線測
定手段により直接検出可能な物質を意味する。本明細書
で用いるように「輻射線測定手段」なる語は、分析結果
を得る為に輻射線を用いる種々の分析的感応手段を含ん
で定義される。 輻射線測定手段により直接検出可能な種々の典型的な着
色された検出可能な部分には（ａ）惧用の比色測定装置
を用いて、その存在又は濃度を測定するに使用可能な吸
光率又は吸収スペクトルを有する着色剤（即ち染料又は
顔料）のような比色測定により検出可能な部分並びに（
ｂ）物質から発せられる輻射線に感応しろる装置により
検出可能な蛍光物質（たとえば蛍光プローブ）のような
輻射線放射物質がある。 他の型の輻射線放射物質も当然、本発明に用いる反応性
組成物に含まれる拡散性の着色された検出可能な部分と
して使用することができる。このような検出可能な部分
を含む反応性組成物を、試験に用いる特定な被検体で処
理する際、ある量のたとえば放射性をラベルした検出可
能な部分が放出されるように、たとえばリン光発生部分
又は放射性ラベル部分を用いてもよい。この放射性部分
は本発明要素の検出表示層中へ移動可能であり、検出表
示層においてそれは特徴的な放射性によって検出するこ
とができる。 放射性ラベルの使用は、非拡散性であって、本発明の適
切な要素の試薬層中に含まれるラベルした抗原−抗体複
合体から成る反応性組成物製造に特に有用である。液状
試験試料に含まれる適当な被検体の存在下において、試
薬層中に含まれる抗原−抗体複合体のラベルされた構成
分（即ちラベルされた抗原又はラベルされた抗体のいず
れか）は、液状試験試料中に含まれるある量の未ラベル
構成分（即ち抗原又は抗体のいずれか）と置換する。次
いで置換されたラベル構成分は検出表示層へ泳動し、そ
こでそれは自身に特徴的な放射性により検出される。検
出表示層で検出されるラベルされた構成分の量に基づき
、もとの液状試料中の未ラベル構成分の量が測定できる
。 ラベルされた抗原−抗体複合体の前述のような使用は認
められた、研究室における分析技法である。しかしなが
ら前述のような使用法は、本発明に従って提供されるよ
うな分析要素には今まで用いられていない。反応性組成
物としてこのような複合体を用いる本発明の要素は、ラ
ベルした抗原−抗体複合体が、分析下の液状試料中に含
まれる特定の抗原又は抗体の基質として働く免疫分析に
特に適する。前記のような置換反応及び種々の抗原−抗
体複合体はたとえば米国特許第３，８８０，９３４号に
記載されている。 輻射線測定手段により直接検出可能な前記部分に加えて
、この明細書において前に説明したような「着色された
検出可能な部分」なる語には、直接は検出不可能である
けれども分析の精度を損うことなく前述のごとく検出可
能になりうる種々の着色された物質も含まれる。好まし
い態様に従って、このような検出性を、試薬層から検出
表示層中へ泳動する反応性組成物の拡散性生成物中に含
まれる着色された検出可能な部分の全量へ付与し、そし
て更にこのような検出性を拡散性生成物の量に影響を与
えることなく付与する。このような着色された検出可能
な部分には、放出の状態では低レベルの蛍光性しか示さ
ないが、適切なキャリアと結合した場合には高い蛍光性
を示す蛍光プローブ物質、自身の基質を含む検出表示層
中へ拡散する酵素ラベル抗原がある。このような基質に
はたとえば、前述のような酵素ラベルにより触媒され直
接検出可能な反応生成物（たとえば染料）を生成する反
応混合物が含まれる。 前述から、種々の異なる検出可能な物質を、本発明要素
の試薬層中に含まれる着色された検出可能な部分として
使用できることは明きらかである。 これらの検出可能な物質には、種々の着色された染料の
ような物質があり、それらは、それらに特徴的な吸収ス
ペクトル又は、蛍光プローブもしくはリン光のような種
々の発光物質及び独自の放射性スペクトルにより検出可
能な放射性物質により検出される。染料及び蛍光物質の
特に代表的なものについては以下に更に詳しく示す。代
表的なリン光性物質及び放射性物質には、種々のけいリ
ン光体（たとえば置換クマリン、フルオレセイン、ロー
ダミン染料等）、及びＣＩ４又は重水素（トリチウム）
のごとき種々な放射性グループのような周知物質がある
。 本発明に用いる反応性組成物の着色された検出可能な部
分として使用する特別な物質及びこのような物質の性質
はさておき、種々の手段を用いて反応性組成物から拡散
性の着色された検出可能な部分を放出させることができ
ることは当然のことである。明きらかなように、非拡散
性反応性組成物からの着色された検出可能な部分の放出
は、拡散性の着色された検出可能な部分を試薬組成物へ
取り付ける特別な手段、及び着色された検出可能な部分
は放出される機構に依存する。反応性組成物から拡散性
の着色された検出可能な部分を分離する為の代表的な放
出機構及びその機構を用いた反応性組成物の特別な例に
関する記載を一部以下に掲げる。 ■水剪筬桓放坦 加水分解的放出とはその名が暗示するごとく、拡散性の
着色された検出可能部分が、加水分解反応の結果反応性
組成物から放出される機構に関しそしてそのような機構
を含む。本発明の非常に好ましい態様をも構成する、一
つのこのような加水分解的放出機構に関する典型的な例
を、人間の血清のような生物試料中のα−アミラーゼ含
量を測定するのに適する試薬組成物を含む本発明要素を
参照して示すことができる。このような場合、分析すべ
き特定試料中に含まれるアミラーゼの基質として働く反
応性組成物又は試薬は、自身の個々の反復グリコース単
位へ化学的に結合した染料のような着色された検出可能
な部分を有する澱粉から成る。すでに知られているよう
に、α−アミラーゼにより澱粉の触媒的加水分解がもた
らされ、この加水分解により澱粉は分解され一連の低分
子量多糖類単位となる。この分解はそれぞれ、澱粉の主
成分であるアミロース及びアミロペクチン部分のα−１
，４結合の加水分解の結果性じる。本発明に従って、着
色された検出可能な部分を含む前記澱粉基質を本発明要
素の試薬層中に組み入れることにより、α−アミラーゼ
を含まない流体試料の存在下において試薬層全体に実質
的に非拡散性である反応性組成物を得ることができるこ
とが見い出された。しかしながらα−アミラーゼを含む
試料の存在下では澱粉基質の特徴的な触媒的加水分解が
生しる。その結果澱粉反応性組成物から低分子量の多糖
類単位が放出し、そしてそれらは低分子量であるが故に
拡散可能であり、そして水性試料の存在下において試薬
層を経て検出表示層中へ泳動する。前記のごとく検出表
示層中に拡散する低分子量多糖類単位の存在は、検出表
示層に出現する着色された検出可能な部分の存在の追跡
により本発明に従って測定する。着色された検出可能な
部分が個々の低分子量多糖類単位へ化学的に結合するの
で、このような追跡により、検出表示層中でこれら単位
の存在を測定が可能となる。 検出表示層におけるこれらの単位の存在により、かくし
て、最初の血清試料中のα−アミラーゼの存在又は不存
在の便利な試験が提供される。 本発明に従って、反応性組成物として用いる為の、着色
された検出可能部分を含む特定の非拡散性澱粉基質の選
択及び製造は、種々の澱粉及び検出可能な材料を用いて
行うことができる。概括的に言えば、使用する特定の着
色された検出可能な部分は、染料、蛍光染料等のような
比色測定により検出可能な材料及び放射性ラベルのごと
き前述の物質のいずれとすることもできる。当然特定の
着色された検出可能な部分は、物質的結合か又は化学的
結合のいずれかにより、澱粉分子の個々の反復ＩＩ羊位
へ結合せねばならない。そして好ましくは、着色された
検出可能な部分は、α−アミラーゼ以外の試験すべき液
状試料の種々の成分に対して、物理的及び化学的に不活
性でなければならない。 本発明に従ってα−アミラーゼ分析用の前記要素を用い
た良好な結果は、比色測定により検出可能な非拡散性反
応性組成物材料として、澱粉と複合可能であることが知
られている慣用の比色測定により検出可能な染料との複
合澱粉のような物質を用いることにより得ることができ
る。前記染料には、商品名チバクロン■ブリリアントオ
レンジＧ、Ｐ、（リアクチブオレンジ５）及びチバクロ
ン０ブリリアントブルーＦ３ＧＡ　（リアクチブブルー
２）でチバーガイギ（Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ）社から販
売されているクロロトリアジン染料等のような種々のハ
ロゲン化シアヌール酸に基づく染料がある。前述の検出
可能なグループを含む澱粉複合体の製造は周知であり、
そしてその詳しい記載は本明細書では不要である。しか
しながら参照する為に、種々の澱粉−ハロゲン化シアヌ
ール酸に基づく染料複合体に関しては米国特許第３５９
７３２２号（１９７１年８月３日発行）及び同第３，６
９４，３１８号（１９７２年９月２６日発行）をあげる
ことができる。 有用な結果が本発明に従って、反応性組成物として、そ
の加水裂開がα−アミラーゼにより触媒される非拡散性
