JPS63313063A - 化学分析装置及び方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は化学分析フィルム、特にテープ状のフィルムを
用いて液体試料、特に血液、血清、尿等の生物体液試料
の中に存在する特定の成分を定量するための化学分析装
置および方法に関する。

［従来技術とその欠点］ 体液中に存在する各種代謝成分、例えばグルコース、と
リルビン、尿素窒素、尿酸、コレステロール、乳酸脱水
素酵素、クレアチンキナーゼ、ＧＯＴ、ＧＰＴ等の定量
分析は、臨床医学上重要で、疾患の診断、治療経過の追
跡、予後の判定などに不可欠である。血液等を試料とす
る臨床化学検査では、微量の液体試料で、精度の高い検
査を行うことができることが望ましい、従来、溶液試薬
を用いる湿式法が広く用いられているが、迅速性に欠け
る。

微量の液体試料で、精度の高い検査を迅速に行うことが
できる分析手段として、乾式多層フィルムを利用した化
学分析スライドが開発された。化学分析スライドは層構
造により種々のタイプがあるが、その−例を示すと、上
面中央に血液等の液体試料が滴下される点着用開口、下
面中央に測光用開口をもつプラスチック製のスライド枠
の中に、乾式多層フィルムが収納されているもので、乾
式多層フィルムは、透明支持体、試薬層、反射層、展開
層から構成されている。透明支持体は、例えば下塗り処
理を施した薄いプラスチックフィルムである。透明支持
体の上に塗布された試薬層には、液体試料中に含まれる
被検成分と反応し、その成分量に応じた光学濃度に発色
する試薬が含まれる。

反射層は、試薬層に入射した光が展開層に達するのを防
ぎ、展開層に点着した液体試料が測光されないようにす
る。展開層は、点着された液体試料を均一に、液の量に
ほぼ比例する面積に広げる。

このような化学分析スライドを用いて定量分析するには
、液体試料例えば全血を点着用開口から展開層の表面に
一定量滴下する。展開層で展開された血液は、反射層を
通って試薬層に達し、ここで試薬と反応し、発色する０
点着後、化学分析スライドを適当な時間、一定温度に医
って発色反応を充分に進行させた後、測光用開口から照
明光を試薬層に照射し、特定波長域で反射光量を測定し
て反射濃度を求め、予め求めておいた検量線に基づいて
定量分析を行う。

このような化学分析スライドは、必要に応じて目的成分
毎に作られた化学分析スライドを使用し。

て分析を行うことができるが、経済的には不利な面があ
る。

第一に製造工程の手間の問題である。化学分析フィルム
を量産するには大面積のフィルムを製造して小さい寸法
のフィルムチップに加工する方法がとられ、フィルムチ
ップをフレームに固定して化学分析スライドとして完成
される。この化学分析スライドの製造工程には多大の手
間を要する。

特にフィルムチップを精密な寸度に切断し、これをフレ
ームの正確な位置に固定し、フレームの部品を組み合わ
せる過程での手間が多大である。自動機械を用いれば人
手は少なくてすむが、設備費とその保守の人手を要する
。第二に、フレームの材料とその加工の費用が大きい。

このようなスライドの形式をとらず、長尺の分析フィル
ムのテープを用いれば、検査単位ごとにフィルムチップ
を収容したスライドを製作する手間と費用を省くことが
できる。

化学分析テープについては分析装置との組み合わせで、
米国特許３，２６０，４１３号、同３，５２６，４８０
号等に記載されている。また特公昭５３−２１６７７号
でも言及している。しかし米国特許３，２６０゜４１３
号や同３，５２６，４８０号の記載のものは、特公昭５
３−２１６７７号でも述べているように、２個以上のテ
ープを互いに接触させて一時的に複合構造体を形成し、
その後分離するものであり、分析装置の構造が複雑であ
る。特公昭５３−２１６７７号では当該発明による分析
テープが、複雑な装置を要しない利点を有し、異種の分
析テープを同時又は連続に用いる可能性を述べている。

