JPWO2008050566A1 - 分析用具における試薬層の形成方法、分析用具の製造方法および分析用具 - Google Patents

Abstract

本発明は、基材に対して試薬含有液を保持させる第１工程と、試薬含有液を乾燥させる第２工程と、を含む、分析用具における試薬層の形成方法に関する。試薬含有液として、試薬、および乾燥促進剤としての四ホウ酸塩を含むものを用いる。試薬含有液における四ホウ酸塩の含有量は、たとえば試薬含有液１００ｍｌに対して１ｇ以上である。好ましくは、四ホウ酸塩は、四ホウ酸ナトリウムまたは四ホウ酸カリウムである。

Description

本発明は、試薬層を備えた分析用具、および試薬層を形成する技術に関する。

試料の分析方法としては、たとえば試料と試薬とを反応させたときの反応液を、光学的手法あるいは電気化学的手法により分析する方法がある。これらの手法により試料の分析を行う場合には、反応場を提供する分析用具が使用されている。この場合の分析用具は、反応液を分析するための分析装置に装着して使用されるが、試料と反応させるための試薬層を備えたものとされる。

通常、試薬層は、基材に対して試薬含有液を点着した後に、試薬含有液を乾燥させることにより形成される。試薬含有液の組成は、測定対象となる成分、あるいは適用される試料の分析手法などにより決定される。たとえば、測定対象がグルコースなどの生体成分である場合には酸化還元酵素を含んだものとされ、光学的手法により試料の分析を行なう場合には発色剤を含んだものとされる。

一方、試薬含有液の乾燥は、一般的に自然乾燥、低湿度条件下での乾燥（たとえば特許文献１参照）、あるいは温風や赤外線などを利用した乾燥（たとえば特許文献２，３参照）により行なわれている。

しかしながら、自然乾燥、あるいは低湿度条件下での乾燥では、試薬含有液に吸湿性や保湿性が高い成分（たとえばＮ−メチル−Ｄ−グルカミンや３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸）が多く含まれている場合には、試薬含有液を乾燥させるのに必要な時間が長くなる。そのため、試薬含有液を乾燥させるときに、試薬成分が劣化してしまうことが懸念される。

これに対して、温風や赤外線などを利用した乾燥方法では、試薬含有液の乾燥時間は短くて済む。その代わり、温風や赤外線によって試薬の温度が上昇してしまう。そのため、試薬含有液に含まれる高温に弱い試薬成分を劣化させてしまう。たとえば、試薬含有液に発色剤が含まれている場合には発色剤が着色し、試薬含有液に酸化還元酵素が含まれている場合には、酸化還元酵素が失活してしまう可能性がある。このような試薬成分の劣化が生じた場合には、試料中の目的成分を精度良く測定するのが困難となる。

その一方で、試薬含有液にスクロースなどの試薬安定化剤を添加することで、水などの溶媒成分を相対的に少なくし、その結果、温風や赤外線を用いずに、比較的に低温かつ短時間で試薬含有液を乾燥させる方法も考えられている。

確かに、試薬含有液にスクロースを添加した場合には乾燥速度は向上する。しかしながら、スクロースの乾燥促進効果は、試薬含有液に含まれる吸湿性や保湿性の高い成分が含まれている場合には十分とはいえない。そのため、試薬含有液が吸湿性や保湿性を含む場合には、試薬含有液におけるスクロースの添加量を大きくする必要が生じる。その結果、試薬含有液のコストが高くなるばかりか、スクロースの含有量が多いことに起因して、試薬含有液を乾燥させたときに、試薬層の表面性状などに悪影響を及ぼしてしまう。より具体的には、試薬含有液におけるスクロースの含有量が大きい場合には、乾燥後に形成される試薬層の表面に不均一な凹凸が生じ、あるいは試薬層の表面にヒビ割れが生じしてしまうことがある。試薬層の表面における不均一は凹凸やヒビ割れは、試薬層を溶解させる際に気泡を生じさせて測定誤差を生じさせる原因となるばかりか、試薬層の溶解性の不均一さ、ひいては試薬の濃度に不均一さを生じさせて測定誤差を生じさせる原因となる。

特開平０１−０４９９６２号公報 特開昭６２−２７８４５４号公報 特開平０７−１１０３２４号公報

本発明は、試薬を劣化させることなく、試薬層の表面に凹凸やヒビ割れが生じることを抑制し、精度良く試料中の目的成分を分析できるようにすることを課題としている。

本発明の第１の側面においては、基材に対して試薬含有液を保持させる第１工程と、前記試薬含有液を乾燥させる第２工程と、を含む、分析用具における試薬層の形成方法であって、前記試薬含有液として、乾燥促進剤としての四ホウ酸塩を含むものを用いる、試薬層の形成方法が提供される。

本発明の第２の側面においては、試料と反応させるための試薬層を備えた分析用具の製造方法であって、基材に対して試薬含有液を保持させる第１工程と、前記試薬含有液を乾燥させる第２工程と、を含んでおり、前記試薬含有液として、乾燥促進剤としての四ホウ酸塩を含むものを用いる、分析用具の製造方法が提供される。

