WO2006035874A1 - 多層分析要素 - Google Patents

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WO2006035874A1
WO2006035874A1 PCT/JP2005/017954 JP2005017954W WO2006035874A1 WO 2006035874 A1 WO2006035874 A1 WO 2006035874A1 JP 2005017954 W JP2005017954 W JP 2005017954W WO 2006035874 A1 WO2006035874 A1 WO 2006035874A1
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layer
water
porous membrane
fibrous porous
analytical element
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PCT/JP2005/017954
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Inventor
Yoshihiko Abe
Original Assignee
Fujifilm Corporation
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/52Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
    • G01N33/525Multi-layer analytical elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5023Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures with a sample being transported to, and subsequently stored in an absorbent for analysis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0825Test strips
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    • B01L2300/00Additional constructional details
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    • B01L2300/0887Laminated structure
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    • B01L2400/08Regulating or influencing the flow resistance
    • B01L2400/084Passive control of flow resistance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators

Definitions

  • the present invention relates to a dry multi-layer analytical element used for clinical inspection, food inspection, environmental analysis, etc.
  • a non-fibrous porous material of a development layer contains a hydrophilic polymer.
  • the performance is not substantial.
  • An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art. That is, an object of the present invention is to provide a dry multilayer analytical element having a porous membrane as a spreading layer, and by maintaining the diffusion rate of the specimen in the porous membrane constant, stable performance that is not affected by the liquid volume. It is to provide a dry multilayer analytical element having.
  • the present inventors have determined that a dry multi-layer for liquid sample analysis in which a porous liquid sample developing layer composed of a functional layer and a non-fibrous multi-porous film is laminated and integrated. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by including a water-soluble polymer in the non-fibrous porous membrane without interacting with the functional layer in the analytical element, and the present invention has been completed.
  • a porous liquid sample developing layer comprising at least one functional layer and at least one non-fibrous porous membrane is stacked in this order on one surface of a water-impermeable flat support.
  • a dry multilayer analytical element for liquid sample analysis in which a water-soluble polymer is contained in a non-fibrous porous film without interacting with the functional layer.
  • the non-fibrous porous membrane is 6, 6-nylon, 6-nylon, acrylate copolymer, polyacrylate, polyacrylonitrile, polyacrylonitrile copolymer, polyamide, polyimide, polyamideimide, Polyurethane, polyethersulfone, polysulfone, mixture of polyethersulfone and polysulfone, cellulose acylate, oxide of cellulose acylate, polyester, polyester carbonate, polyethylene, polyethylene chlorotrifluoroethylene copolymer, polyethylene tetrafluoro Loethylene copolymer, polysalt Buluene, polyolefin, polycarbonate, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyphenylene sulfide, polyphenol-lenoxide, polyfluorocarbonate, polypropylene, polybenzimidazole, polymethyl methacrylate, styrene acrylonitrile copolymer, styrene
  • the non-fibrous porous membrane is an asymmetric membrane.
  • the multilayer analytical element of the present invention is a force produced by laminating a non-fibrous porous film in which a water-soluble polymer is previously dispersed on a functional layer, or a non-fibrous porous element. It is manufactured by laminating a membrane on a functional layer and then impregnating a non-fibrous porous membrane with a water-soluble polymer.
  • the dry multilayer analytical element for liquid sample analysis of the present invention comprises a porous liquid sample spreading layer comprising at least one functional layer and at least one non-fibrous porous membrane on one side of a water-impermeable flat support.
  • the non-fibrous porous membrane contains a water-soluble polymer without interacting with the functional layer.
  • a water-soluble polymer is contained in the non-fibrous porous film used as the porous liquid sample developing layer without interacting with the functional layer.
  • the diffusion rate of the specimen in the non-fibrous porous membrane is substantially constant.
  • a non-fibrous porous film in which a water-soluble polymer is uniformly dispersed is laminated without interacting with the lower layer (functional layer), or the non-fibrous porous film is placed on the functional layer. After laminating, the non-fibrous porous film can be impregnated with the water-soluble polymer without interacting with the lower layer.
  • the polymer dispersed in the spreading layer is not particularly limited as long as it is a water-soluble polymer.
  • cellulose ethers such as carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, alginic acid and alginic acid derivatives, polyvinyl Examples include alcohol and derivatives thereof, polyacrylic acid and derivatives thereof, polyethylene glycol and polyethylene oxide, water-soluble polysaccharides and derivatives thereof, and the like. These copolymers may be used, or they may be mixed and used.
  • the amount of the water-soluble polymer to be dispersed in the spreading layer and more preferably preferably is 0.1 to 10 g / m 2 instrument 1.0 ⁇ 5g / m 2 force S.
  • water-impermeable flat support a water-impermeable support used in a conventionally known dry analytical element can be used.
  • water-impermeable supports include polyethylene terephthalate, bisphenol A polycarbonate, polystyrene, senorelose ester (eg, senorelose diacetate, senorelose triacetate, senorelose acetate pionate, etc.), etc.
  • a film or sheet-like support having a thickness of about 50 ⁇ m force and about 1 mm, preferably about 80 ⁇ m force and about 300 ⁇ m can be mentioned.
  • an undercoat layer may be provided on the surface of the support to strengthen the adhesion between the adhesive layer provided on the support and the support. Further, instead of the undercoat layer, the surface of the support may be subjected to a physical or chemical activity treatment to improve the adhesion.
  • the dry multilayer analytical element of the present invention includes a porous liquid sample developing layer composed of at least one non-fibrous porous membrane.
  • the porous liquid sample spreading layer spreads in a plane without substantially uneven distribution of components contained in the aqueous specimen, and has a function of supplying the functional layer at a substantially constant rate per unit area. Is a layer.
  • the porous liquid sample spreading layer need not be limited to only one layer, and a laminate in which two or more non-fibrous porous membranes are bonded with an adhesive partially disposed can be used.
  • the porous liquid sample development layer may contain a development control agent such as a hydrophilic polymer for the purpose of controlling the development.
  • a reagent for carrying out the target detection reaction, a reagent for promoting the detection reaction, various reagents for reducing or preventing interference 'interference reaction, or a part of these reagents should be included. Can do.
  • the porous liquid sample development layer in the present invention is made of a non-fibrous porous film.
  • the non-fibrous porous membrane is a porous membrane that also has organic polymer strength.
  • a porous film having an organic high molecular force either a symmetric film or an asymmetric film can be used.
  • the asymmetry rate is preferably 2.0 or more, The asymmetry rate is preferably less than 2.0.
  • an asymmetric porous membrane is a porous membrane in which the average pore size of one surface is larger than the average pore size of the other surface, and the asymmetry rate is large, while the average pore size of one is small. It is the value divided by the average pore diameter.
  • porous film having organic polymer strength examples include 6, 6 nylon, 6 nylon, acrylate copolymer, polyacrylate, polyacrylonitrile, polyacrylonitrile copolymer, polyamide, polyimide, Polyamideimide, polyurethane, polyethersulfone, polysulfone, a mixture of polyethersulfone and polysulfone, cellulose acylate, hatched cellulose acylate, polyester, polyester carbonate, polyethylene, polyethylene trifluoroethylene copolymer Polymer, Polyethylenetetrafluoroethylene copolymer, Polyvinyl chloride, Polyolefin, Polycarbonate, Polytetrafluoroethylene, Polyvinylidene difluoride, Polyphenylene sulfide, Polyphenylene oxide, Fluorocarbonate, polypropylene, polybenzimidazole, polymethyl methacrylate, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-
  • polysulfone More preferred is polysulfone, polyethersulfone, cellulose acylate, 6, 6 nylon, or 6-nylon, particularly preferred is polysulfone or polyether sulfone, and most preferred is polysulfone.