蛍光澱粉を用いても得られた。蛍光ラベル澱粉複合体の
うち一つの好ましい例は、無水イサト酸（公知の蛍光物
質）とアミラーゼとの反応から得られるものである。こ
の反応を適切な条件下、たとえばジメチルスルホキシド
溶媒の存在下においてピリジン触媒を用いて行う場合、
澱粉ポリマーの比較的多数の個々の反復グルコース単位
がエステル化されそしてアントラニレート単位へ転化し
た、非常に蛍光の強い澱粉反応生成物が得られることが
わかった。この反応の化学式は以下の通りである。 比較的多数のグリコース単位がアントラニレート単位へ
転化するので、得られた蛍光澱粉は非常に高い蛍光度を
示す。詳しくは、最適には、グルコース単位６個につき
アントラニレート単位１個を有する澱粉が得られる。 勿論のことであるが、α−アミラーゼの前記分析に用い
る特定の着色された検出可能な部分は、本発明の反応性
組成物として用いるのが望ましい得られたアミロース澱
粉−検出可能部分複合体の特性に大部分依存する。たと
えば本発明の用途に可溶性か又は不溶性の着色された澱
粉−検出可能部分複合体を用いることが出来る。前記複
合体の溶解性とは、２２°Ｃ，ｐＨ７，０で測定した水
性媒質中での溶解性を言う。本発明に従った反応性組成
物として有用な水に不溶性の着色された澱粉−検出可能
部分複合体は前記米国特許第３，６９４．３１８号に記
載されているものである。亦た本発明に有用な種々の水
溶性の着色された澱粉−検出可能部分複合体には前記米
国特許第３５９７３２２号に記載のような水溶性複合体
がある。他の同様な水溶性染料−澱粉複合体は米国特許
第３．７０５．１．４９号（１９７２年１２月５日発行
）及び同第３，６７９，６６１号（１９７２年７月２５
日発行）に記載されている。 本発明に用いる前記澱粉複合体を製造するのに用いる澱
粉は、たとえばじゃが芋、とうもろこし、タピオカ、小
麦、米、さつまいも又はその他の源から得られる澱粉及
び澱粉画分のような種々の源から得ることができる。水
溶性澱粉及び水不溶性澱粉は両方とも、前記着色された
澱粉−検出可能部分反応性組成物製造に使用することが
できる。 得られた澱粉含有反応性組成物は、これを本発明の要素
の試薬層中に組み入れることにより、試薬層から好都合
に拡散不可能にすることができる。 前記試薬層の孔サイズは、加水分解していない、着色さ
れた澱粉−検出可能部分反応性組成物の通過を妨げるに
有効なサイズであり、そして加水分解した低分子量の着
色された澱粉検出可能部分生成物を通過可能にする有効
なサイズである。亦た本発明の好ましい態様に従って、
未加水分解の、着色された澱粉−検出可能部分反応性組
成物を試薬層中に組み入れ、この試薬層を任意的な輻射
線遮断層及び検出表示上に被覆することができる（前記
第２図参照）。この態様では、下に位置する検出表示層
及び任意的な輻射線遮断層を、これらの層が非加水分解
の着色された澱粉検出可能部分へ実質的に不浸透性であ
るが、加水分解した低分子量の着色された澱粉−検出可
能部分生成物へ浸透性であるように選ぶ。勿論のことで
あるが、アミラーゼ検出用の本発明の所定要素の試薬層
、輻射線遮断層及び／又は検出表示層の孔サイズは、使
用する為に選んだ特定の非加水分解澱粉反応性組成物の
分子サイズ及びその加水分解反応生成物の分子サイズに
依存する。 ｍ先肝 本発明要素の試薬層の反応性組成物中に含まれる着色さ
れた検出可能部分の放出は置換機構によっても行うこと
ができる。この方法の放出に従って、反応性組成物の着
色された検出可能な部分は、適当な非拡散性キャリア、
たとえば分析の為に本発明要素へ適用する試験試料中に
含まれる被検体の非拡散性基質へ物理的か又は化学的に
結合されている。このような場合、試験試料中に含まれ
る被検体と反応性組成物の非拡散性基質との物理的又は
化学的反応の結果、被検体は、非拡散性基質へ結合して
いる着色された検出可能な部分の一部を置換又はその置
換を生じさせ、そして得られた、拡散性の着色された検
出可能な部分からなる生成物は本発明要素の検出表示層
中へ拡散又は泳動する。この検出表示層では、そこに含
まれる着色された検出可能な部分の存在及び／又は量を
測定することができる。このような置換放出機構は業界
で知られておりそしてたとえば種々の免疫技術にその応
用が見い出されている。 更に置換放出機構は他の型の分析に有効である。 たとえば本発明の要素を用いてビリルビンを分析するこ
とが出来る。このことは、たとえば、アルブミンのよう
なキャリアへ結合する着色された検出可能な部分（配位
子である）から成るビリルビン活性複合体を反応性組成
物として用いることにより成しとげることができる。こ
のような複合体をビリルビンと接触させる場合、ビリル
ビンは、アルブミンキャリア上の結合サイトの検出可能
な配位子と競合しそしてこの競合によって検出可能な配
位子を放出させる。要素の試薬層から配位子が検出表示
層中へ拡散する際、もとの試験試料中のビリルビンの存
在又は量は、ビリルビン活性複合体から放出される拡散
性の配位子の量を測定することにより決定することがで
きる。前述のようなビリルビン測定用の分析方法は、ビ
リルビン被検体の基質として働く蛍光ブローブーアルブ
ミン反応性組成物からの蛍光プローブのような着色され
た検出可能な部分の競合置換に基づく。 ヒ・　び−一、 これらの放出機構はその名が示す通り、被検体の存在下
において非拡散性反応性組成物を酸化又は還元し、本発
明要素の試薬層からの、拡散性の着色された検出可能の
部分の放出を促すものである。非常に多様なこのような
放出機構はたとえば写真化学の分野で知られており、こ
の分野では、前記機構は、たとえばハロゲン化銀拡散転
写画像形成工程に用いられており、そして本発明の用途
に適合されることができる。 酸化的又は還元的放出はある場合には、試薬層中に含ま
れる反応性組成物の酸化又は還元の結果直接生じさせる
ことができる。たとえば、被検体基質として、自身へ化
学的に結合した着色された検出可能な部分を有する非拡
散性反応性組成物を選ぶことができる。この結合は酸化
又は還元の際裂開して拡散性の着色された検出可能な部
分を放出する。亦た反応性組成物として、分子サイズが
大きいか又は特別な分子配置の故に非拡散性である物質
を選ぶことが出来る。このサイズ又は配置は酸化又は還
元により変化し、着色された検出可能な部分であるか又
はそれを含む拡散可能な種を生成する。たとえば非拡散
性基質として高分子量物質を選ぶことができ、これは酸
化又は還元の際減成又は分解して非常に低分子量の多数
の小化学単位となり、こうなることによってこれらは拡
散性と・なる。又は反応性組成物として、自身を非拡散
性にする特別の基（バラスト基と呼ばれることがある）
を含む物質を選ぶことができる。この基は反応性組成物
から裂開するか又はさもなければ酸化もしくは還元の結
果、転化（たとえば不溶化基を可溶性物質へ転化するこ
とにより）して着色された検出可能な部分を含む拡散性
生成物を生成する。 前述のように“直接的′”酸化又は還元放出機構は、適
当な反応性組成物の選択により用いられる。 この反応性組成物は検出すべき被検体の存在下において
酸化又は還元されて、着色された検出可能な部分を含む
拡散性物質を直接化じる。かような゛直接的゛′放出機
構に従って機能する反応性組成物にはたとえば、米国特
許第３４４３９４０号（１９６９年５月１３日発行）に
記載されているようなロイコ型の閉環化合物がある。こ
のような化合物は、適当なバラスト基が存在しかつそれ
へ化学的に結合した染料を含むので最初は非拡散性であ
る。これらロイコ型の閉環化合物を酸化する際、染料の
付着点として働く化学結合は閉環反応をうけ染料を放出
する。 前述の′°直直接的酸酸化は還元放出機構に加えて“間
接的゛酸化又は還元放出機構としてこの明細書に記載の
種々の放出機構を用いてもよい。このような場合、いわ
ゆる前記パ直接的”°機構におけるように、反応性組成
物からの着色された検出可能な部分の放出は、反応性組
成物の酸化又は還元により促進される。しかしながら、
これらの放出機構では、着色された検出可能な部分（た
とえば染料）の放出に先だって、典型的には−又はそれ
以上の別の反応を行う。亦た種々のこのような間接的酸
化又は還元放出化学は、種々の／Ｓロゲン化銀写真特許
刊行物に記載され、そしてこれらの放出化学は、本発明
に従って、この明細書に記載の反応性組成物と協働する
放出手段として用いるのに連合させることができる。 たとえばこのような間接的酸化又は還元放出機構の多く
は、自身と協働する、写真現像剤、写真カップリング剤
等のような別の酸化性又は還元性共同反応体を有する不
動性又は非拡散性反応性組成物を用いることにより本発
明に用いるに適合させることができる。特別の共同反応
体及びその望まれる酸化状態に依存してこのような共同
反応体の酸化又は還元の際、かくして酸化又は還元され
た共同反応体は反応性組成物の不動性種と反応して、染
料のような拡散性の着色された検出可能な部分を分離す