試薬含有液における四ホウ酸塩の含有量は、たとえば試薬含有液１００ｍｌに対して１ｇ以上とされ、好ましくは１〜１０ｇとされる。

四ホウ酸塩としては、四ホウ酸ナトリウムあるいは四ホウ酸カリウムを使用するのが好ましいが、これらの中でも、四ホウ酸ナトリウムを使用するのが最も好ましい。

試薬含有液は、スクロースをさらに含んでいてもよい。試薬含有液におけるスクロースの含有量は、たとえば試薬含有液１００ｍｌに対して５〜１５ｇとされる。

試薬含有液は、たとえば酵素および発色剤のうちの少なくとも一方を含んでいる。

第１工程においては、試薬含有液は、たとえば基材に対して１０〜１００ｎＬ保持させられる。

第２工程においては、試薬含有液は、たとえば相対湿度が１０％以下の環境化で乾燥させられ、好ましくは室温で乾燥させられる。

試薬層は、たとえばアルカリフォスファターゼ（ＡＬＰ）、グルコース、あるいは乳酸脱水素酵素（ＬＤＨ）を分析するためのものであり、好ましくは単一層として、試料により溶解させられる固層として形成される。

本発明の第２の側面において製造対象となる分析用具は、たとえば試料と試薬とを反応させるための反応槽をさらに備えたものである。この場合、試薬層は、反応槽に形成される。分析用具は、たとえば光学的手法により試料の分析を行なうために使用されるものである。

本発明の第３の側面においては、試料と試薬とを反応させるための試薬層を備えた分析用具であって、前記試薬層は、四ホウ酸塩を含んでいる、分析用具が提供される。

試薬層における四ホウ酸塩の含有量は、たとえば３〜１５ｗｔ％とされる。

四ホウ酸塩としては、四ホウ酸ナトリウムあるいは四ホウ酸カリウムを使用するのが好ましいが、これらの中でも、四ホウ酸ナトリウムを使用するのが最も好ましい。

本発明の分析用具においては、試薬層がスクロースをさらに含んでいてもよい。試薬層におけるスクロースの含有量は、たとえば５〜３０ｗｔ％とされる。

試薬層は、たとえば単一層として形成される、また試料により溶解させられる固層として形成される。

本発明に係る分析用具は、試料と試薬とを反応させるための反応槽をさらに備えたものであってもよい。この場合、試薬層は、反応槽に設けられる。

本発明に係る分析用具は、たとえば光学的手法により試料の分析を行なうためのものである。

本発明の製造対象となるマイクロデバイスの一例を示す全体斜視図である。 図１に示したマイクロデバイスにおける基板の平面図である。 基板の要部を拡大して示した部分平面図である。 図４Ａは図１のマイクロデバイスにおける図３のIVa−IVa線に沿う断面に相当する断面図であり、図４Ｂは図１のマイクロデバイスにおける図３のIVb−IVb線に沿う断面に相当する断面図である。 図１に示したマイクロデバイスにおける試料の移動状態を説明するための図３に相当する基板の部分平面図である。 図６Ａおよび図６Ｂは、基板に対して試薬層を形成する工程を説明するための断面図である。 図７Ａないし図７Ｃは、本発明の製造対象となる分析用具の他の例を説明するための平面図である。 図８Ａは試薬含有液に乾燥促進剤としての四ホウ酸塩および試薬安定化剤としてのスクロースを添加せずに形成したＡＬＰ測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図８Ｂは図８Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図９Ａは試薬含有液に試薬安定化剤としてのスクロースを１０ｖｏｌ％添加して形成したＡＬＰ測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図９Ｂは図９Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図１０Ａは試薬含有液に乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａを１ｖｏｌ％添加して形成したＡＬＰ測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図１０Ｂは図１０Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図１１Ａは試薬含有液に乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａを３ｖｏｌ％添加して形成したＡＬＰ測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図１１Ｂは図１１Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図１２Ａは試薬含有液に乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａを５ｖｏｌ％添加して形成したＡＬＰ測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図１２Ｂは図１２Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図１３Ａは試薬含有液に乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａを１０ｖｏｌ％添加して形成したＡＬＰ測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図１３Ｂは図１３Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図１４Ａは試薬含有液に乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｋを５ｖｏｌ％添加して形成したＡＬＰ測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図１４Ｂは図１４Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図１５Ａは試薬含有液に試薬安定化剤としてスクロースを添加して試薬層を形成したマイクロデバイスにおける試薬層の溶解状態を示すマイクロスコープ写真であり、図１５Ｂは試薬含有液に乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを添加して試薬層を形成したマイクロデバイスにおける試薬層の溶解状態を示すマイクロスコープ写真である。 図１６Ａは試薬含有液に乾燥促進剤としての四ホウ酸塩および試薬安定化剤としてのスクロースを添加せずに形成したグルコース測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図１６Ｂは図１６Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図１７Ａは試薬含有液に試薬安定化剤としてのスクロースを１０ｖｏｌ％添加して形成したグルコース測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図１７Ｂは図１７Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図１８Ａは試薬含有液に試薬安定化剤としてのスクロースを１５ｖｏｌ％添加して形成したグルコース測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図１８Ｂは図１８Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図１９Ａは試薬含有液に試薬安定化剤としてのスクロースを２０ｖｏｌ％添加して形成したグルコース測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図１９Ｂは図１９Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図２０Ａは試薬含有液に乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａを２ｖｏｌ％添加して形成したグルコース測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図２０Ｂは図２０Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図２１Ａは試薬含有液に乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａを２ｖｏｌ％およびスクロースを１５ｖｏｌ％添加して形成したグルコース測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図２１Ｂは図２１Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図２２Ａは試薬含有液に乾燥促進剤としての四ホウ酸塩および試薬安定化剤としてのスクロースを添加せずに形成したＬＤＨ測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図２２Ｂは図２２Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。 図２３Ａは試薬含有液に乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａを５ｖｏｌ％添加して形成したＬＤＨ測定用の試薬層を示す光学顕微鏡写真であり、図２３Ｂは図２３Ａの試薬層を針で擦った状態を示す光学顕微鏡写真である。

