JPS63228063A - 減圧診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は臨床的性質の化学的および／または生物学的分
析を行うのに適した診断装置に関する。

更に詳細には本発明は試験表面から被検物を含む液体を
除去するための差圧手段を含む診断装置を目的とする。

ごく最近まで臨床的診断に時々必要とされた屡々手間の
かかる分析手順や嵩ぼって扱いにくい高価な分析装置と
は対照的に、医療研究の進歩はより簡単な手順と装置の
双方の発展をもたらした。

前に使われた技術は必然的に多くの複雑なステップをも
たらし、ある場合には、高度の器用さと試験手順に就い
ての熟知の双方を必要としたけれども、現在では、ある
場合ににごく限られた実験室経験しか持たない者でも迅
速且つ正確に診断テストを行うことのできる組立部品一
式（キット）と装置が手近にある。技法と装置の多くは
、（１）分析されるべき物質（被検物）と（２）一種ま
たは一種以上の試薬、との反応によって生ずる１例えば
色変化のような陽性テストの光学的表示を与えるもので
ある。被検物および／または試薬は簡単な化学的物質で
あったり１時には生物学的流体に由来するもっと複雑な
高分子物質であったりする。被検物の存在の光学的表示
は溶液中で起きたり、あるいはガラスやプラスチックの
管の内面、スポットのウェルやマルチウェルプレートの
ような固体表面上で起きたり、あるいは濾紙や膜のよう
な多孔性の材料の上で起きたりする。多孔性材料が典型
的に白いバックグラウンドを持っているため、ある例で
はそのような材料を好んで使う向きがあり。

そしてまた試験装置の中で多孔性の膜あるいはマトリッ
クスの形で組込まれ、それ単独か、または特殊な試験キ
ットの中で用いられてきた。

典型的には、そのような装置は、被検物を含む液体を受
けるのに適しだ液溜めの底に多孔性の膜を置く。被検物
を含む液体を入れる前、または入れた後で膜を一種また
は一種以上の試薬で処理すると、液体は膜を通シ抜けて
、その時に十分な景の被検物が特定的にまたは非特定的
に膜の上または膜の内部に吸着、もしくは保留され、試
薬と光学的指示反応を行う。典型的には液体は重力によ
って膜を通り抜けるが、その際、膜の下または膜の下流
側で多孔性の膜の表面と接触して置かれた吸着剤物質の
吸上作用または毛管作用によって多分助けられるであろ
う。

被検物を含む液体サンプルから液体だけを除去し、膜の
上または膜の内部に十分な量の被検物を保留し、それに
就いて被検物のテストを行う、このような手段にはある
種の欠点がある。ある種の情況下では、多孔性の膜が被
検物に対して比較的低い親和性を示し、また高度に多孔
性すぎることがある。従って、被検物を含む液体サンプ
ルが余りにも急速に多孔性膜を通り抜け、結果として膜
の上または膜の内部に保留される被検物の量が不十分で
診断テストを行うことができない。他の例では、膜を通
り抜ける液体の速さが余りにも遅すぎて迅速な診断テス
トが行えない。このことが多孔性の膜を通り抜ける被検
物含有流体の流速を増加させるための装置を設計する動
機となった。重力だけによる液体の通過より改善された
とは言っても、液体の流速を増加させるために、吸着部
材を多孔性部材に接触させて使用する装置は、依然とし
て多くの場合に通過速度が遅すぎて多孔性部材からの液
の排出が満足できるようなものではない。このことは、
被検物を含有する液体が粘稠な時や、テストすべき被検
物の性格上、どうしても非常に小さな孔を持った多孔性
部材を使わざるを得ない時に特にそうである。従って、
このような装置の使用はテストすべきサンプルと被検物
の型を制限する。ある種の情況下では、そのような装置
でも十分な液の排出が行われるが、多孔性部材を通過す
る液の流れが不均一であって、それは主として多孔性部
材の下の空気閉塞、−！たは、その下にある吸着部材へ
の毛管吸上げが非線型であることに基因する。

ある種の装置では、差圧源へ連結することによって十分
な液の排出速度を与えるものがある。このようにして、
より急速な排水あるいは流速を得ると共に迅速な試験結
果を得るために、サクションフラスコと濾過用漏斗の種
々の変形物が使われてきた。しかしながら、そのような
装置は、真空ポンプあるいはアスピレータ−ラインのよ
うな差圧源を必要とする。多孔性部材全面に渡って差圧
を与えるこのような手段は、多孔性部材を通しての液の
排出速度あるいは流量を改善するのには効果があるかも
知れないが、必ずしもいつも手近にあるとは限らないし
、そしてたとえ手近に利用できるとしても発生される真
空（差圧）の度合を調節したり、コントロールすること
は往々にして難しい。

上に述べ九理由から、被検物と試薬の保留を許すような
適当な多孔性部材を与えるのみならず。

多孔性部材を通しての液の迅速で、然もコントロールさ
れた通過を与える手段とも操作的に連動しているような
装置が必要になってくる。好ましくは、そのような装置
は多孔性部材を通して液を急速で均一に通過させる手段
を自ら内蔵した単一のユニットのものであるべきである
。

本発明は単一ユニットの中で、適当な選択によって化学
的な、または生物学的性質の被検物を保留できるような
多孔質構造体あるいは部材を与えるような診断装置を目
的としている。その装置はまた。特定の条件下で、被検
物とテスト試薬の十分な反応を許すのに必要な時間だけ
、多孔質構造を通しての流体（気体であれ液体であれ）
の通過を防止することができる。本発明はまた多孔質構
造を通して流体の急速な排出あるいは通過を与える手段
も含む。