  • the film thickness of the non-fibrous porous membrane is preferably 80 to 300 m, more preferably 100 to 200 ⁇ m, and particularly preferably 130 to 160 ⁇ m.
  • the average pore diameter of the non-fibrous porous membrane is preferably 0.3 to LO / zm, and more preferably 0.45 to 5 ⁇ .
  • Examples of the configuration of the dry multilayer analysis element for liquid sample analysis of the present invention include: (1) A plurality of functional layers are provided on a transparent support, and a porous liquid is further provided on the functional layers. A dry multilayer analytical element for liquid sample analysis provided with a sample spreading layer, and (2) one or more functional layers are provided on the transparent support, and further on the functional layer for sample analysis And a dry multilayer analysis element for liquid sample analysis provided with a porous liquid sample development layer containing a reagent. That is, the porous liquid sample development layer in the present invention may or may not contain a reagent for sample analysis! ,.
  • the reagent-containing membrane can be produced by previously immersing the porous membrane in a reagent solution and drying it.
  • a reagent-containing non-fibrous porous membrane can be produced by applying a reagent solution on the porous membrane and drying it, but the means is not particularly limited.
  • the dry multilayer analytical element of the present invention includes at least one functional layer.
  • the number of functional layers is not particularly limited as long as it is one or more, and may be one layer or a plurality of layers of two or more layers.
  • the functional layer include an adhesive layer that adheres the spreading layer and the functional layer, a water absorbing layer that absorbs the liquid reagent, a mordant layer that prevents diffusion of the dye generated by the chemical reaction, and a gas selectively.
  • Examples include a layer, a separation layer for separating blood cells and plasma, a reagent layer containing a reagent that reacts with an analyte, and a coloring layer containing a color former.
  • a hydrophilic polymer layer can be provided as a functional layer on a support, optionally via another layer such as an undercoat layer.
  • the hydrophilic polymer layer is, for example, a non-porous, water-absorbing and water-permeable layer. Basically, a water-absorbing layer consisting only of a hydrophilic polymer, and a color that directly participates in a color development reaction using a hydrophilic polymer as a binder.
  • a reagent layer containing a part or all of the reagent, a detection layer containing a component (for example, a mordant) that fixes and immobilizes the coloring dye in the hydrophilic polymer, and the like can be provided.
  • the reagent layer reacts with the analyte in the aqueous liquid to produce an optically detectable change.
  • a water-absorbing and water-permeable layer in which at least a portion of the pharmaceutical composition is substantially uniformly dispersed in the hydrophilic polymer binder.
  • This reagent layer includes an indicator layer, a coloring layer, and the like.
  • Hydrophilic polymers that can be used as a binder in the reagent layer generally have a swelling rate upon water absorption of 30 ° C of about 150% force to about 2000%, preferably about 250% force to about 1500%.
  • Natural or synthetic hydrophilic polymer include gelatin (eg, acid-treated gelatin, deionized gelatin, etc.) and gelatin derivatives (eg, phthalic gelatin, disclosed in JP-A-60-108753). Hydroxy acrylate graft gelatin, etc.), agarose, pullulan, pullulan derivatives, polyacrylamide, polybulal alcohol, polybulurpyrrolidone and the like.
  • the reagent layer can be a layer that is appropriately crosslinked and cured using a crosslinking agent.
  • cross-linking agents include 1,2-bis (vinylsulfolacetamido) ethane for gelatin, bis (bululsulfol methyl) ether and other known sulfone cross-linking agents such as aldehyde, aldehyde for methallyl alcohol copolymer, Examples include glycidyl group-containing epoxy compounds.
  • the thickness of the reagent layer when dried is in the range of about 1 ⁇ m force to about 100 ⁇ m, more preferably about 3 ⁇ m force in the range of about 30 ⁇ m.
  • the reagent layer is preferably substantially transparent.
  • a reagent suitable for the detection can be selected according to the test substance.
  • leuco dyes such as leuco cyanine dyes, nitro-substituted leuco dyes and leucophthalein dyes
  • pH indicators such as bromophenol blue, bromocresol green, bromothymol blue, quinoline blue and rosoleic acid (Kyoritsu Shuppan Co., Ltd.) Chemistry Dictionary, pp.
  • Triarylmethane Dye Precursor Leucobenzylidene Dye (described in JP-A-55-379 and JP-A-56-145273): Diazo-U Salt and azo dye coupler: base bleachable dye Etc. can be used.
  • the blending amount of the color developing ammonia indicator with respect to the weight of the binder is preferably within the range of about 1 to 20% by weight.
  • the reagent that reacts with the ammonia-producing substance that is the test substance to generate ammonia is analyzed according to the type of ammonia-producing substance that is the test substance that is preferably an enzyme- or enzyme-containing reagent.
  • a suitable enzyme can be selected and used. When an enzyme is used as the reagent, the specific power of the enzyme also determines the combination of the ammonia-producing substance and the reagent.
  • an ammonia-generating substance and an enzyme as a reagent include urea: urease, creatine: creatine diminase, amino acid: amino acid dehydrogenase, amino acid: amino acid oxidase, amino acid: ammonia lyase, ammine: amine oxidase, Diamine: Aminoxidase, Glucose and Phosphoamidate: Phosphoamidate Hexose Phosphotransferase, ADP: Forced Rubamate Kinase and Phosphate Powered Lubamol, Acid Amide: Amidohydrolase, Nucleobase: Nucleobase Deaminase, Nucleoside Z Nucleoside Dea Minase, nucleotide: nucleotide deaminase, guanine: guanase and the like can be mentioned.
  • a reagent other than a reagent that reacts with an ammonia-generating substance to generate ammonia, an alkaline buffer, and a hydrophilic polymer binder that has a film-forming ability as necessary.
  • Wetting agents, binder cross-linking agents (curing agents), stabilizers, heavy metal ion trapping agents (complexing agents) and the like can be included.
  • Heavy metal ion trapping agents are used to mask heavy metal ions that inhibit enzyme activity.
  • Specific examples of the heavy metal ion trapping agent include complex xane such as EDTA ′ 2Na, EDTA′4Na, -tritriacetic acid (NTA), and diethylenetriaminepentaacetic acid.
  • reagent composition for measuring glucose examples include US Pat. No. 3,992,158; JP 54-26 793; JP 59-20853; JP 59-46854; JP 59-54962, etc.
  • Trinder reagent composition comprising glucose oxidase, peroxidase, 4-aminoantipyrine or a derivative thereof, and 1,7-dihydroxynaphthalene described in 1.
  • a light shielding layer can be provided on the reagent layer as necessary.
  • the light-shielding layer is a water-permeable material in which fine particles having a light-absorbing property or a light-reflecting property (the light-shielding property combined with these) are dispersed and held in a hydrophilic polymer binder having a small amount of film-forming ability. Or it is a water-permeable layer.