符号の説明

１，６，７，８ マイクロデバイス（分析用具）
２ 基板（基材）
２５，６２，７１，８４ 反応セル（反応槽）
２６ 試薬層
５０，５１ 試薬含有液

以下、本発明について、図面を参照しつつ説明する。

まず、本発明において製造対象となる分析用具の一例であるマイクロデバイスについて説明する。

図１に示したマイクロデバイス１は、光学的手法により試料を分析する際に利用されるものであるとともに、分析装置（図示略）に装着して使用するものである。このマイクロデバイス１は、使い捨てとして構成されており、基板２およびカバー３を備えている。

図２ないし図４に示したように、基板２は、全体として円盤状に形成されており、受液部２０、複数の流路２１、および共通流路２２を備えている。

受液部２０は、各流路２１に導入する試料を保持するためのものであり、基板２の中央部において、円柱状の凹部として形成されている。

複数の流路２１は、毛細管力により試料を移動させるためのものであり、全体として放射状に設けられている。各流路２１は、主流路２３および分岐流路２４を有している。

主流路２３は、反応セル２５を有するものであり、共通流路２２に繋がっている、この主流路２３は、共通流路２２の気体を外部に排出することにより毛細管力が作用するように構成されている。この反応セル２５は、試料と試薬とを反応させる場を提供するとともに、測光エリアとして機能する部分であり、その内部に試薬層２６が設けられている。

試薬層２６は、たとえばアルカリフォスファターゼ（ＡＬＰ）、グルコース（Ｇｌｕ）、乳酸脱水素酵素（ＬＤＨ）、アルブミン（Ａｌｂ）、総ビリルビン（Ｔ−Ｂｉｌ）、無機リン（ＩＰ）、尿酸（ＵＡ）、尿素窒素（ＢＵＮ）、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ（ＧＯＴ）、アラニンアミノトランスフェラーゼ（ＧＰＴ）、クレアチンホスホキナーゼ（ＣＰＫ）、アミラーゼ（Ａｍｙ）、ガンマグルタミルトランスペプチターゼ（ＧＧＴ）、クレアチニン（Ｃｒｅ）、総タンパク（ＴＰ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、フルクトサミン（ＦＲＡ）、総コレステロール（Ｔ−Ｃｈｏ）、高比重リポ蛋白質コレステロール（ＨＤＬ−Ｃｈｏ）、低比重リポ蛋白質コレステロール（ＬＤＬ−Ｃｈｏ）、あるいはトリグリセライド中性脂肪（ＴＧ）を分析するのに適合するものとして形成されている。試薬層２６は、乾燥促進剤としての四ホウ酸塩を含むものであり、たとえば試料と接触したときに溶解する単一層の固体状に形成されている。

四ホウ酸塩としては、たとえば四ホウ酸ナトリウムあるいは四ホウ酸カリウムが使用される。試薬層２６における四ホウ酸塩の含有量は、たとえば３〜１５ｗｔ％とされる。

試薬層２６は、分析すべき特定成分の種類に応じて、発色剤、電子伝達物質、酸化還元酵素、界面活性剤、あるいは防腐剤などをさらに含んだものとされる。試薬層２６はまた、試薬層２６を形成するときの乾燥を容易とするためにスクロースを含有させたものであってもよい。試薬層２６におけるスクロースの含有量は、たとえば５〜３０ｗｔ％とされる。

分岐流路２４は、反応セル２５の手前まで試料を供給する状態を達成するためのものであり、反応セル２５の若干上流側に位置する分岐部分２７において、主流路２１から分岐している。この分岐流路２４は、図４Ａに示したように後述するカバー３における分岐流路用排気口３１に連通している。

図２に示したように、共通流路２２は、分岐流路２４の内部の気体を排出する際に利用されるものであり、基板２の円周に環状に形成されている。この共通流路２２は、図４Ｂに示したように後述するカバー３における共通流路用排気口３２に連通している。

図１および図４に示したように、カバー３は、全体として透明な円盤状に形成されており、試料導入口３０、複数の分岐流路用排気口３１、および共通流路用排気口３２を有している。

試料導入口３０は、試料を導入する際に利用されるものであり、貫通孔として形成されている。試料導入口３０は、カバー３の中央部において、基板２の受液部２０の直上に位置するように形成されている。

各分岐流路用排気口３１は、対応する分岐流路２４に連通する貫通孔として形成されている。各共通流路用排気口３２の上部開口は、シール材３３によって塞がれている。

図５Ａに示したように、受液部２０に試料Ｓを保持させた状態においてシール材３３に開口を形成した場合には、主流路２３における分岐部分２７よりも上流側および分岐流路２４が外部と連通し、これらの部分に毛細管力が作用する。そのため、受液部２０の試料Ｓは、主流路２３の上流側を移動した後に分岐流路２４に導入される。その結果、試料Ｓは、反応セル２５の直近において停止した状態となる。