本発明の診断装置は、ハウジングの外部に向って開かれ
た一つの部分と、ハウジングの外部に対して閉ざされた
他の部分を有するチャンバーを含むハウジングからなる
ものとして一般的に記述されるであろう。多孔質構造は
チャンバーの開かれた部分を横切って、あるいは端から
端まで差渡して配置され、ハウジングに対して気密的に
シールされている。多孔質構造は、ハウジングの外部に
通じる第一の表面とチャンバーの閉ざされた部分に通じ
る第二の表面を持っている。多孔質構造体はまた液体で
湿らすことのできる少なくとも一つの層も含む。膜の湿
らすことのできる部分を横切って適当な流量あるいは液
の排出速度を与えるためにチャンバーの閉ざされた部分
内で圧力を減少させる手段が備えられている。湿らすこ
とのできる層の泡立ち点は多孔質構造を横切って所望の
差圧が維持できるのに十分なように選ばれる。

本発明による装置は、多孔質構造の第一の表面上に液体
、特に被検物を含む液体を載せることによって診断テス
トを行うために用いられる。湿らすことのできる層が湿
った後、チャンバーの閉ざされ罠部分内の、即ちチャン
バー内の圧力を減少させて流体の大部分あるいは過剰分
を多孔質構造を通して、閉ざされた部分、即ちチャンバ
ーの内部へ抜き取る。多孔質構造の泡立ち点特性のため
とチャンバーの開かれた部分を横切って、あるいは端か
ら端まで多孔質構造が気密的にシールされているために
チャンバーの閉ざされた部分内に減圧を維持することが
できる。

チャンバーの閉ざされた部分内の圧力を減少するための
手段は、典型的には、側壁部分および／または底壁部分
を可動にすることによってチャンバーの容積を増大させ
るための手段を含む。このように、可動の側壁部分およ
び／ま几は底壁部分を、第一の位置から第二の位置まで
動かすことによってチャンバーの容積を増加し、それに
よってチャンバーの閉ざされた部分に向って液体の流れ
を誘引する差圧を膜の内外に与える。

本発明に基づく装置は多くの異なった形態をとることが
できる。図の中で例示され、ここに記述された特別の装
置は説明のための一例として意図されたものであり１発
明の範囲を例示され、記述された具体例に限定するもの
と解釈すべきではない。

図の中で使われている同じ参照数字は図示された具体例
の夫々の中に見出される共通の要素を示すものである。

第１図から第５図までを見ると分かるように。

各具体例とも一般に１０という参照数字で示されるハウ
ジングとその内に位置するチャンバー１２を持っている
。ハウジング１０はまた、その上部に開口部１４を備え
ている。各装置は開口部１４を横切って、即ち端から端
まで差し渡して配置され、ハウジング１０の上部即ち第
一ハウジング区域または部材１８の内面に気密的に封止
された多孔質構造体あるいは膜１６を含む。上部あるい
は第一ハウジング部材への多孔質構造あるいは膜の封止
は、ヒーターブロックによる輻射熱の型式で直接的に、
あるいは溶接ホーンを用いて超音波エネルギーとしての
いずれかの方法で熱を適用することによって行うことが
できる。このようにして多孔質構造体あるいは膜が上部
ハウジングの周縁に封止される。上部ハウジング区域１
８にしっかりと固定され１区域１８に関して可動になっ
ているのが下部あるいは第一ハウジング区域あるいは部
材２０である。

ハウジングと、特に多孔部材と接触しているハウジング
の区域は適切には１診断テスト中に接触する物質に対し
て化学的に不活性な任意の材料から形成される。好まし
くは、ハウジングの上部区域用に使われる材料は同時に
また。多孔質構造体を形成するのに用いられた材料でヒ
ートシールできるものである。第１〜４，６．７図に図
示されり具体例において、スライド的に接触する表面は
同じくセルフシールできるようになっていることが望ま
しい。ハウジングの形成に用いられる適当な材料はポリ
スチレン、例えばポリエチレンとポリプロピレンのよう
なポリ引レフイン及び登録商標Ｋｒａｔｏｎ　　の名前
でシェルケミカル社から市販されているスチレン−ブタ
ジェンエラストマーの如きゴム状物質である。

本発明で使用される多孔質構造体あるいは膜１６は、適
当なシーリング手段と組合せた時１本発明による装置に
独特な能力、即ちチャンバーの容積が比較的小さく、又
全体としての装置の大きさが小さいにも拘らず、長びか
された時間に亘ってチャンバー内に減圧を保つという能
力を添えるものである。多孔質構造体１６に少なくとも
一つの湿らすことのできる。即ち試験液体に関して親液
性の、好ましくは親水性の層を含む。固体構造。

例えば膜の湿り性あるいは親液性はその構造の臨界表面
エネルギーと適用された液体の表面張力の函数である。

若しも臨界表面エネルギーが少なくとも液体の表面張力
と同じ位高ければ、液体は自然に固体構造を湿らすであ
ろう。例えば臨界表面エネルギーが７２ダイン／ｃｍの
多孔性膜は１表面張力が７２ダイン／ｃｒｒＬの水によ
って湿らされる。

従って膜は自由に水溶液を通し易く、即ちその膜は親水
性である。多孔質構造体（膜）が液体によって湿らされ
易いかどうかという能力は液体の一滴を、その多孔質構
造体の上に載せることによって定量的に決定される。接
触角が湿り性の定量的尺度を与える。接触角が非常に高
いことは、湿り。

性が乏しいことを示し、″疎液性”の物質を特徴付ける
だめに用いられる。他方、接触角がゼロということは完
全湿り性を定義する。本発明の中で湿らすことのできる
。あるいは親液性の多孔質層として用いられる物質は、
適用された液体によりて容易に、あるいは自然に湿らさ
れる特徴を有し。

適用された液体と低い接触角を持つ。実際に、試験液体
の一滴を多孔質構造１６の湿らすことのできる。あるい
は親液性の層の上に載せると、液体の滴は層を貫通し、
多孔質構造の第一、あるいは上部表面と低い接触角を与
える。

親液性の、あるいは試験液体で湿らすことのできる一つ
の層を持つことに加えて、多孔質構造は。

一般に微孔性として特徴付けられる好ましい気孔寸法を
有する。従って多孔質構造体を形成する材料は、適当に
は０．０４〜５ミクロン、好ましくは０．１〜６ミクロ
ン、最も好ましくは０．４５〜１．２ミクロンという給
体孔径等級を持っている。多孔質構造体１６のだめの適
当な物質は、また診断テストのいかなる段階において遭
遇する物質に対しても不活性でなければならない。これ
には被検物と使用される試薬、更に被検物または試薬の
いずれかに対する流体媒を形成する液体が含まれる。