しかし、特公昭５３−２１６７７号に記載された一体化
多層分析テープは、長い連続テープの形にして、容器に
収納、あるいは連続分析装置に装着するためにロール状
に巻いた際、その一方の面の最外層にある非繊維質多孔
質媒体で構成された試料展延層（液体展開層）が、しば
しばひび割れを生じて、その部分は液体試料の分析に使
用できなくなる欠点が見られた。

［発明の解決すべき課題］ 本発明は、化学分析テープ、特に長尺のテープを用いて
液体中の特定成分を定量する自動化学分析装置において
生ずる、ロールに巻いたフィルムの面のひびわれを解消
することを課題とする。

［技術的課題を解決する手段］ 本発明は上記課題を下記の如くして解決した。

すなわち、長尺の連続テープ状化学分析フィルムを用い
る液体化学分析装置において、化学分析フィルムとして
、液を点着する面に多孔質の液体展開層を有するものを
用いるとき、分析テープを巻いたロールの径を　３’Ｏ
ａｍ以上とする。

［発明の具体的構成の詳細コ 本発明の分析装置に用いる分析テープは、例えば特開昭
５５−１６４，３５６号、特開昭５９−１０２．３８８
号、特開昭６０−２２２，７６９号等に記載されたもの
が好適である。

水不浸透性・光透過性支持体を用いる場合、本発明に用
いる分析フィルムは例えば次のような層構成を有する。

（１）支持体上に試薬組成物を含む液体展開層を有する
もの。

（２）支持体上に試薬層と液体展開層を、この顆に有す
るもの。

（３）支持体上に検出層、試薬層、液体展開層をこの順
に有するもの。

（４）支持体上に試薬層、光反射層、液体展開層をこの
順に有するもの。

（５）支持体上に検出層、試薬層、光反射層、液体展開
層をこの順に有するもの。

（６）支持体上に検出層、光反射層、試薬層、液体展開
層をこの順に有するもの。

上記（１）、（２）または（４）において、支持体と液
体展ａｔＮ＜以下、展開層と言う）または試薬層との間
に吸水層を設けてもよい、上記（２）ないしく４）にお
いて、試薬層と検出層または展開層との間に血球ろ過層
を設けてもよい。上記（４）ないしく６）において光反
射層と検出層、試薬層もしくは展開層との間、試薬層と
検出層との間、または試薬層と展開層の間に、さらに血
球ろ過層や妨害物除去層を設けてもよい、検出層は一般
に、被検成分の存在下で生成した色素等が拡散し、光透
過性支持体を通して光学的に検出され得る層で、親水性
ポリマーにより構成することができる。吸水層は一般に
、被検成分の存在下で生成する色素が実質的に拡散しな
い層で、膨潤しやすい親水性ポリマーにより構成するこ
とができる。

展開層は付与（点着）された単位面積当たりほぼ均一な
量の試料液を、隣接する水浸透性層に対して供給するも
のが好ましい、有用な展開層は、特開昭５５−１６４，
３５６号（米国特許第４，２９２，２７２号）に記載さ
れた織物や、ｉ？開昭６０−２２２７６９号に記載され
た編物のような繊維材料から成るものである。

織物等には特開昭５７−６６３５９号に記載されたよう
なグロー放電処理を施してもよい、展開層には、展開面
積、展開速度等を調節するため、特開昭６０−２２２７
７０号、特願昭６１−１２２８７５号、６１−１２２８
７６号、６１−１４３７５４号等に記載したような親水
性高分子あ。

るいは界面活性剤を含有してもよい。

展開層を接着し積層するための接着層を、試薬層、光反
射層、濾過層、吸水層、検出層等の層の上に設けてもよ
い、接着層は一般に、水で膨潤したときに多孔性層を接
着することができるような親水性ポリマー、例えばゼラ
チン、ゼラチン誘導体、ポリアクリルアミド、澱粉等か
らなる。