図１および図４に示したように、共通流路用排気口３２は、主流路２３の内部の気体を排出するためのものであり、貫通孔として形成されている。共通流路用排気口３２は、基板２における共通流路２１の所定位置の直上に位置するように形成されており、シール材３４により上部開口が塞がれている。

図５Ｂに示したように、シール材３４に開口を形成した場合には、主流路２３における分岐部分２７よりも下流側が外部と連通し、この部分に毛細管力が作用する。そのため、反応セル２５の直近にまで達していた試料Ｓは、反応セル２５に導入される。その結果、反応セル２５においては、試薬層２６が試料Ｓにより溶解させられ、試料Ｓの目的成分と試薬とが反応する。試料Ｓ中の目的成分と試薬とが反応生成物は、公知の測光機構により検出され、その検出結果に基づいて、目的成分が分析される。

次に、マイクロデバイス１の製造方法を説明する。

マイクロデバイス１の製造に当たっては、まず上述した形態の基板２およびカバー３を形成する。

基板２およびカバー３は、たとえばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル系樹脂あるいはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）やポリスチレン（ＰＳ）といった透明な樹脂材料を用いた樹脂成型により形成される。この樹脂成型では、金型の形状を工夫することにより、基板２については、受液部２０、複数の流路２１、および共通流路２２が、カバー３については試料導入口３０、複数の分岐流路用排気口３１、および共通流路用排気口３２が同時に作り込まれる。

次に、基板２における反応セル２５に試薬層２６を形成する。試薬層２６は、反応セル２５に試薬含有液を点着する点着工程、および試薬含有液を乾燥させる乾燥工程を経て形成される。

図６Ａに示したように、試薬含有液の点着は、たとえばインクジェットヘッド５により試薬含有液を微量な液滴５０として繰り返し点着することにより行なわれる。１つの液滴５０の量は、たとえば１０〜３００ｐＬ程度とされ、１つの試薬層２６を形成するための液滴数は、たとえば１０〜８００程度とされ、１つの試薬層２６を形成するための総点着量は、たとえば１０〜１００ｎＬとされる。このようにして所定量の試薬含有液を反応セル２５に点着した場合には、図６Ｂに示したように反応セル２６にはドーム状の形態として試薬含有液５１が保持される。

もちろん、試薬層２６の点着は、必ずしも微量な液滴５０を繰り返し点着して行なう必要はなく、ノズルなどを用いて１度に所定量の試薬含有液を点着することにより行なってもよい。

ここで、試薬含有液としては、たとえば試薬および乾燥促進剤としての四ホウ酸塩を含むものが用いられ、これらの成分以外に、必要に応じて、蒸留水、緩衝液、防腐剤や界面活性剤などを含ませてもよい。

試薬含有液における試薬の組成は、分析対象成分の種類に応じて適宜選択されるが、試薬としては、たとえば発色剤、電子伝達物質、および酸化還元酵素を挙げることができる。

四ホウ酸塩としては、好ましくは四ホウ酸ナトリウムあるいは四ホウ酸カリウムが使用され、最も好ましくは四ホウ酸ナトリウムが使用される。試薬含有液における四ホウ酸塩の含有量は、たとえば試薬含有液１００ｍｌに対して１ｇ以上とされ、好ましくは１〜１０ｇとされる。これは、四ホウ酸塩の添加量が少なすぎる場合には十分な乾燥促進効果が得られない一方で、四ホウ酸塩の添加量が多すぎる場合には試薬含有液に対して四ホウ酸塩が十分に溶解しないことがあるからである。

また、試薬含有液には、乾燥時間を短くする目的で、試薬安定化剤としてスクロースを添加してもよい。この場合のスクロースの添加量は、試薬含有液を乾燥させて形成される試薬層２６の表面に凹凸やヒビ割れを生じさせない範囲、たとえば試薬含有液１００ｍｌに対して５〜１５ｇとされる。

一方、乾燥工程は、試薬含有液５１が保持された基板２を、所定の環境下に放置することにより行なわれる。ここで、乾燥工程における所定の環境は、たとえば相対湿度が１０％以下、温度が室温ないし常温（２０℃〜３０℃程度）とされる。試薬含有液の乾燥時間は、乾燥促進剤の種類や量を含めた試薬含有液の組成に応じて決定されるが、通常は、２〜１２時間とされる。

もちろん、乾燥工程における相対湿度、温度および乾燥時間は、試薬を劣化させない限りは、上述した範囲には限定されず、種々に変更可能である。

試薬含有液の乾燥が完了し、試薬層２６が形成された場合には、基板２およびカバー３を接合することにより、図１に示したマイクロデバイス１が形成される。ここで、基板２およびカバー３の接合は、たとえばホットメルト接着剤を用いるなどして行なわれる。

