JPS6350756A - カルシウム分析用一体型多層分析要素 - Google Patents

カルシウム分析用一体型多層分析要素

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JPS6350756A
JPS6350756A JP19493986A JP19493986A JPS6350756A JP S6350756 A JPS6350756 A JP S6350756A JP 19493986 A JP19493986 A JP 19493986A JP 19493986 A JP19493986 A JP 19493986A JP S6350756 A JPS6350756 A JP S6350756A
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JP
Japan
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layer
calcium
analytical element
quaternary ammonium
multilayer analytical
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JP19493986A
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English (en)
Inventor
Mitsutoshi Tanaka
光利 田中
Shigeki Kageyama
茂樹 景山
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (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〕 本発明は水性液体試料中のカルシウム分析用−体型多層
分析要素に関し、さらに詳しくは生物体液、例えば血液
(全血、前景、血清)、髄液、リンパ液、唾液、尿等の
水性液体試料中の全カルシウム定量分析用の乾式操作可
能でKn床診断に特に有用な一体型多層分析要素に関す
るものである。
〔従来の技術〕
カルシウムの分析法のひとつに指示薬を用いた比色定量
法があり、臨床分析などで広く利用されている。指示薬
には一般にpH10以上に呈色最適pHを有する0−ク
レゾールフタレインコンプレクソン(o−CPC)など
が使用されている。
ところが、カルシウムは水?容液中でアルブミン等の蛋
白質に結合する性質を有している。この性質はpHに依
存し、pH7以下例えばpH4〜5では弱く逆にpH8
以上例えばpH10〜11では強い。用手法(溶液法)
においては試料が高倍率(例えば50〜100)に希釈
されていることからカルシウムのアルブミン等の蛋白へ
の結合はさほど問題にはならない。
一方、試料の無希釈を原則とする乾式分析においては蛋
白への結合に基づく誤差が大きな問題となる。
この誤差を防止する手段として、特開昭54−2970
0号公報にはクロロホスホナシ■、アルセナゾ■等の指
示1を用いてpH5〜6で呈色反応させる方法が開示さ
れている。また、特開昭61−35346号公報にはカ
ルシウム電極を用いてpH4〜5.5で全カルシウムを
測定する方法が開示されている。
特開昭60−236067号公報にはビリルビンとか蛋
白質の妨害作用を除去するために非重合性第4アンモニ
ウム化合物を使用することが記載されている。しかしこ
れはアナライトがAST、ALTの場合であり、蛋白に
よる影響はこの場合正に偏る。
カルシウムの場合にはカルシウム自身がアルブミン等の
蛋白に結合して負の影響がでることが問題であり、本発
明の場合とは機構的にも異なっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前者のクロロホスホナシm等を用いた一体型多層分析要
素は吸光度のブランク値が高く、測定精度に問題があっ
た。また、後者の方法は電極を用いることによる種々の
問題があり、簡便さを大きな利点とする一体型多層分析
要素としては好ましいものではなかった。
本発明はこれらの問題点を解決して簡単な手段でアルブ
ミン等の蛋白の影響を軽減することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はこのような目的を達成するべくなされたもので
あり、光透過性水不透過性支持体の上に、カルシウムイ
オンと結合して光学的に検出可能な変化をしうる指示薬
を少なくとも1種含有する試薬層および多孔性展開層を
この順に有するカルシウム分析用一体型多層分析要素に
おいて、前記試薬層より上の少なくとも一層に第四級ア
ンモニウム塩化合物を含有せしめたことを特徴とするカ
ルシウム分析用一体型多層分析要素によってこの目的を
達成したものである。
本発明の多層分析要素の光透過性水不透過性支持体とし
ては従来公知の多層分析要素に用いられている光透過性