本発明に用いる分析フィルムは光反射層を有してもよい
（例えば、試薬層と検出層との間、または試薬層と展開
層との間）、光反射層は、検出層、試薬層等に生じた検
出可能な変化（色変化、発色等）を光透過性を有する支
持体側から反射測光する際に、展開層に点着供給された
被検液の色、特に試料が全血である場合のヘモグロビン
の赤色、ビリルビンの黄色等を遮蔽するとともに光反射
層または背景層として機能する。光反射層は、親木性ポ
リマーをバインダーとして、酸化チタン、硫酸バリウム
等の光反射性微粒子が分散された水浸透性の層であるこ
とが好ましい。

本発明に用いられる分析フィルムの試薬層等には、光学
的に検出し得る物質、例えば染料を生成し得る組成物を
含む、ロイコ色素の酸化によって染料を生成する組成物
（例として、米国特許４，０８９．７４７号、特開昭５
９−１９３３５２号等に記載されたようなアリールイミ
ダゾールロイコ色素）、酸化されたときに他の化合物と
カップリングによって染料を生成する化合物を含む組成
物（例えば、４−アミノアンチビリン類と、フェノール
類またはナフトール類）、還元型補酵素と電子伝達剤の
存在下で染料を生成することのできる化合物から成るも
の等を、用いることができる。また、酵素活性を測定す
る分析フィルムの場合に、例えばｐ−ニトロフェノール
のような有色物質を遊離しうる自己ｍ色性基質を、試薬
層や展開層に含むことができる９本発明の乾式分析要素
の試薬層としては、親水性ポリマーを結合剤とする実質
的に均一の層が適している。

本発明の分析装置に用いる分析テープは通常、本発明で
指定した範囲の直径のロールを形成するよう、巻き心ま
たはリールに巻かれる。しかし、ドラム状の容器の中に
巻き心なしで巻かれてもよい。巻き心、リール等は、木
、金属、熱可塑性高分子、熱硬化性樹脂等、常用される
材料を単独または組み合わせて構成できる。リールは側
面にフランジを有する場合、フランジは透明でも不透明
でもよく、無色、有色いずれでもよく、開口を有しても
よく、有しなくてもよい。

ロールの径は、本発明では３０１１ＩＩ以上とする。

しかし、分析テープの厚さが０．５０＋ａｍ以上である
場合、または非繊維多孔質層を有する場合には、ロール
径は４０輪−以上とするのが好ましい。

分析テープが繊維質の多孔性展開層を有するものである
場合には、ロールの径を１５−一以上まで減少させるこ
とが可能である。

検査単位毎に使用できる分析スライドの場合は、使用す
る直前にまたは当日に保存率又は容器から必要な数のス
ライドを取りだせばよいが、分析テープは全体を分析装
置に装着しなくてはならない、従って開封後の保存安定
性の良くない分析テープをこの系に適用するには、分析
装置に装填された化学分析テープに生ずる性能変化を防
ぐため、ロールに巻かれた分析テープ全体を１８℃以下
、１℃以上の範囲に保つ冷蔵室に収容することが好まし
い０本発明のｔ学分析装置は、このような冷蔵室を備え
ることが望ましい０分析テープの収容室は低湿度（例え
ば相対湿度５０％以下）に保つことができることが望ま
しい。

分析テープを収容する冷蔵室の出口付近では、送り出さ
れたテープの温度が低いため、大気中の水蒸気が結露し
て、分析フィルムの含水量が増大し、分析フィルムの特
性を悪化させるおそれがある。これを防ぐため、テープ
の冷蔵室からの出口付近には、湿度の低い気流を供給し
たり、あるいは出口に近い所に予熱手段を設けたりする
ことが、好ましい。

冷蔵室からのテープ出口が密閉されていないと、外気が
冷蔵室に侵入して出口付近にあるテープ上等に結露する
おそれがあるので、冷蔵室のテープ出口には、少なくと
もテープが搬送されていないとき密閉する手段を設ける
ことが好ましい。

