JPS6332499A - クレアチンキナ−ゼ活性測定用分析要素 - Google Patents

クレアチンキナ−ゼ活性測定用分析要素

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JPS6332499A
JPS6332499A JP17455286A JP17455286A JPS6332499A JP S6332499 A JPS6332499 A JP S6332499A JP 17455286 A JP17455286 A JP 17455286A JP 17455286 A JP17455286 A JP 17455286A JP S6332499 A JPS6332499 A JP S6332499A
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JP
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layer
thiol compound
analytical element
porous carrier
creatine kinase
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JP17455286A
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English (en)
Inventor
Shigeki Kageyama
茂樹 景山
Shunkai Katsuyama
春海 勝山
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

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】 [産業上の利用分野] 本発明は、生物体液中、たとえば血液中の特定物質の定
量に用いる乾式化学分析要素およびその製造方法に関す
る0本発明は、特にクレアチンキナーゼ(以下CPKと
記載する)の活性の測定に用いる乾式化学分析要素に関
する。
[従来技術] クレアチンリン酸(以下CPと記載する)とADPを基
質とし、生成するATPをグルコース(glucose
)とへキソキナーゼによりグルコース−6−リン酸(G
6P)へ、さらにNAI)” (またはNADP’ )
とG6PDHによりN A D H(またはNADPF
()に変換することによりNAD)+(またはN A 
D P H)の増加を波長340nmで測定することに
よりCPK酵素活性を測定する方法が特公昭46−99
88号により知られ、5scc法等として広く用いられ
ている。
CPK CP−)ADP  −+  creatine+ATP
hexokinase ATP+H1ucose  −+  G6P+ADPC
61’ D I+ G6P+NAD“  → l?1uconolaetone−6−phospat
e+N A D Hしかしこの方法は、紫外線域の測光
を必要とするので、機器が高価なものになり、また紫外
線域に吸収を有する多くの化合物の干渉を受ける欠点が
あった。
酵素反応で生成したNADHを、電子受容性の色素前駆
体と電子伝達剤から、可視域に吸収スペクトルを有する
フォルマザン染料を形成させる比色分析法も、特開昭4
9−11395号等で知られている。この反応系を用い
れば可視域の分光測光によりNADHの定量ができる利
点がある。
しかしこの反応は、生成するフォルマザン染料が水に難
溶性であることが多く、湿式法では分光光度計のセルな
どの器具を汚染する欠点があった。
水溶液系での定量分析は一連の化学反応を水溶液中で進
行させるために、煩雑な操作と長い時間を必要とした。
煩雑な調液作業を必要とせず迅速簡便な分析法として乾
式分析要素が考案され、特に分析精度の高い一体型多層
分析要素として特公昭53−21677号、特開昭55
−164356の公報等に記載されたものがある。
前記のLDH活性測定に用いられた反応系を、このよう
な一体型多層分析要素に導入すれば、前記のような欠点
を取り除き、かつ高い精度を得ることができるはずであ
る。
システィン、N−アセチルシステイン(以下NACと記
