JP3173798B2 - 体液の分析対象成分を決定する方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、全血などの水性体液における化学成分もし
くは生化学成分（分析対象成分）の比色測定を行う試験
装置および方法に関する。詳細には、本発明は、視認解
釈によりもしくは機器を使用して分析対象成分（analyt
e）の存在および／または濃度を測定し得る乾燥試薬付
き試験細片に関する。斯かる試験細片の一般的な用途
は、糖尿病による血液中のグルコースレベルを測定する
ことである。

発明の背景 全血もしくは尿などの水性サンプルにおける分析対象
成分の存在および量を試験する装置は多くのものが開発
されている。最近の30年間における特許および技術文献
は乾燥化学試薬系を含む試薬細片を利用する発明が多
く、即ち、湿式化学成分が吸収媒体もしくは吸湿媒体に
吸収され、乾燥され、且つ、後に試験用サンプルからの
体液（fluid）により再湿潤される、という系である。
試薬細片は、該細片に付与された生体液内の特定の分析
対象成分の存在もしくは濃度に依存して変色する指示薬
を含んでいる。これらの細片は、基準色を参照すること
により視認で、または、所定の色を検出すべく較正もし
くはプログラムされた機器により比色的に、読取りを行
える。これらの細片は還元化学成分を使用するものもあ
るが、更に一般的なものとしては、酸化可能な染料もし
くは染料対を含んでいる。これらの細片の幾つかは、グ
ルコースを酸化してグルコン酸および過酸化水素とし得
るグルコース酸化酵素等の酵素を含んでいる。それらは
また、酸化可能な染料、および、過酸化作用を有する物
質も含むが、この物質は過酸化水素の存在で酸化可能染
料の酸化を選択的に触媒し得るものである。（例えば、
Kiser et al.に対する米国特許第5,306,623号を参
照）。血液グルコースの試験への使用に加え、これらの
装置の用途例としては、全血中のコレステロール、トリ
グリセリド、カルシウムもしくはアルブミン、および、
尿中の蛋白質、ケトン、アルブミンが挙げられる。

酵素系の成分を取入れた乾燥化学試薬細片は、血液グ
ルコース濃度を測定すべく数百万の糖尿病患者により日
常的に使用されている。NIHが援助を行った研究、即
ち、糖尿病合併症および管理実験（Diabetes Complicat
ions and Control Trial）に依れば、血液グルコースレ
ベルを丹念に管理すれば視力喪失および腎不全などの深
刻な糖尿病合併症の可能性を相当に減じ得ることが結論
付けられた。殆どの糖尿病患者は、定期的に自分で試験
を行って自分の食餌もしくは投薬を適切に調節せねばな
らない。従って糖尿病患者としては、グルコース測定の
為に迅速且つ安価であると共に正確な試薬細片を備える
ことが特に重要である。試験細片における乾燥化学試薬
系の実施例は、簡単であり乍らも効率的な分析習慣を可
能とする。

これまでに開発された製品で実現されたテクノロジで
は、エンドユーザおよび／または製造者から見て一定の
制限があった。従って、現在において利用し得る比色試
験システムの制限の幾つかを克服する必要がある。Adam
s et al.に対する米国特許第3,092,465号、Mastに対す
る米国特許第3,298,789号、および、Rey et al.に対す
る米国特許第3,630,957号はいずれも塩基性試薬系を記
述しているが、これらのものは生体サンプルにおけるグ
ルコースの比色測定に対する基準となっている。これら
の特許は、吸収性マトリクス上に膜層もしくは半透性被
覆を形成し、赤血球などの大径粒子を引止め乍ら体液は
吸収性マトリクス内に浸透せしめることを記述してい
る。この試みでは洗浄もしくは払拭により赤血球を除去
し、マトリクス内に形成された染料の示度の視覚検査も
しくは機器読取りを可能とする必要がある。

Stoneの米国特許第3,607,092号は血液を試験するメン
ブレンを開示しているが、この場合にメンブレンは溶液
に対しては浸透性を有し乍らも赤血球などの固体および
タンパク質などの巨大分子に対しては不透性である薄膜
層（skin）を有している。このメンブレンは、血液サン
プルを塗付した後で薄膜層から赤血球を払拭除去するこ
とにより薄膜層を介して試験示度を求めるべく使用され
るものとして開示されている。

Fetterに対する米国特許第3,552,928号は、所定の水
溶性塩とアミノ酸を分離試薬としての試薬系統に用い、
血液分離を行うことを開示している。赤血球などの固体
を生体液から実質的に除去することにより、試験部位に
は背景色が殆ど無くなり、試験試薬により生成される変
色が不明瞭となっている。

Phillips et alの米国特許第4,935,346号は、装置に
対して全血サンプルを注入し、サンプルの着色成分が存
在すると指示薬現象が生ずるシステムを開示している。
指示薬の変色の測定は２つの異なる波長で行われ、着色
された血液成分の存在の干渉を排除している。

Kiser et alは米国特許第5,306,623号および米国特許
第5,418,142号において、体液から赤血球を濾過すべく
マトリクス材料上に種々の被覆を取入れた視認測定装置
を開示している。視覚表示に関する同様の装置はHochst
rasserにより米国特許第3,964,871号および米国特許第
4,059,407号で開示されている。

Teminello et alの米国特許第4,774,192号は、非対称
的な材料でマトリクスを形成し、サンプル内の赤血球を
濾過すべく使用するシステムを開示している。非対称的
な材料は一側から他側にかけて密度勾配を有し、体液か
ら赤血球を漸進的に分離している。

Daffern et alの米国特許第4,994,238号は、一方の表
面から他方の表面にかけて距離が増大することにより漸
進的に細かくなる濾過性能を有する非対称的な試薬層を
備えた試験装置を開示している。

Castino et alの米国特許第5,456,835号は、ポリプロ
ピレンファイバおよびポリエーテルスルフォンファイバ
などのポリマフィルムを配位子で変性して形成されたフ
ィルタの使用を開示している。

Vogel et alの米国特許第4,477,575号は、ガラス繊維
材料を使用して材料の厚さにより血液分離を達成するこ
とを開示している。血液はガラス繊維の一側に塗付さ
れ、反対側からは比較的清澄された体液が出てくる。こ
の液体は付加的な層に送られ、其処で分析対象成分の検
出が行われ得る。

Macho et alの米国特許第5,451,350号は、サンプル体
液を複数領域式の試験装置に分配する吸収チャネルの使
用を開示している。Charlton et alの米国特許第5,208,
163号もまた、毛細管チャネルを使用して血液を装置内
の種々のチャンバに分配することを開示している。

上述した先行技術文献の装置および方法は、様々な程
度の複雑さおよびコストを以て様々な程度の血液分析の
効率性を提供している。

本発明の目的は、先行技術の装置と比較した場合、性
能を改良すると共にコストおよび複雑さを最小限のもの
とする優れた装置および方法を提供するにある。

本発明の更なる目的は、分析対象成分の存在もしくは
濃度を検出する完全に使い捨てで別体的な読取システム
を提供するにある。

本発明の別の目的は、血清から赤血球を予め分離する
こと無く、ひとつ以上の分析対象成分に対して全血を分
析し得る乾燥試薬化学系を提供するにある。

本発明の別の目的は、分析対象成分の存在もしくは濃
度を容易に視認測定し得るシステムにおいて全血分析に
対する微量滴定を行う手段を提供するにある。

本発明の別の目的は、乾燥化学試薬と共に使用されて
ひとつ以上の分析対象成分に対して全血を分析し得る血
液分離システムを提供するにある。

本発明の更なる目的は、電子測定器において使用され
ることによりひとつ以上の分析対象成分に対して全血を
分析する乾燥化学試薬および試験細片を提供するにあ
る。

上述の目的および他の目的は、本明細書中に開示され
た本発明の装置、方法およびシステムにより達成され
る。

発明の要約 本発明のひとつの側面によれば、分析対象成分の存在
もしくは濃度に対して血液を試験する方法が提供される
が、これは、薄膜層側および試験側を備えた孔性マトリ
クスを使用することで行われ、薄膜層側は、赤血球の通
過を遮断すると共に分析対象成分を含む血液流体がマト
リクスの試験側に通過するのを許容する孔性薄膜層を備
え、且つ、マトリクスの試験側は、薄膜層側から受容し
た体液の均一な分配に対して等方的であると共に、分析
対象成分の存在もしくは濃度を示し得る指示薬を備えて
いる。該方法は、マトリクスの薄膜層側に対して血液サ
ンプルを注入する段階と、薄膜層を介して体液が等方的
マトリクス内に通過するのを許容する段階と、マトリク
スの薄膜層側から赤血球を除去すること無く、分析対象
成分の存在もしくは濃度の指示薬により与えられた示度
をマトリクスの試験側で読取りもしくは測定する段階
と、を備えて成る。薄膜層側は選択的に、赤血球の通過
を遮断すると共に実質的清澄体液の通過を許容するのを
促進する化合物により処理される。斯かる化合物もしく
は分離試薬は、清澄体液がマトリクスの試験側内に浸出
するのを促進し得る。但し、マトリクスの薄膜層側は、
薄膜層を介して体液がマトリクスの試験側に通過するの
を促進する一方で赤血球の通過を遮断する本来的に親水
性であるのが好適である。この薄膜層側上における血液
の分離、および、マトリクスの試験側上における結果的
示度の読取りもしくは測定により分析対象成分サンプル
の存在および／または濃度の測定が行われるが、これ
は、システムの試験側においては赤血球が比較的に存在
せず、且つ、所望の読取りもくは測定を行う前に赤血球
を除去する必要が無いことに依る。

本発明は別の側面において分析対象成分の存在もしく
は濃度に対して血液を試験する装置を提供するが、該装
置は、血液サンプルを受容する開口を備えたホルダと、
薄膜層側および試験側を備えた孔性マトリクスとを備
え、薄膜層は赤血球の通過を遮断すると共に分析対象成
分を含む血液流体がマトリクスの試験側に通過するのを
許容し得るものであり、且つ、マトリクスの試験側は、
薄膜層側から受容した体液の均一配分に対して等方的で
ある。マトリクスの試験側は、体液内の分析対象成分の
存在もしくは濃度を示す指示薬を備える。マトリクスは
ホルダに取付けられて薄膜層側は血液サンプルを受容す
るホルダ内の開口に向けて配向され、血液サンプルが上
記開口内に注入されたときに血液はマトリクスの薄膜層
側と接触することにより、血液流体がマトリクスの試験
側に通過するのが許容されると共に赤血球はマトリクス
の薄膜層側上に保持される。上記装置は選択的にマトリ
クスの試験側に貼着された支持部材を有し、この場合に
支持部材は、指示薬が読取りもしくは測定される視認開
口を有する。

代替的に、支持部材は固体層とされ得ると共に、ホル
ダは第２開口を有し得、体液が薄膜層を介してホルダの
第２開口の下に延在するマトリクス内に通過した後に該
第２開口を介して指示薬が読取りもしくは測定され得
る。この代替例においては、薄膜層側および試験側はマ
トリクス部材の同一側とされ得るが、赤血球の遮断を行
う薄膜層はマトリクスの試験領域とは別の領域に置かれ
る。斯かる代替例においては、適切なシールが提供さ
れ、薄膜層側が試験領域に対して全血が流れるのを防止
し乍らも、血液流体が薄膜層を介してマトリクスの試験
側もしくは試験領域へ通過することのみを許容する。