る（たとえばカップリング又は架橋酸化反応により）。 このような染料放出化学の一例が米国特許第３６２８９
５２号（１９７１年１２月２１日発行）に記載されてい
る。この特許には、カテコールのような酸化型の現像剤
と反応することにより、バラスト化された出発物質から
拡散性の染料含有部分を分離するバラスト化された染料
含有スルホニルヒドラゾン化合物が記載されている。 前記米国特許第３６２８９５２号に記載の放出機構と幾
分類似の放出機構による、他の間接的酸化又は還元染料
放出機構には、米国特許第３２２７５５０号及び同第３
４７６５６３号に記載のような種々なカップリング放出
化学がある。 これらの特許では、写真発色剤（自身へバラスト基を化
学結合して発色剤を非拡散性にしている）は、可溶性化
基へ化学的に結合している染料へ自身のカップリングサ
イトで化学結合により結合される。このような発色剤は
、慣用の第一級芳香族アミン色素写真現像剤（酸化され
たもの）と力・ンプリング反応しバラスト化されたカッ
プリング基を分離し、従って染料を放出し、染料は自身
へ結合した可溶性化基により、たとえばアルカリ性媒質
中で拡散性となる。カップリング放出機構により拡散性
の染料を生成する更に他の染料放出化学はドイツ国公開
公報第２４１５１２５号に記載されている。 酸化された色素写真現像剤とバラスト化された染料提供
反応体との間の化学的カップリング反応を用いる、更に
もう一つの型の間接的染料放出化学は、前記米国特許第
３４４３９４０号及び同第３４４３９３９号（１９６９
年５月１３日発行）に記載の別の閉環化合物に関するも
のである。これらの特許には、あるバラスト化されたフ
ェノール化合物が記載され、その化合物にはそのフェノ
ール核へ化学結合により結合した染料が含まれる。 これらバラスト化されたフェノール化合物は、酸化され
た第一級芳香族アミン色素現像剤共同反応体との反応の
際酸化された色素現像剤と結合する。 この反応の生成物である化学化合物においては、第一級
アミノ色素現像剤の残り及び染料部分をフェノール核へ
結合した化学結合は自生の閉環反応をうけ拡散性染料を
分離しそして放出する。 本発明の分析要素の反応性組成物に用いる適合可能な別
の間接的酸化又は還元染料放出化学は、米国特許第３７
２８１１３号及び米国公開出願Ｂ５５１６７３号（１９
７５年１月２８日発行）に記載のような放出機構の化学
である。これらの刊行物には、最初不動性の色素を直接
酸化してその酸化型を生成し、そしてそれをアルカリ性
媒質の存在において加水分解して拡散性の染料を裂開す
る染料放出機構が記載されている。たとえば米国特許第
３７２８１１３号（１９７３年４月１７日発行）には、
あるバラスト化されたハイドロキノン化合物が記載され
、その化合物には適切な化学結合によりそれへ結合した
染料が含まれる。このような化合物を酸化する際、化合
物はキノイド型へ転化し、そしてそれはアルカリ性媒質
の存在下において加水分解的に裂開して拡散性の染料を
放出する。米国公開出願第Ｂ５５１６７３号には、ある
非拡散性のフェノール又はアニリンが記載されており、
それにはスルホンアミド基のような結合基によりそのフ
ェノール核へ化学的に結合した染料が含まれる。これら
非拡散性の化合物は酸化の際キノイド型へ転化し、そし
てキノイド物質のようなアルカリ性媒質の存在下で加水
分解的に裂開して拡散性の染料を放出する。 間接的酸化反応をうけ続いて染料を加水分解的に裂開す
る、同様のバラスト化された染料提供化合物は、リサー
チジスクロージヤー（第１５１５７項）（１９７６年１
１月発行）の６８ないし７４頁及びドイツ国公開公報第
２４０２６６４号及び同第２５０５２４８号に記載され
ている。 最初不動性又はバラスト化された染料含有キャリアを酸
化し、次いで酸化生成物を加水分解して染料又は他の着
色された検出可能な部分を放出する間接的酸化又は還元
放出機構の別のグループが、たとえば米国特許第３７２
５０６２号（１９７３年４月３日発行）に示された種々
のハイドロキノン染料放出化合物により例示されている
。これらの化合物はバラスト化されたハイドロキノン核
から成り、この核には染料又は他のそのような着色され
た検出可能部分が化学的に結合されている。 酸化の際、ハイドロキノン核はキノイド型へ転化しそし
てそれはアルカリ性媒質の存在下で染料部分を分離する
。もう一つのこのような間接的酸化放出機構は、カナダ
国特許第６０２６０７号に示されている。この特許には
、バラスト化されたフェニレンジアミン核を含む化合物
が記載され、この化合物には、アミノ置換基の一つによ
りこの化合物に化学的に結合した拡散性の染料が含まれ
る。 これら化合物の酸化の際、核へ染料を結合するアミノ置
換基のサイトでジアミノ核の脱アミノ化が生じる。アル
カリ性媒質の存在下において次いで拡散性染料が放出す
る。 前述の放出機構と一般的に類似であるが、酸化的放出機
構よりもむしろ還元的放出機構を用いるもう一つの放出
機構が米国特許第３１８５５６７号（１９６５年５月２
５日発行）に記載されている。この特許ではキノン化合
物のような物質へ結合した染料のような着色された検出
可能な部分を有するある化合物が記載されており、この
着色された検出可能部分はアルカリ性媒質の存在下にお
いて最初は不溶性かつ不動性であるが、適当な還元剤ま
たはトリヒドロキノンのような写真現像剤により還元さ
れることによりアルカリ性媒質中で可溶性でかつ易動性
となる。 明らかなように前述の放出機構の多くには、着色された
検出可能な部分の放出を促進する為にアルカリ性媒質の
存在が必要である。このような場合、もちろんのことで
あるが、第５図に示すような構造配置と同様の配置を有
する分析要素は、アルカリ性物質、１３を超えるｐＨの
非常に強いアルカリ性液と共に用いてさえも、このよう
な高いアルカリ性媒質を含む要素と接触するオペレータ
ー又は機械試験装置には何ら特別な操作上の問題を生じ
ることなく特に適するので特に有用でありえる。 本発明要素の試薬層から放出する拡散性の着色された検
出可能の部分の検出を促進する為に、本発明要素には、
試薬層からの前期のような放出の着色された放出可能な
部分を受容する検出表示層が含まれる。このような検出
表示層は、要素の前記のような放出の着色された検出可
能な部分へ浸透性であり、そして少なくとも使用条件下
では試薬層と流体接触する。検出表示層は輻射線透過性
であるのが好ましい。検出表示層は、反射層又は不透明
層であるような輻射線遮断層により試薬層から分離する
ことができ、種々の輻射線測定技法による検出を容易に
する。分析下の液中で膨潤性であるのも望ましい検出表
示層に、試薬層に有用であるような親水性コロイドを含
めることができ、そしてこの検出表示層は非繊維性であ
るのが好ましい。試薬層が繊維性である場合、それと協
働する非繊維性の輻射線遮断層及び検出表示層により、
このような試薬層中で生成する分析結果の見掛上の均一
性が改良される。 要素の試薬層から放出される着色された検出可能な部分
が染料か又は他の媒染性物質である場合、検出表示層に
は、カラー写真フィルム及び紙に有用な画像染料媒染剤
として記載されているような媒染剤が含まれてもよい。 このような媒染剤には、ポリ−４−ビニルピリジン、２
−ビニルピリジンポリマーメト−ｐ−トルエンスルホネ
ート及び米国特許第２４９８４３０号（１９４９年１１
月１１日発行）に記載されている同様の化合物のような
ビニルピリジン化合物並びにセチルトリメチルアンモニ
ウムプロミドがある。 本発明の好ましい態様に徒って、検出表示層中に、たと
えば英国特許第１２６１９２５号、米国特許第３６２５
６９４号、同第３７０９６９０号、同第３７７３５０９
号、第３８５９０９６号、同第３８９８０８８号又は同
第３９５８９９５号に記載のようなポリマー媒染剤を組
み入れることが特に有用であることが見い出された。特
に有用なものは、ポリマー鎖中に次式で表わされる単量
体単位を有するものである。 １、　　　　　　　　　　　　Ａ　−−−□刊□古 店Ｃ）＋ｘｅ （式中Ａはアルキレン基のような有機の基を表わし、ポ
リマー主鎖の一部を形成し；ＱはＭ（ＥｌをＡへ結合す
る化学結合又は有機の基を表し、Ｍ■は第四級アンモニ
ウム又はホスホニウム基を表しそしてＸＯはアニオンを
表す。） 前期式Ｉで表わされる好ましいポリマー媒染剤は、試薬
層中に含まれる反応性組成物から放出される、拡散性の
着色された検出可能な部分として染料を用いる本発明の
分析要素に特に有用であることが見い出された。たとえ
ばこのような媒染剤はα−アミラーゼ分析用の要素に有
用であることが見い出された。この要素においては、着
色された検出可能な部分はハロゲン化シアヌール酸に基
づく染料が結合されている拡散性の低分子量多糖類を含
む。 前述のごと（本発明要素には輻射線遮断層が含まれてい
てもよく、この層は試薬層と検出表示層との間にはさま
れているのが好ましい。輻射線遮断層は着色された検出