こ＼で用いられているように、被検物とは分析されるべ
き対象になっている任意の物質（単数または複数）ある
いは診断テストによって決定されるべき物質のことであ
る。。試薬”という言葉及びそれに類する言葉は、被検
物と直接反応する物質並びに他の物質まだは被検物を、
被検物の存在を表示する、典型的には光学的に表示する
のに適した物質に変えるのに用いられる物質の双方を指
している。その言葉にはイ方ン性の、あるいは分子状の
元素、化合物といった簡単な化学物質の外に蛋白質物質
の如きより複雑な、あるいは高分子の構造体が含まれ、
その外に抗原、抗体、酵素、抗体−酵素接合体、付着体
（）・ブテン）、受容体。

レクチン（１ｅｃｔｉｎｓ　）　、　　遺伝子グローブ
等の如き生物学的性質の物質並びにウィルスとバクテリ
アがある。被検物が試薬の定義の範囲内に入る一つまた
はそれ以上の物質である場合もあり得る。

抗体の場合には、試薬と被検物は夫々がモノクローンま
たはポリクローン性の抗体であることがある。その上に
更に被検物が薬物、ペプチド、細胞及び細胞器官である
こともある。試薬は更に緩衝剤、指示薬分子及び基質を
含むこともある。

適当な多孔質構造は、前述したような物質に対して化学
的に不活性なものであるけれども被検物に対しである程
度の親和性と試薬に対して選択的な親和性を持つことが
ある。ある幾つかの例では。

湿り性を有する膜を試薬で前処理、即ち被検物を含む液
体を加える前に試薬で処理することが望ましい。典型的
には、これは診断装置を組み立てる前かまたは後で、但
し、その装置をユーザーに出荷するに先立って、予め湿
り性の層を前処理する場合も含むであろう。このように
して１本発明の装置は多孔質構造体の中に予め必要な試
薬（単数または複数の）の一部あるいは全部を組み込ん
だ状態で特定のテスト用のキットとして供給することが
できるであろうし、また多分テストの要求するような多
孔質構造体に加えるべき、その他の試薬と一緒に供給さ
れるだろう。

本発明において湿らすことのできる層として使うのに適
した材料には、ポリアミド、弗化ポリビニリチン、ニト
ロセルロース及ヒニトロセルロースの混合エステルから
なる微孔性、親水性の膜がある。親水性で微孔性のポリ
アミド膜、特にナイロン６６が特に望ましい。

好ましく用いられる微孔質の親水性ナイロン６６の膜材
料で、高い結合能力と高い均一性、統制された孔サイズ
と高い表面積を持つ物にポールコーポレーション（米国
特許第４，３４０，４７９号参照）から市販されている
ＢＩＯＤＹＮＥ　（登録商標）がある。基本的には、上
記の特許の中で開示されている親水性で微孔質のポリア
ミド製のフィルター膜は、メチレン対アミド比が５：１
〜７：１の範囲のアルコール不溶のポリアミド樹脂から
作られた膜である。このグループの膜には、ヘキサメチ
レンジアミンとアジピン酸との共重合体（ナイロン６６
）−ヘキサメチレンジアミンとセパチン酸との共重合体
（ナイロン６１０）、ポリ−ε−カプロラクタムの単独
重合体（ナイ゛ロン６）及びヘキサメチレンジアミンと
アゼライン酸の共重合体（ナイロン６９）がある。

指示薬媒体あるいはテストフィールド用として有用な他
の好ましい嘆はポールコーポレーションから市販されて
いるＩＭＭＵＮＯＤＹＮＥ　　（商標）である。ＩＭＭ
ＵＮＯＤＹＮＥ　　は同じくポールコーポレーションか
ら市販されているＣＡＲＢＯＸＹＤＹＮＥ（登録商標）
膜を改質したものである。

ＣＡＲＢＯＸＹＤＹＮＥは後述する如く、米国特許第４
．７０４２６６号に開示されている同時キヤスチング法
により作られた親水性で微孔質のスキンレスのナイロン
６６からなる膜であって、コントロールされた表面特性
を持っている。更に詳しくはナイロン６６と多量のカル
ボキシル基を含むポリマーを同時キャスチングすること
によってフィルム表面にカルボキシル官能基を持った特
徴のちる統制された表面特性を有する膜を形成する。

ＩＭＭＵＮＯＤＹＮＥ膜はＣＡＲＢＯＸＹＤＹＮＥ膜を
、後述する米国特許第４，６９３，９８５号の中に記述
された方法に従ってトリクロロ−ｓ　−ト’）アジンで
処理することによって作られる。弗化ポリビニリデン膜
はもともと水湿潤性ではないが、適当な表面処理によっ
て水湿れ性にすることができる。親水性になるように処
理した微孔質の弗化ポリビニリデン膜も市販されていて
容易に入手できる。前にも述べた如く湿り性あるいは親
液性は固体構造の臨界表面エネルギーと液体の表面張力
の函数である。湿り性はまた液体を膜の孔の中へ滲透さ
せるのに必要な押込み圧力という言葉で表わすこともで
きる。液体の性質を表わす函数として。

表面張力も使われるが、特に好ましい膜物質は押込み圧
力が殆んどゼロか、ゼロに近いものである。

本発明において多孔質構造体として有用な膜は。

例えば２〜１０ｒｒ？／？あるいはもっと高い値の大き
な表面積を有する。ここで用いられた如く。

“表面積”という言葉は単に多孔質構造体の全体の表面
だけでなく、微孔の表面、即ち使用中に液体が接触する
構造の内部表面をも指す。この性質が指示媒体中に不動
化されるべき反応体のより高い含ｉ６るいはより高い濃
度を許す。従って本発明による診断装置を用いて、より
高い感度が達成される。