  • the light shielding layer is a water-based liquid that is spotted and supplied to a developing layer (to be described later) when photometric measurement is also performed on the side force of the support that has light permeability for detectable changes (color change, color development, etc.) generated in the reagent layer. In particular, the red color of hemoglobin when the sample is whole blood is shielded and also functions as a light reflection layer or a background layer.
  • Examples of fine particles having light reflectivity include titanium dioxide fine particles (rutile, anatase, or brookite particles having a particle size of about 0.1 ⁇ m to about 1.2 ⁇ m. Particles), barium sulfate fine particles, aluminum fine particles, or micro flakes.
  • Examples of light absorbing fine particles include carbon black, gas black, and carbon microbeads. Titanium oxide fine particles and barium sulfate fine particles are preferred. Particularly preferred are anatase-type titanium dioxide fine particles.
  • hydrophilic polymer binder having film-forming ability examples include weakly hydrophilic regenerated cellulose, cellulose acetate, etc. in addition to the hydrophilic polymer similar to the hydrophilic polymer used for producing the reagent layer described above.
  • hydrophilic polymer similar to the hydrophilic polymer used for producing the reagent layer described above.
  • gelatin, gelatin derivatives, polyacrylamide and the like are preferable.
  • Gelatin and gelatin derivatives can be used by mixing with known curing agents (crosslinking agents).
  • the light shielding layer can be provided by applying an aqueous dispersion of light shielding fine particles and a hydrophilic polymer on the reagent layer by a known method and drying. Also, instead of providing a light shielding layer, the spreading layer may contain light shielding fine particles.
  • An adhesive layer may be provided on the reagent layer in order to adhere and laminate the spreading layer, possibly via a light shielding layer or the like.
  • the adhesive layer is made of a hydrophilic polymer that can attach the spreading layer when wet with water or when swollen with water, thereby allowing the layers to be integrated together. It is preferable.
  • hydrophilic polymers that can be used in the production of adhesive layers include reagent layers The hydrophilic polymer similar to the hydrophilic polymer used for manufacture of this is mention
  • the dry thickness of the adhesive layer is generally in the range of about 0.5 ⁇ m force to about 20 ⁇ m, preferably about 1 ⁇ m to about 10 ⁇ m.
  • the adhesive layer may be provided on a desired layer in order to improve the adhesive strength between other layers.
  • the adhesive layer can be provided by a known method of applying an aqueous solution containing a hydrophilic polymer and, if necessary, a surfactant or the like on a support or a reagent layer.
  • a water absorbing layer can be provided between the support and the reagent layer.
  • the water-absorbing layer is a layer mainly composed of a hydrophilic polymer that swells by absorbing water, and is a layer that can absorb water of an aqueous liquid sample that reaches or penetrates the interface of the water-absorbing layer. Has an action of promoting the penetration of plasma, which is an aqueous liquid component, into the reagent layer.
  • the hydrophilic polymer used in the water absorbing layer can be selected from those used in the reagent layer described above.
  • the water-absorbing layer is most preferably gelatin or a gelatin derivative, polyacrylamide, polybulal alcohol, and particularly the above-mentioned gelatin, which is the same as the reagent layer in which gelatin or deionized gelatin is preferred.
  • the dry thickness of the water-absorbing layer is about 3 ⁇ m force to about 100 ⁇ m, preferably about 5 ⁇ m force to about 30 ⁇ m, and the coverage is about 3 gZ m 2 to about 100 g / m 2 , preferably Is in the range of about 5 g / m 2 force and about 30 g / m 2 .
  • the water-absorbing layer can contain a pH buffer, which will be described later, a known basic polymer, or the like to adjust the pH during use (when the analytical operation is performed). Further, the water absorbing layer can contain a known mordant, polymer mordant and the like.
  • the detection layer is generally a layer in which a dye or the like produced in the presence of a test component diffuses and can be optically detected through a light-transmitting support, and can be composed of a hydrophilic polymer.
  • a mordant for example, a cationic polymer may be included for the ionic dye.
  • the water absorption layer generally refers to a layer in which the dye produced in the presence of the test component does not substantially diffuse, and is distinguished from the detection layer in this respect.
  • a surfactant may be contained in the reagent layer, the water absorption layer, the adhesive layer, the spreading layer, and the like. An example is a nonionic surfactant.
  • non-ionic surfactant examples include p-octylphenoxypolyethoxyethanol, p-nonylphenoxypolyethoxyethanol, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene sorbitan monolaure. And p-noyulphenoxypolyglycidol and octyldarcoside.
  • the test substance targeted by the dry multilayer analytical element of the present invention is not particularly limited, and any liquid sample (for example, whole blood, plasma, serum, lymph, urine, saliva, spinal fluid, vaginal fluid, etc.) Specific components in body fluids; drinking water, liquor, river water, factory wastewater, etc.).
  • any liquid sample for example, whole blood, plasma, serum, lymph, urine, saliva, spinal fluid, vaginal fluid, etc.
  • body fluids for example, whole blood, plasma, serum, lymph, urine, saliva, spinal fluid, vaginal fluid, etc.
  • body fluids for example, whole blood, plasma, serum, lymph, urine, saliva, spinal fluid, vaginal fluid, etc.
  • ARB albumin
  • CPK creatine kinase
  • ALT alanine aminotransferase
  • AST aspartate aminotransferase
  • GGT blood enzymes such as ⁇ -daltamyl transpeptidase
  • the dry multilayer analytical element of the present invention can be prepared by a known method.
  • the hemolysis reagent should be added to the aqueous reagent solution to be applied or impregnated beforehand.
  • Other methods include the use of a surfactant, an aqueous solution containing a hydrophilic polymer for controlling the development area, an organic solvent (ethanol, methanol, etc.) solution, or a water-organic solvent mixture solution. It can also be applied and impregnated. Analysis of the test substance using this can also be performed according to known methods.
  • the dry multi-layer analytical element of the present invention is cut into small pieces such as a square having a side of about 5 mm to about 30 mm or a circle of about the same size.
  • Japanese Utility Model Publication No. 56-142454 (corresponding US Pat. No. 4,387,990), Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-63452, Japanese Utility Model Publication No. 58-32350, Japanese Patent Application Publication No. 58-501144 Corresponding international publication: WO083Z00391) etc. It can be used as an id and is preferred in terms of manufacturing, packaging, transportation, storage, measurement operations, etc.
  • a small piece can be used in a container with an opening, or a small piece can be affixed to or used in an open card, or can be cut. Can be used as is.
  • the dry multilayer analytical element of the present invention has, for example, about 2 L to about 30 L, preferably 4 L to 15 L.
  • aqueous liquid sample solution in the range of L is spotted on the porous liquid sample spreading layer.
  • the color development or discoloration in the dry multilayer analytical element is reflected and photometrically measured from the light-transmitting support side, and the amount of the test substance in the sample can be determined according to the principle of the colorimetric measurement method using a calibration curve prepared in advance.
  • Measurement operations are disclosed in JP-A-60-125543, JP-A-60-220862, JP-A-61-294367, JP-A-58-161867 (corresponding US Pat. No. 4,424, 191) can be used to carry out highly accurate quantitative analysis with extremely easy operation. Depending on the purpose and required accuracy, semi-quantitative measurement may be performed by visually judging the degree of color development.