(透明な)水不透過性支持体を用いることができる。そ
の具体例として、ポリエチレンテレフタレート、ビスフ
ェノールAのポリカルボネート、ポリスチレン、セルロ
ースエステル(例、セルロースジアセテート、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)等のポリマーからなる厚さ約50μmから約1f
l、好ましくは約80μmから約300pmの範囲の透
明な、すなわち波長約200nmから約900nmの範
囲内の少なくとも一部の波長範囲の電磁輻射線を透過さ
せる平滑な表面を有するフィルム状(シート状)または
平板状の支持体を用いることができる。支持体中には必
要に応じて二酸化チタン微粒子、硫酸バリウム微粒子、
カーボンブランク等を分散含有させて光学的性能を調節
することができる。支持体の表面には必要に応じて公知
の下塗層または接着層を設けて支持体の上に設けられる
吸水層または試薬層等と支持体との接着を強固にするこ
とができる。
試薬層はカルシウムイオンと反応して検出可能な色(好
ましくは可視光領域の色)変化を生じさせる少なくとも
1種の指示薬を含む試薬組成物がポリマーバインダーと
しての親木性ポリマー中に実質的に一様に分散されてい
る吸水性で水浸透性の層である。
試薬層に用いられる親水性ポリマーは水吸収時の膨潤率
が30℃で約150%から約2000%、好ましくは約
250%から約1500%の範囲のものである。親水性
ポリマーの具体例として特開昭59−171864、特
開昭60−115859等に記載の酸処理ゼラチン、脱
イオンゼラチン等のゼラチン、フタル化ゼラチン、ヒド
ロキシアクリレートグラフトゼラチン等のゼラチン誘導
体、特開昭59−171864、特開昭60−1158
59等に記載のアガロース、プルラン、プルランm8体
、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリビ
ニルピロリドン、特願昭60−171134に記載のメ
タリルアルコール二元又は三元コポリマー等がある。こ
れらの親木性ポリマーは単独で、あるいは2種以上を組
合せて用いることができる。試薬層には一般的にはゼラ
チンまたはゼラチン誘導体、ポリアクリルアミド、ポリ
ビニルアルコール等を用いるのが好ましく、これらのう
ちではゼラチン(脱イオンゼラチン)が最も好ましい。
試薬層の乾燥時の厚さは約5μmから約50μm、好ま
しくは約7μmから約30μmの範囲、被覆量では約5
g/rr?から約50g/d、好ましくは約7 g/m
から約30 g/rrfの範囲である。
試薬層に含有される試薬組成物中の指示薬の具体例とし
て、0−クレゾールフタレインコンプレク’/7(3,
3’−ビス〔〔ジ(カルボキシメチル)アミノ〕メチル
〕−〇−クレゾールフタレイン(2411−89−4)
、〔〕内の数字はChemicaiAbstracts
 Registry Numberを表す)、エリオク
ロームプラソクT(1−(1−ヒドロキシ−2−ナフチ
ルアゾ)−6−ニトロ−2−ヒドロキシナフタレン−4
−スルホン酸モノナトリウム塩(1787−61−7)
 、メチルチモールブルーコンブレクソン(3,3’−
ビス〔〔ジ(カルボキシメチル)アミノ〕メチル〕チモ
ールスルホンフタレインテトラナトリウム塩(1945
−77−3) 、チモールフタレインコンブレクソン(
3,3’−ビス〔〔ジ(カルボキシメチル)アミノ〕メ
チル〕チモールフタレイン(1913−93−5) 、
アルセナゾIII(2,7−ビス〔(2−アルソノフェ
ニル)アゾ]−1,8−ジヒドロキシナフタレン−3,
6−ジスルホン酸(1668−00−4) )、クロロ
ホスホナヅm(2,1−ビス〔(4−クロロ−2−ホス
ホノフェニル)アゾ) −1,8−ジヒドロキシナフタ
レン−3,6−ジスルホン酸(1914−99−4) 
’)等「ドータイト試薬総合カタログ第12版」 (熊
本市0′@同仁化学研究所、1980年発行)等に記載
の指示薬がある。これらの指示薬のうちでは〇−クレゾ
ールフタレインが最も正確な全カルシウムの定量分析が
可能な点で好ましい。また、必要に応じて試薬組成物を
2層以上の別個の層に分けて(例えば試薬層と吸水層)
含有させることもできる。
本発明の多層分析要素にはカルシウムイオンと指示薬が
結合して光学的に検出可能な変化をする環境pH値(以
下単に環境pH値ということがある。)を約8.0から
約12.0、好ましくは約9.0から約11.5の範囲
の所望の値に緩衝できる公知の緩衝剤から適宜選択して
含有させる。
用いうる緩衝剤としては、日本化学金線[化学便覧、基
礎績」(東京、丸首■、1966年発行)1312−1
320頁、R,M、C,Datmson et all
i rData forBiochemical Re
5earchJ第5earchJrd at theC
larendon Press+ 1969年発行)4
76−508頁、rBiochemistryJ 5.