本発明にとって好ましいポリアミド膜の中に。

（１）米国特許第４，７０ス２６６号と（２）同４，７
０２，８４０号の中に記述された型式の、コントロール
された表面特性を有する親水性、微孔質のスキンレスの
ポリアミド膜がある。これらの特許の、統制された表面
特性を持つ親水性、微孔質で実質的にアルコールに不溶
のポリアミド膜は、アルコールに不溶のポリアミド樹脂
を極性官能基を持つ水溶性の膜表面改質用ポリマーと一
緒に同時キャスチングすることによって作られる。コン
トロールされた表面改質用の極性基を持たない、親水性
、微孔質の好ましいナイロン膜と同じように１本発明で
指示媒体あるいはテストフィールドとして用いられるポ
リアミド膜もスキンレスである。即ち、それらは実質的
に均一なサイズと形を持った表面から表面へと延びる通
しの孔を持っているのが特徴である。しかしながら、若
しも望むならばテーパーの付いた通しの孔、即ちシート
の一面で大きな孔径を、そしてシートの反対面に向うに
従って段々に狭くなる孔径を持った膜材料を使うことも
できる。

本発明にとって有用な、管理された表面特性を持つポリ
アミド膜を調製するのに使われる表面改質用ポリマーは
、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミン及びイミン
基の如き、化学官能基の実質的な割合を含むようなポリ
マーからなる。その結果、膜は、その表面に高濃度の官
能基１例えばヒドロキシル、カルボキシル、イミンある
いは相互に反応することのないこれらの基の組合せを含
む。

これらのコントロールされた表面特性を持つポリアミド
膜はその表面に、コントロールされた表面特性を持たな
い上述の親水性、微孔質でスキンレスの好ましいポリア
ミド膜よりも高濃度のカルボキシル基あるいはイミン基
を持っている。即ち。

後者は好ましいポリアミド樹脂から作られてはいるが、
しかし表面改質用ポリマーと一緒には同時キヤステング
されてないものである。

使用される膜は、当該技術に熟練した者なら誰にでも知
られた方法によって、その膜に試薬を沈着および／また
は結合させるために処理することができるだろう。前述
の如く、その試薬はイオン性１分子状あるいは高分子的
性質のものであり得る。診断の手段として目に見える変
化を与えるように使う時は、その試薬は初め無色で、適
当な物質と反応した時、光学的に測定できる応答を与え
るような物質の一つ、あるいは、一つ以上の組合せであ
り得る。他に可能性のある変法に適当な標識（ラベル）
の使用がある。これは例えば沈着した試薬とテストを行
う対象の物質との間に錯体または化合物を形成させ、そ
れには前もって酵素／基質ラベル等といった任意の既知
の手法で標識を付けて置く方法である。

診断装置の多孔質構造あるいは膜を適当な試薬で処理す
るのは１診断テストを行うべき時にやれば良い、更に詳
しく言えば１分析すべきサンプル（被検物）を含む液体
に診断装置を接触させる瞬時前に試薬を加えることもで
きるが１本発明では個々の診断装置の製造前に予め膜を
試薬で処理することによって準備された診断装置を使う
こともできる。

分子的性質の試薬１％に高分子そして特に生物学的性質
を持った試薬を結合させるために役立つ方法が米国特許
第４，６９３，９８５号に開示されている。この特許は
広い範囲の生物学的活性の物質を活性膜の上に受容体分
子として固定する方法を記述している。この特許の中で
記述されている受容体結合膜は広い範囲の生物学的活性
の化合物。

特に配位子（リガンド）を受容体分子に固定し結合させ
ることができる。多孔質構造の中でそのような反応層あ
るいは反応膜を使うことによって血液、血清、ｔｒＵ漿
、尿、唾液等々といった体液のテストが可能になる。そ
のような膜の使用は、また酵素活性を示すようなラベル
、あるいは螢光ラベルのように電磁エネルギーを吸収お
よび／または放射するようなラベルといった特定のラベ
ルで標識を付けた特別な物質に対して、これを化学分析
あるいは免疫分析によってテストすることを可能にする
。試薬として用いられ、微孔質膜の表面に結合された高
分子、あるいは本発明による装置を使って分析される高
分子は、一般に生物学的性質のもので１本来蛋白質のも
のが多い。反応層に直接結合された試薬あるいは受容体
、またはテストされる対象である配位子には、免疫グロ
ブリンあるいはポリクローンまたはモノクローンのいず
れかの抗体、抗原物質、アポ蛋白質、受容体、糖蛋白質
、レクチン、炭水化物、ホルモン、酵素、キャリヤー蛋
白質、ヘパリン、凝固因子、酵素基質。

抑制剤、補足因子、核酸等といったものが含まれる。

多くの例において、多孔質構造体は単に一つ丈の層、上
述の湿らすことのできる層を含むことが好ましい。しか
しながら、ある種の例においては。

少なくとも湿らすことのできる層と一つまたはそれ以上
の他の層からなる複合構造を朗いるのが好ましい。従っ
てただ一つだけの湿らすことのできる層が用いられる時
は１層の上に載せられた液体は層と接触した時点で、そ
の層を湿らすであろう。

この場合、装置円部に後述するように減圧が形成される
時のように層の上下を横切って差圧が達成されるまでは
液体の急速な通過は通常起らない。

しかしながら１層を通しての重力によるゆっくりとした
液の滲み出しが、ある場合には起ることがある。

予め試薬で前処理された湿り性の、あるいは反応性の層
が、被検物を含む液体と接触した時のように、多孔質構
造体の中で被検物と試薬の間に急速な反応が起る時には
、そのような滲み出しは許容できるかも知れない。しか
しながら、被検物と試薬あるいは第一の試薬との間の反
応速度がゆっくりとしているような場合、あるいは反応
が実質的に完了するまでに長い遅れ時間を要するような
場合には、被検物を含む液体をもっと長時間に亘って湿
り性の反応層と接触状態のま＼に保つことが望ましい。

そのような例では、被検物を含む液体の湿り性の層を通
しての滲み出しを防止することが望ましい。そのような
滲み出しを減らす、あるいは除去するための一つの方法
は、湿り性の層の下流側、即ちチャンバーの閉ざされた
部分に面する側に、＃の真下にぴったりと密着するよう
に。