可能な部分へ浸透性でありそしてたとえば検出に用いら
れる波長（単数又は複数）において電磁輻射線の通過を
防げる働きをする。このような層を用いることにより、
色又は他の、結果の検出の潜在的妨害物は、それぞれ放
出か又は未放出の着色された検出可能な部分の追跡に依
存して検出表示層か又は試薬層からマスクすることがで
きる。このような層には、吸光度、反射率等により、層
中に組み入れた時輻射線妨害効果を及ぼす乳白化剤が含
まれる。ある態様では輻射線遮断層に炭素のような顔料
又は他の金属塩（たとえば二酸化チタン、酸化亜鉛、硫
酸バリウム等）のような無機顔料のごとき乳白化剤を含
むマトリックスを含めることが出来る。性質上一般に反
射性であるプラッシュされたポリマーには乳白化剤が含
まれていてもよくそして拡散層に有用であるようなこの
ようなプラッシュされたポリマーの層（後述）は輻射線
遮断層としても使用することが可能である。もちろんの
ことであるが、微孔性のプラッシュされたポリマ一層を
輻射線遮断層として用いる場合、このような層は濾過層
としても働くことができる。試薬層から検出表示層へ入
り得る場合に、検出表示層における結果の検出を損うこ
とがある濾過可能な物質へ検出表示層が浸透性である場
合に、このような層は有用である。 ある好ましい一面では、プラッシュされたポリマ一層に
反射性の無機顔料（たとえばこの明細書の別の箇所で述
べた非常に反射性の顔料）をも組み入れ、反射性及び又
は拡散性を強化することができる　（以下に拡散層に関
して述べるように）。 ブラ・ツシュされたポリマーと共に層中に含めうる顔料
の量は非常に可変であり、そしてその量は、プラッシュ
されたポリマーの重量に対して約５重量％ないし約１０
０重量％であるのが好ましく、約１００重量％ないし約
６００重量％が非常に好ましい。 前述のように、本発明の要素は、Ｐｒｚｙｂｙｌｏｗｉ
ｃｚとＭｉｌｌｉｋａｎによる米国特許第３９９２１５
８号（１９７６年１１月１６日発行）に詳しく記載され
ているような拡散層を場合によっては含んでいてもよい
。拡散層は液状試料を受容しうる層であり、この場合液
状試料は拡散層へ直接適用するか又は拡散層と流体接触
する層（単数又は複数）からそれへ提供する。拡散層内
では、試料及び少くとも一つの溶質の溶媒もくしは分散
媒質；分散質（分散相又は内部相の構成分）；又は溶質
もしくは分散質の反応生成物が、要素の試薬層に面する
拡散層の表面で、前記物質（即ち被検体又は被検体の前
駆体でありえる溶質、分散質又はその反応生成物）が見
掛は上鉤−な濃度となるように分布する。勿論のことで
あるがこのような見掛濃度は、拡散層の厚み又は拡散層
における他の原因により生しる濃度勾配で達成すること
ができる。このような濃度勾配は定量的試験結果を得る
為にいかなる問題も呈さす、そして公知の補正技法によ
り調節することができる。 拡散層は、流体接触する試薬層に面する表面の単位面積
あたりに拡散物質の見掛上の均一濃度を有利に生成する
。このような見掛濃度の均一性は、米国特許第３９９２
１５８号に記載されているようなデンシトメーターによ
る測定か又は他の分析方法により測定することができる
。 この明細書において述べたように、有用な拡散層は等方
的に多孔性の相であるのが望ましい。このような層を種
々の成分を用いて製造することができる。ある−態様で
は粒状物質を用いてこのような層を製造することができ
、このような層は粒子間の相互連絡空間によって等方的
に多孔性となる。分析下の試料成分に対し好ましくはす
べて化学的に不活性である種々の型の粒状物質は有用で
ある。二酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、等のよ
うな顔料は望ましい。他の望ましい粒子はケイソウ土、
及び天然又は合成ポリマーに由来する微結晶性セルロー
スのような微結晶性コロイド性物質である。樹脂ビーズ
又はガラスピーズのような均一サイズの球状粒子も使用
可能であり、そしてそれらは選択的濾過のような均一な
孔が有利な場合に特に望ましい。選んだ粒子物質がガラ
スピーズ等の場合のように粘着性であい場合には、それ
を処理して接触箇所で互いに粘着性になりえる粒子を得
ることができ、そうすることによって等方的に多孔性の
層の形成が容易になる。例えば適切な処理は次のように
して行うことができる。 即ち非粘着性粒子を、ゼラチン又はポリビニルアルコー
ルのような親水性コロイドの溶液のごとき薄い粘着層で
被覆しそして層中で互に接触するようにさせることがで
きる。コロイド被覆が乾燥した時、層はもとの姿を保持
しており、そしてその成分粒子間の開放空間ももとのま
まである。 このような粒状物質に替わるものとして又はそれに加え
て、拡散層を等方的に多孔性のポリマー組成物を用いて
製造することができる。たとえば米国特許第３５５５１
２９号に記載されているような、プラッシュされたポリ
マー製造に有用な技術を用いてこのようなポリマー組成
物を製造することが可能である。等方的に多孔性のポリ
マー組成物を製造するに有用な他の方法には、米国特許
第２９６０７２８号及び同第２９４６０９５号に記載の
ような、多孔を創成する為のガスもしくは他の膨潤性構
成分の使用に関する方法、か又はたとえば米国特許第３
８１．．６５７５号に記載されているような熔解して多
孔を生ずる溶解性固体の、ポリマー相中での使用に関す
る方法がある。 プラッシュされた（又は沈澱した）ポリマ一層は特に望
ましく、そしてそれは、ポリマーを二つの液体の混合物
に溶解させることにより基体上に生成させることができ
る。前記液体の一方はポリマーに良好な低沸点溶媒であ
りそして他方は、ポリマーの非溶媒であるか又はそれの
不良な溶媒でしかない高沸点溶媒である。このようなポ
リマー溶液を次いで基体上で被覆し、そして制御条件下
で乾燥する。低沸点溶媒はすみやかに揮発しそして被覆
は、不良溶媒であるか又は非溶媒である液中で厚くなる
ことができる。適切な条件下での蒸発につれ、ポリマー
は等方的に多孔性の層として生成する。多くの異なるポ
リマーを単独でか又は組み合わせて、本発明に用いる等
方的に多孔性のプラッシュされたポリマー拡散層製造に
用いることができる。前記ポリマーの代表的なものには
、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン及び酢
酸セルロースのようなセルロースエステルがある。種々
の微孔性フィルター又はその一部は、Ｍｉｌｌｉｐｏｒ
ｅ社の種々の膜フィルターのようなプラッシュされたポ
リマー組成物でありそしてそれらは米国特許第２７８３
８９４号及び同第２７７２３２２号のような特許に記載
されている。 拡散層は溶液又は分散液から被覆することにより製造す
ることができる。拡散層に含めるのに有用な物質は本明
細書に記載のごとく広範囲に亘っており、そして水又は
分析下の他の液と接触する際それらに耐性のある、即ち
実質的にそれらに不溶性でありかつ非膨潤性である物質
が主に通常その範囲に含まれる。層の乾燥厚の約１０〜
１４％の膨潤が普通である。拡散層の厚さは、便利さ及
び清潔さの為に拡散層が吸収できなければならぬ目的と
する試料体積に幾分依存し、そして層中に吸収されうる
試料量にも影響する層のボイドボリュームにも幾分依存
する。乾燥厚が約５０ミクロンないし約３００ミクロン
の拡散層が特に有用であった。しかしながら非常に種々
の厚さも許容でき、そしてそれらは特定の要素にとって
望ましい場合がある。 等方的に多孔性の拡散層を製造する時、ボイドボリュー
ムが層の全体積の少くとも約２５％であることが有用で
あり、そして５０〜９５％が望ましい。多孔性拡散層の
ボイドボリュームの多様性を有利に用いて、米国特許第
３９９２１５８号記載のように、要素の特性を改質する
ことができる。 勿論のことであるが、どの場合も孔サイズは、試薬層へ
望ましく提供される最初の試料成分又は他の物質が十分
拡散可能なものでなければならない。 本発明の一体型分析要素製造の際、層を予め別個の層と
して製造し、そしてその後それらを使用前に積層するか
、または要素の使用時に流体接触させるまで別個の層と
して保持することができる。 単独部材として予備形成した層の表面を、被覆可能な場
合に典型的には溶液又は分散液により被覆しそして乾燥
時に層をそこから物理的にはがすことができる。しかし
ながら連続層がほしい場合に、何回ものはがし及び積層
工程を行わずに済む慣用方法では、最初の層をはがされ
た表面か又は支持体上に被覆し、そして所望ならその後
前もって被覆した層上に順次層を直接被覆する。このよ
うな被覆は薦被覆装置を用いて手動で、又は浸漬被覆も
しくはビード被覆のような方法で機械により行うことが
できる。機械被覆技法を用いる場合には、感光性写真フ
ィルム及び紙の製造において周知のホッパ被覆技法を用
いて隣接層を同時に被覆可能であることが多い。隣接層
が不連続であり、かつ多孔性拡散層の場合に可能なよう
に被覆組成物の比重の調節による層分離の維持が十分で