 467頁以降(1966年)、rAnalytica
l Biochemistry J 104 、 30
0−310頁(1980年)等に記載のpH緩衝剤系が
ある。
pH8,0から12.0の範囲のpH緩衝剤の具体例と
してトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(Tri
s)を含む緩衝剤;燐酸塩を含む緩衝剤;硼酸塩を含む
緩衝剤:炭酸塩を含む緩衝剤;グリシンを含む緩衝剤;
  N、N−ビス(2−ヒドロキシエチル)グリシン(
Bicine) ; 3   (シクロへキシルアミノ
)−1−プロパンスルホン酸(CAPS) Na塩また
はに塩;N−2−ヒドロキシエチルピペラジン−N’−
2−ヒドロキシプロパン−3−スルホン酸(HEPPS
) Na塩またはに塩等;N−2−ヒドロキシエチルピ
ペラジン−N′−3−スルホン酸(II!PP5)Na
塩またはに塩等、N−C)リス(ヒドロキシメチル)メ
チルツー3−アミノプロパンスルホン酸(TAPS) 
Na塩またはに塩等;N−2−ヒドロキシエチルピペラ
ジン−N’−2−エタンスルホン酸(HEPES) N
a塩またはに塩等;およびこれらのいずれかと必要によ
り組合せられる酸、アルカリまたは塩がある。好ましい
緩衝剤の具体例として、Tris−硼酸ナトリウム; 
Bicine ; t(EPPS ; )!El”PS
ナトリウム塩、 EPPS ; EPPSナトリウム塩
:CAPS 、 CAPSナトリウム塩; TAPS 
i TAPSナトリウム塩等がある。
試薬層又は後述する吸水層、中間層の親水性バインダー
ポリマーとしてゼラチン又はゼラチンXM ’A体を用
いる場合には、ビニルスルホン構造含有架橋剤でこれら
の層の適当な架橋硬化ができ、塗布によりこれらの層が
安定に設けられ、高精度の定量分析が実施可能という観
点から硼酸又は硼酸ナトリウム含有p H11街剤また
はCAPS、 C,IPsナトリウムが好ましい。p 
H1,1衝剤は支持体と後述する多孔性展開層の間の少
なくとも一層に含有させればよ(、試薬層、吸水層等に
含有させることもできる。但し、試薬層以外の層に展開
させる場合には試薬層よりも多孔性展開層側の層に含有
させることが望ましい。
試薬層には公知の媒染剤、ポリマー媒染剤等を含有させ
ることができる。試薬層および/または吸水層は実質的
に透明であることが好ましいが、必要に応じて層中に二
酸化チタン微粒子、硫酸バリウム微粒子、カーボンブラ
ック等を少量分散含有させて光学的性能を調節すること
ができる。
多孔性展開層としては特開昭55 164356、特開
昭57−66359等に記載の織物展開層(例、ブロー
ド、ボブリン等の平織等)、特開昭60−222769
等に記載の編物展開層(例、トリコット川、ダブルトリ
コット編、ミラニーズ調等)、特開昭57−14825
0に記載の有機ポリマー繊維バルブ含有抄造紙からなる
展開層、特公昭53−21677 、米国特許3992
158等に記載のメンブランフィルタ(プラッシュポリ
マー層)、ポリマーミクロビーズ、ガラスミクロヒーズ
、珪藻土が親水性ポリマーバインダーに保持されてなる
連続微空隙含有多孔性層等の非繊維等方的多孔性展開層
、特開昭55−90859に記載のポリマーミクロピー
スが水で膨潤しないポリマー接着剤で点接触状に接着さ
れてなる連続微空隙含有多孔性層(三次元格子状粒状構
造物層)からなる非繊維等方的多孔性展開層等を用いる
ことができる。
多孔性展開層に用いられる織物生地、編物生地又は抄造
紙は特開昭57−66359に記載のグロー放電処理ま
たはコロナ放電処理に代表される物理的活性化処理を布
生地の少なくとも片面に施すか、または特開昭55−1