あるいは最も好ましくは層に完全に接着させて。

疎液性の物質からなる第二の層を置くことである。

こ＼で用いられている”疎液性”という言葉は。

まさしく”親液性”という言葉の反語である。即ち疎液
性物質は、適用される液体の表面張力よりも低い臨界表
面エネルギー・を持ち、適用された液体によって容易に
は、または自発的には湿らされない。そうなると疎液性
物質とは１表面上に置かれた液体の一滴とその表面との
間の接触角が高いという特性を持ったものと定義するこ
とができる。

そのように高い接触角は、その物質の湿り性が乏しいこ
とを示す。疎液性の、あるいは非湿潤性の層を用いるこ
とによって、湿り性の島の上流側。

即ち装置の外部に面する側に加えられた最初の液は、チ
ャンバー内に減圧が達成されるまでは多孔質構造体を通
過してチャンバー内に入り込むことはない。

疎液性の層として用いるのに適した物質には、ポリ塩化
ビニル、ポリ二弗化ビニリデン、ポリテトラフルえロエ
チレン等といった重合体のハロカーポンドポリエチレン
、ポリプロピレンのようなボＩＪ　、ｔレフインがある
。好ましい材料は合成熱可塑性重合体のミクロ繊維のウ
ェブ、特にポリプロピレンのミクロ繊維ウェブである。

親液性の微孔質の膜と組合せて疎液性の層を用いる時に
は、好ましい構造は１合成熱可塑性ポリマーのミクロ繊
維のウェブが外から加えられた接着剤を用いることなく
膜にしっかりと固定された二層構造の複合体である。

被検物がバクテリアあるいは他の粒状の被検物。

または粒状試薬あるいは被覆ラテックスビーズの如き試
薬／被検物の粒状錯体である場合には、多孔質構造の湿
り性の層が試料検体中のすべてのバクテリアを保持する
ための十分な能力を与えないとか、又は被検物の存在の
光学的表示を観察する場としての適切な表面を与えない
ことがある。そのような情況においては、その上にバク
テリアを保持できるような多孔質の深みのあるフィルタ
一層のようなプレフィルタ−１好ましくはガラス繊維か
ポリプロピレン繊維の層を湿り性の層の上流側に載せる
のが望ましい。深度のあるフィルタ一層は多孔質構造の
湿り性の層に対して、その上流側に、好ましくは密着状
態で、更に好ましくけ接合状態で載せられる。

上にも示した如く、ある延長された時間に亘ってチャン
バー内に減圧を保持するためには１本発明に従う装置に
幾つかの特徴が含まれていることが必要である。これら
の特徴点の第一は多孔質構造１６の湿らすことのできる
層の泡立ち点が、多孔質構造をはさんで、その内外間に
差圧を維持するのに十分なものであるべきだという必要
性である。これには孔の均一性のみならず、孔のサイズ
が約５ミクロン以下、好ましくは約６ミクロン以下であ
ることが含まれる。こ＼に用いる”泡立ち点”という言
葉は湿った膜を通しての空気あるいはガスの流れが極め
て急激に増加し始める点の圧力、即ちこの点に達すると
適用された圧力下で構造体の気孔から湿潤水が外部へ吹
き飛ばされ、膜を通して急速に空気が流れ出す点のこと
をさしている。泡立ち点は孔サイズの函数である。即ち
大きな孔の中の液体はど適用された差圧下でより急速に
移動させられ１代って自由空気が流れる。湿らすことの
できる層は均一な孔サイズを持つたものほど好ましい。

その理由は、膜を通して均一な液体の流れと、それに付
随して被検物の均一な沈着がもたらされるからである。

装置のチャンバー内に減圧を維持するだめの第二の必要
条件は、ハウジング１０の上部１８の壁と多孔質構造１
６との間に形成された液不透過性で且つ空気を通さない
気密なシールである。気密なシールを形成するのに、ど
のような既知の手法でも使うことができる。好ましいの
は、ハウジングの壁に多孔質構造の素材を接合するヒー
トシールの技術である。疎水性物質の一層および／また
は奥行の深いプレフィルタ−を湿υ性の層と一緒に使う
時は、後者の他の素材とハウジングの壁のいずれかへの
接合は一段のヒートシールで行うことができる。

本発明による装置のチャンバー内に減圧を維持するため
の第三の必要条件は上部ハウジング部分１８と下部ハウ
ジング部分２０との間の適切なシール手段、特にガス洩
れを防ぐためのシール手段である。シーリングは上部と
下部のハウジング区域の滑動的に接触する表面間に極め
てびったシと合った許容間隙（間隙が狭いほど好ましい
）を持たせることによって達成される。素材の選択如何
によって、や＼圧縮性のある素材の方が、大抵の場合適
切なシールを与える。Ｆｉｇ　１とＦｉｇ２に図示され
ているような装置を用いる時は、ピストン２２がチャン
バーの壁と密封的に拘るようにピストンの周辺の接触面
にフランジを取り付けることもできる。例えば０−リン
グのような他の密封手段も各装置内の種々の場所に使う
ことができる。

これらに就いては１個々の装置の説明の中でもっと詳細
に論議されるであろう。

本発明に従う第一の好ましい具体例が第１図に示されて
いる。本発明の好ましい具体例の大部分におけるが如く
、多孔質構造体１６はチャンバー１２の開口部１４内に
置かれ、そして好ましくは開口部の口から、液体受けの
だめの井戸（液溜め）が上にできるのに十分な距離だけ
へこまして設けられている。

第１図に図示される如く、多孔質構造体より下の開口部
壁の直径は多孔質構造体の上よりも好ましくは狭く作ら
れ、そこに例えばヒートシールのような適当な手段で多
孔質構造体を密封するくびれ部（あるいは肩部）２４を
形成する。