更なる側面において本発明は、分析対象成分の存在に
対して血液を試験する装置を作成する方法を提供する
が、これは、血液サンプルを受容する開口を備えたホル
ダを用意する段階と、薄膜層側および試験側を備えた孔
性マトリクスをホルダに積層する段階とを備え、薄膜層
は、赤血球の通過を遮断すると共に分析対象成分を含む
血液流体がマトリクスの試験側に通過するのを許容し
得、且つ、マトリクスの試験側は薄膜層側から受容され
た体液の均一配分に対して等方的である。この実施例に
おいては、マトリクスの薄膜層側はホルダと接触すると
共に、ホルダはマトリクスの薄膜層側上の薄膜層と連通
する。

別の側面において本発明は体液サンプル内の分析対象
成分の濃度を試験する装置を提供するが、これは、所定
容量規模を有する開口を備えた第１部材と、該第１部材
内の上記開口内に位置せしめられて所定量の体液を受容
して上記容量的開口を満たす孔性マトリクス部材と、を
備えて成る。マトリクス部材は分析対象成分の存在を示
し得る指示薬を備え、且つ、マトリクス部材は薄膜層側
および試験側を備え、薄膜層側は体液内に存在する固形
分の通過を遮断すると共に分析対象成分を含む体液が容
量的開口内に位置せしめられたマトリクスの試験側へと
通過するのを許容する。マトリクス部材の薄膜層側は、
本来的に親水性であると共に薄膜層側を介して体液がマ
トリクス部材の試験側に通過するのを促進する材料であ
るのが好適である。上記装置は、第１部材の開口と少な
くとも部分的に整列された視認開口を備えた支持部材を
選択的に備え、これにより、体液サンプルはひとつの開
口に対して注入され得、薄膜層は固形分の通過を遮断し
乍らもマトリクスの試験側への体液の通過を許容し得、
且つ、分析対象成分は他の開口を介してマトリクスの試
験側で検出され得る。順次的にもしくは同時的に第１部
材の所定容量規模の開口は体液内の分析対象成分の濃度
の定量測定を与えるが、これは、既知量の指示試薬およ
び分析対象成分を含む体液の所定容積量の滴定を可能と
することにより行われ、色指示薬は定性表示を与える。
本発明は更に、これらの装置を用いて体液内の分析対象
成分を定量測定する方法を備える。

別の側面において本発明は体液内の分析対象成分の濃
度の試験装置を作成する方法を提供するが、これは、実
質的に非圧縮性であると共に所定容量規模の開口を有す
る第１部材を用意する段階と、体液透過性であると共に
第１部材と比較して圧縮可能である孔性マトリクス部材
を用意する段階と、を備えて成る。該方法は、第１部材
に対してマトリクス部材をプレスし、マトリクス部材の
一部は上記開口内に突出すると共にマトリクス部材の一
部は上記開口近傍の第１部材の表面に対して圧縮される
段階、を備えて成る。選択的に、第１部材の開口と整列
された開口を備えた支持部材が第１部材に対して積層さ
れ、マトリクスの圧縮部分を第１部材と支持部材との間
に位置せしめ得る。同様に、マトリクス部材の圧縮部分
は選択的に除去され、開口内にマトリクス部材の一部を
残し得る。斯かる装置を作成するこの方法で使用された
マトリクス部材は選択的に薄膜層側を有し得るものであ
り、斯かるマトリクス部材は上述の装置内に位置せしめ
られ、薄膜層側は上記開口内に突出しもしくは薄膜層側
は支持部材に対向する。

別の側面において本発明は、体液サンプル内の分析対
象成分の存在もしくは濃度に対して試験する装置を提供
するが、これは、体液サンプルを受容する開口を備えた
第１部材と、第１部材内の開口と連通すると共に側方に
延伸すべく位置せしめられた孔性マトリクス部材と、を
備え、この場合、マトリクス部材は、第１部材内の開口
と連通する初期領域と、該初期領域から側方に所定距離
だけ離間した試験領域と、を備える。マトリクス部材は
複数の孔を含むが、該孔は、初期領域と試験領域との間
の側方距離においては体液サンプル内の固形分の通過を
遮断すると共にマトリクスの初期領域から試験領域への
体液の通過は許容し得るものである。マリクスの試験領
域は、分析対象成分の存在もしくは濃度を示し得る指示
薬を備える。この装置は選択的に、第１部材およびマト
リクス部材が取付けられると共に開口を備えた支持部材
を備え得るものであり、従って、マトリクス部材は第１
部材と支持部材との間に位置せしめられ、且つ、支持部
材の開口は第１部材の開口からオフセットされると共に
マトリクスの試験領域の少なくとも一部上に位置せしめ
られる。この装置はマトリクスの初期領域におけるひと
つの開口を介して体液を受容することができ、マトリク
スの初期領域からマトリクスの試験領域に対してマトリ
クスを介して体液が通過するのを許容する一方、マトリ
クスの孔は固形分の通過を遮断する。マトリクスの試験
領域の他の開口は、指示薬の示度の検出を許容する視認
開口である。代替的に、マトリクス部材の試験領域の第
２開口は、マトリクスの初期領域における開口から所定
側方距離を以て第１部材内に置かれ得る。選択的な支持
部材は、開口を備えない中実でも良い。この代替的装置
において、両開口が装置の同一の側の在る場合、体液サ
ンプルは初期領域における第１開口内に受容されると共
に、指示薬は試験領域の第２開口で読取られる。

体液の側方流を利用する上記実施例においては、異方
的もしくは非対称的な孔性マトリクスが使用され得る。
例えば、斯かる固形成分のマトリクス分離は、マトリク
ス内の孔寸法の減少もしくは変化に基づいて生じ得る。
但し、斯かる実施例において、均一寸法の孔が固形分の
通過を遮断する場合には等方的孔性マトリクスが採用さ
れ得る。いずれの場合においても、マトリクスの初期領
域に導入された赤血球などの固形分はマトリクスの試験
領域から離間保持される。もし固形分が適切に遮断され
ずに試験領域に近接することが許容されたとすれば、マ
トリクスの試験領域内で固形分は陰影を作りもしくは色
差を引き起こし得る。斯かる場合には、指示薬の読取り
を行う上で補償が必要とされることもある。

別の側面において本発明は体液サンプル内の分析対象
成分の存在もしくは濃度に対して試験を行う装置を提供
するが、これは、体液サンプルを受容する第１開口と、
該第１開口から体液を受容する第２開口とを有する部材
を備え、第１開口および第２開口は、第１開口と第２開
口とを連通する絞り流通路もしくは供給チャネルにより
接続され、従って、絞り流通路を介して流体が第１開口
から第２開口へ流れるのを可能としている。この装置は
更に、第１開口から絞り流通路を介して第２開口へ向か
う体液の流れの初期速度を検出かつ測定する検出器を備
えて成る。本発明のこの側面は斯かる装置を使用する方
法も提供し、絞り通路を介した流体の流れの初期速度が
測定されると共に、体液サンプル内の（例えばヘマトク
リット値レベルなどの）特定の固形成分濃度と相関され
る。絞り流通路を介した体液の流れの初期速度は、分析
対象成分の濃度および体液と直接的に相関されることが
見出されている。選択的に、本発明のこの側面において
第２開口は、該第２開口内に位置せしめられた孔性マト
リクスであって、マトリクスに進入する体液サンプル内
の分析対象成分の存在もしくは濃度を示す指示薬を備え
る孔性マトリクスを含み得る。同様に、選択的に、第２
開口内に位置せしめられた孔性マトリクスは、本発明の
他の実施例に関して上述された薄膜層側および試験側を
備えても良い。本発明のこの側面において、絞り流通路
を通る体液の流れの初期速度は、第２開口内のマトリク
ス内の指示薬により与えられる示度とも相関され、従っ
て、体液のヘマトクリット値レベルに関して領域に完全
な情報を与える。同様に、絞り流通路もしくは供給チャ
ネル内には選択的にマトリクス材料が存在しても良く、
それを通る初期流速は上述の如く血液のヘマトクリット
値レベルと相関され得る。

適切な乾燥化学系を備えた本発明の装置の上記実施例
は、視覚的に読取られもしくは電子測定器で測定され得
る試験細片内に使用され得る。電子的に読取られた装置
もしくは細片は、バーコード、デジタル穿孔、磁気信号
などの形態で細片上に取入れられ得る適切な較正データ
および試験開始シーケンスを備える。試験細片上のこれ
らのコードもしくは信号は、計器に対して適切なデータ
を与えると共にユーザが入力する必要性を排除する。こ
れらの側面は試験手順を簡素化すると共に、ユーザに起
因する誤りの可能性を減少する。

上記の内容は、本発明の種々の装置および方法の概略
的な側面を示すものである。これらの装置および方法
は、添付図面および以下の説明により更に十分に記述さ
れる。

図面の簡単な説明 図１は、マトリクス部材と、体液を受容して保持する
部材の分解斜視図である。

図２は、組立られた図１の装置の斜視図である。

図３（Ａ）は、図２の装置を受容する電子測定器と図
２の装置に入る体液滴を示す図である。

図３（Ｂ）は、図２の装置上の機械読取り可能なコー
ドの一例を示す図である。

図４は、一つの分析対象成分もしくは複数の分析対象
成分の試験用に装置が複数の試験部位を備えた場合にお
いて第１部材と支持部材との間に位置せしめられたマト
リクス部材の分解斜視図である。

図５は、組立られた図４の装置の斜視図である。

図６は、ひとつ以上の分析対象成分に対する複数の試
験部位と該複数の試験部位に対して中央サンプル導入点
から体液を供給する供給チャネルとを有する装置の分解
斜視図である。

図７は、組立られた図６の装置の斜視図である。

図８（Ａ）は、部分的に圧縮されて非圧縮性部材の開
口内に部分的に突出するマトリクス部材の分解斜視図で
ある。

図８（Ｂ）は、第１部材と支持部材との間で部分的に
圧縮されて第１部材の開口内に部分的に突出するマトリ
クス部材の分解斜視図である。

図９は、組立られた図８（Ｂ）の装置の斜視図であ
る。

図10（Ａ）は、ひとつの分析対象成分もしくは複数の
分析対象成分の試験用に複数の微量滴定試験部位を有す
る図８（Ｂ）の装置の分解斜視図である。

図10（Ｂ）は、組立られた図10（Ａ）の装置の斜視図
である。

図11は、開口内への延長の為の丸形突起を備えた部分
的圧縮マトリクスの斜視図である。

図12は、ひとつ以上の分析対象成分に対する複数の微
量滴定試験部位と、該複数の試験部位に対して中央サン
プル導入点から体液を供給する供給チャネルとを有する
図10（Ａ）の装置の分解斜視図である。

図13は、組立られた図12の装置の分解斜視図である。

図14は、体液サンプルが試験部位に向けて重力の助け
を借りて流れるべく試験部位が配置された図12の装置の
分解斜視図である。

図15は、図14の装置の毛細管および試験部位の概略図
である。

図16は、図14の装置における開口の概略図である。

図17は、開口を有する非圧縮性部材であって、圧縮可
能マトリクス部材と共にプレスされて圧縮可能マトリク
ス部材を部分的に圧縮してマトリクス部材の一部を当該
非圧縮性部材の開口内に突出せしめ得る非圧縮性部材の
斜視図である。