64356、特開昭57−66359等に記載の水洗脱
脂処理、親水性ポリマー含浸等親水化処理、またはこれ
らの処理工程を適宜に組み合せて逐次実施することによ
り布生地を親水化し、下側(支持体に近い側)の層との
接着力を増大させることができる。
本発明はこのような一体型多層分析要素において前記試
薬層より上の少なくとも一層に第四級アンモニウム塩化
合物を含有せしめるところに特徴がある。
第四級アンモニウム塩化合物は界面活性機能を有するも
のがよく、また置換基、アルキル基、アラルキル基、ヒ
ドロキシアルキル基などが好ましい。2個置換基のかわ
りに第四級窒素原子を含む複素環構造のアンモニウム化
合物であってもよい。
(例、ピリジニウム基、ピペリジニウム)各置換基の炭
素原子数は30個以下がよく、置換基の2〜3個は低級
アルキル基又は低級ヒドロキシアルキル基であることが
好ましい。第四級アンモニウム塩化合物の例としてはベ
ンジルトリメチルアンモニウムクロリド、セチルピリジ
ニウムクロリド、セチルトリメチルアンモニウムプロミ
ド、セチルトリメチルアンモニウムクロリド、塩化ベン
ガルコニウムなどを挙げることができる。これらのなか
ではセチルトリメチルアンモニウムプロミド及びセチル
トリメチルアンモニウムクロリドが好ましい。これらの
第四級アンモニウム塩化合物は2種以上を併用すること
ができる。第四級アンモニウム塩化合物を含有せしめる
層はなるべく上の層が好ましく、例えば多孔性展開層は
最適である。
一方、第四級アンモニウム塩化合物は一層に限らず複数
の層に含有せしめることもできる。含有させる方法は、
第四級アンモニウム塩化合物を水あるいはエタノール、
メタノール、塩化メチレン、クロロホルム、酢酸等の有
機溶媒に溶解して当該層へ塗布あるいは噴霧すればよい
。第四級アンモニウム塩化合物の含有量は約0.1〜約
5 girt?、好ましくは約0.5〜約2 g / 
mが適当である。
本発明の多層分析要素にはこれら以外にも層を設けるこ
とができる。支持体と試薬層の間には吸水層を設けるこ
とができる。吸水層は水を吸収して膨潤する親水性ポリ
マーを主成分とする層であって、吸水層の界面に到達ま
たは浸透した水性液体試料の水を吸収できる層であり、
全血試料を用いる場合には水性液体成分である前景の試
薬層への浸透を促進する作用を有する。吸水層に用いら
れる親水性ポリマーは前述の試薬1層に用いるもののな
かから選択すればよい。一般的にはゼラチンまたはゼラ
チンLi R体、ポリアクリルアミド、ポリビニルアル
コールを用いるのが好ましく、これらのうちではゼラチ
ン(脱イオンゼラチン)が最も好ましい。
吸水層の乾燥時の厚さは約3μmから約100μm1好
ましくは約5μmから約30μmの範囲、被覆量では約
3 g/rdから約100g/n?、好ましくは約5 
g/rtfから約30g/mの範囲である。
吸水層には後述するpH緩衝剤、公知の塩基性ポリマー
等を含有させて使用時(分析操作実施時)のpHを調節
することができる。さらに吸水層には公知の媒染剤、ポ
リマー媒染剤等を含有させることができる。
本発明の多層分析要素には、また展開層と試薬層の間に
少なくとも蛋白質を透過させない親水性非孔質中間層を
設けることができる。親水性非孔質中間層は吸水層に用
いられるのと同様な親水性ポリマーバインダー又は架橋
された親水性ポリマーバインダーからなり、高分子量の
蛋白質、殊にアルブミンやグロブリンを通過させない厚
さを有する層である。親水性非孔質中間層(以下、中間
層ということがある)には一般的にはゼラチンまたはゼ
ラチン誘導体、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコ
ール等を用いるのが好ましく、これらのうちではゼラチ
ン(脱イオンゼラチン)が最も好ましい。中間層の乾燥
時の厚さは約3μmから約20μm、好ましくは約5μ
mから約15μmの範囲である。中間層には前述のp 
H11衝剤、公知の塩基性ポリマー等を含有させて分析
操作時のpHを調節することができる。中間層中には二
酸化チタン微粒子、硫酸バリウム微粒子等を非孔質を撰
なわない範囲で分散含有させて光透過率約10%〜約0
.1%、好ましくは約8.0%〜0.5%の光遮蔽層の
機能もあわせ持たせることができる。
試薬層又は中間層の上には展開層を強固に接着一体化す
る目的でゼラチンに代表される吸水層に用いられるのと
同様な親水性ポリマーからなる公知の接着層を設けるこ
とができる。接着層の乾燥時の厚さは約0.5μmから
約5μmの範囲である。
試薬層、吸水層、中間層、接着層、展開層等には界面活
性剤を含有させることができる。その例としてノニオン
性界面活性剤がある。ノニオン性界面活性剤の具体例と
して、p−オクチルフェノキシポリエトキシエタノール
、p−ノニルフェノキシポリエトキシエタノール、ポリ
オキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレン
ソルビタンモノラウレート、p−ノニルフェノキシポリ
グリシドール、オクチルグルコシド等がある。ノニオン
性界面活性剤を展開層に含有させることにより水性液体
試料の展開作用(メータリング作用)がより良好になる
。ノニオン性界面活性剤を試薬層または吸水層に含有さ
せることにより分析操作時に水性液体試材中の水が試薬
層または吸水層に実質的に一様に吸収されやすくなり、
また展開層との液体接触が迅速にかつ実質的に一様にな
る。
本発明の多層分析要素は、まず前述の諸特許明細書に記
載の公知のいずれかの方法により調製し、その後展開層
の上から第四級アンモニウム塩化合物を含有する溶液を
均一にぐ布あるいは噴霧すればよい。
本発明の多層分析要素は一辺約15m1から約3011
の正方形またはほぼ同サイズの円形等の小片に裁断し、
特公昭57−28331 、実開昭56−142454
、特開昭57−63452 、実開昭58−32350
 、特表昭58−501144等に記載のスライド枠に
収めて化学分析スライドとして用いることが、製造、包
装、輸送、保存、測定操作等諸種の観点で好ましい。使
用目的によっては、長いテープ状でカセットまたはマガ
ジンに収めて用いること、または小片を開口のあるカー
ドに貼付または収めて用いることなどもできる。
本発明の多層分析要素を用いた液体試料中の被検成分の
分析は前述の諸特許明細書等に記載の操作により実施で
きる。すなわち約5μ!から約30μl、好ましくは8
μlから15μβの範囲の全血、血漿、血清等の水性液
体試材中を前処理することなく展開層に点着し、1分か
ら10分の範囲で、約20℃から約40℃の範囲の実質
的に一定の温度で、好ましくは37°C近傍の実質的に
一定の温度でインクベーションし、光透過性支持体側か
ら可視光(又は近紫外線)を用いて試薬層又は吸水層の
光学’IH度を反射測光し、予め作成した検量線を用い
て比色測定法の原理により液体試料中の被検成分(全カ
ルシウム)含有量を求めることができる。点着する水性
液体試料の量、インクベーション時間と温度は一定にす
ることにより被検成分の定量分析を高精度で実施できる
。この測定操作は特開昭56−77746 、特開昭5
8−21566 、特開昭58−161867等に記載
の化学分析装置により極めて容易な操作で高精度の測定
をすることができる。
〔作 用〕
従来の一体型多層分析要素においてはアルブミン等の蛋
白等と結合している結合型カルシウムを定量するために