ハウジングの第一区域あるいは上部区域１８は孔道２６
を含み、それによってチャンバーの側壁が限定される。

第二のハウジング部分あるいは下部ハウジング部分２０
はプランジャーあるいはピストン２２を含み、これは第
１図の具体例では下部ハウジング部分に関して回転不能
になっている。

好ましくは、ピストンは下部ハウジング部分と一体に単
一ユニットとして形成される。上部と下部のハウジング
区域の各々は両者が互いにねじ込み式で且つ回転可能に
かみ合うようにねじ山を切った部分を備えている。上部
ハウジング区域１８あるいは下部ハウジング区域の一方
を他のハウジング区域に対して回転すると、ピスト／２
２が孔道内を軸方向に移動する。従ってピストンの上部
表面はチャンバーの底壁を形成すると考えることができ
、この底壁と孔道２６によって形成される側壁及び多孔
質構造体１６の下側あるいは下流側が組合さってハウジ
ング内にチャンバー１２を限定する。上部ハウジング区
域あるいは下部ハウジング区域の一方を回転すると、ピ
ストン２２は孔道２６の内部を下降し、そしてチャンバ
ーの容積が増加するにつれてチャンバー内の圧力が多孔
質構造の外部表面上の圧力のそれ以下に減少する。その
ようにして差圧（真空）が生じ、それによって多孔質構
造を湿らし、多孔質構造上に横たわっている液体が多孔
質構造を通して下のチャンバー内へ吸引される。

第２図に図示された好ましい具体例は多くの点で第１図
に示された具体例に類似する。第２図に示された具体例
は同じく上部ハウジング区域１８内の孔道２６の中を軸
方向に移動するプランジャー２２を含んでいる。しかし
ながら、Ｆｉｇ　１　　の具体例とは異なって第２図に
示された装置は、上部ハウジング区域と下部ハウジング
区域がねじ込み式の接合になってはおらず、むしろ二つ
の区域が互いに回転するように接合されていて、但し区
域の一方を他方に関して回転した時、一方が他方に関し
て軸方向には移動しないようになっている。

互いに回転し得るようになった咬み合せは第２図に示さ
れる如く舌と溝の配置、すなわち目違い継ぎによって、
あるいはそのような目的を達成できる任意の他の適当な
配置によって達成される。第１図に示された具体例と比
較すると、ピストンまたはプランジャーのハウジング区
域１８と２０に対する接合の仕方と、それらの中での移
動の仕方についても更に相違がある。このように、第１
図の具体例ではピストンは下部／’％ウジング区域２０
に関して固定的に配置され、それによって、ピストンの
動きが、上部ハウジング区域１８に関しては回転し得る
が、下部ハウジング２０に関しては。

軸方向に動かないように固定され、−緒に共回りしない
ようＫなっている。しかしながら、第２図の具体例では
ピストンの基部あるいは心棒にはねじ山が刻設され、そ
れが下部・・ウジング区域中の対応するねじ山と咬み合
うようになっている。ピストンには父上部ハウジング区
域内での回転を防止するため１例えば孔道の内面かピス
トンの周辺面のいずれかにキーとそれと反対面にキー溝
を使うなどして回転を防止する手段が備えられている。

あるいはその代りに丸棒のピストンではなく１例えば角
棒のピストンと、それに対応した形の四角の孔道を使う
こともできる。第２図の具体例では上部ハウジング区域
と下部ハウジング区域の一方が他方に関して回転すると
、ピストンは軸方向に動くが、上部ハウジング区域に関
しては回転しない。

図３．４．５に示された装置も、図１．２に示されたも
のと同様、チャンバーの容積を増加させることによって
チャンバー１２内の圧力を減少させるようになってい、
る。しかしながら、それらは。

チャンバーの底面あるいは囲まれた端壁としての役目を
する可動ピストンをチャンバー内に用いるものではない
。むしろ図６と４に示された具体例は互いにねじ込み式
に咬み合った堅固なハウジング部分１８と２０を用いる
。図５に示された具体例は、下部ハウジング区域２０が
柔軟に、好ましくはベローの形態になっている点が図１
〜４の具体例とは異なる。それに加えて図５の具体例に
は密封手段を必要とするような可動面が無い。

図６に示された具体例では、下部ハウジング区域２０が
上部ハウジング区域１８上の外側のねじ山とねじ込み式
に咬み合う内側のねじ山を備えている。しかしながら、
上部と下部のハウジング上のねじ出立ては逆にすること
も可能で１例えば下部・・ウジング区域が外側のねじ山
を、そして上部ハウジング区域が内側のねじ山を備え、
下部ハウジング区域が図４に示す具体例のように上部ハ
ウジング区域内に嵌まり合うようにすることもできる。

図４に示された装置は上部及び下部ハウジング区域１８
と２０内に更に別のハウジング部材、すなわちスリーブ
２８とチャンバー内に吸着パッド６０とを含んでいる。

好ましくは肩部（あるいはくびれ部）２４にしっかりと
とめられた多孔質構造１６を有するスリーブ２８が上部
ハウジング部材１８に固定される。ハウジング部材を形
成するのに用いられる材料及びハウジング部材の製造技
術にも依るが、上部ハウジング区域１８とスリーブ２８
は一体に一つのユニットとして形成されるのが好ましい
。使用に際して吸着パッドは多孔質構造体１６から離し
てチャンバー１２内にしっかりと保持される。上部及び
下部ハウジング区域１８と２０が、一方が他方に関して
回転される間。

多孔質構造体１６と吸着パッド３［Ｊの上面との間の距
離は実質上一定のま＼で、他方、下部ハウジング区域２
０の底壁の内面と吸着パッド６０の底面との間に増大し
た容積の空間が創り出される。

吸収パッドは、酢酸セルロースの如く大きな空隙率を有
する高度に多孔性の物質から好ましくは形成されるので
、ハウジング部材のねじ込みを解くにつれてチャンバー
１２内に確立されていた減圧は急速に平衡に戻る。内部
スリーブ２８を含む図４の具体例には、吸着パッドを持
った装置が図示されているとは言っても、他の具体例１
例えば図５に示されるような具体例にも同様に吸着パッ
ドを備えることができる。