  • the dry multilayer analytical element of the present invention is stored and stored in a dry state until analysis, the reagent does not need to be prepared at the time of use, and generally the dry state has higher reagent stability. Therefore, it is superior to the so-called wet method in which the reagent solution must be prepared at the time of use, and is superior in convenience and speed. It is also excellent as an inspection method that can quickly perform highly accurate inspections with a small amount of liquid sample.
  • the integrated multilayer analytical element was cut into a 12 mm ⁇ 13 mm square chip and placed in a slide frame (described in Japanese Patent Publication No. 57-63452) to prepare a dry analytical element for uric acid analysis.
  • the lower layer had exactly the same formulation as the example, and instead of laminating the porous film, an aqueous solution having the following composition was applied and dried.
  • Test Example 1 (Development diffusion rate)
  • the diffusion rate was measured by the following method using the two dry analytical elements produced by the methods shown in Example 1 and Comparative Example 1.
  • a non-treated porous membrane is slit to a width of 10 mm to form a strip.
  • (1) (3) shows the diffusion rate of the liquid on the lower surface of the porous film of the produced slide development layer
  • (2) and (4) are on the upper surface of the produced slide development layer. It indicates the liquid diffusion rate. From Table 1, it can be seen that the porous film of the spread layer of the slide prepared in the example has substantially the same diffusion rate on the upper surface and the lower surface. On the other hand, the diffusion rate of the liquid on the upper surface of the porous layer of the spreading layer in the slide prepared in the comparative example is very slow relative to the lower surface of the spreading layer. I understand.
  • Test example 2 Liquid volume dependency
  • Example 1 The dependence of the liquid amount on the two dry analytical elements prepared by the methods shown in Example 1 and Comparative Example 1 was examined.
  • a specimen human pool serum was used, and 8 to 11 L of specimen was spotted on a slide.
  • the measurement was performed using FDC5000 manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd., and the measured value was read in advance from the reflection OD 4 minutes after spotting based on the built-in calibration curve.
  • Table 2 shows the ratio of values when other liquid volumes are spotted, assuming that the value when spotting 10 ⁇ L is 100.
  • the water-soluble polymer is contained in the non-fibrous porous membrane without interacting with the functional layer, so that the dependency on the liquid volume with high sensitivity is improved. It has become possible to provide a dry multilayer analytical element.

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Abstract

 本発明の目的は、多孔性膜をラミネートした場合においても、膜単体での特性が維持され、液量依存性がない多層分析要素を提供することである。本発明によれば、水不透過性平面支持体の片面上に、少なくとも1つの機能層と少なくとも1つの非繊維性多孔膜からなる多孔性液体試料展開層が、この順に積層一体化された液体試料分析用乾式多層分析要素において、非繊維性多孔膜中に水溶性ポリマーが機能層と相互作用することなく含まれている、液体試料分析用乾式多層分析要素が提供される。

Description

明 細 書
多層分析要素
技術分野
[0001] 本発明は、臨床検査、食品検査又は環境分析等に用いられる乾式多層分析要素
、およびその製造方法に関する。
背景技術
[0002] 臨床検査、食品検査及び環境分析の分野では、迅速'簡便に検体を処理する要求 が年々高くなつており、そのニーズに応えた乾式分析素子が汎用されている。乾式 分析要素の中で、血液の受容、展開、拡散を行わせる展開層には、特開昭 55— 16 4356号公報、特開昭 57— 66359号公報、特開昭 60— 222769号公報等に代表さ れるように、繊維質多孔性材料が用いられてきた。
[0003] この繊維質多孔性材料は、液体試料点着時の展開が速く、製造時の取り扱!/、性に も優れている。また、全血のような粘性のある試料に対しても適用性があり、広く使用 されている。しかし、この分野では、より高い精度 (再現性)での測定が要求されるよう になってきており、繊維質多孔性材料 (布展開層)では、いくつか不具合がでてきて いる。その一つ力 布自身のロット変動の問題である。通常、布展開層には、織物と 編物があるが、その織り方、編み方にロット間差及びロット内差が見つ力 ている。
[0004] 具体的には、単位面積当たりの編目数、単位面積当たりの重量、厚みなどである。