呈色反応を酸性で行なわせていた。
本発明の一体型多層分析要素においては、点着された試
料を呈色反応させる前に第四級アンモニウム塩化合物と
接触させることにより、呈色反応を酸性で行なわせなく
ともイオン型カルシウムに加えて蛋白結合型カルシウム
も定量できる。
〔実施例〕
実施例1 厚さ180μmの無色透明ポリエチレンテレフタレー1
− (PET)フィルム(支持体)の上に下記の組成の
被覆量になるようにして塗布層を順次水溶液を用いて塗
布し乾燥して設け、積層した。
試薬層 脱イオンゼラチン        23.9g/m硼酸
       1.11 g / tri水溶液をNa
OHでpH10,0に調整した。・援五ユ 脱イオンゼラチン         1.46 g /
ボ二酸化チタン微粒子        0.85g/m
ついで接着層の表面に水をほぼ一様に供給して湿潤させ
、その上に10O8相当のPETvi績糸からなる厚さ
約250μmのトリコット編物生地をほぼ一様に軽く圧
力をかけてラミネートして展開層を設けた。ついで展開
層の上から下記の被覆量になるように第四級アンモニウ
ム塩含有水溶液を塗布し乾燥させてカルシウム定量用一
体型多層分析要素を調製した。
水溶液をNaOHでpH10,0に調整した。
実施例2 第四級アンモニウム塩含有水溶液として次のものを用い
たほかは実施例1と同様にしてカルシウム定量用一体型
多層分析要素を調製した。
ポリスチレンスルホン酸ナトリウム 5.75 g /
 mノニルフェノキシポリエトキシエタノール(平均1
0オキシ工チレン単位含有)6.2g/m水溶液をNa
OHでpH10,0に調整した。
比較例1 第四級アンモニウム塩含有水溶液の代わりに次の水溶液
を用い、実施例1と同様にしてカルシウム定量用一体型
多層分析要素を調製した。
ポリスチレンスルホン酸ナトリウム 5.75 g /
 m水溶液をN a OHでpH10,0に調整した。
次に、塩化カルシウム、ヒト血清アルブミン(ISA)
を生理食塩水で溶解してカルシウム10mg/Jで下表
記載の蛋白濃度を有するカルシウム溶液を調製した。こ
の溶液のカルシウム濃度を上記の一体型多層分析要素を
用いて定量したところ下表に示す結果が得られた。
〔発明の効果〕
本発明の一体型多層分析要素により、アルブミン等の影
響を排除してカルシウムを高精度で定量できる。本発明
のこの分析要素は従来の分析要素に第四級アンモニウム
塩化合物を含有せしめるだけであるから製造が容易で安
価であるという利点も有する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光透過性水不透過性支持体の上に、カルシウムイ
    オンと結合して光学的に検出可能な変化をしうる指示薬
    を少なくとも1種含有する試薬層および多孔性展開層を
    この順に有するカルシウム分析用一体型多層分析要素に
    おいて、前記試薬層より上の少なくとも一層に第四級ア
    ンモニウム塩化合物を含有せしめたことを特徴とするカ
    ルシウム分析用一体型多層分析要素
JP19493986A 1986-08-20 1986-08-20 カルシウム分析用一体型多層分析要素 Pending JPS6350756A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0267493U (ja) * 1988-11-08 1990-05-22
JP2012237745A (ja) * 2011-04-28 2012-12-06 Arkray Inc カルシウム測定用乾式試験片

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