本発明では、乾燥促進剤としての四ホウ酸塩を含む試薬含有液５１を用いて試薬層２６を形成している。この四ホウ酸塩は、従来より試薬安定化剤として使用されていたスクロースに比べて、乾燥促進効果が高いことが本発明者により確認されている。そのため、試薬含有液中に吸湿性や保湿性の高い成分（たとえばＮ−メチル−Ｄ−グルカミンや３−（Ｎ−モルホリノ）プロパンスルホン酸）が多く含まれている場合であっても、乾燥後に形成される試薬層２６の表面に不均一な凹凸が生じ、あるいは試薬層２６の表面にヒビ割れが生じることもなく、表面性状を安定化させることができる。その結果、反応セル２５に試料Ｓを導入させて試薬層２６を溶解させた場合に、気泡が生じることが抑制され、また試薬層２６が略均一に溶解して溶解液における試薬の濃度を均一化することが可能となる。これにより、本発明に形成される試薬層２６ひいては分析用具では、測定誤差を向上させることができるようになる。

また、乾燥促進剤として四ホウ酸塩を試薬含有液５１に含ませた場合には、自然乾燥、あるいは低湿度条件下での乾燥であっても比較的短時間で試薬含有液５１を乾燥させることができる。そのため、試薬含有液５１を乾燥させるときに試薬成分が劣化してしまうことを抑制することができ、試薬成分の劣化に起因する測定精度の低下を抑制することができる。

もちろん、本発明は、上述した実施の形態には限定されず、種々に変更可能である。たとえば、先の実施の形態においては、複数の流路が放射状に設けられたマイクロデバイスを対象として説明したが、本発明は他の形態の分析用具を製造する場合、あるいは当該分析用具の試薬層を形成する場合にも適用することができる。本発明の適用対象となる分析用具としては、上述のマイクロデバイス１に加えて、たとえば図７Ａないし図７Ｃに示したものを挙げることができる。

図７Ａに示した分析用具６は、１つの流路６０が形成されたものである。より具体的には、分析用具６は、試料導入口６１から導入された試料が反応セル６２に供給され、反応セル６２において試料によって試薬層６３が溶解させられるように構成されたものである。

図７Ｂに示した分析用具７は、複数の流路７０（図面上は２つ）が互いに平行に設けられたものであり、各流路７０に反応セル７１（試薬層７２）が設けられたものである。この分析用具７では、同一試料について複数の項目を同時、あるいは同一項目について複数の試料について同時に分析することができる。

図７Ｃに示した分析用具８は、試料導入口８０Ａ，８０Ｂから導入された試料あるいは試薬を個別流路８１，８２において個別に移動させた後に共通流路８３において合流させ、共通流路８３に設けられた１つの反応セル８４（試薬層８５）に試料が供給されるように構成されたものである。

本発明はまた、毛細管力により試料を移動させる分析用具に限らず、ポンプなどの外部動力により試料を移動させるように構成された分析用具、あるいは光学的手法により試料の分析を行なうように構成された分析用具に限らず、電気化学的手法により試料の分析を行なうように構成された分析用具の試薬層を形成する場合にも適用することができる。

次に、本発明を実施例として説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。

本実施例では、アルカリフォスファターゼ（ＡＬＰ）を測定するのに適合した試薬層を形成する際に、試薬含有液に四ホウ酸Ｎａあるいは四ホウ酸Ｋを添加した場合の乾燥促進効果を検討した。

試薬層は、ポリスチレン（ＰＳ）製の基材に対してディスペンサを用いて試薬含有液を点着した後に一晩乾燥させることにより形成した。試薬含有液は、下記表１に示す基本組成に下記表２に示す乾燥促進剤や試薬安定化剤を添加したものとして調整した。試薬含有液を点着量は、５０ｎＬとした。

乾燥促進効果は、乾燥後の試薬層の性状および乾燥後の試薬層を針で擦った後の性状を光学顕微鏡により確認することにより検討した。乾燥後の試薬層の光学顕微鏡写真についは図８Ａ〜図１４Ａに、試薬層を針で擦った後の光学顕微鏡写真については図８Ｂ〜図１４Ｂにそれぞれ示した。

図８Ａから分かるように、乾燥促進剤および試薬安定化剤を添加していない処方Ａでは、試薬層において試薬の分離が認められた一方で、図８Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、試薬層が多くの水分を含み、試薬層がほとんど乾燥していないことが確認された。

また、図９Ａから分かるように、試薬安定化剤としてのスクロースを試薬含有液（スクロースを除く）に対して１０ｖｏｌ％添加した処方Ｂでは、試薬安定化剤や乾燥促進剤を添加していないときと比べて試薬層における試薬の分離は改善されているものの、試薬層において試薬の分離が認められた。その一方で、図９Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、完全には乾燥していないものの、乾燥促進剤を添加しない場合に比べて試薬層の乾燥が促進されていることが確認された。

これに対して、図１０Ａから分かるように、乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａを試薬含有液（四ホウ酸Ｎａを除く）に対して１ｖｏｌ％添加した処方Ｃでは、乾燥促進剤および試薬安定化剤を添加していないとき、あるいは試薬安定化剤としてスクロースを添加したときとは異なり、試薬層における試薬の分離が認められなかった。また、図１０Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、完全には乾燥していないものの、乾燥促進剤や試薬安定化剤を添加しない場合に比べて試薬層の乾燥が促進されていることが確認された。