液体自動化学分析装置には通常、液体試料の点着部を備
えるが、冷蔵室からの出口から点着部ま−での間に置か
れる分析テープは、分析に用いられるまでの間室源に近
い温度になるので、この部分のテープの長さは８０ＩＩ
１ｍ以内とするのが好ましく、特に５０ｍｍ以内とする
めが有利である。

分析テープを巻いたロールの巻き終わりを分析装置の測
定経路に導入するためにはテープの一部を巻き解く必要
があり、この部分のテープは汚れなり、無駄になる。従
って、テープのロールの巻き終わり（外周側）に、分析
テープ以外のリーダーを付けることが望ましい、その長
さはロール径の少なくとも３．２倍とするのが好ましい
。

分析テープのロールの巻き終わり（内周側）にも、分析
テープ以外のガイドテープを付けてもよい、ガイドテー
プは、ロールの巻き終わりの状態で分析テープの末端が
収容室の出口まで達する長さであることが望ましい。

化学分析テープ上で分析に有効に使用される部分（領域
）は、試料液が展開し、発色等の検出し得る変化の生ず
る部分（領域）のみで、それ以外の部分は無駄になる。

無駄になる部分にも高価な試薬類が含まれるので、分析
の経済上この無駄の部分は成るべく少なくする方がよく
、そのためにはテープの巾は狭い方がよい、しかし試料
液を点着したときに、分析スライドではフィルム面の全
方向に一様に展開が行なわれるので液量と展開面積の比
例関係が比較的よく成立するに対し、自由展開領域の半
径より細い巾のテープを用いた場合には、テープの中方
向で液の展開が制限されるため、液量と展開面積の比例
関係が成立するとは必ずしも予測できない。化学分析テ
ープの巾が定められているときには、その巾をＷＩＩｌ
ｌｌ、展開層の厚さをｈ　＋＊ｍ、空隙率をＰとすると
き、テープの面に点着する液体試料の体積Ｓ（μｍ）を
ｌ／、（πｈＰＷ２）＜Ｓ＜’／２πｈｐｗ２とすると
、液量と展開面積の比例関係が成立するので好ましい。

本発明の化学分析装置は一定の体積Ｓμｌの液体試料を
分析テープに点着する自動分注器を備えることが望まし
い０分析テープの面に点着される液体試料の体積が限定
されているときには、その体積をＳμ！、展開層の厚さ
をｈ…慣、空隙率をＰとすると、テープの中Ｗ（ｍｓ）
は 、／−（２Ｓ／３ｈＰπ）＜Ｗ＜　２．／−（Ｓ／ｈＰ
π）（式中（＜　）は平方根を意味する） とすることが、液量と展開面積の比例関係が成立するの
で好ましい。

多数の分析テープに対して試料点着を行う手段を各々設
置する必要をなくすためには、試料液の分注器を、２箇
所以上の点着指定位置の間を直線的に移動できるように
設ける方法をとることができる。

多種類の分析テープを同時に又は順次に使用するために
はまた、各々の分析テープに対して発色濃度等の光学的
測定のためのプローブを多数設けるか、１個又は少数の
光学プローブを各テープ（又はテープ群）に対して共通
に使用する必要がある。測光のための照明系を多数設評
する必要、または移動させる必要を除くためには、測光
用の光源を２個以上の測光部位に対して１個設け、各テ
ープの測光部位まで光ファイバー等の導光体で照射光を
導き、反射光学濃度の測定に用いる方法をとることがで
きる。測光系の移動の必要を除くためには、各測光部位
での分析フィルムからの反射光を個別の光ファイバー等
の導光体で、各分析フィルムに対応して設けられた測光
素子まで導き、反射光量を測定する。この場合には、反
射光伝達用光ファイバーの出射末端と測光素子の間に、
必要な分光用フィルターを設けるのが有利である。