また、中間工程で、材料の洗浄工程があるが、その洗浄の程度により、布の親水性に ロット間差、ロット内差がある。さらに、布展開層は、平滑ではないため、積層方式で、 十分な接着力を確保して製造しょうとすると、下層に展開層を食い込ませざるを得な い。これにより下層は乱れており、より高い精度での測定に対しては、好ましくない。 また布は下層に布を接着する際に、その構造上伸びやすぐ空隙体積の変化を起こ しゃすい。そのために液体試料点着時の展開面積が変化しやすぐロット内差及び 高精度測定が達成できない原因となっている。また近年、より少ない試料で測定する ことが望まれている力 布展開層では、試料液量を少なくしていくと、編目の影響によ る反射光量のバラツキが顕著になり、さらに展開層を接着する際の下層の不均一な 乱れのために高精度の測定ができなくなる問題がある。
[0005] 特許第 2514087号公報に代表される、非繊維性の多孔性膜を有する乾式分析素 子では、展開層の非繊維質多孔性材料に、親水性高分子を含有させることが記載さ れているが、含有させる高分子剤やその作製方法によって、性能 (特に液量依存性) が悪ぐ実質的ではない。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 本発明は上記した従来技術の問題点を解消することを解決すべき課題とした。即 ち、本発明の目的は、展開層として多孔性膜を有する乾式多層分析要素において、 多孔性膜内の検体の拡散速度を一定にすることにより、液量依存性を受けない安定 な性能を有する乾式多層分析要素を提供することである。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、機能層と非繊維性多 孔膜からなる多孔性液体試料展開層が積層一体化された液体試料分析用乾式多 層分析要素において、非繊維性多孔膜中に水溶性ポリマーを機能層と相互作用す ることなく含めること〖こよって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成する に至った。
[0008] 即ち、本発明によれば、水不透過性平面支持体の片面上に、少なくとも 1つの機能 層と少なくとも 1つの非繊維性多孔膜からなる多孔性液体試料展開層が、この順に積 層一体化された液体試料分析用乾式多層分析要素において、非繊維性多孔膜中 に水溶性ポリマーが機能層と相互作用することなく含まれている、液体試料分析用 乾式多層分析要素が提供される。
[0009] 好ましくは、非繊維性多孔膜は、 6, 6—ナイロン、 6—ナイロン、アタリレート共重合 体、ポリアタリレート、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル共重合体、ポリアミド、ポ リイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエー テルスルホンとポリスルホンの混合物、セルロースァシレート、セルロースァシレートの 酸化物、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンクロロト リフルォロエチレン共重合体、ポリエチレンテトラフルォロエチレン共重合体、ポリ塩 化ビュル、ポリオレフイン、ポリカーボネート、ポリテトラフルォロエチレン、ポリビ-リデ ンジフルオライド、ポリフエ-レンスルフイド、ポリフエ-レンォキシド、ポリフルォロカー ボネート、ポリプロピレン、ポリべンズイミダゾール、ポリメタクリル酸メチル、スチレン アクリロニトリル共重合体、スチレン ブタジエン共重合体、エチレン 酢酸ビュル共 重合体の酸化物、ポリビュルアルコール、またはこれらの混合物である、さらに好まし くは、非繊維性多孔膜はポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セルロースァシレート、
6, 6—ナイロン、又は 6—ナイロンである。
好ましくは、非繊維性多孔膜は非対称性膜である。
[0010] 好ましくは、本発明の多層分析要素は、水溶性ポリマーを予め分散させた非繊維 性多孔膜を機能層の上にラミネートすることにより製造されたものである力、あるいは 非繊維性多孔膜を機能層の上にラミネートした後に、水溶性ポリマーを非繊維性多 孔膜に含浸させることにより製造されたものである。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の液体試料分析用乾式多層分析要素は、水不透過性平面支持体の片面 上に、少なくとも 1つの機能層と少なくとも 1つの非繊維性多孔膜からなる多孔性液体 試料展開層が、この順に積層一体化されたものであり、非繊維性多孔膜中に水溶性 ポリマーが機能層と相互作用することなく含まれていることを特徴とする。
[0012] 本発明の液体試料分析用乾式多層分析要素においては、多孔性液体試料展開 層として用いる非繊維性多孔膜中に、水溶性ポリマーが機能層と相互作用すること なく含まれている。このような構成を採用することにより、非繊維性多孔膜内における 検体の拡散速度が実質的に一定になっている。この手段として、非繊維性多孔膜中 に水溶性ポリマーを均一に分散させたものを下層 (機能層)と相互作用することなくラ ミネートするか、又は、非繊維性多孔膜を機能層の上にラミネートした後に、下層と相 互作用することなく水溶性高分子を非繊維性多孔膜中に含浸させることができる。
[0013] 展開層に分散させるポリマーとしては、水溶性ポリマーであれば、特に限定されな い。例えば、カルボキシメチルセルロースやメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセ ルロースなどのセルロースエーテル、アルギン酸及びアルギン酸誘導体、ポリビニル アルコール及びその誘導体、ポリアクリル酸及びその誘導体、ポリエチレングリコール やポリエチレンォキシド、水溶性多糖類及びその誘導体、等が挙げられる。また、こ れらの共重合体でもよ 、し、これらを混合して用いてもょ 、。
[0014] 展開層に分散させる水溶性ポリマーの量は、 0.1〜10g/m2が好ましぐ 1.0〜5g/m2 力 Sさらに好ましい。
[0015] 水不透過性平面支持体としては、従来公知の乾式分析要素に用いられている水不 透過性の支持体を用いることができる。水不透過性支持体の例としては、ポリエチレ ンテレフタレート、ビスフエノール Aのポリカルボネート、ポリスチレン、セノレロースエス テノレ(例、セノレロースジアセテート、セノレローストリアセテート、セノレロースアセテートプ 口ピオネート等)等のポリマー力らなる厚さ約 50 μ m力ら約 lmm、好ましくは約 80 μ m力ら約 300 μ mの範囲のフィルムもしくはシート状の支持体を挙げることができる。
[0016] 支持体の表面には必要により下塗層を設けて、支持体の上に設けられる接着層と 支持体との接着を強固なものにすることができる。また、下塗層の代りに、支持体の 表面を物理的あるいは化学的な活性ィ匕処理を施して接着力の向上を図ってもよい。
[0017] 本発明の乾式多層分析要素は、少なくとも 1つの非繊維性多孔膜からなる多孔性 液体試料展開層を含む。多孔性液体試料展開層は、水性の検体に含有されている 成分を実質的に偏在させることなしに平面的に拡げ、単位面積当りほぼ一定量の割 合で、機能層に供給する機能を有する層である。
[0018] 多孔性液体試料展開層は、 1層だけに限定する必要はなぐ 2層以上の非繊維性 多孔膜を部分的に配置された接着剤により接着された積層物を用いることができる。 また、多孔性液体試料展開層には、展開性をコントロールする目的で、親水性のポリ マー等の展開制御剤を含ませることができる。更に、目的とする検出反応を行うため の試薬、該検出反応を促進するための試薬、あるいは干渉'妨害反応を低減又は阻 止する為の各種試薬、もしくはこれらの試薬の一部を含ませることができる。
[0019] 本発明における多孔性液体試料展開層は、非繊維性多孔膜からなるものである。
好ましくは、非繊維性多孔膜は有機高分子力もなる多孔膜である。上記した有機高 分子力もなる多孔膜は、対称性膜又は非対称性膜の何れも使用することができる。 非対称性多孔膜の場合、非対称率は好ましくは 2. 0以上であり、対称性多孔膜の場 合、非対称率は好ましくは 2. 0未満である。本明細書で言う非対称性多孔膜とは、一 方の表面の平均孔径が他方の表面の平均孔径よりも大きい多孔膜のことであり、非 対称率とは、大き 、方の平均孔径を小さ 、方の平均孔径で割った値のことである。
[0020] 有機高分子力もなる多孔膜の好ましい具体例としては、 6, 6 ナイロン、 6 ナイ口 ン、アタリレート共重合体、ポリアタリレート、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル共 重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、ポリエーテルスルホン、ポ リスルホン、ポリエーテルスルホンとポリスルホンの混合物、セルロースァシレート、セ ルロースァシレートの鹼化物、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリエチレン 、ポリエチレンクロ口トリフルォロエチレン共重合体、ポリエチレンテトラフルォロェチレ ン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリオレフイン、ポリカーボネート、ポリテトラフルォロェ チレン、ポリビ-リデンジフルオライド、ポリフエ-レンスルフイド、ポリフエ-レンォキシ ド、ポリフルォロカーボネート、ポリプロピレン、ポリべンズイミダゾール、ポリメタクリル 酸メチル、スチレン—アクリロニトリル共重合体、スチレン—ブタジエン共重合体、ェ チレン 酢酸ビュル共重合体の鹼化物、ポリビュルアルコール、またはこれらの混合 物などが挙げられる。