載する)、還元型グルタチオン、メルカプトエタノール
等のチオール化合物はCPKの活性化剤として知られて
いる(例えば特開昭49−106397号を参照)、シ
がしこれらのチオール化合物は前記酵素反応にフォルマ
ザン染料前駆体と反応し、背景濃度が上昇するため、チ
オール化合物とフォルマザン染料前駆体の組み合わせと
一体型多層分析要素に導入することは、著しく困難であ
った。
[発明の目的] 本発明の目的は、安価な可視域の分光光度計で測定でき
、反応のかぶり(背景発色濃度)レベルも低く、かつ分
析精度の高いCPK活性定量用一体型多層分析要素を提
供することにある。
本発明の第二の目的は、そのようなCPK活性定量用一
体型多層分析要素の製造方法を提供することである。
[発明の構成コ 本発明の上記目的は、多孔性担体を少なくとも有し、該
多孔性担体またはこれと液体接触間係にある水浸透性層
にクレアチンリン酸、ADP、CPK活性化剤であるチ
オール化合物、グルコース、ヘキソキナーゼ、NAD”
 、G6PDH,電子伝達剤、およびフォルマザン染料
形成ジテトラゾリウム塩を含むクレアチンキナーゼ酵素
活性測定用乾式一体型分析要素において、チオール化合
物のADPに対するモル比を5scc法等の従来の標準
分析法と比べ約6分の1以下に低くおさえることによっ
て達成された。
すなわちチオール化合物を、ADPに対するモル比が1
.5よりも小さい量で含む前記CPK活性測定用分析要
素によって達成された。分析要素の単位面積当たり含有
量は05ないし2.5 +e+ool/隅2が好ましい
本発明の分析要素に含まれる試薬系は、基質としてのク
レアチンリン酸(CP)とADP、活性化剤としてのチ
オール化合物、グルコース0(Iu−cose) 、ヘ
キソキナーゼ−NAD” 、G6PDH1電子伝達剤、
ホルマザン染料前駆体であるが、これらは多孔性担体層
に含まれても、またそれ以外の水浸透性層に含まれても
よい。試薬系の一部と、残部が別の層に含まれてもよい
ただし、チオール化合物の主として含まれる層と、フォ
ルマザン染料前駆体の主として含まれる層とは、異なる
層であることが特に望ましい、しかし前者の層にフォル
マザン染料前駆体が少量含まれるか、後者の層にチオー
ル化合物が少量含まれても、差し支えない、このような
本発明の分析要素を製造するには、チオール化合物を含
む組成物を用いて前記多孔性担体層を塗布するか前記多
孔性担体層の担体に塗布または浸漬し、フォルマザン染
料前駆体、好ましくはジテトラゾリウム塩、を含む組成
物を用いて前記水浸透性層を塗布することにより達成で
きる。
本発明の第二の目的は、チオール化合物を含む組成物を
用いて前記多孔性担体層を塗布するか前記多孔性担体層
の担体に塗布または浸漬し、テトラゾリウム塩を含む組
成物を用いて前記水浸透性層を塗布することを特徴とす
る前記クレアチンキナーゼ酵素活性測定用乾式一体分析
要素の製造方法によって達成された。
CPKの活性化作用をもつチオール化合物としては、シ
スティン、還元型グルタチオン、メルカプトエタノール
等を用いることができるが、N−アセチルシステイン(
NAC)が好ましい。
電子伝達剤としては、ヂアホラーゼ、N−methyl
phenazonius methosulfate等
を用いることができる。
フォルマザン染料前駆体としては、INTすなわち2−
(p−iodophenyl)−3−(p−nitro
phenyl)−5−pheny巨eLrazoliu
a+ chloride−BTすなわち3゜3’−(3
,3°−dimeLhoxy−4,4’−biphen
ylene)−bis[2゜5−diphenylte
trazoliu+w chloride]、3.3’
−(4,4’−biphenylene)−bis[2
,5−diphenyltetrazoliumchl
oride]等を用いることもできるが、ニトロテトラ
ゾリウムブルー(NTBまたはNBT)すなわち3.3
’ −(3,3’ −dimethoxy−4,4’ 
−biphenylene)−bis[2−(p−ni
trophenyl>−5−phenylLeLraz
oliuwchloride]  が好ましい。