照明系の方に分光フィルターを設けてもよいが、この場
合フィルターは交換可能とする。

試料液の点着、インキュベーション、測光はテープを移
動＜ｍ送）しないで行うように構成することが、装置の
大型化を避けるのに有利である。

テープが試料点着部に入る前に、テープを予熱する手段
を設けてもよい。

第１図に本発明の装置の具体例を示す０図中、２ａは化
学分析テープ２をリール１に巻き回したロールで、カセ
ット３に収容されている。カセ・ント内のロール２ａか
ら供給される分析テープ２は、保冷庫４からシャッター
８が設けられた窓を経て、測定部位に送られる。その途
中で、分析テープ２の上面には低湿度の送風手段５によ
り低湿風が供給され、分析テープの下面は予熱し−タ７
により室温付近の適当な温度に予熱される。測定部位は
、試料液の点着手段９、保温手段１１、及び光学測定プ
ローブ１２から成る０点着手段９は例えばミクロピペッ
ト、分注器等である。保温手段１１は例えば、電熱ヒー
タで一定温度に保たれた保温ブロックである。光学測定
プローブ１２は分析テープの下面に測定用の光束を照射
するとともに、反射光を受光する。この反射光量を測定
することにより、照射された面の反射光学濃度が測定さ
れる。

測定用の光束は、光学測定プローブ内に設けた光源から
、または外部に設けられた光源から光ファイバー（第１
図中１３で示した）等の光伝送手段を介して、供給され
、そして反射光は測光手段に伝達される。測光手段は光
学測定プローブ内に設けられていてもよいが、外部に設
けられた測光手段１６に光フアイバー１５等の光伝送手
段を介して反射光が伝送されてもよい。光学濃度測定に
必要な繋照光も、別に（例えば反射光を伝送するものと
は別の光ファイバーを介して）測光手段に送られて測定
され、光学濃度が決定される。

分析テープは測定部位、すなわち保温ブロック１１上で
一時停止し、試料点着手段９から試料が点着された後、
適当な時間所望の温度に保たれ、その後に光学測定プロ
ーブ１２および測光手段１６を介して反射光学濃度が測
定される。速度法に基づく分析の場合には、光学測定は
２回以上反復される。点着手段９は移動可能であり、点
着後に点着手段９は測定部位から取り除かれ、分析テー
プの上面は蒸発防止カバー１０で覆われる。

分析テープは測定部位を経た後、図示しない駆動手段に
より回転する巻取りローラ１７に巻かれ、ローラの回転
につれて搬送される。ローラ１７の回転は間欠的に行な
われ、分析テープ２は保温ブロック１１上の測定部位に
停止できる。１８は分析テープをローラ１７に巻き付け
るための補助ローラである０分析テープ２はローラ１７
を通った後は、受は箱２０に収容される。

分析テープの搬送の際に蒸発防止カバー１０は予め測定
部位から取り除かれる。蒸発防止カバー１０は測定部位
に対し着脱可能とするために、例えば水下面内に摺動、
あるいはその一端を軸として回動できるようにしておく
。

カセット、シャッター、予熱し−タ、蒸発防止カバー、
光ファイバー、蒸発防止カバー、受は箱等は、各々省略
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の自動化学分析装置の一つの実施例を
示す略図である。 出願人　　富士写真フィルム株式会社 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）長尺の連続テープ状化学分析フィルム（以下、分
   析テープと言う）を用いて液体試料中に存在する特定の
   成分を定量するための液体化学分析装置において、上記
   分析テープは液体試料を点着する面に多孔質の液体展開
   層を有し、上記分析テープを巻いたロールの径を３０ｍ
   ｍ以上としたことを特徴とする化学分析装置。
2. （２）分析テープを用いて液体試料中に存在する特定の
   成分を定量する化学分析方法であって、上記分析テープ
   は液体試料を点着する面に多孔質の液体展開層を有し、
   上記分析テープを巻いたロールの径を３０ｍｍ以上とし
   たことを特徴とする化学分析方法。