[0021] 上記の中でも、 6, 6 ナイロン、 6 ナイロン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、 ポリエーテルスルホンとポリスルホンの混合物、セルロースァシレート、セルロースァ シレートの鹼化物、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフイン、ポリア タリロニトリノレ、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエステノレカーボネート、 ポリフエ-レンォキシド、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、またはこれらの混合物 力 Sさらに好ましい。
[0022] さらに好ましくは、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セルロースァシレート、 6, 6 ナイロン、又は 6—ナイロンであり、特に好ましくはポリスルホン、又はポリエーテル スルホンであり、最も好ましくはポリスルホンである。
[0023] 非繊維性多孔膜の膜厚は、好ましくは 80〜300 m、さらに好ましくは 100〜200 μ mであり、特に好ましくは 130〜160 μ mである。
また、非繊維性多孔膜の平均孔径は、好ましくは 0. 3〜: LO /z mであり、さらに好ま しくは 0. 45〜5 πιである。 [0024] 本発明の液体試料分析用乾式多層分析要素の構成例としては、(1)透明支持体 上に、ほたは複数の機能層が設けられ、さらに該機能層の上に多孔性液体試料展 開層が設けられている液体試料分析用乾式多層分析要素、並びに、(2)透明支持 体上に、 1または複数の機能層が設けられ、さらに機能層の上に、試料分析用の試 薬を含有する多孔性液体試料展開層が設けられている液体試料分析用乾式多層分 析要素、が挙げられる。即ち、本発明における多孔性液体試料展開層は、試料分析 用の試薬を含んで 、てもよ 、し、含んで 、なくてもよ!、。
[0025] また、多孔性液体試料展開層が試薬を含有する場合、予め多孔膜を試薬溶液に 浸漬後、乾燥させることにより試薬含有膜を作製できる。また、別法として多孔膜上に 試薬溶液を塗布後乾燥させることにより試薬含有非繊維性多孔膜を作製できるが、 特に手段は限定されない。
[0026] 本発明の乾式多層分析要素は、少なくとも 1つの機能層を含む。機能層の数は 1以 上であれば特に限定されず、 1層でもよいし、 2層以上の複数の層とすることもできる
[0027] 機能層の具体例としては、展開層と機能層を接着する接着層、液状試薬を吸水す る吸水層、化学反応により生成した色素の拡散を防止する媒染層、ガスを選択的に 透過させるガス透過層、層間での物質移動を抑制 '促進させる中間層、内因性物質 を除去する除去層、反射測光を安定に行うための光遮蔽層、内因性色素の影響を 抑制する色遮蔽層、血球と血漿を分離する分離層、分析対象物と反応する試薬を含 む試薬層、発色剤を含む発色層などが挙げられる。
[0028] 本発明の一例としては、例えば、支持体の上には、場合によっては下塗層等の他 の層を介して、機能層として親水性ポリマー層を設けることができる。親水性ポリマー 層としては、例えば、無孔性、吸水性かつ水浸透性の層であり、基本的に親水性ポリ マーのみなる吸水層、親水性ポリマーをバインダーとし発色反応に直接関与する発 色試薬の一部又は全部を含む試薬層、及び親水性ポリマー中に発色色素を固定し 不動にする成分 (例:媒染剤)を含有する検出層などを設けることができる。
[0029] (試薬層)
試薬層は水性液体中の被検成分と反応して光学的に検出可能な変化を生じる試 薬組成物の少なくとも一部が親水性ポリマーバインダ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。この試薬層には指示薬層、発色層なども含 まれる。
[0030] 試薬層のバインダーとして用いることができる親水性ポリマーは、一般には水吸収 時の膨潤率が 30°Cで約 150%力も約 2000%、好ましくは約 250%力も約 1500% 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 ては、特開昭 60— 108753号公報等に開示されているゼラチン (例、酸処理ゼラチ ン、脱イオンゼラチン等)、ゼラチン誘導体 (例、フタルイ匕ゼラチン、ヒドロキシアタリレ ートグラフトゼラチン等)、ァガロース、プルラン、プルラン誘導体、ポリアクリルアミド、 ポリビュルアルコール、ポリビュルピロリドン等をあげることができる。
[0031] 試薬層は架橋剤を用いて適宜に架橋硬化された層とすることができる。架橋剤の 例として、ゼラチンに対する 1, 2—ビス(ビニルスルホ-ルァセトアミド)ェタン、ビス( ビュルスルホ -ルメチル)エーテル等の公知のビュルスルホン系架橋剤、アルデヒド 等、メタリルアルコールコポリマーに対するアルデヒド、 2個のグリシジル基含有ェポキ シ化合物等がある。
[0032] 試薬層の乾燥時の厚さは約 1 μ m力ら約 100 μ mの範囲であることが好ましぐより 好ましくは約 3 μ m力も約 30 μ mの範囲である。また試薬層は実質的に透明であるこ とが好ましい。
[0033] 本発明の乾式多層分析要素の試薬層やその他の層に含める試薬としては、被験 物質に応じてその検出に適した試薬を選択することができる。
例えば、アンモニア (被験物質がアンモニア又はアンモニア生成物質である場合) を分析する場合には、呈色性アンモニア指示薬として、ロイコシァニン染料、ニトロ置 換ロイコ染料およびロイコフタレイン染料のようなロイコ染料 (米国再発行特許第 302 67号明細書または特公昭 58— 19062号公報記載):ブロムフエノールブルー、ブロ ムクレゾールグリーン、ブロムチモールブルー、キノリンブルーおよびロゾール酸のよ うな pH指示薬 (共立出版 (株)、化学大辞典、第 10卷 63〜65頁参照):トリァリールメ タン系染料前駆体:ロイコべンジリデン色素(特開昭 55— 379号および特開昭 56— 145273号各公報に記載):ジァゾ -ゥム塩とァゾ染料カプラー:塩基漂白可能染料 等を用いることができる。バインダーの重量に対する呈色性アンモニア指示薬の配合 量は約 1〜20重量%の範囲内であることが好ましい。
[0034] 被験物質であるアンモニア生成物質と反応してアンモニアを生成させる試薬は、酵 素または酵素を含有する試薬であることが好ましぐ被験物質であるアンモニア生成 物質の種類に応じて、分析に適した酵素を選択して用いることができる。上記試薬と して酵素を用いる場合には、その酵素の特異性力もアンモニア生成物質と試薬の組 み合わせが決定される。アンモニア生成物質と試薬としての酵素の組合せの具体例 としては、尿素:ゥレアーゼ、クレアチュン:クレアチュンディミナーゼ、アミノ酸:ァミノ 酸デヒドロゲナーゼ、アミノ酸:アミノ酸ォキシダーゼ、アミノ酸:アンモニアリアーゼ、 ァミン:アミンォキシダーゼ、ジァミン:アミンォキシダーゼ、グルコースおよびホスホア ミダート:ホスホアミダートへキソースホスホトランスフェラーゼ、 ADP:力ルバミン酸塩 キナーゼおよび燐酸力ルバモル、酸アミド:アミドヒドロラーゼ、ヌクレオ塩基:ヌクレオ 塩基デァミナーゼ、ヌクレオシド Zヌクレオシドデァミナーゼ、ヌクレオチド:ヌクレオチ ドデァミナーゼ、グァニン:グアナ一ゼ等を挙げることができる。アンモニアを分析する 場合の試薬層に用いることができるアルカリ性緩衝剤としては、 pHが 7. 0〜12. 0、 好ましくは 7.5〜: L 1.5の範囲の緩衝剤を用いることができる。
[0035] アンモニアを分析する場合の試薬層には、アンモニア生成物質と反応してアンモ- ァを生成させる試薬、アルカリ性緩衝剤およびフィルム形成能を有する親水性ポリマ 一バインダー以外にも必要に応じて湿潤剤、バインダー架橋剤 (硬化剤)、安定剤、 重金属イオントラップ剤 (錯化剤)等を含有させることができる。重金属イオントラップ剤 は、酵素活性を阻害するような重金属イオンをマスキングするために使用されるもの である。重金属イオントラップ剤の具体例としては、 EDTA' 2Na、 EDTA'4Na、 -ト リロトリ酢酸(NTA)、ジエチレントリアミンペンタ酢酸のようなコンプレクサン(comple xane)を挙げることができる。