図18は、非圧縮性部材の除去の後における部分的圧縮
マトリクス部材の斜視図である。

図19は、図18の物品の圧縮部分を取外すことにより形
成された成形マトリクス・インサートの斜視図である。

図20は、中央サンプル導入点から体液を開口の各々に
対して供給する供給チャネルを有する第１部材の開口内
に図19の別体のマトリクス・インサートの複数個を載置
した装置の分解斜視図である。

図21は、開口を有する第１部材と該第１部材の開口か
らオフセットされた開口を有する第２部材との間に位置
せしめられたマトリクス部材の分解斜視図である。

図22は、組立られた図21の装置の斜視図である。

図23は、部分的に圧縮されたマトリクス部材であっ
て、開口を有する第１部材と該第１部材の開口からオフ
セットされた開口を有する第２部材との間に位置せしめ
られた非圧縮性部材の開口内に部分的に突出するマトリ
クス部材の分解斜視図である。

図24は、組立られた図23の装置の斜視図である。

図25は、ひとつの分析対象成分もしくは複数の分析対
象成分試験に対する複数の試験部位を有する図21に係る
装置を示す図である。

図26は、組立られた図25の装置の斜視図である。

図27は、ひとつの分析対象成分もしくは複数の分析対
象成分試験に対する複数の試験部位を有する図23の装置
の分解斜視図である。

図30は、中央サンプル導入点から複数の試験部位に対
して体液を供給する供給チャネルを有する図27の装置の
分解斜視図である。

図31は、選択的マトリクス部材を含む開口に対するサ
ンプル導入開口からの流速決定用供給チャネルを有する
装置の分解斜視図である。

図32は、組立られた図31の装置、および、供給チャネ
ルと介して移動する体液の流速を測定する光学的検出器
の斜視図である。

図33は、供給チャネルがマトリクス部材を含む図31の
装置の分解斜視図である。

図34は、サンプル導入開口を含む部材の後側に供給チ
ャネルが形成された図20と類似する装置の分解斜視図で
ある。

図35は、組立られた図34の装置の斜視図である。

図36は、サンプル導入開口を含む部材の底面図もしく
は後側図であり図34の装置の供給チャネルを示してい
る。

図37は、図14の試験細片の斜視図であり、血液注入ポ
イントにおいて細片の背後におけるユーザ用説明を示し
ている。

図38は、図37の試験細片の前面図であり、示度読取の
為のユーザ用目印を示している。

図39は、体液受容開口および試験部位の各々に対して
個々のもしくは別個のマトリクス部材を含む図４の装置
の分解斜視図である。

図40は、組立られた図39の装置の斜視図である。

発明の詳細な説明 本発明の装置は、これまでに入手し得た殆どの装置よ
りも簡素であると共に容易に使用でき、製造コストも小
さい。これは特に、血液グルコース試験を毎日何度も行
なうことにより病気を管理する糖尿病患者にとり重要で
ある。多くの糖尿病患者に取って血液グルコースの監視
に伴う費用は重要であり、特に収入が固定された高齢の
糖尿病患者で顕著である。本明細書中に開示された本発
明の実施例に基づく種々の配置形状および種々の用途を
有する装置は、更にコスト効率的に糖尿病患者に対して
供給され得る。これらの装置は使用法が容易であり且つ
携帯性を有するが、更に魅力的な価格と相俟って、指導
された試験ルーチンに対する患者の大きな負担を容易化
すると共に、糖尿病患者の全体的健康を促進するもので
ある。

ひとつ以上の側面において、本発明は本質的に親水性
メンブレンを使用すると共に斯かるメンブレンの血液分
離性能を利用かつ強化している。本発明は全血を分離す
る段階を含むと共に微量滴定システムを採用し、分離さ
れた清澄体液を赤血球から独立させて分析し得る。分析
されつつある清澄体液の赤血球からの隔離もしくは分離
は必要であるが、これは、試験領域から血液固形分の大
部分を除去することにより、高度に着色された血球の干
渉を排除すると共に分析対象成分の滴定に対して更に一
貫した液体サンプルを提供する為である。赤血球は指示
試薬の色示度を隠し、読取りを困難もしくは不可能とす
る可能性がある。また、もし全血が試験領域内に吸収さ
れたとすれば、血液内の固体含有量の変化に依る体積差
は滴定サンプルサイズに影響を与え、分析対象成分の測
定が不正確となる可能性もある。然るに、本発明に依れ
ば全血は赤血球と実質的に清澄された体液とに分離する
ことにより、定性的にも定量的にも正確な分析が行われ
得る。本明細書中で使用した如く、主として血液に対し
て言及が為されている。しかし乍ら、本発明の種々の実
施例を活用して尿および唾液などの他の体液も分析する
ことが可能である。

本発明はふたつのカテゴリのメンブレンを使用する。
第１のカテゴリは、血液流体から血液固形分を分離する
微孔性メンブレンである。最も好適な微孔性メンブレン
はポリエーテルスルフォン重合体メンブレンであり、こ
れは、赤血球バリアとして作用する薄膜層側と、指示試
薬を含む均一孔サイズを有するマトリクス側とで形成さ
れている。第２のカテゴリは、セルロース・ガラス繊維
複合材料もしくはポリマ系のメンブレンもしくはマトリ
クス製品であり、これは、体液の側方浸出を促進して血
液流体から血液固形分を分離する。垂直分離は、塗付側
に直交して材料の深度を貫通して生ずる。側方分離は、
塗付側の表面に平行にメンブレン内で生ずる。いずれの
カテゴリにおいても、本発明は機器読取りの必要性を回
避する装置を提供する。赤血球の分離により、これらの
装置ではユーザが信頼性を以て指示薬を視認で読取るこ
とができる。優れた分離および視認読取りは本発明の装
置により部分的に提供されるが、これは、血液固形分お
よび赤血球が薄膜層側上にまたは場合によっては側方マ
トリクス内に浮遊状態で保持された場合であり、これに
より、指示薬の視認読取りが所望される試験領域が固形
分および血球の色により汚されるのが容易に防止され
る。

第１メンブレンのタイプには、分離試験および試験試
薬が塗付され得る。好適実施例におけるこのメンブレン
は、本質的に親水性であると共に、滑らかな薄膜層側
と、等孔性マトリクスである粗マトリクス側とを有して
いる。薄膜層側に対して全血が塗付されると共に、薄膜
層特性、親水性マトリクスおよび分離試薬の組合せによ
り、赤血球は薄膜層側の表面に保持される一方、マトリ
クスには清澄体液および分析対象成分が流入する。重要
な点は、適切な分離を達成すべく全血を薄膜層側から供
給すべきことである。このメカニズムは、マトリクス領
域内において、赤血球が存在せず且つ一貫した体積を有
する比較的に清澄された体液を含む滴定領域を生成す
る。乾燥化学物質試験において通常的に見られるヘマト
クリット効果は最小限のものとされるが、これは、適切
な清澄体液が（指定された最高のヘマトクリット血液に
より）提供されて指示試薬が再水和される一方でマトリ
クス内へ赤血球の侵入が薄膜層により遮断される限りに
おいてである。サンプルに対してはリザーバが提供され
ることから、全血と比較的清澄体液との分離の際にマト
リクス内の固形分には十分に大きな体積の体液が供給さ
れてそれらは十分に水和されるが、これは、メンブレン
の薄膜層表面上もしくはリザーバ内に何らか余分な体液
が残存している場合には高度にヘマトクリットな血液に
よってさえも行われる。

第１タイプのメンブレンは好適にはポリエーテルスル
フォン重合体であるが、これは、Gelmanメンブレンの如
く、一側の微孔性薄膜層と他側の孔性マトリクスとを本
来的に有すべく鋳造成形されるものである。但し、いず
れの側にもバリア薄膜層を有さない均一孔度のマトリク
ス層を採用すると共に、斯かるマトリクスの一側に微孔
性のバリア膜層を積層することによりマトリクスの一側
に所要にバリア薄膜層を形成しても良い。

第２タイプのメンブレンもまた好適には分離試薬およ
び試験試薬により処理される。而して、全血はマトリク
スの初期領域に塗付され、マトリクスは該マトリクスの
試験領域に向けて側方に体液を浸出させる。それが浸出
するとき、分離試薬は全血が赤血球と比較的清澄体液と
に分離するのを促進する。マトリクスは好適には本来的
に親水性の材料である。血液が分離するにつれ、清澄体
液は初期領域から試験領域に移動すると共に指示試薬と
反応して分析対象成分の存在および濃度を表示する。試
験領域は、清澄体液が赤血球無しで試験領域に移動する
如く位置せしめられねばならない。換言すると、指定さ
れた最高のヘマトクリット血液に対し、十分な清澄体液
が試験領域に移動することにより指示試薬系を活性化し
てそれと反応せねばならない。本発明は、試験装置によ
っては観察されることもあるヘマトクリット効果を最小
限にするものである。均一で適切なサンプル体積を用意
することにより、各試験部位における均一な水頭が確実
になる。リザーバは赤血球および清澄体液の両者を収容
するが、比較的清澄体液の量は、供給される試験体積が
試験用サンプルの適切な体積となる如きものである。

本発明は、微量滴定体積の制御を行い／行わずに乾燥
化学試薬系を用いるという別個のメカニズムを提供す
る。乾燥化学物質成分および微量滴定の原理は以下に記
述するが、後述の各実施例とは別個のものである。

本発明の幾つかの側面において使用される微量滴定の
概念は、サンプル体積および試薬量を制御して一貫した
量の滴定を与えることにより一貫して信頼性のある結果
を与える方法、として説明され得る。第１段階は、境界
付けられた試験領域を形成することである。慣用的な湿
式化学分析は、固定（予測定された）体積のサンプルを
使用すると共にそのサンプルに対して一定量の試験試薬
を滴定するものである。乾燥形態において上記量の試験
試薬は、マトリクスの空隙体積に比例した割合でマトリ
クス内に含浸されねばならない。これは多くの異なる手
法により行われ得る。サンプル体積（SV）は、マトリク
スの空隙体積（VVM）から、湿式注入に続いて試験試薬
からマトリクス内に残る固形分体積、即ち、試験試薬体
積（TRV）、を減算したものである。正確な滴定を提供
するためには、比率SV/TRVは一定でなければならない。

微量滴定を達成する為に、材料空隙体積および試薬注
入を制御せねばならない。本発明の装置は、試験領域と
サンプル供給チャネルとの間の交差連通を許容しない固
定制御形態を生成する。また、微孔性メンブレンは側方
浸出の傾向があるが、これは本発明のこの見地における
装置が回避する。全血が供給され、それは微孔性材料の
薄膜層側から試験領域マトリクスに進入する。サンプル
は、代替的に採用されて側方に浸出させる材料に対して
任意の向きで導入され得る。ガラス繊維材料は完全に湿
潤されたときに極めて脆弱になる。従って、実用上は、
試薬は試験領域にのみ含浸される。これは、注入器もし
くはニードルを用いて試薬を試験領域に個々に注入する
ことで達成され得る。これを行う最も効率的な方法は、
試験細片装置の前部パネルによりセルロースおよびガラ
ス繊維を支持し乍ら装置を予備組立てすることである。
他の材料は局部的もしくは全体的な注入によりマトリク
ス内に含浸され得るが、制御し乍ら行う。