ないことが本質的であるが又は望ましい場合には、溶媒
又は分散媒質を含む、各層の成分の適当な選択によって
相互の構成分の泳動及び溶媒好果を最小化又は除去可能
であり、こうすることによって輪郭のはっきりした独立
した層の製造が促進される。相互の層の付着問題は、写
真フィルムで用いられるような下塗り物質の非常に薄い
適用を含む表面処理手段により、有害作用をもたらすこ
となく克服することができる。 被覆可能な試薬層の為に、マトリックス及び組み入れら
れた反応性物質を含む被覆溶液又は分散液を製造し、こ
の明細書に記載のごとく被覆しそして乾燥して寸法の安
定な層を形成することができる。試薬層の厚さ及びその
浸透性の程度は大幅に変動させることができ、そして実
際の使用に依存する。約１０ミクロンないし約１００ミ
クロンの範囲の乾燥厚が好都合であるが、ある条件化で
はこの範囲外の厚さでも好ましい場合がある。たとえば
比較的夕景の反応性組成物（たとえば酵素のようなポリ
マー物質）が必要な場合には、わずかに厚い試薬層を用
いることが望ましい。繊維状試薬層は、周知技法に従っ
て、繊維状マトリックスを含浸させることにより製造す
ることができる。 輻射線遮断層及び検出表示層は、被覆可能な試薬層を製
造する時用いたような方法及び厚さを用いて製造するこ
とができるが、その構成成分は特定の層に対して適当な
ものを用いる。検出表示層の場合には、その浸透性及び
輻射線透過性に加えて、本発明の一体型要素に生ずる分
析結果の検出を妨害するであろう特性が実質的にないこ
とが望ましい。たとえば、浸透性媒質として紙のような
繊維状物質が用いられる場合に生じるような、検出表示
層内での色又は組織の多様性は、検出エネルギーの不均
一反射又は透過を超こすので不都合である。このことは
輻射線遮断層及び試薬層のような層に関しても言えるこ
とであり、そしてそれらの少くとも下の面は、輻射線透
過性検出表示層をしらべる検出手段により観察すること
ができる。 更に濾紙及び他の紙のような繊維状物質は一般に全体的
に浸透性であるけれども、これらの物質のあるものは典
型的には広範囲に亘る浸透性を示すことができ、そして
たとえば繊維の寸法及び空間のような構造的な変動の為
に均一な浸透性を示さない。結果としてこのような物質
は、定量分析を目的とする本発明要素の検出表示層及び
他の層に好ましくない。 前述のごとく本発明の分析要素を自己支持性とするか又
は支持体上に支持することができる。有用な支持体物質
には、酢酸セルロース、ポリ（エチレンテレフタレート
）、ポリカーボネート及びポリビニル化合物（たとえば
ポリスチレン）等のような種々のポリマー物質がある。 特定の要素に対する支持体の選定は、結果検出の目的モ
ードと相反さない。好ましい支持体には、約２００ｎｍ
ないし約９００ｎｍの範囲内の波長の電磁輻射線並びに
放射能による輻射を透過する輻射線透過性支持体物質が
ある。支持体を通しての分析結果の螢光測定による検出
に対しては、非螢光測定に対して必要なより若干広いバ
ンドを透過するか、又はその代りに検出に使用する螢光
物質の吸収及び発光スペクトルにおいて透過する支持体
が好ましい。 一つ又はそれ以上の狭い波長バンドを透過しそして近傍
の波長バンドを通さない支持体を有することも望ましい
。このことは、たとえば適切な吸収特性を有する一つ以
上の着色剤を支持体に含浸させるか又はそれで支持体を
被覆することにより達成できる。要素が支持体を含む場
合には、試薬層、輻射線遮断層（もし存在するなら）及
び検出表示層を要素中において通常支持体と、要素の外
端層である場合が多い拡散層（もし存在するなら）との
間に介在させる。 本発明要素の特定層の成分及び選択された層配置は、要
素が目的とする用途に依存する。前述のように拡散層の
孔サイズを、たとえば要素内で生ずる分析反応又は試験
結果の検出を妨害するような望ましくない試料成分を濾
去できるように選ぶことができる。全血液分析の為に、
１〜約５ミクロンの孔サイズの多孔性層が典型的には約
７〜約３０ミクロンのサイズの血球をスクリーニングす
るのに特に有用である。所望なら要素に、濾過能及び拡
散能がそれぞれ異なる複数の拡散層を含めてもよい。亦
た、拡散層により提供されるものに加えて、要素内にお
ける物質の移送を制限する必要がある場合には、濾過層
又は透析層を要素の適当な位置に含めることができる。 たとえば血液グルコース分析に際しては、半透過性セル
ロース膜のような透析層が、蛋白質又は他の試薬層に対
する潜在的な妨害物質の通過を妨げることができる。 要素の層に、アニオン性界面活性剤及び非イオン性界面
活性剤のような一つ又はそれ以上の界面活性剤を組み入
れることが有利である場合がある。 それらによりたとえば層の被覆性を強化することができ
そして、界面活性剤のような助剤が不存在の場合には液
状試料により容易にはぬれない拡散層の拡散の程度及び
速度が高められる。詳しくは、非イオン性界面活性剤の
ような界面活性剤を本発明要素の拡散層に組み入れ、要
素のこの層に存在するか又はそこを通る蛋白質含有水性
液状試料中に含まれる被検体の移送を正常化することが
望ましい。このような正常化とは、試料間の蛋白質含量
の多様性にもかかわらず、蛋白質含有水性液の種々の適
用試料の溶媒媒質及び溶解成分（被検体を含む）の拡散
層内における等しい浸透が得られることをいう。被検体
の移送を正常化するのに有効な界面活性剤の好ましい量
は、典型的には層の乾燥重量に対して約１重量％〜約１
５重景％である。 要素の一つ又はそれ以上の種々の層に、行う特定分析に
依存して緩衝組成物を組み入れて分析に適当なｐＨを提
供することが望ましい場合もある。 典型的にはこのような緩衝組成物を試薬層中に組み入れ
ることが出来る。しかしながらこのような緩衝組成物を
、拡散層、輻射線遮断層又は検出表示層のような他の層
に組み入れることもできる。 たとえばリン酸緩衝液は、α−アミラーゼ検出用の分析
要素の試薬層に有用であることが見い出された。当然種
々の他のｐＨ緩衝組成物が入手可能であり、そして本発
明の要素に用いることができる。 特別な代表的な緩衝組成物の一部がグツドによるＢｉｏ
ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、第５巻、第４６７頁（１９６６年
）に記載されている。 本発明の分析要素は、臨床化学の分野ばかりでなく、化
学的研究及び化学プロセスコントロール研究室における
ような広範囲の化学分析の実施に適合できる。血液、血
清及び尿のような体液の臨床試験では、多数の反復試験
が頻繁に行われそして試料採取後非常に短時間で試験結
果を出すことが必要な場合が多いので、本発明の分析要
素は前記臨床用に十分に通している。たとえば、血液分
析の分野では、多層要素はルーチンで測定される多数の
血液成分の定量分析の実施に用いるのに特に適合させる
ことができる。即ち、たとえば要素は、試験試薬又は他
の反応性組成物を適当に選ぶことによって、アルブミン
、ビリルビン、α−アミラーゼのような血液成分並びに
他の多くの成分の分析に容易に適合する。本発明の分析
要素を用いて血液を分析する際、遠心分離のような手段
により先ず血清から血球を分離しそして要素へ血清を適
用する。しかしながらこのような分離は、たとえば、要
素内で着色された検出可能な種を定量又は他の分析を行
うのに反射性分光光度分析技術を用いる場合には必要で
なく、全血液を要素へ直接適用して、濾過層（輻射線遮
断層でもありえる）の作用により検出表示層から血球を
濾去しそして除くことができる。検出輻射線が血球をと
らえないように、光が支持体及び検出表示層を透過し、
そして輻射線遮断層又は、他の反射層から反射される反
射技法によって分光光度分析を行うならば要素中のこれ
らの血球の存在は、分光光度分析を妨害しない。この明
細書に記載の一体型分析要素の特に重要な特徴は、血清
又は全血液のいずれの分析にも使用可能であることであ
る。 行う分析に依存して種々の異なる要素を本発明に従って
製造できることが理解されよう。要素を所望の幅の伸長
テープ、シート又は小チップのような種々の形状に構成
することができる。単一タイプの一つ以上の試験又は異
なるタイプの種々の試験に特定要素を適合させることが
できる。異なるタイプの種々の試験には、場合によって
はそれぞれ異なる組成物から成る、一つ以上のストリッ
プ又はチャネルで共通の支持体を被覆し、種々の所望の
試験を行うのに適する複合要素を形成することが望まし
い。 本発明要素は、要素へ分析下の液状試料を適用すること
により使用される。典型的には、適用試料が、非拡散性
試薬層より前に拡散Ｎ（もう存在するなら）に接触する
ように、そして最初そのような拡散層の試薬層から遠い
方の面で先ず接触するように要素を構成する。本発明要
素の分析精度は、特に拡散層が要素中に存在する場合に
は、適用試料の容積の変動によって実質的に損われない
ので、手動又は、機械による試料適用が可能である。し