本発明は公知の多種の乾式分析要素に適用することが出
来る。特に検出試薬系と被検液がともに透過し得る固体
担体を含む要素に適用することが出来る。要素は光透過
性・液不透過性の支持体上に、多孔性担体層のほか、下
塗り層、吸水層、接着層、反応試薬層、光道へい層、ろ
過層、および公知のその他の層を有する多層構造を有す
ることができる。このような分析要素として、米国特許
第3.992.158号および特開昭55−16435
6号に開示されたものがある。
本発明の分析要素において、多孔性担体層のうち少なく
とも一つは、液体試料を受容して適当な面積に展開し、
さらにこれと液体接触関係にある他の水浸透性層に試料
液を拡散させる作用をするいわゆる展開層であることが
好ましく、特に液体計量作用を有する展開層であること
が好ましい。
液体計量作用を有するとは、その表面に点着供給された
液体試料を、層の中で実質的に偏在させることなく、槽
〈面)方向に単位面積当りほぼ一定量の割合で広げる作
用を有することである。展開層以外の多孔性担体層を有
してもよい。
支持体を用いる場合、本発明の乾式分析要素の実用的に
採りうる構成は (1)支持体上に展開層を有するもの、支持体と展開層
の間に吸水層を有してもよい。
(2)支持体上に試薬層、展開層をこの順に有するもの
、支持体と試薬層の開に吸水層を有してもよい。
(3)支持体上に第二試薬層、第一試薬層、展開層をこ
の順に有するもの。支持体と第二試薬層の間に吸水層を
有してもよい。
(4)支持体上に試薬層、光遮へい層、展開層をこの順
に有するもの、支持体と試薬層の間に吸水層を有しても
よい。
(5)支持体上に第二試薬層、光遮へい層、第一試薬層
、展開層をこの順に有するもの、支持体と第二試薬層の
間に吸水層を有してもよい。
上記(1)ないしく5)において吸水層と試薬層または
展開層の間、試薬層と展開層の間、第二試薬層と第一試
薬層の間、または光遮へい層と試薬層もしくは展開層の
間に、ろ過層を設けてもよい。
本発明のCPK活性活性周定用分析要素いて、チオール
化合物だけでなく、NAD”および電子伝達剤も、フォ
ルマザン染料形成ジテトラゾリウム塩を含む塗布組成物
とは別の塗布組成物に添加することが好ましい。
展開層のマトリックスを構成する材料としては、p紙、
不織布、織物生地(ブロード、ボブリン等の平織等)、
編物生地(トリコット編、ミラニーズ編等〉、ガラス繊
IiP紙、プラッシュポリマーより形成されるメンブラ
ンフィルタ−1あるいはポリマー粒子等からなる三次元
格子状構造物等を用いることができる。これらのうち、
織物生地および編物生地を用いることが好ましい。詳細
については特開昭55−164356号、同57−66
359号および同60−222769号を参照すればよ
い、織物または編物生地は、製造時等に付着した油脂類
が水洗等の脱脂処理により実質的に除去されていること
が好ましい。
本発明の分析要素の展開層として用いる織物または織物
生地には、特開昭57−66359号に開示された物理
的活性化処理(グロー放電処理、コロナ放電処理等)を
生地の少なくとも片面に施すか、特開昭55−1643
56号、特開昭57−66359号等に開示された親水
性ポリマー含浸処理、特開昭60−222770号に開
示された方法等の親水化処理を施して、分析要素の他の
層との接着力を強化することができる。
m物または織物生地からなる展開層を前述の吸水層、検
出層、反応試薬層または接着層などに接着、積層するに
は、特開昭55−164356号および特開昭57−6
6359号等に開示の方法を用いることができる。すな
わち、吸水層または接着層の塗布後未乾燥のうちに、ま
たは乾燥後の層に水(界面活性剤を少量含んでもよい)
を実質的に均一に供給して層を膨潤させた後、織物また
は編物生地を膨潤している層の上に重ねて、なるべく均
一に軽く圧力をかけながら接着し、一体止する。
展開層がブラシュボリマーまたはメンブランフィルタ−
からなる場合には特公昭53−21677号等、ポリマ
ーミクロビーズからなる三次元格子状構造物である場合
には特開昭55−90859号等、2紙または不織布か
らなる場合には特開昭57−448250号等にそれぞ
れ記載の方法に従って設けることができる。