本発明において、試験領域形態を制御する好適な方法
は、メンブレンをガスケットもしくは鋳造部材に向けて
打ち出し、メンブレンの一部をガスケットもしくは鋳造
部材の開口内に変形させると共に、試験領域を非圧縮の
まま残し且つメンブレンの一部を圧縮することである。
圧縮領域は3Mのグレード15アクリル酸感圧接着剤などの
接着剤によりガスケットに結着され、一切の介在流を阻
止する側部で完全に境界付けられた試験領域を生成す
る。各開口内へのサンプルの唯一の進入手段は、頂部、
即ち薄膜層側（例えば、図10（Ａ）参照）を介してのも
のである。メンブレンおよびガスケットの両者を油圧プ
レスの２個のプラテン間に置くことによりメンブレンは
ガスケット内に打ち出されるが、この油圧プレスはメン
ブレンの一部をガスケット開口内に押圧すると共に開口
の外側の材料を圧縮して変形し、従って、圧縮領域にお
けるその厚さは80％乃至95％に減少される（図８（Ｂ）
参照）。

打ち出された材料はダイスにより切断されて圧縮領域
は除去され（印刷プレスでラベルを形成する工程に類似
しており、図17乃至図19を参照）、各試験領域間の交差
連通の可能性は一切排除される。この実施例において
は、試験領域の各々は小寸のリング状接着剤によっての
み装置に保持されており、打ち出されもしくは圧縮され
た材料の大部分は除去されている。接着剤はガスケット
部材に密着するが、ガスケット部材中にはダイにより切
断されたマトリックス挿入物が挿入されることにより試
験領域間の体液の一切の漏出が防止される。

微量滴定領域を生成すべく、第２の方法が使用され得
る。図８（Ａ）および（Ｂ）に示されたこの方法もま
た、ラベルを生成する概念に類似している。個々の微量
滴定領域は視認用窓に取付けられ、もしくは、ガスケッ
ト内に捕捉される。即ち、試験領域が望まれる領域にお
ける非孔性要素には接着剤が塗付される。而して、非孔
性部材に視認用窓が打抜かれ、環状の接着剤リングが残
される。その部分には１枚のメンブレンが貼着されると
共に接着剤リングにおいて非孔性部材に積層される。次
に、視認用孔の回りにおいて接着剤リングよりも僅かに
大きな直径でメンブレンがダイにより切断される。取付
けられなかったメンブレンは剥がされ、視認用窓におい
て非孔性部材に取付けられた試験領域が残される（図20
参照）。

サンプルはガスケット層の開口を介して微量滴定領域
に進入し得るが、これは、別層に形成された毛細管通路
により供給される。代わりに、単一材料片としてガスケ
ットおよび毛細管を鋳造しても良い。毛細管チャネルの
底部には湿潤剤を塗付し、サンプルが通り得る吸収材料
の存在無しで血液流を促進しても良い。高分子量の高分
子オイルも湿潤剤として機能する。好適な材料はジメチ
ルシロキサン・エチレンオキシドであり、合衆国化学技
術のパート番号はPS073である。また、BSI社のPhotolin
k（登録商標）親水性表面処理剤であるパターン化親水
性印刷インク、または、CYREX射出成形部品を用いるこ
とにより、同一の効果が達成される。細片の前面層およ
び背面層に対して使用されたフィルム材料は、ガスケッ
ト−毛細管構造のいずれかの側に積層される。湿潤剤
は、エアブラシもしくはナイロンブラシ塗付器のいずれ
かによりチャネルに注入されてから加熱ランプにより乾
燥され得る。両方法とも等しく満足し得るものである。

マトリクスに対する分離試薬の含浸は、試験試薬の含
浸より以前、含浸中もしくはその後に行われる。全血を
赤血球と清澄体液に分離するマトリクスの性能を強化す
べく、特定の化合物が選択される。上記で論じた如く、
好適なマトリクス材料はGelman、Pall Hemadyneもしく
はAhlstromセルロースおよびガラス材料である。

マトリクス内に含浸され得る分離試薬は次のものから
選択され得る：ポリビニルスルフォン酸（PVSA）、ポリ
エチレングリコール（PEG）、ポリスチレンスルフォン
酸（PSSA）、（Klucel［登録商標］として市販されてい
る）ヒドロキシセルロース、ポリビニルアルコール（PV
A）、ポリビニルピロリドン（PVP）、ポリアクリル酸
（PAA）、水溶性塩、クエン酸塩、ギ酸塩、硫酸塩、ア
ミン酸、キトサン（アミノ糖）、クエン酸、フィチン
酸、および、リンゴ酸。これらの材料はシリカもしくは
粘度と組合せて拡張され得る。化学成分は、全血を赤血
球と比較的清澄体液とに分離するのを助ける同等の材料
を含み得る。

血液内の多くの分析対象成分は狭い範囲内に存在す
る。全血の任意の成分に対する最大の標準範囲は全血内
の赤血球の割合、即ちへマトクリット値である。健康な
人間は35乃至55のヘマトクリット比率を有し得る。高所
にいる場合の人間、および、新生児は、例えば60以上の
高いヘマトクリット値を有することも多い。疾病を患っ
ている人間は30以下のヘマトクリット値レベルを体験す
ることもある。60のヘマトクリット値を有する人間は、
注入された血液サンプル内にグルコースなどの水溶性分
析対象成分が40％だけ配分されている。30のヘマトクリ
ット値を有する血液サンプルの70％は体液の割合であ
る。当業者であれば、この可変成分が全血試験結果に対
して大きな影響を与えることを理解し得よう。（多くの
病院および臨床検査室は血清分析対象成分のレベルに依
りこの干渉を排除している。）本発明により記述された
血液分離装置および方法は、反応領域から赤血球を除去
することにより血清系の仮想生成を可能としている。装
置の活性領域に対し、装置の形態が保証する処の適切な
体液が供給される限り、装置の活性領域から排除された
付加的な清澄体液および赤血球な反応に影響を与えな
い。また、殆どの装置の全体的性能に対して顕著な影響
を与えるヘマトクリット効果は、本発明の実施により実
質的に排除される。

指示試薬混合物は、分析対象成分の存在を検出し得ね
ばならない。一般的には、分析対象成分は特定の酸化酵
素と反応して過酸化水素を発生する。この強度の酸化性
物質は、存在する指示薬と反応し、着色された最終生成
物を生成する。酸化酵素は、次のものである：グルコー
ス酸化酵素、コレステロール酸化酵素、ウリカーゼ、ア
ルコール酸化酵素、アルデヒド酸化酵素、もしくは、グ
リセロ燐酸塩酸化酵素。本明細書中における例および好
適実施例ではグルコース酸化酵素を系統的表示している
が、他の酸化酵素を活用する為に必要な系統変更は当業
者自明であろう。Gelman、Pall Hemadyne又はAhlstrom
の濾過用ガラス繊維マトリクスから作成された微孔性メ
ンブレン（ポリエーテルスルフォン）上に被覆されたと
きに満足し選る色生成を与える化学指示薬は次のものか
ら選択しても良い:3,3−ヂメチル安息香酸（DMAB）と組
み合わされた３−メチル−２−ベンゾチアゾリノン・ヒ
ドラゾン・ヒドラクロライド（MBTH）、3,5−ジクロロ
−２−ヒドロキシベンゼン−スルフォン酸（DCHBS）と
組み合わされたMBTH;4−アミノアンチピレン（４−AA
P）（於:4mg/ml）および５−0xo−１（ｐ−スルフォフ
ェニル）−２−ピラゾリン−３−カルボン酸（OPSP）;4
−AAP（於:4mg/ml）およびｎ−（ｍ−トイル）−ジエタ
ノールアミン（NDA）;2,2′−アジノ−ジ（３−エチル
ベンズチアゾリン）スルフォン酸（ABTS）;4AAP（於:4m
g/ml）および４−メトキシナフトール；ピロガロールレ
ッド（PGR）；ブロモピロガロールレッド（BPR）；アシ
ッドグリーン25（AG）;MBTHおよび８−アニリノ−１−
ナフタレンスルフォン酸塩（ANS）；または、Ｎ−（３
−スルフォプロピル）アニリンおよびMBTH;または、種
々の分析対象成分に対する他の公知の従来の染料系。Ki
ser et alに対する米国特許第5,306,623号は、多くの有
用な染料系の有効な濃度を開示している。

好適な染料系はMBTHのスルフォン化形態であり、即
ち、３−メチル−６−（Ｍスルフォン酸）−ベンゾチア
ゾリノン−（２）−ヒドラゾン（MBTH−Ｓ）であり、Ｍ
は、ナトリウム、カリウム、アンモニアもしくは他の等
価イオンであるが、ナトリウムが好適である。Kloseに
対する米国特許第4,101,381号にはMBTHをスルフォン化
してMBTH−Ｓを形成することが開示されている。DMAB、
ANSもしくはＮ−（３−スルフォプロピル）アニリンと
の染料対として形成されたMBTH−Ｓは、安定した着色終
点を短時間内に与える指示薬系を提供する。この染料系
により、計器もしくは複雑な時的シーケンスを使用せず
に信頼性を以て視認読取りが可能とされる。

MBTH−DMABなどの特定の指示薬は更なる時間に亙り変
色を継続し、即ち、反応は相応の時間間隔内に安定な終
点に到達しない。斯かる指示薬染料系の使用が望まれる
場合は、試験細片を湿潤して反応が開始された後の特定
時点において所望の読取りを行うことが重要である。Ph
ilips et alに対する米国特許第5,049,487号は言及した
ことにより本明細書中に援用するが、マトリクスの反射
率の変化を、マトリクスがサンプルにより湿潤されたこ
との徴候として利用することを記述している。本発明に
おいては、計器の設計態様は２個の接点を取入れている
が、これらは試薬により含浸された試験用パッドと接触
するものである。試験用パッドが血液の塗付もしくは試
験用サンプルにより湿潤されたとき、回路が形成されて
計時が開始される。計器は次に、計器内のアルゴリズム
により必要とされる適切な時点で読取りを行い得る。代
わりに、サンプルが塗付される領域内の試験マトリクス
上の指もしくはピペット等の対象物を計器内センサが検
出することも可能である。この場合の計時は、対象物検
出の時点でもしくは直後に開始され選る。これらの試み
のいずれかにより、染料系の示度が時間依存性を以て測
定されねばならない場合において簡素で低コストな計器
設計態様が可能となる。