かしながら分析結果検出の便宜上、試料容積は理にかな
った一定量が望ましい。 手動又は自動とすることができる、本発明要素を用いた
典型的な分析操作では、要素を、供給ロール、チップパ
ケット（ｃｈｉｐ　ｐａｃｋｅｔ　）又は他の源から取
り、そしてたとえば適切なディスペンサ−からの遊離滴
、接触スポット又は他の形状の液状試料を受容するよう
に位置させる。試料適用後そして望ましくは、拡散層（
もし存在するなら）により液状試料が取り込まれた後、
要素に、試験結果を得るのを迅速にしたり、又はそれを
容易にするのに望ましい任意の調湿、たとえば加熱、給
温等を行う。自動化方法を行う場合、吸収性の繊維状紙
で得られるような、はとんど瞬間的な未制御の拡散とは
違って、数秒内にその機能を果たしそして測定するのに
十分な時間をかけうる拡散層を有することも望ましい。 このことは、層厚、多孔性層のボイドボリューム等のよ
うな種々はパラメーターの適切な選択により好都合に達
成することができる。 検出可能な変化として分析結果を得た後、要素を通常、
反射、透過又は螢光分光光度測定用の適当な装置が備え
られている帯域を通過させることにより分析結果を測定
する。このような装置は、光のようなエネルギーのビー
ムを支持体及び検出表示層又は試薬層を通してあてるよ
うに働く。次いで光はたとえば要素内の輻射線遮断層か
ら検出手段へ反射されるか、又は透過検出の場合には光
は要素を通過して検出器へ行く。反射分光光度測定の使
用は、それが要素の層上又は層中に残ることがある血球
のような残留物による妨害を有効に避けることが可能で
あるのである場合には有利である。螢光分光光度測定の
慣用技巧も、検出可能な種が螢光物質である場合には用
いることができる。検出は、螢光種を励起するエネルギ
ー及びその螢光発光に感応する検出器を用いて達成され
る。 更に血清を試験する場合か又は不望の全血清残留物を除
去する手段が備えられている場合には、透過技術を、た
とえばＵ、Ｖ、、可視又は１．Ｒ，輻射線のような放射
エネルギーの流れを要素の一表面上に°あてて、要素の
対向表面でそのエネルギーの出力を測定することによっ
て指示反応生成物を検出及び定量するのに用いることが
できる。要素が浸透性でありそして要素内で生成した生
成物が定量可能な任意の輻射線を用いることができるが
、−ｉに約２００〜約９００ｎｍの範囲の電磁輻射線が
このような測定に有用であることが見い出された。 種々の補正技法を用いて分析コントロールすることがで
きる。−例として、被検体標準溶液試料を、分析におけ
る示差測定の使用を許容する為に試料滴をおいたエリア
と隣接して適用することができる。 〔実施例〕 本発明の一層の理解の為に以下に例を掲げる。 しかしながら、これらの例により本発明の範囲は限定さ
れず、これらは本発明のある特定態様を詳細に示したに
すぎないものである。 例１−アミラーゼ分析用の染料澱粉に基づく要素光安定
性反応性組成物としてホフマンーラロッシュ（Ｈｏｆｆ
ｍａｎ−ＬａＲｏｃｈｅ　）により販売されているアミ
ロクロム［相］スターチを拡散−試薬層６に含む、α−
アミラーゼ分析用の一体型分析要素を第２図に示すフォ
ーマットを用いて製造した。この澱粉には、着色された
検出可能な部分として自身に化学的に結合したチバクロ
ム［有］ブリリアントブルーＦ３ＧＡ染料、（チバーガ
イギにより販売されている塩化シアヌールを主成分とす
る反応性色素）が含まれる。アビセル［Ｆ］という商品
名でＦＭＣ社から販売されている微結晶セルロース粒子
をも分析さるべき適用液状試料の拡散を助ける為に、マ
トリックスとして試薬層中に存在させた。輻射線遮断層
７は、未硬化ゼラチン中に二酸化チタン粒子を含んだ。 検出表示層４は亦た未硬化ゼラチン中に媒染剤（モーダ
ント“Ａ”ポリ〔スチレン−ツーＮ−ビニルベンジル−
１Ｎ−ジメチルベンジルアンモニウムクロリドーコージ
ビニルベンゼン〕）を含んだ。 要素を次のようにして製造した。 Ａ、検出表示層 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７．２
ｄモーダントＡ１モーダントＡとの 水中液状混合物、濃度１３重量％　８．　２ｍ１ゼラチ
ンは４０°Ｃで融解した。水、媒染剤及び界面活性剤を
添加し、そしてメルトを透明なポリカーボネート支持上
に被覆しそして空気乾燥した。 被覆： ゼラチン　　　　　　　　　　２．１６ｇ／留モーダン
トＡ　　　　　　　　　２．１６ｇ／留Ｂ、輻射線遮断
層 １、Ｔｉｏｚ分散液 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　１６０　ｍ１
ＴｉＯ□粒子　　　　　　　　　　４０ｇ二酸化チタン
を水へ添加しそしてこの混合物を完全にミリングした（
コロイドミル）。次いで界面活性剤を添加した。 ２、水　　　　　　　　１１．ＯｍｆｉＴｉｅ、分散液
（前記Ｂｌ）　　２９．９成ゼラチンは４０°Ｃで融解
した。水とＴｉＯ□分散液を軽く撹拌しながら混合しく
空気の混入を防止する為）、そして前記検出表示層上に
被覆しそして空気乾燥した。 被覆： ゼラチン　　　　　　　　　　　３．６５ｇ／ボＴｉＯ
□　　　　　　　　　　２４．３０ｇ／ボ界面活性トラ
イトンＸ−１００１，２２ｇ／ポＣ０拡散−試薬層 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２４
ｄ染料含有澱粉タブレツト及び緩衝剤を、ワーリンプレ
ンダー［Ｆ］内で水と軽く混合した。希水酸化ナトリウ
ムでｐｉ（を７．０に合せた。微結晶性セルロース粒子
を添加し、そして混合物を再びワーリンプレンダー［Ｆ
］内で混合した。空気の混入を防ぐ為に注意深く撹拌し
ながら界面活性剤を添加した。 混合物を被覆し次いで乾燥した。 被覆： 色素含有澱粉タブレフト　　　　　　　　　タブレフト
　２１５／ｒｄ微結晶性セルロース　　　　　　５４．
０ｇ／ポ緩衝剤　　　　　　　　　　　　１．４１ｇ／
ボ前記分析要素を次いで、以下に記載のごとく、アミラ
ーゼに対する応答に関して評価した。 新鮮な人間の唾液を１％アルブミン溶液で１５０倍に希
釈することによりアミラーゼ標準を製造した。ソモギ法
（Ｎ、　Ｗ、　Ｔｉｅｔｚ著、“Ｆａｎｄａｍｅｎｔａ
ｌｓ　ｏｆＣｌｉｎｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ″第
４１２頁、１９７０年参照）によりこの標準を分析した
。この標準を１％アルブミンで更に希釈することにより
様々な濃度の希釈物を製造した。この一連の希釈物を要
素へ適用し、そして測定の間反応を４２°Ｃで進行させ
た。 前記分析要素から成る幅１６ｍｍのウェブのストリップ
の反射測定に、光源の正面に６２０　ｎｍの透過妨害フ
ィルターを備えた比色計を用いた。反射率一時間曲線を
記録し、そして濃度一時間曲線に転換した。これら濃度
一時間曲線を第６図に示した。ソモギ単位（ＳＵ）であ
られしたアミラーゼレベルを各曲線上に示した。高アミ
ラーゼレベルにおいて、これらの曲線に数分開明らかに
直線部分が見られその後曲線となる。濃度一時間曲線の
初期の部分の傾きをアミラーゼ活性の目安として用いた
。第７図はこれらの曲線の初期の傾きをアミラーゼ活性
に対してプロットしたものである。 ソモギ単位約３００まではプロットは直線であり、そし
てこの例の分析要素に基づくアミラーゼ分析はソモギ単
位約５００まで使用可能である。 例２−螢光ラベル澱粉に基づく分析要素この例では第２
図に示すフォーマットを用いて、アミラーゼ分析用の一
体型分析要素を製造した。 この要素は拡散−試薬層に、反応性組成物として、澱粉
との反応のｗＡｇＩｉ光を示す着色された基を自身の反
復単位へ化学的に結合した澱粉が含まれた。 Ａ、螢光ラベル澱粉の調製 じゃが芋澱粉　　　　　　　　　　　３０ｇ無水イサト
酸　　　　　　　　　　　　５ｇピリジン　　　　　　
　　　　　　　５Ｊｄジメチルスルホキシド　　　　　
　１３０１１ｄ乾燥粉末としての澱粉と無水イサト酸と
を十分混合した。ジメチルスルホキシドを添加しそして
この混合物を一定にグルグルまわしながら５０°Ｃまで
加熱した。ピリジンを添加しそしてこの混合物を水分か
ら保護しながら一晩蒸気浴上で加熱した。非常に粘性の
ある溶液をワーリンレンダΦ−中に移し、そして溶媒中
で撹拌して澱粉を沈降及びデカンチーシランさせること
により水びたしにしそして洗浄した。洗浄用にアセトン
、メタノール及びアセトン各５００ｄを連続的に用いた
。澱粉を濾過しそして空気乾燥した。収量は３３．１　
ｇであり、重量の増大は無水イサト酸約７５％の利用に
相当した。窒素分析ｃケルブール法）により窒素は１．
３３％であり、これは澱粉ポリマーの残留グルコース６
個に対し約１個の残留アントラニレートに相当した。（
前述のような澱粉に関する二番目の試行では収量は３３
．７　ｇであり、これは無水イサト酸９０％の利用に相
当した。この時の窒素分析値は１．２ないし１．３％で