前述した検出層、接着層などの親水性ポリマーバインダ
ーがゼラチンまたはゼラチン誘導体の場合には、層の塗
布後ゼラチン等が未乾燥のゲル状態の間に上記展開層を
構成する材料を接着、積層し一体化する方法を採用する
ことができる。
展開層に反応試薬たとえば基質、グルコース、酵素、補
酵素、活性化剤等、また必要に応じて親水性ポリマー、
緩衝剤、光遮蔽性微粒子等を含有させるためには、これ
らを含有する塗布液を展開層の上から公知の方法により
塗布することができる。展開層が織物、編物、2紙、不
織布等からなる場合には、試薬を含有する溶液に展開層
を浸漬したのち乾燥する方法も用いることができる。上
記のような展開層をラミネートにより積層する場合には
、上記のように浸漬した展開層を乾燥または半乾燥状態
で他の層に積層し一体化する方法を用いることもできる
。塗布により形成される層、たとえばプラッシュポリマ
ー等からなる層である場合には、この層の塗布液に試薬
、例えば基質、酵素等の溶液又は分散液を混合して塗布
してもよい。
本発明のCPK活性測定用分析要素において、基質であ
るCPおよびADPのうち少なくとも一つは展開層に含
まれるのが好ましい。
本発明の分析要素の試薬層は、親水性ポリマーを結合剤
とする連続相から成るものが好ましいが、展開層につい
て述べたような多孔質層であってもよい、vS薬層には
親水性ポリマー、緩衝剤、光反射性微粒子等を必要に応
じて含有させることができる。
試薬層に含有させることができる親水性ポリマーの例と
しては、澱粉、セルロース、アガロース、ゼラチンおよ
びこれらの誘導体(ヒドロキシメチル化、ヒドロキシプ
ロピル化等)、アクリルアミド重合体、アクリルアミド
と各種ビニル性モノマーとの共重合体、ポリビニルアル
コール、ビニルピロリドン重合体、ビニルピロリドンと
各種ビニル性モノマーとの共重合体、アクリル酸重合体
、アクリル酸と各種ビニル性モノマーとの共重合体等f
!:挙げることができる。上記親水性ポリマーのうちで
はゼラチン、ゼラチン誘導体、ポリビニルアルコール、
ビニルピロリドン重合体、アクリルアミド重合体または
セルロース誘導体が好ましい。
本発明の分析要素に含まれる試薬系のうち、グルコース
(Hlucose) 、ヘキソキナーゼ、NAD” 、
G6PD)(、電子伝達剤は、試薬層に含まれてもよい
が、多孔性層、特に展開層に含んでもよい。
試薬層に含有させることができる緩衝剤は、例えば炭酸
塩、ホウ酸塩、燐酸塩やグツド(Good )の緩衝剤
などで、これらの緩衝剤はr蛋白質・酵素の基礎実験法
j(堀尾武−はが著、南江堂、1981)等の公知文献
を参考にして選択し、使用することができる。
試薬層にはさらに、後述する光反射性粒子を含有させる
こともできる。
本発明の分析要素に用いることができる光透過性・水不
透過性支持体は例えば、ポリエチレンテレフタレート、
ポリカーボネート、ポリスチレン、セルロースエステル
(セルローストリアセテート、セルロースアセテートプ
ロピオネート等)等の合成または半合成ポリマーからな
る、厚さが通常50μlから500μlの透明フィルム
である。
支持体の表面には下塗層を設けて、支持体に接して設け
られる試薬層その他の層と支持体との接着を強fヒする
ことができる。下塗層の代りに、支持体の表面に物理的
(たとえばグロー放電、コロナ放電)あるいは化学的な
活性化処理を施して接着力の向上を図ってもよい。
本発明の分析要素には、支持体の上に(下塗層等の他の
層を介してもよい〉吸水層を設けることができる。吸水
層は親水性結合剤よりなる層、特に水を吸収して膨潤す
る親水性ポリマーがら主に成る層であることが好ましい
吸水層に用いることができる親水性ポリマーは、一般に
は膨潤率が30°Cで約1.5から10の範囲の天然ま
たは合成親水性ポリマーである。そのような親水性ポリ
マーの例として、ゼラチン(アルカリ処理ゼラチン、酸
処理ゼラチン、脱イオンゼラチン等)、ゼラチン誘導体
(フタル化ゼラチン等)、アガロース、ポリアクリルア
ミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルとロリドン等
がある。
吸水層の乾燥時の厚さは1μにがら100μ肩、好まし