Yuにより米国特許第5,453,360号で記述されたMBTH−A
NS系は本発明の方法および装置において使用され得る。
但し、両方の成分は約4.0の酸性pHを必要とし、これは
酵素の活性を増大すると共に、化学系において必要とさ
れるよりも高レベルの酸化酵素もしくは過酸化酵素の使
用を必要とする。従って、中性pH付近の系が更に好適で
ある。この点、上記で言及したMBTH−Ｓ染料系は約pH6
にて存在し得ると共に、系統化が容易であり且つ酵素活
性を増大するという利点を有している。従って、MBTH−
ＳおよびANSを使用することにより、pH6で存在する染料
対を使用し得るが、これは上記染料対の乾燥化学物質系
の使用を許容するpHである。MBTH−ＳおよびＮ−（３−
スルフォプロピル）アニリンの系統化は、本発明の装置
および方法における指示染料系に対する別の好適実施例
であることが見出されている。それは安定な終点を示す
化学物質を生み出すが、これは、水溶性であると共にメ
ンブレンマトリクスに注入且つ乾燥されたときに経時的
に昇華しないものである。ANSと対とされたMBTH−Ｓに
よれば、約580乃至650nmの領域においてフラットなスペ
クトル吸収が見られる。ANSと対とされたMBTH−Ｓは、
良好なスペクトル吸収を示すと共に、水溶性であり且つ
乾燥化学物質の貯蔵条件下でも昇華することが無い。MB
TH−ＳおよびANS染料対の好適な染料系は本発明の装置
で使用され得る、と言うのも、本発明の装置および方法
により提供された反応部位から赤血球が分離されるから
である。而して、満足し得る580乃至650nmの範囲でスペ
クトル吸収を示す、微孔性のGelmanメンブレンまたは側
方浸出AhlstromもしくはPall材料を用いることにより、
効率的な血液分離が生ずる（図27参照）。この範囲は、
紫色ないし青色を生成する。全血色が装置の試験領域内
に存在すると、この波長範囲の下限は計器読取り細片に
対しては受入れられない。これらのシステムにおいて有
用である張力調節剤、ヘマトクリット値調節化合物、バ
ッファおよびキレートを使用することは当業界で公知で
ある。当業者であれば、本明細書中で開示された構成要
素および先行技術における構成要素に基づき、満足でき
る化学物質を系統化し得るであろう。

上記した各試薬は、計器もしくは視認による色比較の
いずれかにより読取り可能な化学物質を生成する。Hoch
strasserに対する米国特許第3,964,871号に記述され
た、バイナリ形式で読取り得る視認用細片を形成する為
には、試験装置内に複数の試験領域を設計せねばならな
い。また、分析対象成分のスレッショルドレベルに化学
物質が感応し得る様にするには、酸化防止剤を用いて視
認用試験領域における反応が抑制もしくは阻止される
が、これにより、分析対象成分がその領域における抑制
化学物質よりも多量に存在するときにのみ色が変化す
る。それらは非競合性反応に関与すると共に、先ず過酸
化水素により消費される。もし酸化防止剤が反応により
完全に消費されたならば、試験マトリクス内で染料指示
薬が酸化されて色を呈する。Hochstrasserの米国特許第
3,964,891号は、尿抑制試験細片の設計態様および実施
に対する背景を提供する。Kiser et alの米国特許第5,3
06,623号は、これを血液試験に対して拡張している。使
用され得る酸化防止剤としては、2,3,4−トリヒドロキ
シ安息香酸、没食子酸プロピル、アスコルビン酸、イソ
アスコルビン酸、3,4−ジヒドロキシケイ皮酸、3,4−ジ
ヒドロキシベンズアルデヒド、没食子酸、および、5,6
−ジアミノウラシルが挙げられる。本実施例において好
適な酸化防止剤は、アスコルビン酸である。

マルチ領域試験システムは、種々の指示試薬テクノロ
ジを使用し得る： 上述の如き複数領域式で計器無しの試験形態で使用さ
れ得る、スレッショルド読取りを提供する指示染料およ
び酸化防止剤系； 反応により消費される指示染料、即ち、少ない染料を
有する試験領域よりも多い染料を有する試験領域が高濃
度の分析対象成分で変化する； 分析対象成分の濃度に比例して生成され、色整合シス
テムもしくは計器と組み合わされて使用され得る指示染
料。

本発明においては、下記の化学系に基づいて３つのレ
ベルのサンプル装置が使用され得る。

分離試薬、指示試薬、酸化酵素、過酸化酵素、ヘマト
クリット値調節剤、緩衝剤、酸化防止剤およびキレート
剤は、染料系と共にメンブレンマトリクスに含浸される
が、該メンブレンマトリクスは、ポリエーテルスルフォ
ン、ポリスルフォン、ポリアミド、セルロースおよびガ
ラス繊維もしくはPall Hemadyneから選択される。

試験結果の精度に影響を与えるヘマトクリットレベル
の問題は、血液分離および微量滴定を良好に行わない試
験装置に対しては相当の問題である。然るに、本発明で
使用されるメンブレンは計器読取装置において使用され
得るものであり、且つ、微量滴定形態無しで、所望を上
回るヘマトクリット効果を有し得る。以下における本発
明の実施例は、全血のヘマトクリット値変動を補償すべ
く使用され得るものである。機器は、アナログ信号／調
製回路に接続された付加的な光源および受信器（セン
サ）と共に設計され得る。これらの付加的センサは、ひ
とつはチャネルの始めの部分に、もうひとつはチャネル
の終端部分に置いて試験装置のチャネルを検査し得る様
に実現される。全血は、反応領域から離間して注入され
る。試験装置は清浄な毛細管チャネルを有すると共に。
全血の移動はセンサ間で計時される。毛細管を上昇移動
する為に血液が要した時間は血液のヘマトクリット値を
表しており、この情報は、ヘマトクリットレベルにより
引き起こされた機器の反射率の変化を補正する為に用い
られる。毛細管は２つの配置形状を有し得る：親水性湿
潤剤が塗付された清浄チャネル、および、側方浸出性の
孔性材料内に形成されたチャネルである。本発明の好適
実施例の層には、3Mのグレード415の感圧アクリル接着
剤などの接着剤が結着される。孔性の不活性材料のフリ
ーラジカル含有量は低く、医学的装置において広く使用
される。

本明細書中で開示された本発明の種々の特徴は、添付
図面を参照すると最適に示されており、以下ではその説
明を行う。

図１および図２は、全血を赤血球と比較的清澄体液と
に分離する為に孔性マトリクス部材１を活用した本発明
の装置を示している。マトリクス１は薄膜層側５および
試験側７を有すると共に、開口21を含むホルダ49に取付
けられている。上記マトリクスは好適には本来的に親水
性材料であると共に、分離試薬により選択的に含浸もし
くは被覆され、血液分離を促進かつ最大化している。全
血のサンプルは、開口21を介してマトリクス１の薄膜層
側５に塗付される。マトリクスの薄膜層特性、親水性質
および分離試薬の組合せにより、薄膜層側５の表面上に
おける赤血球の遮断が行われる一方、分析対象成分を含
む清澄体液は薄膜層を介してマトリクス１および試験側
７へと流れる。マトリクスには、指示試薬と共に、酵
素、ヘマトクリット調節剤、バッファ、酸化防止剤およ
びキレートが存在するが、これらのものは全血内の分析
対象成分のレベルを測定し得る試験装置を提供する上で
有用なものである。当業界においては、従来から溶媒内
の試薬混合物に系統化されてマトリクス１に塗付される
種々の指示試薬が知られている。検出されるべき分析対
象成分の各々に対する混合物は、同一のpH、溶媒および
溶液の条件下で共存し得るグループに系統化される。各
指示薬もしくは他の試薬の混合物は、マトリクス１の試
験側７に塗付され且つ乾燥される。血液サンプルがマト
リクス内に存在する試薬を湿潤したとき、マトリクスの
試験側の指示薬は変色し、血液内の例えばグルコースな
どの分析対象成分の所望の示度を提供する。

図３（Ａ）に示される如く、ユーザの指もしくはアプ
リケータからの血液もしくは他の体液30の落滴は開口21
を介して図２の装置に注入され、且つ、変色は試験機器
72によりもしくは視認的色整合により試験側７上で読取
られる。図３（Ａ）は、試験機器72と組み合わされて使
用された図２の装置の典型的組合せ法を示している。図
２の試験装置が試験機器72内に挿入されたとき、関連す
る必要情報は、図１および図２に示された機器読取可能
照合コード61または図３（Ｂ）で101で示された機械的
ノッチパターンもしくは磁気的パターンを介して試験機
器72に通信され得る。上記コードもしくはパターンに含
まれた情報は、較正データ、計時シーケンス、もしくは
他の情報であり、機器による試験細片の読取りの精度を
保証するものである。試験機器72内における回路は、注
入滴30からの血液もしくは清澄体液がマトリクス１を湿
潤したときに完成され、接点70、71を相互に接続すると
共に、機器の試験シーケンスもしくは照合コード61もし
くはパターン101により指示された試験シーケンスを開
始する。

図４および図５は、本質的に図１および図２と同様で
あるが、マトリクス１内の複数の反応領域もしくは区
域、ホルダ449内の複数の血液注入開口21、および、支
持部材19内の複数の視認用開口11を有する装置を示して
いる。マトリクス１は薄膜層側５および試験側７を有す
ると共に。適切な指示試薬により含浸されている。マト
リクス１は、接着剤によりホルダ449に取付けられ得
る。ホルダ449、マトリクス１および支持部材19は積層
され、図５に示された装置を形成する。血液サンプルは
ホルダ449内の開口21を介してマトリクス１の薄膜層側
５に塗付され、支持部材19の視認用開口11を介してマト
リクス１の試験側７上の変色が観察される。図39および
図40は同様の装置を示すが、個々の別体のマトリクス部
材を各試験領域もしくは開口群に対して備えている。こ
の実施例における薄膜層側５は各別体のマトリクス要素
の頂部および両側部を含み、マトリクス要素内に赤血球
が進入するのを防止可能としている。

指示薬の示度を視認読取りもしくは計器測定すべく、
部材が開口を必要とする本発明の全ての実施例において
は、それらが視認可能もしくは透明な開口を意図してい
ることは理解されよう。従って、斯かる部材は物理的な
開口もしくは孔を有さない中実板材であっても良いが、
少なくとも指示薬の示度に対して適切な試験部位におい
ては透明もしくは十分に半透明でありもしくは全体的に
透明であり、指示薬に対する視認もしくは計器のアクセ
スを提供するものとする。斯かる部材はまた、開口を有
するアルミニウム箔などの不透明層、開口を備えた透明
プラスチック膜、および、中実板材であり乍らも不透明
層における開口を介して視認アクセスを提供する透明プ
ラスチック膜、から成る複合積層物も可能である。