図１１Ａから分かるように、乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａを試薬含有液（四ホウ酸Ｎａを除く）に対して３ｖｏｌ％添加した処方Ｄでは、試薬層における試薬の分離が認められず、凹凸の発生あるいはヒビ割れの発生もなかった。また、図１１Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、完全には乾燥していないものの、試薬安定化剤としスクロースを１０ｖｏｌ％添加しない場合と同等、あるいはそれ以上に試薬層の乾燥が促進されていることが確認された。すなわち、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを用いた場合には、乾燥時間を短くする目的で試薬安定化剤としてスクロースを用いる場合に比べて、少ない添加量でスクロースと同等またはそれ以上の乾燥促進効果が得られることが確認された。

図１２Ａから分かるように、乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａを試薬含有液（四ホウ酸Ｎａを除く）に対して５ｖｏｌ％添加した処方Ｅでは、試薬層における試薬の分離が認められず、試薬層の表面における凹凸の発生あるいはヒビ割れも確認されなかった。また、図１２Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、四ホウ酸Ｎａを３ｖｏｌ％添加した場合に比べて試薬層の乾燥がさらに促進されていることが確認された。

図１３Ａから分かるように、四ホウ酸Ｎａを試薬含有液（四ホウ酸Ｎａを除く）に対して１０ｖｏｌ％添加した処方Ｆでは試薬層における試薬の分離が認められず、図１３Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には試薬層が割れてしまうほど試薬層が完全に乾燥していること確認された。

一方、図１４Ａから分かるように、乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｋを試薬含有液（四ホウ酸Ｋを除く）に対して５ｖｏｌ％添加した処方Ｇでも、試薬層における試薬の分離が認められなかった。また、図１４Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、完全には乾燥していないものの、乾燥促進剤を添加しない場合に比べて試薬層の乾燥が十分に促進されていることが確認された。

以上の結果より、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを添加した場合には、試薬含有層の乾燥が促進されるとともに、その乾燥促進効果は、乾燥時間を短くする目的で添加される試薬安定化剤としてのスクロースを添加する場合と比べて、より少量で、より効果的な乾燥促進効果が得られることが分かった。また、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｋを使用した場合にも、四ホウ酸Ｎａを使用した場合と同様な結果が得られることが分かった。

本実施例では、実施例１の手法により形成した試薬層を有するマイクロデバイスについて、測定再現性を検討した。

マイクロデバイスは、図７Ａに示したものと類似の形態とし、試薬層は、実施例１と同様にして形成した。ただし、マイクロデバイスにおける基板およびカバーはポリスチレン（ＰＳ）により形成し、試薬層を形成するための試薬含有液としては、上記表１の基本組成に対して、試薬安定剤としてスクロースを１５％ｖｏｌ％含有させたもの、および乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを５ｖｏｌ％含有させたものを用いた。試薬含有液の点着はディスペンサを用いて行い、その点着量は５０ｎＬとした。

測定再現性は、スクロースおよび四ホウ酸Ｎａを添加した場合のそれぞれについて、１０個のマイクロデバイスに対して蒸留水を供給し、そのときの反応セルにおける吸光度を測定することにより行った。吸光度の測定結果については、下記表３および表４に示した。

また、１０個のマイクロデバイスから任意に選択されたマイクロデバイスについて、マイクロスコープにより気泡の発生状況を確認した。スクロースを添加した場合のマイクロスコープ写真は図１５Ａに、四ホウ酸Ｎａを添加した場合のマイクロスコープ写真は図１５Ｂにそれぞれ示した。

表３および表４から分かるように、試薬の乾燥時間を短くする目的で試薬安定化剤としてスクロースを使用した場合に比べて、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを使用した場合のほうが測定される吸光度が安定しており、測定再現性に優れたものとなった。

図１５Ａから分かるように、試薬安定化剤としてのスクロースを使用した場合には、反応セルにおいて気泡の発生が確認された。その一方で、図１５Ｂに示したように、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを使用した場合には、反応セルにおいて気泡の発生が確認されなかった。

以上の結果から、試薬安定化剤としてスクロースを使用した場合には、試薬層の表面性状が悪化するために、試薬層を溶解させたときに気泡が発生し、測定される吸光度が安定せずに再現性が悪化するものと考えられる。これに対して、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを使用した場合には、試薬層の表面性状が改善されるために、試薬層を溶解させたときに気泡が発生せず、測定される吸光度が安定して再現性が改善するものと考えられる。したがって、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを使用した場合には、測定精度を向上させることができる。このような効果は、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを使用する場合に限らず、四ホウ酸Ｋを使用する場合に得られるものと推認される。

本実施例では、グルコース（Ｇｌｕ）を測定するのに適合した試薬層を形成する際に、四ホウ酸Ｎａを添加した場合の乾燥促進効果を検討した。

試薬層は、ポリスチレン（ＰＳ）製の基材に対して試薬含有液を点着した後に一晩乾燥させることにより形成した。試薬含有液は、下記表５に示す基本組成に下記表６に示す乾燥促進剤や試薬安定化剤を添加したものとして調整した。試薬含有液の点着はディスペンサを用いて行い、その点着量は５０ｎＬとした。

乾燥促進効果は、乾燥後の試薬層の性状および乾燥後の試薬層を針で擦った後の性状を光学顕微鏡で確認することにより判断した。乾燥後の試薬層の光学顕微鏡写真についは図１６Ａ〜図２１Ａに、試薬層を針で擦った後の光学顕微鏡写真については図１６Ｂ〜図２１Ｂにそれぞれ示した。