くは約3μlがら約30)txの範囲である6さらに吸
水層には、必要に応じて界面活性剤くカチオン性、両性
、非イオン性、アニオン性)や緩衝剤を含有させること
もできる。
吸水層には、吸水層が検出層を兼ねる場合、光反射性微
粒子を必要に応じて含有させることができる。
吸水層、光道へい層、濾過層、試薬層等の層の上には、
展開層を接着し積層するための接着層を設けてもよい。
接着層は水で湿潤しているとき、または水を含んで膨潤
したときに展開層を接着することができる親水性ポリマ
ーからなることが好ましい、接着層に用いることができ
る親水性ポリマーの例としては、吸水層に用いられると
同様な親水性ポリマーがあげられるが、ゼラチン、ゼラ
チン誘導体、ポリアクリルアミド等が好ましい。
接着層の乾燥膜厚は一般に0.5uzから20μlの範
囲である。接着層は親水性ポリマーと、必要によって加
えられる界面活性剤等を含む水溶液を、公知の方法で試
薬層等の上に塗布する方法などにより設けることができ
る。
本発明の分析要素には、前述のように光遮蔽層を設ける
ことができる。光遮蔽層は、皮、膜形成能を有する親水
性ポリマーをバインダーとして、光反射性(紋粒子が分
散されている水浸透性の層であることが好ましい。光反
射性微粒子は、試薬層、検出層等に生じた検出可能な変
化(色変化、発色等)を光透過性の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水性液体の色、特
に試料が全血である場合のヘモグロビンの赤色等分遮蔽
するとともに光反射層または背景層としても機能する。
光反射性を有する微粒子の例としては、二酸化チタン微
粒子、硫酸バリウム微粒子が好ましい。
必要に応じ、液体展開層中に光反射性微粒子を含有させ
てもよい。
[実施例1] 透明ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ180
μm)の表面を親水(ヒ処理し、その処理表面上に下記
の組成の塗布液を塗布、乾燥して乾燥膜厚10μmの発
色層を形成した。
1色11血囮・ ゼラチン          100g水      
           900gN T B *   
          6 g*Nitrotetraz
olium blue =3.3′−(3,3°−ジメ
トキシ−4,4″−ヒ′アエニレン)−ビス[2−(p
−ニドl771ニル)−5−78ニルテトフゾリウムク
ロテイド1上記発色層を約30g/m’の水で湿らせた
後、ポリエチレンテレフタレート紡績糸(36ゲージ、
50D)からなるトリコット編物を圧着し乾燥させて展
開層とした。
上記展開層に、下記の組成の塗布液を120m1/x”
となるように塗布、乾燥した。
区皿」】血豆: 水               180gイミダゾー
ル        4g クレアチンホスフェート・ 2ナトリウム       6g ADP            2.4gAMP   
         4g EDTA−2ナトリウム   1.6g酢酸マグネシウ
ム      4g グルコース          2g NAD’            2gN−アセチルシ
ステイン   0.6gジアデノシンペンタホスフエー
ト  130mgG6PD8       3万U ヘキソキナーゼ      4万U ジアフオラーゼ      3万U アスコルビン醗オキシ ダーゼ         3万U ポリアタリルアミド(平均分子量37万)(20%水l
容液)        200g< 2 N −1−(
CI2によりPI−[6,5に調整)NACcy)AD
Pに対するモル比は0.65である。
以上の方法により、本発明に従うCPK活性測定用一体
型多層分析要素を作成した。CPKを含まない7%ヒト
血清およびCPK活性が1.49,383゜656およ
び1560 U/1 (37℃)と検定された管理血清
10μ!を、各々分析要素の展開層に点着し、水分の蒸
発が充分に防止された状態で37°C恒温加熱板上に静
置し、波長540nmで2分後および5分後に反射光学
濃度を測定した。測定結果を第1表に示す。
第1表 7%ヒト血清点着直後の反射光学、鵠度は0 、483
であった。