図６および図７は、本質的に図４および図５と同様で
あり乍らも装置の内部に血液サンプルを配分する血液供
給システムを有する装置を示している。この血液供給シ
ステムは、開口621を含むガスケット層13を備えるが、
これは、開口621の上方でリザーバを形成するノッチ33
と連通する毛細管通路25を含むチャネル層23と積層され
ている。血液は、カバー部材31内のサンプル受容開口29
を介して装置に付与される。血液は毛細管通路25を介し
て移動するが、その底部に付与された湿潤剤によりその
流れは促進され得る。毛細管通路25はチャネル層23の切
欠24により通気されるが、この切欠24はガスケット層13
の通気口22と連通している。血液はチャネル層23でリザ
ーバを形成しているノッチ33を満たすと共に、開口621
を介してマトリクス１の薄膜層側５へと通過する。チャ
ネル層23およびガスケット層13は湿潤剤により被覆され
ることによりチャネルを介しての血液流を促進すること
も可能であり、または、硫酸化プラスチックなどの本来
的に親水性のプラスチックともされ得る。血液は、薄膜
層側５を介してマトリクス１の試験側７へ通過せしめら
れる比較的清澄体液と、薄膜層側５の表面上に保持され
る赤血球とに分離される。マトリクス１の試験側７内の
指示薬内に形成された色は支持部材19内の開口11を介し
て視認される。図６および図７の装置は、カバー部材3
1、チャネル層23、ガスケット層13、マトリクス１およ
び支持部材19を積層して構成され、一体的な装置を形成
している。各層の間には適切な接着剤を使用し、図７の
一体的な装置を形成する上で各層の接着剤を提供すると
共に、複数の試験領域の相互に対する適切なシールを提
供し、且つ、開口29からの血液サンプルをマトリクス１
の薄膜層側５へ流すべく毛細管通路25、ノッチ33、開口
621により画成された境界付き通路を提供し、更に、ひ
とつの試験領域から他の試験領域への体液の流れを一切
阻止している。この様にして開口11および支持部材19に
より画成された個々の試験領域の各々は、マトリクス１
の試験側７の対応領域内に存在する指示薬に依り観察さ
れ得る。夫々の試験領域の各々において、別個の指示試
薬を含むことが望ましいこともある。代替的に、マトリ
クス１の丈に沿って指示試薬の濃度を漸進的に変化さ
せ、これにより、開口11内の変色が所定の血液サンプル
に対して漸進的に変化することとにより、存在する単一
のもしくは複数の指示薬からの所望の読取りもしくは測
定を行うことが望ましいこともある。

図８（Ａ）、図８（Ｂ）および図９は、本発明の別の
側面を構成する装置を示している。この側面において
は、実質的に非圧縮性の部材93には、所定の容量規模を
有する開口91が配備される。図１に示された薄膜層側５
および試験側７を有するマトリクス部材１は非圧縮性部
材93に対して押圧されるが、これは、図８（Ｂ）に示さ
れた如く、マトリクス１の一部が開口91内に突出もしく
は延出すると共に、マトリクス１の残りの部分が圧縮さ
れて薄層となる如くに行われる。図示を目的として、図
８（Ｂ）は部分的に圧縮されたマトリクス部材１を部材
93から離間して示している。但し、マトリクス部材１が
部材93および開口91内に一旦圧縮されたなら、それは部
材93から離間される必要は無いが、ホルダ９上に直接的
に位置決めして図９に示された一体的な装置に帰着させ
ても良い。この装置において部材93の開口91内に突出す
るマトリクス１の薄膜層側は開口91内の血液サンプルの
塗付に対して露出されたままであり、マトリクス１の試
験側は開口96およびホルダ９を介して読取りもしくは測
定に対して視認可能である。更に、この装置においてマ
トリクス１の向きを反転することにより、マトリクス１
の試験側７が部材93に対して圧縮されて開口91内に突出
すると共にマトリクス１の薄膜層側をホルダ９に接触す
べく残し得ることも理解されよう。斯かる反転配置形状
においては、血液サンプルが開口96を介してマトリクス
１薄膜層側５に塗付され、次にマトリクス１の試験側７
の読取りもしくは測定が開口91を介して実行され得る。
図１、図２および図３に示された如く、図８（Ａ）、８
（Ｂ）および図９の装置は、上述のごとく試験機器の較
正もしくは制御の為の機械読取可能コード62を含み得
る。

本発明のこの側面の別実施例は図８（Ａ）に示されて
おり、部材93に対してマトリクス部材１が圧縮されて開
口91内へのマトリクス部材１の突出を形成した後、部分
的に圧縮されたマトリクス１は部材93から取り外されて
図８（Ａ）に示された如くホルダ９上に載置される。こ
の実施例においては部分的に圧縮されたマトリクス１の
突出する非圧縮部分は開口96内に挿入されて簡素な装置
を提供するが、この装置上で、血液サンプルは開口96お
よびマトリクス１の薄膜層側５に塗付されてマトリクス
１の試験側７で指示薬が読取りもしくは測定される。更
に、図９の装置を作成する上では、適切な接着剤と共に
適切な積層工程においてマトリクス１が部材93とホルダ
９との間に圧縮され得ることは明らかであり且つ理解さ
れる処である。斯かる工程においては、開口96は工具に
より一時的にブロックされ、積層および圧縮の間にマト
リクス１が開口96内に突出するのが防止される。

図８（Ｂ）および図９に示された装置の重要な側面
は、開口91が所定の容量規模を有すべく配備されること
である。この容量的開口は、指示試薬を含むマトリクス
１の突出部分により実質的に満たされる。これにより、
この配置形状は容量的開口91内に位置せしめられて突出
されたマトリクス１内の所定の指示薬に対して所定体積
の微量滴定チャンバを提供するという容量的開口91内の
特定の既知の所定容積を提供する。従って、指示薬によ
る通常の色示度に加え、この装置は、容量的開口91を満
たす既知容積の体液と、容量的開口91内に存在するの所
定量の量もしくは濃度の指示薬もしくは他の試薬とに対
し、滴定に基づく特定の濃度表示を提供し得る。

上述の如く、図９の装置もしくは図８（Ａ）の装置に
注入された血液サンプルは、容量的開口91もしくは容量
的開口96内に存在するマトリクス１の薄膜層側に対して
塗付され、これにより、赤血球もしくは他の固形分は薄
膜層側５により通過を遮断され、血液流体は薄膜層側５
を介してマトリクス１の試験側７に通過せしめられる。

図10（Ａ）および10（Ｂ）は本質的に図８（Ｂ）およ
び図９と同様の装置を示しているが、複数のマトリクス
１の部分がその中に突出する複数の容量的開口91を有し
ている。図10（Ａ）および10（Ｂ）の装置の構造および
用法は、複数の試験領域が配備されていることを除いて
図８（Ｂ）および図９の装置と同様である。図11は代替
的な配置形状を示しており、容量的開口91内に突出する
マトリクス１の部分は、容量的開口91の全容積に厳密に
合致するのでは無く丸められ得ることを示している。容
量的開口91内に突出するマトリクス１の部分が容量的開
口91の利用可能容積を完全に満たすことは必要で無い。
必要なことは、部材93に対して圧縮されたときに容量的
開口91内に突出するマトリクス１の量もしくは部分が既
知であると共に較正され、容量的開口91の所定容積およ
び容量的開口91内に突出するマトリクス内に存在する所
定量の指示薬もしくは試薬に対して正確な容量滴定試験
が実行され得ることだけである。使用に際して容量的開
口91は所定且つ既知容積の試験体液により満たされる
が、これは、容量的開口91がマトリクス１の突出部によ
り完全に満たされているか否かに関わりが無い。

図12および図13の装置は本質的に図10（Ａ）および10
（Ｂ）の装置と同様であるが、図６および図７に示され
た装置に関して上述した如く、血液サンプルを内部的に
種々の試験領域に配分する為の内部毛細管通路の付加的
特徴を備えている。使用に際し、サンプルは開口29に進
入すると共に、毛細管通路25、ノッチ33および開口621
を介してマトリクス１の薄膜層側５に流れる。体液部分
は薄膜層側５を介して試験側７および指示薬へと通過す
るが、これは開口11を介して読取られもしくは測定され
る。

図14、図15および図16は図12および図13の装置の改変
例を示しており、試験部位のレイアウトは、毛細管25を
介しての血液流が重力による流れにより促進可能とされ
る如きものである。この装置において、血液サンプルは
カバー部材31の開口29を介して導入される。血液は毛細
管通路25および開口33を介して流れ、部材35の開口内に
位置せしめられたマトリクス１の突起部の薄膜層側５と
接触し得る。組立られた図14の装置がその開口29を備え
た縁部を頂部として位置せしめられたとき、毛細管通路
25に沿うと共に開口33および通気口36を介した血液の流
れを重力が促進することは理解し得よう。図16は、マト
リクス部材１の突起部のレイアウトに対応すべく開口11
が対応配置された支持部材19を示している。図37および
図38は一側すなわち血液サンプルを注入する側にユーザ
用説明を備えると共に、試験結果すなわちグルコース濃
度のレベルの視認表示に対する他側上の表示を備えた同
様の装置を示している。

図17、図18、図19および図20は、図12および図13の装
置の変形例を示している。この配置形状においては図17
に示された如くマトリクス１は部材34に対して圧縮され
ており、これは、部材34から圧縮マトリクス１を取外し
た後、図18に示された如くマトリクス１の非圧縮部分に
突出部を有する部分的に圧縮されたマトリクス１に帰着
する。図19は、非圧縮部分の回りからマトリクス１の圧
縮部分の殆どを取外して要素17を残した後のマトリクス
１の残存非圧縮部分を示しており、この要素17は、その
基部の回りに圧縮マトリクス１の小さな境界を有するマ
トリクス１の非圧縮形状である。これらの要素は次に、
図10（Ａ）に示された如き容量的開口91などの適切な開
口内に組み付けられる。図20に示された如く、マトリク
ス要素17は、それらが部材35の開口内に嵌合されると共
に各マトリクス要素の基部の境界の回りの接着剤により
シールされる如く組付けても良い。このタイプの装置は
図12、図13および図14の装置に関して上述した如く組立
てて使用することが可能である。

図21および図22は本発明の別の側面を示しており、オ
フセット配置形状を有する装置において孔性マトリクス
が利用されている。この装置はマトリクス部材を介して
体液サンプルを側方移動させ、指示薬の読取りもしくは
測定に関して一定の利点を提供している。図21に示され
た如く、ホルダ49は開口21を含み、マトリクス40はホル
ダ49と支持部材19との間に位置せしめられ、且つ、支持
部材19は、ホルダ49の開口21から所定距離だけ側方にオ
フセットされた開口11を含んでいる。この装置でマトリ
クス40は、開口21に対応する初期領域47と開口11に対応
する試験領域45とを有している。サンプル体液は、開口
21を介してマトリクス40の初期領域47に導入され、側方
に向けてマトリクス40を介して試験領域45へ通過し指示
薬と反応するが、これは開口11を介して読取りもしくは
測定され得る。マトリクス40は孔を含む孔性マトリクス
であるが、これらの孔は、マトリクス40の初期領域47と
試験領域45との間に側方距離において固形分の通過を遮
断し乍らも、初期領域47から試験領域45への体液の通過
を許容し得るものである。この装置において、マトリク
ス材料40は初期領域47から試験領域45への側方距離に亙
り赤血球などの固形分を分離し、従って、開口11を介し
て見たときに試験領域45内に存在する指示薬は、マトリ
クス40の試験領域45内の指示試薬により与えられる示度
を妨げ得る固形分もしくは赤血球から実質的に解放され
る。