図１６Ａから分かるように、乾燥促進剤および試薬安定化剤を添加していない処方Ａでは、試薬層において試薬の分離が認められなかったが、図１６Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、試薬層が多くの水分を含み、試薬層がほとんど乾燥していないことが確認された。

図１７Ａから分かるように、乾燥時間を短くする目的での試薬安定化剤としてのスクロースを試薬含有液（スクロースを除く）に対して１０ｖｏｌ％添加した処方Ｂでは、試薬層において試薬の分離が認められなかったが、図１７Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、試薬含有液がありま乾燥しておらず、乾燥がほとんど促進されていないことが確認された。

図１８Ａから分かるように、試薬安定化剤としてのスクロースを試薬含有液（スクロースを除く）に対して１５ｖｏｌ％添加した処方Ｃでは、試薬層において試薬の分離が認められなかったが、図１８Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、試薬層が柔らかく、多くの水分を含んでおり、試薬含有液があまり乾燥しておらず、乾燥が十分に促進されていないことが確認された。

図１９Ａから分かるように、試薬安定化剤としてのスクロースを試薬含有液（スクロースを除く）に対して２０ｖｏｌ％添加した処方Ｄでは、試薬層の表面に凹凸が現われた。一方、図１９Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、試薬含有液の乾燥が促進されていることが確認された。すなわち、試薬安定化剤としてスクロースを添加する場合には、添加量を多くしないと試薬含有液の乾燥が促進されないばかりか、試薬層の表面性状が悪化した。

これに対して、図２０Ａから分かるように、乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａを試薬含有液（四ホウ酸Ｎａを除く）に対して２ｖｏｌ％添加した処方Ｅでは、試薬安定化剤としスクロースを２０ｖｏｌ％添加したときのような試薬層における試薬の分離や表面性状の悪化（凹凸やヒビ割れの発生）が認められなかった。また、図２０Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、完全には乾燥していないものの、試薬安定化剤としてスクロースを１５ｖｏｌ％添加した場合よりも試薬含有液の乾燥が促進されていた。すなわち、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを用いた場合には、試薬安定化剤としてスクロースを用いる場合に比べて、少ない添加量でスクロースと同等またはそれ以上の乾燥促進効果が得られるばかりか、試薬層の表面性状が悪化することもないことが確認された。

図２１Ａから分かるように、乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａおよびスクロースを、それぞれ試薬含有液（四ホウ酸Ｎａおよびスクロースを除く）に対して２ｖｏｌ％および１５ｖｏｌ％添加した処方Ｆでは、スクロースを単独で加える場合に比べて試薬層の表面性状が改善されていた。また、図２１Ｂに示したように、試薬層は、完全に乾燥していることが確認された。

以上の結果より、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを添加した場合には、試薬含有層の乾燥が促進されるとともに、その乾燥促進効果は、試薬安定化剤としてスクロースを添加する場合と比べて、より少量で、より効果的な乾燥促進効果が得られることが分かった。さらに、乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａと試薬安定化剤としてのスクロースとを併用することにより、スクロースを単独で用いる場合に比べて表面性状が改善されることが分かった。

このような乾燥促進効果は、実施例１の場合と同様に乾燥促進剤として四ホウ酸Ｋを使用した場合であっても得られるものと推認される。また、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを添加した場合には、試薬層における試薬成分の分離、表面の凹凸および表面のヒビ割れが生じていないことから、実施例２の場合と同様に、試薬層を溶解させたときに気泡が発生するのが抑制され、測定再現性が改善させるものと推認される。

本実施例では、乳酸脱水素酵素（ＬＤＨ）を測定するのに適合した試薬層を形成する際に、四ホウ酸Ｎａを添加した場合の乾燥促進効果を検討した。

試薬層は、ポリスチレン（ＰＳ）製の基材に対して試薬含有液を点着した後に一晩乾燥させることにより形成した。試薬含有液は、下記表７に示す基本組成に下記表８に示す乾燥促進剤を添加したものとして調整した。試薬含有液の点着はディスペンサを用いて行い、その点着量は５０ｎＬとした。

乾燥促進効果は、乾燥後の試薬層の性状および乾燥後の試薬層を針で擦った後の性状を光学顕微鏡により確認することにより判断した。乾燥後の試薬層の光学顕微鏡写真についは図２２Ａおよび図２３Ａに、試薬層を針で擦った後の光学顕微鏡写真については図２２Ｂおよび図２３Ｂにそれぞれ示した。

図２２Ａから分かるように、乾燥促進剤を添加していない処方Ａでは、試薬層において試薬の分離が認められていないが、図２２Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、試薬含有液が完全には乾燥していないことが確認された。

これに対して、図２３Ａから分かるように、乾燥促進剤としての四ホウ酸Ｎａを試薬含有液（四ホウ酸Ｎａを除く）に対して５ｖｏｌ％添加した処方Ｂでは、試薬層における試薬の分離が認められず、また図２３Ｂに示したように、試薬層を針で擦った場合には、乾燥促進剤を添加していないときに比べて試薬層の乾燥が促進され、一晩で完全に乾燥していた。