あった）Ｂ、検出表示層 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２００ｄ
アガロース　　　　　　　　　　　８．８５　ｇアガロ
ースを熱湯に溶解し、媒染剤と界面活性剤とを添加し、
そしてこの混合物を透明なポリカーボネート支持体上に
被覆しそして空気乾燥した。 被覆： アガロース　　　　　　　　　　　５．４０ｇ／イモ〜
ダントＡ　　　　　　　　　　］、０８ｇ／ポＣ０輻射
線遮断層 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０＋ｄ
アガロース　　　　　　　　　　　　７９６ｇアガロー
スと水とをアガロースが溶解するまで加熱した。 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１９ｄ
ＮａＣ１３９８ｇ リン酸二ナトリウム　　　　　　　７９６■サーフアク
タントＩＯＧ・（界面 活性剤の１０重量％水溶液）　　　　　０．７　ｍ！塩
を溶解しそしてｐＨを希ＭＣＩで７．０に合せた。 カーボンブラック及び界面活性剤を添加し、そしてこの
混合物を前記検出表示層上に被覆した。被覆を空気乾燥
°した。 被覆： アガロース　　　　　　　　　　１．０８ｇ／イリン酸
二ナトリウム　　　　　　１．０８ｇ／ボカーボンプラ
ック　　　　　　　０．５４ｇ／ポＮａＣＩ　　　　　
　　　　　　０．５４ｇ／ｎｆＤ、拡散−試薬層 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０ａｄ
螢光ラベルじゃが芋Ｒ粉　　　　　　　２ｇ微結晶性セ
ルロース　　　　　　　　　８ｇサーファクタントＸＯ
ＣΦ （界面活性剤の１０重量％水溶液）　　１０滴澱粉を、
水浴を用いて外部冷却しながら７分間全出力で音波処理
（Ｓｏｎｉｃａｔｉｏｎ）　　（ブランラン１８５Ｗソ
ニフアイヤー・）することにより前記体積の水中に分散
させた。この分散液をチーズ布を通して滅遇し未分散膨
潤（未溶解）ポリマー小球を除いた。濾液のｐＨを希水
酸化カリウムで７に合せた。微結晶性セルロースを添加
しそしてこの混合物を半分の出方で３分間音波処理した
。界面活性剤を往意深く撹拌混入した。混合物を前記輻
射線−遮断層上に被覆しそして被覆を空気乾燥した。 被覆： 螢光ラベルじゃが芋澱粉　　　　２１．６ｇ／ｒｒｔ微
結晶性セルロース　　　　　　第６．４ｇ／ボ前記要素
を次いで、例１に記載したような標準化された唾液アミ
ラーゼを用いてアミラーゼに対する応答を評価した。光
源に対しラッテン■（Ｗｒａｔｔｅｎ■）１８Ａフイル
ターを備えたフィルター付き蛍光計を用い経時的な螢光
変化を追跡し、そして結果を、５つのレベルのアミラー
ゼとブランクに関して第８図に示した。第８図の出力曲
線はほとんど直線である。この曲線の傾きを５分の時点
で測定した。次いでアミラーゼレベルに対しこれら傾き
をプロットし第９図に示す。思いがけなくこの傾きのプ
ロットは、染料澱粉を用いて得られたもの（第７図）と
同一である。螢光ウェブは、正常な血清レベルにおける
アミラーゼ測定に対し十分な感度を示した。 例３　アミラーゼ分析用要素 この例では、α−アミラーゼ分析用の一体型分析要素の
別の態様を示す。この例の要素は以下に記載の点を除い
て例１に記載の方法と同様の方法で製造した。即ち例１
の染料澱粉のかわりに、アミロベクチンアズレＡ■（カ
ルフォルニア州ロスアンジェルスのカルビオケムにより
販売されている水溶性染色澱粉）、例１の輻射線遮断層
に用いた界面活性剤トライトンＸ−１００のかわりにサ
ーファクタントｌ０ＧＯ１例１のポリカーボネート支持
体のかわりに透明なポリエチレンテレフタレート支持体
を用いて更に例１の要素の拡散−試薬層に用いた緩衝剤
を省略し、かわりに緩衝剤リン酸二水素ナトリウムを検
出表示層に用い、そして被覆性及び要素感度を改良する
為に、要素の各層に含まれる種々の成分の量を変更した
。 この例の要素の検出表示層、輻射線遮断層及び拡散−試
薬層それぞれに含まれる個々の成分及び量は以下の通り
であった。 挟■衷丞暫　　　　　　　　　゛　　　　　　ボ）未硬
化ゼラチン　　　　　　　　　５．４サーフアクタント
１０００　　　　０．６５リン酸二水素ナトリウム、ｐ
Ｈ７，ｏ　　　　　Ｏ，第６モーダント“Ａ゛′　（例
１参照）２．１椙１■ｂ劃扼薩 未硬化ゼラチン　　　　　　　　　５．４サーフアクタ
ントｌ０ＧＯ０，３ ＴｉＯ□　　　　　　　　　　　　１３゜狐歎二拭１薩 アミロペクチンアズレＡ■　　　２１．５微結晶性セル
ロース　　　　　　６４．５この例の一体型分析要素は
、０ないし約ｉｏｏ。 ソモギ単位に及ぶ範囲に亘って、未希釈の人間の血清試
料のα−アミラーゼ含量を定量するに有効であることが
見い出された。 例４　アミラーゼ分析用要素 この例ではα−アミラーゼ分析用の一体型分析要素のも
う一つの態様を示す。この例の分析要素は、前記例１及
び３の不溶性染色澱粉よりもむしろ水溶性染色澱粉（即
ちワーナーーランドートにより販売されているダイアミ
ル−Ｌ［Ｆ］）を用いた。 更に例１及び３とは対照的にこの例の拡散−試薬系を、
こり例で用いた水溶性染色澱粉を、予め被覆したプラッ
シュされたポリマー二酸化チタン粒子含有拡散層中に吸
収される単独水性洗浄被覆として適用した、二層系とし
て通用した。亦たこの例の要素には、例１及び３の検出
表示層及び輻射線遮断層に含まれる未硬化ゲルのかわり
にアガロースを用いた。この例で用いた緩衝剤、界面活
性剤、及び透明なウェブ支持体は、例３で用いたものと
同一であった。この例の要素の種々な層に含まれる個々
の成分及びその量は以下の通りであった。 わ□、ゎえ薩　　　　　　　　　　゛　　　　　　自モ
ーダント“Ａ゛（例１参照）１．０ アガロース　　　　　　　　　　　　２．０サーフアク
タントＩＯＧ■　　　　０．５４リン酸二水素す）リウ
ム、ｐＨ７，ｏ　　　　　Ｏ，第６相１４ｂ劃扼ｌ Ｔ　ｉ　Ｏｚ　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
０．２アガロース　　　　　　　　　　　　　　　１．
０サーファクタントＩＯＣ，８０，５ 見清しｊＫ薬１− Ａ、プラッシュポリマー拡散層 酢酸セルロース　　（〜４０％アセチル化）　　　　　
　　　　　７．０ＴｉＯ□　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　５０．０ポリオキシエチレン
（２０）オシイルエーテル　　　　　　　　　　　　　
０．９界面活性剤 ローム７ンドハース社により販売されている界面活性剤
トライトンＸ−４０５８１，４Ｂ、拡散層中に吸収され
る水溶性染色澱粉試薬ダイアミル−Ｌ■　　　　　　　
　　　１．０この例の一体型分析要素は、０ないし約１
０００ソモギ単位に及ぶ範囲に亘って、未希釈の人間の
血清試料のα−アミラーゼ含量を定量するに有効である
ことが見い出された。 例５　ビリルビン分析の一体型要素 この例では本発明の一体型分析要素のもう一つの態様を
示す。この例の要素を改質してビリルビン分析研究に有
用なものとし、そして特に、血清のような水性液中に含
まれるビリルビン総量の分折をするように製造した。こ
の要素の試薬層中に含まれる反応性組成物はビリルビン
活性複合体から成り、そしてビリルビンと反応性組成物
との間に働く競合性結合置換反応を用いる。この例で用
いたビリルビン活性複合体は、ビリルビンをも結合しう
るアルブミンキャリヤへ結合した、着色された拡散性の
、ビリルビン置換性検出可能配位子から成る。ビリルビ
ン含有液状試料を、この例の要素の試薬層に含まれる前
記ビリルビン活性複合体と接触させる時、ビリルビンは
複合体のアルブミンキャリヤへ結合し、かくして着色さ
れた検出可能な配位子と置換する。この配位子はその存
在が検出可能な要素の検出表示層へ泳動する。 この例の多層分析要素により、ビリルビンの乾式分析の
有効な要素が提供される。この例の多層要素を以下のご
とくして製造した。この例では多層要素を以下のものを
含んで製造した。即ち酢酸セルロース支持体；オーバー
コート層から放出された検出可能な配位子を受容する為
の、酢酸セルロース支持体上へ被覆したポリビニルアル
コール（ＰＶＡ　）検出表示層（適用量ＰＶＡ　１．７
　ｇ／ｒｒｒ）　　；ホリヒニルアルコール検出表示層
上へ被覆したポリマー下塗層；並びに螢光プローブＡＮ
Ｓ　　（即ち次背 で表わされるイーストマンオーガニックケミカルズによ
り販売されている８−アニリノナフタレン−１−スルホ
ネート）と人間の血清アルブミンとの１：１モル混合物
から成るビリルビン活性複合体、酢酸セルロース、トラ
イトンＸ−１００［Ｆ］（ロームアンドハース社により
販売されている非イオン性オクチルフェノキシポリエト
キシエタノール界面活性剤）及び二酸化チタン粒子　を
含む試薬層。この試薬層においては、ビリルビン活性複
合体を約５．４ｇ／ｒｌｆ、酢酸セルロースを約６．４
ｇ／ｒｔｒ、トライトンＸ−１０００界面活性剤を約１