[0036] グルコース測定試薬組成物の例としては、米国特許 3, 992, 158 ;特開昭 54— 26 793 ;特開昭 59— 20853 ;特開昭 59— 46854 ;特開昭 59— 54962等に記載のグ ルコースォキシダーゼ、ペルォキシダーゼ、 4ーァミノアンチピリン又はその誘導体、 1, 7—ジヒドロキシナフタレンを含む改良 Trinder試薬組成物がある。 [0037] (光遮蔽層)
前記試薬層の上に必要に応じて光遮蔽層を設けることができる。光遮蔽層は、光 吸収性または光反射性 (これらを合わせて光遮蔽性と!、う。)を有する微粒子が少量 の被膜形成能を有する親水性ポリマーバインダーに分散保持されている水透過性ま たは水浸透性の層である。光遮蔽層は試薬層にて発生した検出可能な変化 (色変 ィ匕、発色等)を光透過性を有する支持体側力も反射測光する際に、後述する展開層 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、を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。
[0038] 光反射性を有する微粒子の例としては、二酸ィ匕チタン微粒子 (ルチル型、アナター ゼ型またはブルカイト型の粒子径が約 0. 1 μ mから約 1. 2 μ mの微結晶粒子等)、 硫酸バリウム微粒子、アルミニウム微粒子または微小フレーク等を挙げることができ、 光吸収性微粒子の例としては、カーボンブラック、ガスブラック、カーボンミクロビーズ 等を挙げることができ、これらのうちでは二酸ィ匕チタン微粒子、硫酸バリウム微粒子が 好ましい。特に好ましいのは、アナターゼ型ニ酸ィ匕チタン微粒子である。
[0039] 被膜形成能を有する親水性ポリマーバインダーの例としては、前述の試薬層の製 造に用いられる親水性ポリマーと同様の親水性ポリマーのほかに、弱親水性の再生 セルロース、セルロースアセテート等を挙げることができ、これらのうちではゼラチン、 ゼラチン誘導体、ポリアクリルアミド等が好ましい。なお、ゼラチン、ゼラチン誘導体は 公知の硬化剤 (架橋剤)を混合して用いることができる。
[0040] 光遮蔽層は、光遮蔽性微粒子と親水性ポリマーとの水性分散液を公知の方法によ り試薬層の上に塗布し乾燥することにより設けることができる。また光遮蔽層を設ける 代りに、前述の展開層中に光遮蔽性微粒子を含有させてもょ 、。
[0041] (接着層)
試薬層の上に、場合によっては光遮蔽層等の層を介して、展開層を接着し積層す るために接着層を設けてもょ ヽ。
[0042] 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ているときに展開層を接 着することができ、これにより各層を一体ィ匕できるような親水性ポリマーからなることが 好ましい。接着層の製造に用いることができる親水性ポリマーの例としては、試薬層 の製造に用いられる親水性ポリマーと同様な親水性ポリマーがあげられる。これらの うちではゼラチン、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 厚は一般に約 0. 5 μ m力ら約 20 μ m、好ましくは約 1 μ mから約 10 μ mの範囲であ る。
[0043] なお、接着層は試薬層上以外にも、他の層間の接着力を向上させるため所望の層 上に設けてもよい。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、支持体や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。
[0044] (吸水層)
本発明の乾式多層分析要素には、支持体と試薬層の間に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、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血漿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層に使用されるもののなかから 選択することができる。吸水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、ポリビュルアルコール、特に前述のゼラチン又は脱イオンゼラチンが 好ましぐ試薬層と同じ前述のゼラチンが最も好ましい。吸水層の乾燥時の厚さは約 3 μ m力ら約 100 μ m、好ましくは約 5 μ m力ら約 30 μ mの範囲、被覆量では約 3gZ m2から約 100g/m2、好ましくは約 5g/m2力も約 30g/m2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。
[0045] (検出層)
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。 媒染剤、例えばァ-オン性色素に対してカチオン性ポリマーを、含んでもよい。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ような層を 言い、この点で検出層とは区別される。 [0046] 試薬層、吸水層、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-オン性界面活性剤がある。ノ-オン性界面活性剤の具体例として、 p ーォクチルフエノキシポリエトキシエタノール、 p—ノニルフエノキシポリエトキシェタノ ール、ポリオキシエチレンォレイルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレ ート、 p—ノユルフェノキシポリグリシドール、ォクチルダルコシド等がある。ノ-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-オン性界面活性剤を試薬層又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料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。
[0047] 本発明の乾式多層分析要素が対象とする被検物質は特に限定されず、任意の液 体試料 (例えば、全血、血漿、血清、リンパ液、尿、唾液、髄液、膣液などの体液;あ るいは飲料水、酒類、河川水、工場廃水等)中の特定成分を分析することができる。 例えば、アルブミン (ALB)、グルコース、尿素、ピリルビン、コレステロール、タンパク 質、酵素(例えば、乳酸脱水素酵素、 CPK (クレアチンキナーゼ)、 ALT (ァラニンァ ミノトランスフェラーゼ)、 AST (ァスパルテートアミノトランスフェラーゼ)、 GGT( γ - ダルタミルトランスぺプチダーゼ)等の血中酵素)などを分析することができる。
[0048] 本発明の乾式多層分析要素は、公知の方法により調製することができる。溶血試薬 は塗布または含浸される試薬水溶液に予め加えておけばょ 、。他の方法としては、 単独又は界面活性剤 ·展開面積制御のための親水性ポリマーなどを含む水溶液、有 機溶媒 (エタノール、メタノールなど)溶液又は水一有機溶媒混合液溶液を展開層の 上力 塗布して含浸させることもできる。これを用いた被験物質の分析も公知の方法 に従って行なうことができる。
[0049] 例えば、本発明の乾式多層分析要素は、一辺約 5mmから約 30mm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— 283331号公報 (対応米国 特許 4, 169, 751)、実開昭 56— 142454号公報(対応米国特許 4, 387, 990)、 特開昭 57— 63452号公報、実開昭 58— 32350号公報、特表昭 58— 501144号 公報 (対応国際公: WO083Z00391)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でき、これは製造,包装,輸送,保存,測定操作等の観点で好 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 たり、又は小片を開口のある容器内に収めて用いたり、又は小片を開口カードに貼 付または収めて用いたり、あるいは裁断した小片をそのまま用いることなどもできる。
[0050] 本発明の乾式多層分析要素は、例えば約 2 L〜約 30 レ好ましくは 4 L〜15
Lの範囲の水性液体試料液を、多孔性液体試料展開層に点着する。点着した乾 式多層分析要素を約 20°C〜約 45°Cの範囲の一定温度で、好ましくは約 30°C〜約 4 0°Cの範囲内の一定温度で 1〜: LO分間インキュベーションする。乾式多層分析要素 内の発色又は変色を光透過性支持体側から反射測光し、予め作成した検量線を用 いて比色測定法の原理により検体中の被験物質の量を求めることができる。