[実施例2] 展開層塗布液中のNACの量を0.4 gに減らした他
は、実施例1と同様にしてCPK活性測定用分析要素を
作製した(NACのADPに対するモル比0.44 )
 。7%ヒト血清点看直後の反射光学濃度は0433で
あった。
[実方醒例3コ 展開層塗布液中のNACの旦を1.2gに増した他は、
実施例1と同様にしてCPK活性測定用分析要素を作製
した(NACのADPに対するモル比1.31 )。7
%ヒト血清点着直後の反射光字濃度は0.503であっ
た。
[比較例1ないし4] 展開層塗布液中のN A Cの量を1.6.2.8およ
び9.1 g (NACのA D Pに対するモル比は
それぞれ1.75.3.06.10.0)に増した池は
、実施例1と同様にしてCPK活性測定用分析要素を作
製した。NACの量を8gにしたものは、5SCC法に
おけるADPとNACのモル比(1:10)に相当する
7%ヒト血清点着直後の反射光学濃度は各々0.565
.0.582.0.719及び、1,5を越える値に増
大し、CI) K活性の精度のよい測定(CV5%以下
)は不可能であった。
[比較例5] 実施例1の発色層塗布液中にNACを1.2g加え、展
開層塗布液からNACを除いた他は、実施例1と同様に
して、CPK活性測定用分析要素を作製した。7%ヒト
血清点着直後の反射光学濃度は0.880であった。
[実施例4] 実施例1の発色M塗布液中のNTB O,6gの代わり
にI NT O,73gを用いた他は、実施例1と同様
にして、CPK活性測定用分析要素を作製した。実施例
1および実施例4の分析要素の7%ヒト血清点着直後の
反射光学濃度は次の通りであった。
[分析要素]   [反射光学濃度] 実施例1     0.483 実施例4     0.628 NTBを用いた実施例1のCPK分析要素が、INTを
用いた実施例4の分析要素より、背景濃度が小さいこと
が判る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)少なくとも多孔性担体層を有し、該多孔性担体また
    はこれと液体接触関係にある水浸透性層にクレアチンリ
    ン酸、ADP、クレアチンキナーゼの活性化作用をもつ
    チオール化合物、グルコース、ヘキソキナーゼ、NAD
    ^+、G6PDH、電子伝達剤、およびフォルマザン染
    料形成テトラゾリウム塩を含むクレアチンキナーゼ酵素
    活性測定用乾式分析要素であって、該チオール化合物の
    前記ADPに対するモル比が1.5より小であることを
    特徴とする分析要素。 2)チオール化合物がN−アセチルシステインである特
    許請求の範囲1)記載の分析要素。 3)フォルマザン染料形成テトラゾリウム塩がニトロテ
    トラゾリウムブルーである特許請求の範囲1)記載の分
    析要素。 4)前記チオール化合物が分析要素中に0.5ないし2
    .5mmol/m^2含まれることを特徴とする特許請
    求の範囲1)の分析要素。 5)少なくとも多孔性担体層を有し、該多孔性担体また
    はこれと液体接触関係にある水浸透性層にクレアチンリ
    ン酸、ADP、グルコース、ヘキソキナーゼ、NAD^
    +、G6PDH、電子伝達剤、およびフォルマザン染料
    形成テトラゾリウム塩を含むクレアチンキナーゼ酵素活
    性測定用乾式一体分析要素の製造方法であって、ADP
    に対するモル比が1.5より小さい量のチオール化合物
    を含む組成物を用いて前記多孔性担体層を塗布するか前
    記多孔性担体層の担体に塗布または浸漬し、該フォルマ
    ザン染料形成テトラゾリウム塩を含む組成物を用いて前
    記水浸透性層を塗布することを特徴とするクレアチンキ
    ナーゼ酵素活性測定用乾式一体分析要素の製造方法。 6)チオール化合物がN−アセチルシステインである特
    許請求の範囲5)の製造方法。
JP17455286A 1986-07-24 1986-07-24 クレアチンキナ−ゼ活性測定用分析要素 Pending JPS6332499A (ja)

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