．４ｇ／ｒｄそして二酸化チタン粒子を約４９．５ｇ／
ｒＴ？の量で被覆した。すべての被覆適用量は、液状被
覆溶媒の重量を除いた被覆材料の乾燥重量に基づ（。溶
媒と非溶媒との混合物により試薬層を被覆し、プラッシ
ュポリマ一層を形成した。１デシリットル当り０〜約５
０ｍｇに亘る種々の量のビリルビン及び約７ｇのアルブ
ミンを含む一連の試料試験液状溶液の試料滴１０マイク
ロリットルを前記多層要素の個々のスポットへ適用した
。その後、ファランドオプテイカル社（パルハラ、ニュ
ーヨーク）により販売されているファランドＭＤ−１分
光光度計を用い、各ビリルビン試料適用の直前及び通用
５分後に螢光を測定した。結果としてビリルビンの検量
線が得られ、そして得られた多層要素により、前述のご
とくして検定したこの要素へ適用した種々の試料溶液中
の既知量のビリルビンを定量的に測定しうろことがわか
った。この多層要素を用いたこのようなビリルビン分析
のそれぞれは、約５〜７分で行うことができた。分析要
素を検定するのに用いたビリルビン試料溶液中にアルブ
ミンが存在しても、要素のビリルビンに対する応答を妨
害しないように思われた。分光光度計を用いてこの例の
多層要素の試薬層の螢光を測定した。その際３９６ｎｍ
の励起波長を用いそしてこの励起波長と４７５ｎｍにお
けるＡＮＳの最大発光波長を追跡した。酢酸セルロース
基本は、この分析において予め行った測定を妨害する螢
光をほとんど又は全然示さないので、この例において選
択した。それ数帯光測定は前記要素の基体を通して直接
行うことが出来た。適用するビ１ノルビン含有試験試料
１０マイクロリットル中のビリルビン量を増やしながら
要素上ヘスポットした時、要素の試薬層に位置するビリ
ルビン活性複合体により示される螢光は明きらかに準直
線的減少を示し、このことはビリルビンがビリルビン活
性複合体から螢光プローブ＾ＩＪｓを競合置換したこと
を示した。 螢光プローブΔＮＳは放出の状態では螢光をほとんど又
は全然示さないがアルブミンへ結合した時高い螢光性を
示す。 例６　グルコース分析用分析要素 この例では、本発明の一体型分析要素のもう一つの態様
を示す。この例の要素を改質してグルコース分析研究に
有用なものとした。この要素の試薬層中に含まれる反応
性組成物はバラスト化された（即ち非拡散性の）染料含
有物質から成り、これは酸化された写真現像剤とのカッ
プリング反応の際染料を離し放出した。 更に詳しくはこの例の多層要素は、ポリエチレンテレフ
タレート支持体から成り、その支持体は自分に近い方か
ら順番に検出表示層、輻射線遮断層、試薬層及び拡散層
を有する。検出表示層及び輻射線遮断層の組成は、例１
の多層要素で用いた同一名の層の組成と実質的に同一で
あった。この例の拡散層は、例４に記載したＡ゛（拡散
−試薬系の）と記号をつけたプラッシュされたポリマー
拡散層と実質的に同一であった。この要素の試薬層を水
性溶液から被覆した。そしてそれは式１（式中Ｚは式２ ２゜ ５０３Ｈ８０３Ｈ で表わされるピリジニウム染料塩である。）のバラスト
化染料含有化合物を含む硬化ゲル層から構成されていた
。 試薬層には、リン酸塩緩衝剤、パーオキシダーゼ（ＰＯ
Ｄ）　、グルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）、アミノア
ンチピレン（ＡＡＰ）及び界面活性剤も含まれていた。 試薬層の乾燥組成物の被覆適用量は以下の通りであった
。 硬化ゼラチン　　　　　　　　　　２０　ｇ／ＩＴ？前
記式１の化合物　　　　　　　　４．４ｇ／ポリン酸塩
緩衝剤（ｐＨ８，８）　　　　１０．１ｇ／ボＰ　ＯＤ
　　　　　　　　　　　　　９５００単位／ボＧ　ＯＤ
　　　　　　　　　　　　　２２７００単位／ボサーフ
ァクタント１０ＧＯ０，４ｇ／ポＡＡＰ　　　　　　　
　　　　　　　０．８ｇ／ボ前記多層要素を、予めＣＯ
Ｄを添加した少量の人間の血清試料と接触させた時、血
清のグルコース被検体は、ＣＯＤ　（血清試料及び試薬
層の両方に含まれる）の存在下において試薬層のＰＯＤ
により０□へ転化されるＨ２０□を生成した。０□は写
真現像剤ＡＡＰを酸化し、次いで酸化ＡＡＰは前記式１
のバラスト化化合物と反応して前記式２の染料塩を離し
放出する。この放出された染料塩は拡散性であり、そし
て検出表示層における検出可能な可視の色変化により示
されるように検出表示層へ泳動した。 ４、図面の簡単な説明 第１図、第２図及び第３図は本発明の一体型要素を示す
好ましい態様の拡大断面図である。 第４図及び第５図は本発明のその他の態様に従った分析
要素を示した図である。第５図は試薬層と検出表示層が
最初離れて位置する本発明の要素を示し、第４図は検出
表示層からはがしうる試薬層を有する本発明の要素を示
す。 第６図は例１に記載の分析要素を用いて行ったアミラー
ゼ反応における濃度一時間曲線を示した図であり、 第７図は第６図で得た曲線の初期の傾きをアミラーゼ活
性に対してプロットした図であり、第８図は例２に記載
の分析要素を用いて行ったアミラーゼ反応において時間
に対する螢光変化を示した曲線を示した図であり、そし
て 第９図はアミラーゼレベルに対し第８図の出力曲線の傾
きをプロットした図である。 ２・・・支持体、４・・・検出表示層、６・・・試薬層
、７・・・輻射線遮断層、８・・・拡散層。 （以下余白）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、所定の被検体を含有する液を分析する為の試薬層と
    検出表示層とを含む多層分析要素において、 ａ）前記試薬層が予め形成した検出可能な部分を有する
    非拡散性物質を含有する組成物を含み、前記組成物が前
    記被検体を含有する液の存在下に反応して前記予め形成
    した検出可能な部分を含む拡散性物質を生成し、そして ｂ）前記検出表示層が前記拡散性物質を受容するような
    されており、そして 要素内の諸層が、試薬層から放出された前記検出可能な
    部分を要素内で選択的に検出することができるよう要素
    内に配置されていることを特徴とする多層分析要素。 ２、検出表示層が輻射線透過性である特許請求の範囲第
    １項記載の分析要素。 ３、検出表示層が試薬層と同様に少くとも分析下の液に
    膨潤性である特許請求の範囲第１項記載の分析要素。 ４、予め形成した検出可能な部分が、輻射線発生部分又
    は比色測定により検出可能な部分を含む特許請求の範囲
    第１項記載の分析要素。 ５、要素が、試薬層と検出表示層とを載置した輻射線透
    過性支持体を含む特許請求の範囲第１項記載の分析要素
    。 ６、試薬層が多孔性であり、検出表示層が拡散性物質へ
    浸透性でかつ輻射線透過性物質を含み、そして予め形成
    した検出可能な部分が検出表示層内で選択的に検出可能
    である特許請求の範囲第１環記載の多層分析要素。 ７、要素が、拡散性物質に対して浸透性でありかつ乳白
    化剤を含む輻射線遮断層を含み、検出表示層が水膨潤性
    でありそして、輻射線遮断層が試薬層と検出表示層との
    間にそう入されてなる特許請求の範囲第６項記載の多層
    分析要素。 ８、要素が輻射線透過性支持体を含み、検出表示層が支
    持体と輻射線遮断層との間にそう入されている特許請求
    の範囲第７項記載の分析要素。 ９、試薬層が等方的に多孔性であり、検出表示層が拡散
    性物質に対して浸透性でありかつ輻射線透過性物質を含
    み、そして予め形成した検出可能な部分が検出表示層内
    で選択的に検出可能である特許請求の範囲第１項記載の
    多層分析要素。 １０、検出表示層が拡散性生成物の媒染剤を含む特許請
    求の範囲第１項記載の要素。 １１、被検体がアミラーゼであり、非拡散性物質が多糖
    類であり、そして検出表示層が拡散性物質に対して浸透
    性でありそして輻射線透過性物質を含む特許請求の範囲
    第１項記載の多層分析要素。 １２、非拡散性多糖類物質が、予め形成した検出可能な
    部分を化学的に結合して成る澱粉を含む特許請求の範囲
    第１１項記載の多層分析要素。 １３、要素が一体型であって、予め形成した検出可能な
    部分が比色測定により測定可能な染料又は螢光部分を含
    む特許請求の範囲第１１項記載の多層分析要素 １４、検出表示層が、アクリルアミドポリマー、ゼラチ
    ン、アガロース、デキストラン及び水膨潤性ポリビニル
    化合物から成る群から選んだ親水性コロイドを含む特許
    請求の範囲第１項記載の分析要素。 １５、乳白化剤が、炭素、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸
    化鉛及び硫酸バリウムから成る群から選んだ顔料を含む
    特許請求の範囲第７項記載の分析要素。
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