以上の結果より、乳酸脱水素酵素（ＬＤＨ）を測定するのに適合した試薬層を上記表７の基本組成に基づいて形成する場合においても、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを添加した場合には、試薬層における試薬成分の分離、表面の凹凸および表面のヒビ割れが生じることなく、試薬含有層の乾燥が促進されることが分かった。

このような乾燥促進効果は、実施例１の場合と同様に乾燥促進剤として四ホウ酸Ｋを使用した場合、あるいは実施例３と同様に乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａと試薬安定化剤としてスクロースとを併用する場合であっても得られるものと推認される。また、乾燥促進剤として四ホウ酸Ｎａを添加した場合には、試薬層における試薬成分の分離、表面の凹凸および表面のヒビ割れが生じていないことから、実施例２の場合と同様に、試薬層を溶解させたときに気泡が発生するのが抑制され、測定再現性が改善させるものと推認される。

先に説明した実施例１〜４では、測定対象がＡＬＰ、ＧｌｕおよびＬＤＨである試薬層を表１、表５および表７に示した基本組成に基づいて形成する場合について、四ホウ酸Ｎａおよび四ホウ酸Ｋの乾燥促進効果について検証したが、本発明は、上述の測定対象のための試薬層を形成する場合、あるいは表１、表５および表７の基本組成に基づいて上述の測定対象のための試薬層を形成する場合には限定されず、他の成分を測定するのに適合した試薬層を形成する場合、あるいは表１〜表３以外の組成で上述の測定対象のための試薬層を形成する場合についても適用することができる。

Claims (25)

1. 基材に対して試薬含有液を保持させる第１工程と、
   前記試薬含有液を乾燥させる第２工程と、
   を含む、分析用具における試薬層の形成方法であって、
   試前記薬含有液として、乾燥促進剤としての四ホウ酸塩を含むものを用いる、試薬層の形成方法。
2. 前記試薬含有液における四ホウ酸塩の含有量は、前記試薬含有液１００ｍｌに対して１ｇ以上である、請求項１に記載の試薬層の形成方法。
3. 前記試薬含有液における四ホウ酸塩の含有量は、前記試薬含有液１００ｍｌに対して１〜１０ｇである、請求項２に記載の試薬層の形成方法。
4. 前記四ホウ酸塩は、四ホウ酸ナトリウムまたは四ホウ酸カリウムである、請求項１に記載の試薬層の形成方法。
5. スクロースをさらに含んでいる、請求項１に記載の試薬層の形成方法。
6. 前記試薬含有液におけるスクロースの含有量は、試薬含有液１００ｍｌに対して５〜１５ｇである、請求項５に記載の試薬層の形成方法。
7. 前記試薬含有液は、酵素および発色剤のうちの少なくとも一方を含んでいる、請求項１に記載の試薬層の形成方法。
8. 前記第１工程においては、前記試薬含有液は、基材に対して１０〜１００ｎＬ保持させられる、請求項１に記載の試薬層の形成方法。
9. 前記第２工程においては、前記試薬含有液は、相対湿度が１０％以下の環境化で乾燥させられる、請求項１に記載の試薬層の形成方法。
10. 前記第２工程においては、前記試薬含有液は、室温で乾燥させられる、請求項９に記載の試薬層の形成方法。
11. 前記試薬層は、アルカリフォスファターゼ、グルコース、あるいは乳酸脱水素酵素を分析するためのものである、請求項１に記載の試薬層の形成方法。
12. 前記試薬層は、単一層として形成される、請求項１に記載の試薬層の形成方法。
13. 前記試薬層は、試料により溶解させられる固層として形成される、請求項１に記載の試薬層の形成方法。
14. 試料と反応させるための試薬層を備えた分析用具の製造方法であって、
    基材に対して試薬含有液を保持させる第１工程と、
    前記試薬含有液を乾燥させる第２工程と、
    を含んでおり、
    前記試薬含有液として、乾燥促進剤としての四ホウ酸塩を含むものを用いる、分析用具の製造方法。
15. 前記分析用具は、試料と試薬とを反応させるための反応槽を備えたものであり、
    前記試薬層は、前記反応槽に設けられる、請求項１４に記載の分析用具の製造方法。
16. 前記分析用具は、光学的手法により試料の分析を行なうために使用されるものである、請求項１４に記載の分析用具の製造方法。
17. 試料と試薬とを反応させるための試薬層を備えた分析用具であって、
    前記試薬層は、四ホウ酸塩を含んでいる、分析用具。
18. 前記試薬層における四ホウ酸塩の含有量は、３〜１５ｗｔ％である、請求項１７に記載の分析用具。
19. 前記四ホウ酸塩は、四ホウ酸ナトリウムまたは四ホウ酸カリウムである、請求項１７に記載の分析用具。
20. スクロースをさらに含んでいる、請求項１７に記載の分析用具。
21. 前記試薬層におけるスクロースの含有量は、５〜３０ｗｔ％である、請求項２０に記載の分析用具。
22. 前記試薬層は、単一層として形成されている、請求項１７に記載の分析用具。
23. 前記試薬層は、試料により溶解させられる固層として形成されている、請求項１７に記載の分析用具。
24. 試料と試薬とを反応させるための反応槽をさらに備えており、
    前記試薬層は、前記反応槽に設けられている、請求項１７に記載の分析用具。
25. 光学的手法により試料の分析を行なうためのものである、請求項１７に記載の分析用具。