図23および図24は図21および図22に類似した装置を示
しており、マトリクス部材40は部材93に対して圧縮され
ることにより、マトリクス部材40の一部が部材93の表面
に対して圧縮されると共にマトリクス部材40の一部は部
材93の開口91内に突出している。この配置形状は図８
（Ｂ）および図９に関して上述したものと類似している
が、但し、この配置形状において開口91は長寸化されて
マトリクス40の非圧縮部分の長寸突出部を提供すること
により、ホルダ49内の開口21から支持部材19内の開口11
のオフセット箇所へと延伸するマトリクス40の非圧縮部
分を提供している。故に図24は、ホルダ49と支持部材19
との間に位置せしめられた部材93およびマトリクス40を
備えるべく組立てられた装置を示している。この装置に
おいて体液サンプルは開口21を介して導入され、マトリ
クス40の初期領域47を介して通過すると共にマトリクス
40を介し、開口11と対応して位置せしめられた試験領域
45に向けて側方に流れる。上述の如く初期領域47と試験
領域45との間の側方距離におけるマトリクス40の孔性特
徴は、赤血球などの固形分の通過を遮断すると共に、試
験領域45内に存在する指示薬と反応すべく体液が試験領
域45へと通過するのを許容し、その示度は次に開口11を
介して視認され得る。

図25および図26の装置は本質的に図21および図22に図
示且つ記述された装置と同様であるが、複数の反応領域
を有している。或いは、その配置形状は類似している、
と言うのも、開口21は初期領域47に対応すると共に開口
11はマトリクス40の試験領域45に対応しているからであ
る。図25および図26の装置の機能は図21および図22の装
置と同様であるが、複数の領域に基づいている。

図27の装置は、複数の試験領域の配置形状を除き、本
質的に図23および図24に図示かつ記述された装置と同様
である。同様に、図28および図29の装置は図25および図
26の装置に対応するが、図６および図７に関して上述し
た如き内部毛細管通路による配分システムを更に取入れ
ている。同様に、図30は図27の装置を示しているが、体
液に対する内部毛細管通路による配分システムを備えて
いる。

図31および図32は本発明の装置の別の側面を示してお
り、絞り流通路を介した初期流速を測定することにより
体液中の分析対象成分の分析を可能としている。この装
置において部材323は、第１開口322、第２開口366、お
よび、該第１開口および第２開口と連通する絞り流通路
325を含み、これにより、第１開口322内に導入されたた
体液サンプルは通路325を介しての毛細管作用により開
口366に流れる。この装置は更に、開口322に対応する開
口321を有するカバー層331を備えている。この装置は更
に、開口366に対応する開口311を有する透明な支持部材
319を備え、この開口366は選択的にマトリクス部材１を
圧縮挿入もしくは予成形して嵌装し得るものである。こ
の装置において支持部材319は透明であることから、開
口322から通路325を介した開口366への体液の流れは観
察され得ると共に検出器64により測定され得る。検出器
64は、開口322から通路325を介した体液の流れの速度を
測定し得るものである。体液の流れは体液内の分析対象
成分の公知の濃度と相関され得ることから、既知の分析
対象成分に対する既知の体液の初期流速を測定すること
により、試験中の体液内の分析対象成分の濃度が与えら
れる。体液が開口366に到達して適切な指示試薬を含む
マトリクス１内に流れ込むと、典型的な反応が生じ、指
示薬の示度は開口311および支持部材319を介して観測も
しくは測定され得る。この配置形状は幾つかの独特の利
点を呈する。先ず、サンプルは読取り領域から離間した
試験細片に塗付されることから、もし複数の患者と共に
計器が使用されたとしても生体に危険を及ぼす露出が制
限され得る。毛細管を介した移動速度は血液サンプルの
ヘマトクリット値に対応する。血液がチャネル内のひと
つの点から他の点へ移動する遅延を計算することによ
り、ヘマトクリット値が決定され得る。もし適切であれ
ば、試験結果に対してはヘマトクリッと値補正係数を適
用し、全体的なシステム性能を改善する。

図33は図31および図32に図示かつ記述された装置の変
更例を示している。この装置において通路325は、通路3
25の形状に対応する部分67であるマトリクス１の一部を
含んでいる。この装置の配置形状においては、開口322
から開口366への体液の流速は、それがマトリクス67か
ら開口366へと流れるときに透明部材319を介して観測か
つ測定される。図31および図32の装置と同様に、マトリ
クス67を含む通路325を介しての特定の体液の初期流速
は、問題となる分析対象成分の既知の濃度に対する同様
の装置を介した体液の流れと相関される。

図34、図35および図36は、図10（Ａ）および図20に図
示かつ記述された装置と類似する装置を示している。体
液の内部配分に対する通路はカバー部材31の底部側に含
まれており、チャネル340は開口29および開口91および
部材93と連通している。この装置において体液サンプル
はカバー部材31内の開口29に進入すると共に（図36にお
けるカバー部材31の底面図に示された）チャネル340を
介して側方に流れて開口91および部材93の各々に至り、
其処で体液はマトリクス要素37の各々に接触する。体液
は薄膜層側５を介して流れると共に、指示試薬を含むマ
トリクス要素37内に流れ込む。従って、指示薬の示度
は、支持部材19内の開口11を介して視認且つ測定され得
る。

概略的には、図１および図２に示された如きマトリク
ス部材１は約３ミル乃至７ミルの厚さ（１ミル＝0.001
インチ＝0.0254mm）範囲に在る。殆どの試験装置におい
て、厚さは約４ミル乃至５ミルが好適である。マトリク
ス１の薄膜層側５上において、赤血球の通過を遮断し得
る薄膜層の厚さは約0.5ミル以下である。図１および図
２の49の如きホルダ部材は一般的にポリマ細片であり、
殆どの用途において約５ミル乃至約12ミルの厚さを有
し、且つ、使用されたポリマ細片のタイプに依ってはホ
ルダ部材に対して約７乃至８ミルの厚さが好適である。
図４における19などの支持部材もまた約５ミル乃至約12
ミルの厚さを有し得るものであり、且つ、支持部材がポ
リマ製であるときには約７ミル乃至８ミルの厚さが好適
である。上記支持部材はまた、アルミニウム箔等の金属
箔で作成し得るが、その場合には支持部材は約１ミル乃
至３ミルの厚さを有し得る。支持部材が金属箔であると
き、それは、金属箔の開口が適切に位置せしめられた箇
所で透明プラスチック膜と積層されると共に、透明膜
は、透明ポリマ膜が指示試薬を含むマトリクス部材を汚
染から保護し得る箇所で箔とマトリクス部材との間に積
層されることは明らかである。更に、開口が単に視覚的
に透明な領域である場合には、支持部材は透明ポリマ細
片とし、マトリクス部材上の指示薬の示度の読取りもし
くは測定を許容しても良いことは理解される。

本発明の装置で、マトリクス材料が圧縮挿入される固
定容量的開口を提供する93、13および35などの一定の部
材が、一般的には約４ミリ乃至12ミルの範囲の厚さであ
り、好適には４ミル乃至５ミルの厚さである。固定的な
容量規模の開口を提供するこれらの部材は好適には射出
成形材料であることも理解されようが、所望の容積の開
口を打抜きもしくはダイス切削し得る十分に堅固な非圧
縮性のポリマ細片とすることも可能である。

当業者であれば、本発明に係る組立てられた細片装置
の全体的厚さは所望の用途に依存して変更され得ること
は理解されよう。組立られた装置の全体的厚さは約８ミ
ル乃至40ミルの範囲とされ得る。また、種々の層を積層
することにより提供される強度に依り、薄寸の層材料を
使用して十分な強度が提供される。但し、本発明に係る
試験細片装置の全体的厚さは、マトリクス部材の所要か
つ所望の厚さにより決定し、色分離および十分な体積の
吸収を提供する。これに加え、固定容積開口を提供する
本発明の実施例は各層の厚さを定め、本発明の装置によ
り可能とされた滴定試験に対して所望の容積を有する容
量的開口を提供している。

図８（Ａ）、８（Ｂ）および９における如く、マトリ
クス部材が近接部材内に圧縮されるとき、約５ミル乃至
約12ミルの厚さを有する典型的なマトリクス材料は、圧
縮領域において約１ミル以下、典型的には約0.5ミル以
下の厚さに圧縮される。同時に、容量的開口内に突出す
るマトリクス層の部分は、その完全な元の厚さもしくは
その近傍の厚さにある。

図31乃至図33に係る装置の実施例においては、絞り流
毛細管通路は典型的には約５ミル乃至25ミルの長さであ
る。通路の長さは、通路を通過する体液の初期流速を検
出かつ測定すべく使用される光学検出器により決定され
ると共に、通路中で検出されつつある体液の流速および
流動パターンにより決定される。典型的には、通路を通
過する体液の初期流速を測定するには５ミル乃至10ミル
長さの通路で十分である。ジメチルシロキサンエチレン
オキシド湿潤剤により処理されたプラスチックチャネル
に対しては断面積は約５ミル乃至40ミルであるべきこと
が分かっているが、約５ミル乃至約25ミルにも小さくで
きる。同様のサイズのチャネルは、プラスチックが本来
的に親水性を有しているとすれば湿潤剤無しでプラスチ
ック部材において有用である。毛細管通路に対するひと
つの好適な材料は、米国、ニュージャージー州、ロッカ
ウェイのサイロ工業（Cyro Industries）からのCYREX
（登録商標）射出成形プラスチックである。付加的な湿
潤剤としては、親水性印刷インクおよびBSI Photolink
（登録商標）親水性表面処理剤が挙げられる。

当業者であれば、本明細書中に含まれた教示を、種々
の層に対する接着剤の塗付、種々の層の加熱接着を行う
従来の積層技術、および、本明細書中に開示された装置
の組立てに対する同様の技術と組合せることにより、本
発明に係る装置の組立て方法は自明であろう。

本発明の装置は、好適な寸法および配置形状の試験細
片に好適に作成され、視覚検査により個人使用され、ま
たは、試験細片により与えられた色示度もしくは他の表
示を測定し得る機器もしくは計器に対して使用される。
本発明の試験細片装置は個人使用の為にキット形状で提
供することも好適であり、その場合にキットは、本発明
に係る試験細片、殺菌アプリケータ、麻酔アプリケー
タ、個人の皮膚を穿刺して血液サンプルを用意する為の
鋭利物、及び、皮膚の穿刺部位に対する包帯を含むもの
となる。このキット形態で提供された場合はキットの利
便性により、個人による適切かつ着実な使用が奨励かつ
促進される。

而して、試験を行う為にはシステムもしくはキットは
必要なサプライの全てを含むのが望ましい。これは特
に、その殆どが通常活動を行う糖尿病疾患に対して好都
合である。本発明は、それ自体がキット内に十分に収納
される視認試験細片を記述している。個々にフォイルで
包装されると共に市販の使い捨ての穿刺装置と組み合わ
された細片は、血液グルコース試験を行うに必要な最小
限のサプライを提供する。キットは、試験領域を洗浄か
つ／または麻痺させるべく予備包装されたペーパータオ
ル、および、穿刺された部位を被覆する接着性包帯を選
択的に含んでも良い。完全な試験キットを提供すること
は、個人、ならびに、患者毎に全ての試験サプライを完
全に分離することが好都合である診療所もしくは訪問看
護グループに対して極めて有用である。