図６と図７は１図１９図２に示されたものと類似する別
の具体例を図示したものである。このように両者共、上
部ハウジング区域１８内の孔道に関し、そして又その孔
道内を滑るように軸方向に動くことのできるピストン２
２を含む。ピストンはまたハウジング２０の下部区域と
して動き、チャンバー１２の可動底あるいは可動の端壁
を形成するものと考えることもできる。しかしながら図
１と図２に図示された具体例とは違って、ピストン２２
あるいは下部ハウジング区域２０のいずれも、装置の他
の要素とねじ込み式に拘わることはない。むしろチャン
バー１２の容積は、上部と下部のハウジング区域を引き
離すことによって、即ち上部ハウジング区域１８からピ
ストンを引き抜くことによって増大させられる。これは
図６に図示された装置に就いて言えば、ピストンの下部
−すなわち下部ハウジング区域２０を握って上部ハウジ
ング区域１８からプランジャーあるいはピストン２２を
引き抜くようにすることによって手動で行うことができ
る。しかしながら図７に図示された装置は下部ハウジン
グ区域を吸着盤（ｓｕｃｔｉｏｎｃｕｐ）　　３６のよ
うな定置物体に固着させる手段を含む。図７に図示され
た具体例はまた。

他の具体例と次の点で相違する。即ちハウジング１８の
一部、つまり多孔質構造保持部材１９として表示された
部分を上部ハウジング区域１８の一部として、あるいは
代りに取り外すことのできる別部材としてのいずれにも
形成できることである。このように０図７の装置は多孔
質構造を含むハウジングのその部分だけを取り外したり
、テストを行なった後で使い棄てることを可能にする。

そしたら１次に別の（新しい）多孔質構造体保持部材１
９を上部ハウジング区域の上に載せれば良い。多孔質構
造保有部材は、差し込みねじビンまたはある種の締め付
は手段によって上部ハウジング区域に固定することがで
きる。好ましくは、ガスケット（図には示されていない
）のような液封手段がハウジング１８と多孔質構造保持
部材１９との間に含まれる。

図６と７に示された具体例には、ピストン２２が多孔質
構造１６に接触したりまた恐らく思いがけず、その構造
を破壊したりするのを防ぐために任意の便利な型式のス
トップを備えることができる。図６に示されたストップ
は環状の外向きの突起４０からなり、これがピストンが
”締まった”位置にある時、底４２と、特に上部ハウジ
ング区域１８の底部４２の内側に向いて突き出ているリ
ップ（舌部）あるいはフランジ４４と接触する。

環状の外側の突起４０の代りにビン等のような代替物を
用いても良い。同様に図２に示された具体例にも多孔質
構造１６に対する損傷を防止するストップを付けること
ができる。

チャンバー１２内に減圧を確立し保持するだめの適当な
密封の第三の主要必要条件を提供するために。

上部及び下部のハウジング区域の内外接触面のように（
図３と４）娶るいはピストンの周端面と上部ハウジング
の内壁のように（Ｆｉｇ　１と２）互いに滑ることがで
きるようにして接触する面の間には密封手段が用いられ
る。密封手段は簡単には。

互いに滑ることができるようにして接触する面の一方の
上に１部材の原料と同じ物質からなるちる特定の溝底と
して形成される。従ってＦｉｇ　３に最も良く示される
ように、上部ハウジング区域１８の外側の滑ることがで
きるようにして接触する面には、幾つかの、この例では
二つの、断面が三角形または矩形の環状の突出部６２が
備えられ、これが下部ハウジング区域２０の内側の滑る
ことができる面と接触する。それに加えて、又はその代
りに部材それ自身の滑ることのできる面内に密封手段を
形成させる方法として０−　ＩＪング６４のような環状
部材を１部材の一方の滑ることのできる面内に形成され
た環状溝３５の中に入れることができる。図６と７に示
された具体例では環状の７ランジ３２の形で環状密封手
段がピストン２２の上に配置されている。これらは共に
環状突出物あるいはリブ３２として示されている。しか
しながら密封手段ばＦｉｇ　３に示されたもののように
環状溝に嵌められ＊０−１）ングであっても良い。

診断装置の操作方法は、まず被検物または、ある場合に
は試薬のいずれかを含む液体の少量を多孔質部材１６の
外画あるいは第一の面の上に形成された液溜めに導入す
る。液体と接触すると多孔質部材は湿めらされる。最初
に加えられた液体中の一成分（被検物あるいは試薬）と
多孔質構造中の一つの試薬との間の反応に長い時間が必
要な時は、多孔質構造は湿らすことのできる層の下流側
の面に密着させた。あるいは接合させた疎液性の層を含
む。これが、多孔質構造の内と外を横切って差圧がない
時に多孔質構造を逸して液体がチャンバーに向ってゆっ
くりと滲み出すのを防止する。

多孔質構造と接触している液体をチャンバーの中へ引き
込むことが望まれる場合は、チャンバーの容積が増加す
るように装置を操作し、それによって多孔質構造の内外
を通じて差圧を形成させれば液体はチャンバー中へ流れ
込む。チャンバーの容積の大部分を液体で一杯にし、チ
ャンバー内の圧力を多孔質構造の上部の周囲圧力とほぼ
同じ位まで増加させるほどの大食の液体を、第一アリコ
ツト（既知少食のサンプル）に使わない限り、その後の
アリコツトに加えられる液体もまた多孔質構造を急速に
通過するだろう。何故かなれば湿らされた層のおかけで
差圧が保たれ、それが閉ざされたチャンバー内への空気
の流入を妨げるからである。