[0051] 測定操作は特開昭 60— 125543号公報、特開昭 60— 220862号公報、特開昭 6 1— 294367号公報、特開昭 58— 161867号公報(対応米国特許 4, 424, 191)な ど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定量分析を実施でき る。なお、目的や必要精度によっては目視により発色の度合いを判定して、半定量的 な測定を行ってもよい。
[0052] 本発明の乾式多層分析要素は、分析を行うまでは乾燥状態で貯蔵'保管されるた め、試薬を用時調製する必要がなぐまた一般に乾燥状態の方が試薬の安定性が高 いことから、試薬溶液を用時調製しなければならないいわゆる湿式法より簡便性、迅 速性に優れている。また、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 きる検査方法としても優れて ヽる。
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明する力 本発明は実施例によつ て限定されるものではない。
実施例
[0053] 実施例 1 (尿酸測定用乾式分析要素の作製)
ゼラチン下塗りされている 180 mのポリエチレンテレフタレート無色透明平滑フィ ルムに下記組成の水溶液 (pH = 7.0)を、乾燥後の厚さが 14 mになるように塗布し、 乾燥した。
界面活性剤 11.63 g/m2 ゼラチン 16.34 g/m'
ホウ酸 0.03 g/m'
塩化カリウム 0.03 g/m'
ロイコ色素 0.31 g/m'
ゥリカーゼ 0.59 KU/m'
ペルォキシダーゼ 15.09 KU/m
[0054] ここで、界面活性剤は、ポリオキシ(2—ヒドロキシ)プロピレンノ-ルフエ-ルエーテ ル(Surfactant 10G、オーリン社製)を用いた。
[0055] 次に上記フィルム上に約 30gZm2の供給量で水を全面に供給して湿潤させた後、 ポリスルフォン多孔膜 HS200 (「富士写真フィルム社」製)をラミネートした。
[0056] 上記の多孔膜上に下記組成の水溶液 (pH = 9.5)を、塗布 '乾燥した。
ヒドロキシプロピルセルロース 3.9 g/m2
ホウ酸 0.46 g/m2
塩化カリウム 0.40 g/m2
界面活性剤 0.62 g/m2
上記の一体型多層分析要素を 12mm X 13mm四方のチップに切断し、スライド枠 (特 開昭 57— 63452号公報に記載)に収めて、尿酸分析用乾式分析要素を作製した。
[0057] 比較例 1 (尿酸測定用乾式分析要素の作製)
下層は実施例と全く同一の処方であり、次に多孔膜をラミネートする代わりに下記 組成の水溶液を塗布 ·乾燥した。
ヒドロキシプロピルセルロース 3.9 g/m2
ホウ酸 0.46 g/m2
塩化カリウム 0.40 g/m2
界面活性剤 0.62 g/m2
[0058] 次に上記フィルム上に約 30gZm2の供給量で水を全面に供給して湿潤させた後、 ポリスルフォン多孔膜 HS200 (「富士写真フィルム社」製)をラミネートした。
上記の一体型多層分析要素を 12mm X 13mm四方のチップに切断し、実施例 1と同 様にして尿酸分析用乾式分析要素を作製した。 [0059] 試験例 1 (展開拡散速度について)
実施例 1と比較例 1に示した方法で作製した 2つの乾式分析素子にっ 、て、下記の 方法で拡散速度を測定した。
(1) 実施例 1にて作製したシートについて、ラミネートした多孔膜を剥がして幅 10mm のストリップ状にする。
(2) 未処理の多孔膜に下記の水溶液を下記量になるように含浸 '乾燥した。その後 、幅 10mmのストリップ状にする。
ヒドロキシプロピルセルロース 3.9 g/m2
ホウ酸 0.46 g/m2
塩化カリウム 0.40 g/m2
界面活性剤 0.62 g/m2
(3) 比較例 1にて作製したシートについて、ラミネートした多孔膜を剥がして幅 10mm のストリップ状にする。
(4) 未処理の多孔膜を幅 10mmにスリットしてストリップ状にする。
[0060] 上記(1)〜(4)のストリップの先端 10mmを 7%の蛋白(ヒト血清アルブミン)水溶液に 浸漬して、 50mmを移動する時間を 3回測定して、これを速度とした。上記の多孔膜移 動速度結果を表 1に示す。
[0061] [表 1]
表 1
Figure imgf000015_0001
[0062] ここで、 (1) (3)は、作製したスライド展開層の多孔膜の、下面における液の拡散速 度を示し、 (2)と (4)は作製したスライド展開層の上面における液拡散速度を示すこと となる。表 1より、実施例で作製したスライドの展開層の多孔膜は、上面と下面は拡散 速度がほぼ等しいことがわかる。それに対して、比較例で作製したスライドにおける展 開層の多孔膜上面の液の拡散速度は、展開層下面に対して非常に遅くなつているこ とがわかる。
[0063] 試験例 2 (液量依存性について)
実施例 1と比較例 1に示した方法で作製した 2つの乾式分析素子について、液量依 存について検討した。検体として、ヒトプール血清を用いて、スライドに 8〜11 Lの検 体を点着した。測定は、富士写真フィルム社製 FDC5000を用いて行い、点着後 4分の 反射 ODより予め、内蔵された検量線をもとに読み換えて測定値とした。表 2には、 10 μ L点着時の値を 100として、他の液量を点着した場合の値の比率を表した。
[0064] [表 2]
表 2
Figure imgf000016_0001
[0065] 表 2より、実施例で作製したスライドは供給液量が変動しても、測定値が殆ど一定で あるのに対して、比較例で作製したスライドは、供給液量が変動することで測定結果 が誤差を生じて 、ることが分かる。
産業上の利用可能性
[0066] 本発明の乾式多層分析要素においては、非繊維性多孔膜中に水溶性ポリマーが 機能層と相互作用することなく含まれていることによって、感度が大きぐ液量依存性 が改良された乾式多層分析要素を提供することが可能になった。

Claims

請求の範囲
[1] 水不透過性平面支持体の片面上に、少なくとも 1つの機能層と少なくとも 1つの非繊 維性多孔膜からなる多孔性液体試料展開層が、この順に積層一体化された液体試 料分析用乾式多層分析要素において、非繊維性多孔膜中に水溶性ポリマーが機能 層と相互作用することなく含まれている、液体試料分析用乾式多層分析要素。
[2] 非繊維性多孔膜が、 6, 6 ナイロン、 6 ナイロン、アタリレート共重合体、ポリアタリ レート、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル共重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリア ミドイミド、ポリウレタン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンと ポリスルホンの混合物、セルロースァシレート、セルロースァシレートの鹼化物、ポリエ ステノレ、ポリエステノレカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンクロロトリフノレオロェチ レン共重合体、ポリエチレンテトラフルォロエチレン共重合体、ポリ塩化ビュル、ポリ ォレフィン、ポリカーボネート、ポリテトラフルォロエチレン、ポリビ-リデンジフルオラィ ド、ポリフエ-レンスルフイド、ポリフエ-レンォキシド、ポリフルォロカーボネート、ポリ プロピレン、ポリべンズイミダゾール、ポリメタクリル酸メチル、スチレン一アタリ口-トリ ル共重合体、スチレン ブタジエン共重合体、エチレン 酢酸ビニル共重合体の鹼 化物、ポリビニルアルコール、またはこれらの混合物である、請求項 1に記載の多層 分析要素。
[3] 非繊維性多孔膜がポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セルロースァシレート、 6, 6 ナイロン、又は 6 ナイロンである、請求項 1又は 2に記載の多層分析要素。
[4] 非繊維性多孔膜が非対称性膜である、請求項 1から 3の何れかに記載の多層分析要 素。
[5] 水溶性ポリマーを予め分散させた非繊維性多孔膜を機能層の上にラミネートすること により製造される、請求項 1から 4の何れかに記載の多層分析要素。
[6] 非繊維性多孔膜を機能層の上にラミネートした後に、水溶性ポリマーを非繊維性多 孔膜に含浸させることにより製造される、請求項 1から 4の何れかに記載の多層分析 要素。
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