分析対象成分を含む体液を側方移動すると共に固形分
の側方移動を遮断する上で有利な材料の一例としては、
米国、ペンシルバニア州、マウント・ホーリー・スプリ
ングのAhlstrom Filtration Inc.から入手可能な製品番
号1661もしくは1662である、特に、全血を赤血球と実質
的に清澄された体液とに分離するセルロースおよびガラ
ス繊維マトリクスの複合材料が挙げられる。別の例は、
米国、ニューヨーク州、ニューヨーク、ポート・ワシン
トンのPall Gelman SciencesからPall Hemadyneメンブ
レンである。全血はマトリクスに注入されてマトリクス
材料内に側方に浸出する。サンプルが浸出するにつれ、
赤血球はガラス繊維もしくは他のマトリクス繊維に付着
すると共に、清澄体液は乾燥試薬が存在する試験領域に
向けて側方に移動する。試験領域内の試薬は全血の清澄
体液成分により再水和されてから、問題となるひとつ以
上の分析対象成分の存在および濃度を表示し得る。マト
リクス内に含浸された分離試薬は赤血球の分離を補助す
ると共に、実質的清澄体液が試験領域内に浸出するのを
促進する。この配置形状を上述の微量滴定装置および方
法と組合せると、正確な試験装置が生み出される。

以下に、本発明の装置の作成および使用方法の例を示
す。

実施例−−グルコース試験 実施例A:試験試薬 試薬1a 40mg MBTH−Ｓ 80mg DMAB 5mlのアセトニトリルおよび5mlの水 全ての固形分が溶解するまで撹拌する。

試薬2a 6ml水 10mg EDTAジナトリウム塩 200mgポリペプチド、低粘度（σ） 0.668gクエン酸ナトリウム 0.523gヘマトクリット値調節剤としてのクエン
酸 0.2Mアコニット酸バッファ ３％分離試薬としてのポリエチレングリコール
（PEG） 0.5％ポリクォート（Polyquart）、バインダ 2.0ml水溶された６重量％のGantrez AN−139
（GAF） 30mgセイヨワサビペルオキシダーゼ、100単位/
mg、および、 3.0グルコース酸化酵素、2000単位/ml 溶解するまで撹拌する。

試薬3a エタノールおよびアスコルビン酸を50:50とし
たpH4.0の酸化防止剤溶液、可変量。

実施例B:試験試薬 試薬1b 20ml水 420mgクエン酸（緩衝剤）。クエン酸のpHをNaO
Hにより4.25の値に調節する。

16.7mg EDTA 90mg Gantrez S95 GAFから入手可能 250mgクロテインSPA 20,500単位グルコース酸化酵素 16,200単位ペルオキシダーゼ 試薬2b 10ml水３体積部とイソプロピルアルコール７体
積部との混合物 13mg MBTH−Ｓ 40mg ANS 試薬3b エタノールとアスコルビン酸の酸化防止剤溶液
を可変量。

試験Ａ ポリエーテルスルフォン・マトリクス ポリエーテルスルフォン・メンブレン片が試薬1aによ
り均一に被覆された；過剰物は搾り取られ、材料は乾燥
された。メンブレンは次に試薬2aにより同様の方法で被
覆され、乾燥された。酸化防止剤溶液試薬3aが注入器を
用いて可変濃度で試験領域に直接的に塗付された。メン
ブレンは次に図２に示された試験装置に組立てられた。
サンプル開口に全血が注入されると共に、試験領域の各
々における指示薬応答に基づいて前方からグルコースレ
ベルが読取られた。

セルロースおよびガラス繊維 セルロースおよびガラス繊維マトリクス片が試薬1aに
より別個に被覆され、乾燥された。それは次に試薬2aに
より別個に被覆され、乾燥された。注入器を用い、酸化
防止剤溶液試薬3aが可変濃度で各試験領域に塗付され
た。メンブレンは図21に示された試験装置に組立てられ
た。サンプル開口には全血が注入されると共に、反対側
の開口からグルコースレベルが読取られた。

Pall Hemadyneメンブレン Pall Hemadyneメンブレン片が試薬1aにより一様に被
覆され、過剰な流体は搾り取られ、材料は乾燥された。
それは次に同様の方法で試薬2aにより均一に被覆され、
且つ、乾燥された。酸化防止剤溶液試薬3aが注入器を用
いて可変濃度で各試験領域別個に塗付された。サンプル
開口に対して全血が注入され、グルコースレベルが前方
から読取られた。

試験Ｂ ポリエーテルスルフォン・マトリクス ポリエーテルスルフォン・メンブレン片が試薬1bによ
り均一に被覆され、過剰物は搾り取られ、材料は乾燥さ
れた。それは次の試薬2bにより同様の手法で被覆され、
乾燥された。注入器を用いて可変濃度で酸化防止剤溶液
試薬3bが試験領域に塗付された。メンブレンは次に図２
に示された試験装置に組立てられた。サンプル開口に対
して全血が注入され、指示薬応答に基づいて前方からグ
ルコースレベルが読取られた。

セルロースおよびガラス繊維 セルロースおよびガラス繊維マトリクス片が試薬1bに
より別個に被覆され、乾燥された。それは次に試薬2bに
より別個に被覆され、乾燥された。酸化防止剤溶液試薬
3bが注入器を用いて可変濃度で各試験領域に塗付され
た。メンブレンは次に図21に示された試験装置に組立て
られた。サンプル開口に対して全血が注入されると共に
グルコースレベルが前方から読取られた。

Pall Hemadyneメンブレン Pall Hemadyneメンブレン片が試薬1bにより均一に被
覆されると共に過剰流体が搾り取られ、材料が乾燥され
た。それは次に同様の方法で試薬2bにより均一に被覆さ
れ、乾燥された。注入器を用いて可変濃度で酸化防止剤
溶液試薬3bが各試験領域に別個に塗付された。サンプル
孔に全血が注入されると共に前方からグルコースレベル
が読取られた。

乾燥化学試薬系は、上述したメンブレンと共に多くの
手法で使用され得る。この系は、複数の分析対象成分、
または、同一の分析対象成分の種々の濃度に対する視認
細片を開発すべく使用され得る。細片を計器とインタフ
ェースすると共に試験装置および計器に対して新規なイ
ンタフェースシステムを提供することにより、付加的な
改良が進められる。以下のシステムを試験装置に取入れ
て較正情報および試験開始信号を提供することが可能で
ある： ・細片上のバーコード ・磁気細片 ・計器内の接点もしくはリードスイッチとインタフェー
スしてバイナリ値、即ち、１は存在を表わし、０は非存
在を表わす値を提供する、細片の握り部におけるノッチ
もしくは磁気印刷領域。従って、次の様に16通りの設定
が細片にコード化される。

値 ノッチＡ ノッチＢ ノッチＣ ノッチＤ ０ ０ ０ ０ ０ １ １ ０ ０ ０ ２ ０ １ ０ ０ ３ １ １ ０ ０ ４ ０ ０ １ ０ ５ １ ０ １ ０ ６ ０ １ １ ０ ７ １ １ １ ０ ８ ０ ０ ０ １ ９ １ ０ ０ １ 10 ０ １ ０ １ 11 １ １ ０ １ 12 ０ ０ １ １ 13 １ ０ １ １ 14 ０ １ １ １ 15 １ １ １ １

フロントページの続き (72)発明者 ドレクスラー カレン アール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94022 ロス アルトス ヒルズラ ク レスタ ドライヴ12580 (72)発明者 ウィルソン ジェームス エヌ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94022 ロス アルトス ヒルズベント リー コート 24045 (56)参考文献 特開 平３−163361（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 33/52 C12Q 1/00 C12Q 1/54 G01N 33/48

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体サンプル内の分析対象成分の濃度を試
   験する装置であって、第１部材と、多孔性マトリクス部
   材とを具えて成り、 第１部材は、所定の容積寸法を有する開口を有してお
   り、 多孔性マトリクス部材は、前記第１部材内の前記開口と
   連接する如く配置されて、既知の容積の試験領域を画成
   し、このマトリクス部材は、前記試験領域内で、分析対
   象成分の存在を表示することのできる所定量の指示薬を
   有しており、 さらにこのマトリクス部材は、多孔性の表皮側と、全面
   に亘って均一の孔寸法を有する等方性試験側とを有して
   おり、前記表皮側は、流体内に存する固形物の通過を阻
   止することが可能であって、しかも分析対象成分を含ん
   でいる流体を試験領域に通過させる如く形成されてい
   て、分析対象成分を容積を基準としてその濃度を表示す
   る如く構成されている試験装置。
2. 【請求項２】開口を有する支持部材を具え、この支持部
   材上に、マトリクス部材を有している第１部材を装着
   し、第１部材の開口が支持部材の開口に対し少なくとも
   一部が整合関係となるように配置し、この一方の開口を
   通じて流体を受入れ可能とし、かつ他方の開口を通じて
   表示器による表示検出を可能とした請求項１記載の装
   置。
3. 【請求項３】第１部材はマトリクス部材に比し硬質であ
   り、マトリクス部材は第１部材内の開口の容積寸法にほ
   ぼ対応する所定の形状及び寸法を有してなる請求項１ま
   たは２記載の装置。
4. 【請求項４】第１部材はマトリクス部材に比し硬質であ
   り、マトリクス部材は第１部材内の開口の大きさに比し
   大であり、マトリクス部材の一部を前記開口内に配置
   し、このマトリクス部材の一部分を第１部材と支持部材
   の間で圧縮する請求項１又は２記載の装置。
5. 【請求項５】マトリクス部材はポリエーテルスルフオン
   ポリマーを有してなる請求項１ないし４の何れか１項記
   載の装置。
6. 【請求項６】第１部材内に複数の開口を有し、これら各
   開口のおのおのに連通するように配置されたマトリクス
   部材と、第１部材の複数の開口に対応する位置に複数の
   開口を設けた支持部材とを有してなる請求項１ないし５
   のいずれか１項記載の装置。
7. 【請求項７】第１部材又は支持部材に機械で読取り可能
   な参照符号を設けた請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】第１部材内の複数の開口を毛細管通路によ
   って互いに連通させ、かつ該第１部材には流体サンプル
   を受入れるように開口を設けたカバー部材を設け、この
   カバー部材の開口は、前記毛細管通路に連通して、サン
   プル流体はカバー内の開口より毛細管通路を通じて第１
   部材の互に連通している開口内に入りうる如くした請求
   項６または７記載の装置。
9. 【請求項９】請求項１の装置を用意する工程、 流体を装置に供給し、流体がマトリクス部材を透過して
   試験領域を充す如くする工程と、 表示部における表示を読取り又は測定することによって
   被検試料の表示を体積を基準として表示する工程とを具
   えてなる流体内の分析対象成分の濃度を求める流体の試
   験方法。
10. 【請求項１０】請求項２記載の装置を用意する工程、 装置の１つの側にある開口に流体を供給し、流体をして
    マトリクス部材を透過して試験領域を充填する如くする
    工程と、 装置の他の側に整列配置されている開口を通じ、被検試
    料の分析対象成分の表示を指示薬によって求め体積基準
    で試験を行う流体内の分析対象成分の濃度の試験方法。
11. 【請求項１１】請求項６の装置を用意する工程、 装置の１つの側にある開口に流体を供給し、流体をして
    マトリクス部材を透過させ、試験領域を充填する如くす
    る工程と、 装置の他方の側に整列配置されている開口を通じ、指示
    薬による表示を読出し又は測定し、これによって流体内
    の分析対象成分の濃度を体積を基準として求める流体の
    試験方法。