多孔質構造を通過する追加の液体アリコツトの流速を減
少することを望む場合は、閉ざされたチャンバー内の圧
力を増加して差圧を減少したり。

あるいは除去することができる。注意深く操作すること
によって、チャンバーの容積を徐々に減らし、それによ
って内部の圧力を上げることができる。あるいは、その
代りに、圧力開放パルプをハウジング内に取付けても良
い。そのような装置ならバルブを開けばチャンバー内の
圧力が外圧と等しくなる。装置にはまた。圧力開放パル
プ、あるいは別の液体逃がしパルプ、あるいは装置内部
の液゛体トラップ用ポケットのいずれかを通してチャン
バー内の液体の一部または全部を排除する為の付加的な
用意を持たせることもできる。圧力が釣合った後、二つ
のハウジング区域を一緒に元の位置に戻し、再び密封チ
ャンバーを形成するために圧力開放パルプを閉じる。次
に二つのハウジング区域を再び離せば、チャンバーの容
積が増加し、チャンバー内の圧力が減少する。多孔質の
外°表面（または多孔質構造の上流側の面と密に接触す
る他の層）の上で起る反応が完了した時点で、多孔質構
造の表面を検査し１例えば色変化のような陽性反応の光
学的（あるいは視覚的）表示が認められるかどうかを調
べる。

【図面の簡単な説明】 図１は部分的真空を発生させるために孔道中を移動する
ピストンを用いた本発明の一具体例を示す。 図２ｒＩ′ｉ、図１に示されたものと類似する本発明の
別の具体例を示す。 図６はチャンバーの底壁が多孔質構造に対し。 動くようになっている本発明の別の具体例を示す。 図４は図３の具体例と同様だが、付加的に装置のチャン
バー内に配置された吸着パッドを含む具体例を示す。 図５は部分的な真空を発生させるためにベロー構造を用
いた本発明の装置を示す。 図６は手動式のピストンを備えた本発明の別の具体例を
示す。 図７はピストンと、装置を定置物体に取り外し可能に取
り付ける手段とを含む本発明の更に別の具体例を示す。 （外４名） ＦＩＧ、７ 手続補正書（方式） ％式％ 昭和ｂ；年特許願第　ｊ／７ユ２ρ　号・ｆ−Ｉ：、圧
ｔａ園袈Ｌ ６、補正をする者 事件との関係　　　出　願　人 住所 名　称　瓜・−ｊしつ、爪゛し−シｎ／４、代理人 ５、補正命令の日付　　昭和乙う年　３月２２日（発送
日）６、補正の対象 タイプした明訓３

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体中の少なくとも一つの被検物を検査するため
   の診断装置において、該装置が １）ハウジングの外部に対して開かれた一つの部分と、
   ハウジングの外部から閉ざされた他の部分を有するチャ
   ンバーを包含するハウジングと、 ２）チャンバーの開かれた部分を横断して、ハウジング
   に対して気密的に密封された多孔質構造体であって、 ハウジングの外部と通じる第一の表面と、チャンバーの
   閉ざされた部分と通じる第二の表面と液体で湿らすこと
   のできる少なくとも一つの層とを有する多孔質構造体；
   および ３）チャンバーの閉ざされた部分内の圧力を減少させる
   手段、但し前記多孔質構造体の湿らすことのできる層の
   泡立ち点が多孔質構造体の差圧を維持するのに十分なも
   のであること 以上の各要素からなる診断装置。
2. （２）ハウジングがチャンバーの閉ざされた部分に一つ
   の孔道を含み、そして圧力減少手段が孔道中に配置され
   、ハウジングを密封的にふさぐ一つのピストンと、孔道
   に沿ってピストンを第一の位置と第二の位置の間で動か
   す手段とを含み、第一の位置が第二の位置より多孔質構
   造体からより遠く離れていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の診断装置。
3. （３）ハウジングが第一の区域と第二の区域を含み、第
   一の区域は孔道を含みそして第二の区域と回転自在に接
   合しており、そしてピストンを動かす手段がピストンと
   ハウジングの第二の区域との間のねじ込み接合と孔道内
   でのピストンの回転防止手段を含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の診断装置。
4. （４）ピストン回転防止手段がピストンをハウジングの
   第一の区域にカップリングさせるキー手段からなる特許
   請求の範囲第３項記載の診断装置。
5. （５）ハウジングが第一の区域と第二の区域を含み、第
   一の区域は孔道を含み、第二の区域がピストンと回転不
   能に接合され、そしてピストンを動かす手段がハウジン
   グの第一の部分と第二の部分との間でねじ込み接合を含
   む特許請求の範囲第２項記載の診断装置。
6. （６）ピストンを動かす手段がピストンに接合され、ハ
   ウジングの外まで延びるプランジャーを含み、該プラン
   ジャーがプランジャーを定置装置に固定させる手段を含
   む特許請求の範囲第２項記載の診断装置。
7. （７）ハウジングが、相互に同軸に配置された第一の区
   域と第二の区域を含み、第二の区域が多孔質構造体から
   間隔を置いて閉じられたチャンバーの端壁を含み、そし
   て圧力減少手段がハウジングの第一と第二の区域間でね
   じ込み接合を含み、第一の区域を第二の区域に対して相
   対的に回転することによって端壁が多孔質構造から遠方
   に動くことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の診
   断装置。
8. （８）ハウジングの第一の区域が、ハウジングの第二の
   区域の中に同軸に配置され、第二の区域を密封的にふさ
   いでいることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
   診断装置。
9. （９）ハウジングの第一の区域が、ハウジングの第二の
   区域の回りに同軸に配置され、そして診断装置が更に第
   二のハウジング区域内に同軸に配置され、第一と第二の
   区域間に延びる第三のハウジング区域からなることを特
   徴とする特許請求の範囲第７項記載の診断装置。
10. （１０）更にハウジングの第三の区域に配置された吸着
    パッドからなる特許請求の範囲第９項記載の診断装置。
11. （１１）圧力減少手段がチャンバーの閉ざされた部分の
    体積を拡大するためにハウジングと連動して作動するベ
    ロー手段を含む特許請求の範囲第１項記載の診断装置。
12. （１２）更にチャンバーの閉ざされた部分内に配置され
    た吸着パッドからなる特許請求の範囲第１項記載の診断
    装置。
13. （１３）多孔質構造体が、湿らすことのできる層の下に
    疎液性の層を含む特許請求の範囲第１項記載の診断装置
    。
14. （１４）試薬が該多孔質構造の中に固定される特許請求
    の範囲第１項記載の診断装置。